电子与信息器件

  • 基于多边法的多轴转台相交度测量方法

    陈雨婷;薛梓;谢胜龙;邹伟;朱进;肖美梁;

    随着导航、光电跟测和飞行仿真等技术的飞速发展,对多轴转台的测量精度要求越来越高。轴线相交度是多轴转台重要的技术指标,为此,提出一种基于多边法的激光跟踪干涉仪测量多轴转台相交度的方法。该方法首先对激光跟踪干涉仪位置进行自标定,构建坐标系;其次将靶球依次安装于双轴转台(方位轴和俯仰轴)的测量平面,利用多台激光跟踪干涉仪跟踪靶球,分别测量两轴的转动轨迹,采用最小二乘法对获取的轨迹进行拟合,通过所有轨迹点建立双轴转台回转轴线相交度的求解方程,以实现其相交度测量;最后重点分析了测量方法的主要误差来源,对测量不确定度进行评价。实验表明:所提方法相较传统测量方法测量误差更小,减小了动态测量盲区,无需辅助工件,且不受轴数限制,能够无接触、高精度测量。

    2023年24期 v.46;No.647 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K]
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  • 拟流场法在高水位污水管道渗漏检测中的应用研究

    王永涛;邵春;

    针对目前高水位污水管道裂缝无法检测的问题,文中设计一种基于拟流场法的管道渗漏检测系统,给出了硬件电路整体设计框图和高精度数据采集电路原理图,详细阐述了系统软件设计方案和实现过程。工程现场测试时,对于同一段管道,采用成熟的管道机器人视频法与所设计方法进行对比检测,验证拟流场法的可靠性和优越性。结果表明:拟流场法渗漏检测系统在测试管段共检测出管道缺陷21个,其中大型缺陷2个,中型缺陷11个,小型缺陷8个,裂缝缺陷总长度为0.306 m,占管道总长度比例为1.38%,检测结果可为污水管道的养护提供技术支撑。所设计系统检测成本低、速度快,具有良好的市场应用价值。

    2023年24期 v.46;No.647 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1574K]
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  • 水声传感器调理电路设计

    林骏桥;马淑欣;王旭光;

    由于水下环境极其恶劣且水声传感器输出信号微弱,在传输微弱信号时又常常受到其他信号的干扰而不能直接用于后级采集电路,因此需要对水声传感器的输出信号进行一系列处理。设计一种水声传感器调理电路,主要包括前置放大电路、滤波电路、单端转差分电路。该电路采用了低功耗、极低噪声、超低偏置电流的高速仪表放大器AD8421和低功耗、低噪声、低偏置电流的运算放大器AD8022,其中滤波电路由四阶有源SK高通滤波器与二阶有源MFB低通滤波器级联构成。仿真和测试结果表明,该电路可实现固定增益为20 dB,较宽的通频带100 Hz~500 kHz,截止频率处的衰减小于1 dB,短路等效输入噪声不大于2μVrms。该电路的噪声性能较一般信号调理电路更优异且电路结构更简单,可以灵活运用于微弱信号的采集和处理。

    2023年24期 v.46;No.647 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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  • GaN器件阈值电压漂移特性的研究

    鲁金科;赵浩;杜伟兮;

    氮化镓(GaN)器件的阈值电压V_(TH)漂移是栅极可靠性问题之一,但常用的栅极电压扫描测试方法复杂,应力长期作用下的V_(TH)漂移特性尚不明确。文中基于恒流注入法测量V_(TH),设计测量所需的mA级恒流源,使用微处理器采集数据,设计输出幅值可调的驱动电路用于GaN器件栅极加速老化;研究温度和不同类型的栅极电压应力长时间作用时V_(TH)的漂移特性。结果表明:随着器件温度的升高,V_(TH)仅表现出正向漂移,温度由25℃增加至125℃,增量为100℃引起的漂移量可达0.22 V;恒压应力下,V_(TH)的漂移方向与应力幅值V_(G_Stress)有关,3 V≤V_(G_Stress)<5 V时,V_(TH)正漂移,5 V≤V_(G_Stress)≤7 V时,V_(TH)负漂移,V_(G_Stress)=7 V时漂移量达到-0.39 V;动态应力下,V_(TH)仅表现出负漂移,较低频率f的应力引起的漂移更为显著,f=100 kHz时的漂移量达到-0.4 V。GaN器件V_(TH)漂移现象显著,因此有必要通过优化芯片设计与制造工艺等手段抑制V_(TH)漂移,提高GaN功率器件栅极可靠性。

    2023年24期 v.46;No.647 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
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  • 噪声环境中的双声道音频回波抵消模型构建

    武田甜;李静;

    为提升远端说话人员的分辨率,保证真实空间化听觉感受效果,构建一种噪声环境中的双声道音频回波抵消模型。该模型以子带自适应滤波器组为核心分解音频信号,使其形成若干个子频带信号;在子带域内计算噪声干扰阈值,依据阈值的计算结果并结合人耳听觉特性,叠加独立分布白噪声,实现各个子带的回波抵消。在此基础上,引入步长补偿因子和反馈控制理念改进最小均方算法,优化滤波器组参数,提升双声道音频回波抵消效果。测试结果表明:所设计模型可有效处理音频信号中的噪声信号,抵消后的音频信号信噪比均在3.5 dB以上,音频信号的振幅误差均在0.2 V以下,能够提升远端人员说话的分辨率,保证音频质量。

    2023年24期 v.46;No.647 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K]
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  • 基于电磁频谱检测的无线电测量技术实验实训教学方法研究

    陈真佳;褚松坤;苏婷;

    无线电测量技术课程是高等院校中电子信息工程、通信工程等电子信息类专业的一门专业课程。电磁频谱资源是十分重要的资源,无线电监测与管理、电磁频谱资源合理管控是国家发展的战略目标,它的应用遍及各个行业,在军事、民用等领域均具有非常重要的作用。针对无线电测量技术课程实践性较强的特点,在保证课堂教学的基础上研究无线电测量技术课程的实验实训教学方法。结合嵌入式系统与开源的软件无线电设备构建便携式、高性价比的移动电磁频谱检测终端设备。基于电磁频谱检测方法与频谱数据可视化平台,保证设备全覆盖,让学生近距离观测“不可见”的无线电信号。结合设备接口规范与计算机网络技术将专业仪器设备的硬件资源线上共享,构建基于电磁频谱检测的无线电测量技术实验教学系统。

    2023年24期 v.46;No.647 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
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  • 电子定量包装秤自动化二次校准系统设计

    程林;

    为了自动化校准包装秤读数,提升电子定量包装秤应用价值,设计一种电子定量包装秤自动化二次校准系统。由计算机发出控制指令,控制电子定量包装秤校准器,检测其输出重量值,并通过标准器将输出的重量值发送给包装秤,待其读数稳定,继续由计算机发送指令,控制摄像机采集包装秤显示图像;然后采用网络通信模块将图像发送至校准中心数据预处理模块,实施中值滤波去噪,并由计量校准模块调用去噪后图像数据,通过基于机器视觉的读数校准技术自动化校准电子定量包装秤读数结果,完成二次校准。实验结果表明,所设计系统可实现电子定量包装秤自动化二次校准,能够有效确保电子定量包装秤称量的准确性,在电子定量包装秤自动化二次校准工作中具有显著优势。

    2023年24期 v.46;No.647 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K]
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  • 基于ICEEMDAN-ICSSA-CKELM-TCCA的短期风电功率预测研究

    韦权;汤占军;贺建峰;

    为了提高风电功率预测的准确性,基于信号分解、优化算法和误差修正,提出一种ICEEMDAN-ICSSA-CKELMTCCA的风电功率预测组合模型。首先采用改进的带自适应噪声的完全集成经验模式分解(ICEEMDAN)和样本熵原理,对原始功率序列进行分解和重构,得到更适合提取特征的新序列。然后,建立包含Poly核函数、RBF核函数的组合核极限学习机(CKELM)对新的序列进行初步预测,并利用融合了Tent混沌映射、动态惯性权重和自适应t变异策略的改进混沌麻雀搜索算法(ICSSA)对其参数进行优化,提升CKELM预测性能。最后将时间卷积网络(TCN)与高效通道注意力机制(ECA)组合搭建为TCCA模型,对初步预测结果进行修正。以中国云南省某风电场的数据为例进行多组实验,结果表明该模型针对风电功率具有较高的预测精度。

    2023年24期 v.46;No.647 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1687K]
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  • 基于单片机的多功能视力保护仪设计

    祖一康;徐妙婧;

    为了有效保护青少年视力,降低近视率,设计一种多功能视力保护仪。该视力保护仪以STC89C52单片机为控制器,通过HC-SR04超声波模块测量距离;采用光敏电阻检测光线,并通过ADC0832转换为数字量;利用单片机内部定时器实现学习时间定时功能;设计LCD1602显示电路实时显示距离、光线强弱以及学习时间;采用WT588D语音模块实现语音提醒功能,当距离小于设定值、光线大于或小于上下限设定值时发出语音提醒;设计按键电路实现距离、光线和学习时间的设定;还可通过蓝牙通信将信息传输到手机APP,便于家长远程监督。另外,进行视力保护仪的硬件和软件设计,并通过实验进行运行测试。实验结果表明,所设计的视力保护仪达到了预期效果,能够实现视力保护,且结构简单、操作方便,具有广阔的市场前景。

    2023年24期 v.46;No.647 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K]
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  • 基于SPBO-RF的飞跨型逆变器故障诊断

    郝通;帕孜来·马合木提;李高原;

    开关管故障在并网逆变器中普遍存在,然而现阶段对开关管的故障诊断率低,在检测精度方面仍有提升空间,基于此,提出一种故障特征识别方法。该方法利用经验模态分解(EMD)算法进行故障特征提取,然后用学生心理优化算法(SPBO)优化随机森林(RF)的树深和树数目两个重要的超参数来进行故障特征识别。该方法兼具SPBO和RF的优点,可进行多管故障诊断并提高收敛速度和精度。最终仿真结果表明,所提方法的故障诊断率可达98%,对比其他方法,所提方法具有更好的诊断效果,验证了所提算法的有效性。

    2023年24期 v.46;No.647 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K]
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  • 基于电阻抗成像的立木无损检测系统

    左瑞雪;韩仲鑫;

    为及时监测树木内部结构状态,提出一种基于电阻抗成像理论的活立木无损检测方法,设计一种16电极的数据采集系统。该系统以LabVIEW程序控制数据采集卡为核心,使用NI公司的USB-6361数据采集卡产生正弦交流电压信号,再将其输入压控电流源电路转换为电流激励信号。激励信号循环注入到立木表面的16个电极中,按照相邻激励-相邻测量的方式采集立木边界电压。然后,利用仪器仪表放大电路、可编程增益二级放大电路、高通滤波电路对采集的信号进行处理,以达到放大和滤波的目的。最后,通过数据采集卡模数转换后将数据上传到计算机端,采用敏感矩阵算法实现图像重建。实验结果表明,所设计系统在激励频率为1~20 kHz时,可以有效地识别立木中空洞的位置,并反映出空洞的相对尺寸和大致轮廓,能够实现基于电阻抗成像的立木无损检测。

    2023年24期 v.46;No.647 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1610K]
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计算机科学与应用

  • 基于背景先验点的Photoshop交互式图像自动降噪处理研究

    谢陈梅;黄炜;

    为了降低Photoshop图像交互过程中产生的噪点,改善图像清晰度,提出一种基于背景先验点的Photoshop交互式图像自动降噪处理方法。计算输入图像的每个超像素显著值,分割非重叠小区域,保证每个区域都具有显著值;通过区域显著值确定Photoshop交互式图像背景先验点,为图像自动降噪提供位置。计算Photoshop交互式图像的分布方差,考虑噪声模型加1修正,获取修正后的图像噪声模型;再寻找图像相似块,计算任意两个小片a、b之间的欧氏距离,将噪声图像中的噪声点宽度实际极值对应的位置设定为背景先验点,避免陷入局部极值点。最后,对像素矩阵进行3D变换处理,获取降噪3D块像素矩阵,按照降噪图像匹配相似块的方法匹配含噪图像的相似块,经过二次降噪后得到最终降噪图像。实验结果表明,所提方法最小峰值信噪比为42 dB,获取的降噪图像无噪点且整体清晰,视觉效果有明显提高。

    2023年24期 v.46;No.647 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
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  • 自动移液系统的设计与实现

    杜胜宇;赵子恺;饶宾期;黄哲;王栋益;

    针对化学分析和生物医学实验中的移液过程仍然需要人工操作,导致效率低下且样品容易受到污染的问题,提出一种基于ESP32主控方案、步进电机组、移液枪、扫码器和安卓上位机的全自动移液系统。采用双主控模式实现扫码部分和移液部分控制的分离,并独立接收安卓上位机下发的指令,在完成扫码和移液操作后分别上报二维码信息和移液信息。安卓上位机实现对整个嵌入式系统的逻辑控制和人机交互,是自动移液系统的信息中心,其将接收到的二维码信息和移液信息整合成一条完整的工单,在人机界面中展示并保存。实验测试结果表明,所设计系统运行稳定,二维码识读快速、精确,移液精度能够达到要求,实现了移液和扫码的自动化,极大地提高了移液过程的效率,同时降低了人工操作污染样本液体的风险。

    2023年24期 v.46;No.647 71-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1899K]
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  • 基于神经网络的语音信号识别与分类

    薛雅洁;贺红霞;杨祎;

    针对基于深度神经网络的端对端的语音识别技术展开研究,通过深度全序列卷积神经网络(DFCNN)声学模型和Transformer语言模型搭建一种端对端的语音识别系统。该系统完成对模型及数据的训练,实现对多字符中文语音的识别,并对隐马尔可夫语音识别方法和深度神经网络下的语音识别方法的系统搭建难度、原理差异和识别精确度进行对比研究。仿真结果表明,所提方法能够实现对连续多字符中文语音的有效识别,识别正确率在90%以上。

    2023年24期 v.46;No.647 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K]
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  • 基于视野域的快速动态路径规划

    钟志峰;周霖;柯伟;

    针对目前蚁群算法在路径规划策略中存在的易陷入凹陷、迭代时间长、转角多、避碰时等待时间长等缺点,提出了一种基于视野域的动态快速路径规划的蚁群算法。首先,采用栅格填充法对建立的栅格图中复杂形状障碍物存在的过多凹陷进行填充;其次,采用改进的负反馈的蚁群算法来减少蚁群在无法找到有效终点方向的后续搜索;再次,模拟给蚂蚁加上视觉以便在特定区域搜索而减少过多的转折点,从而更快速地找出最优路径。同时,在行走过程中若存在障碍物动态变化,则结合动态窗口算法重新规划局部的最优路径。实验表明采用该规划算法可使路径长度减少11%,转角和行走时间减少45.4%和32.3%。所以该智能算法能够为机器在动态环境的自主规划与导航中提供一种可行的解决方法。

    2023年24期 v.46;No.647 85-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1795K]
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  • 基于国密的P2P数据开放共享平台设计与实现

    谷蒙蒙;叶展翔;

    在数字化时代,海量的数据在流转中才能创造更多的价值,但在挖掘信息价值的同时也会带来各种数据泄露的风险。如何有效地进行数据安全防控已成为国家、单位和个人所面临的严峻挑战。为此,文中设计一种基于国密的P2P数据开放共享平台。该平台通过P2P模式进行组网,满足网络节点之间自愿发布共享数据、平等存储共享数据、点对点传输共享数据的需求。与传统的C/S模式相比,所设计平台具有去中心化、扩展性强、维护成本低等优势,且通过采用混合国密算法方案,在传输过程中能够保障数据的机密性、完整性及不可否认性。

    2023年24期 v.46;No.647 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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  • 冷链温度在线计量的不确定度动态评定

    周易明;程银宝;郑重;江文松;李亚茹;张佳璇;

    温度测量过程具有时变性、随机性以及自相关性的特点,传统的不确定度评定方法并不适用。针对冷链温度在线计量的不确定度动态评定这一难点,提出一种结合马尔科夫链蒙特卡洛的数据融合贝叶斯估计方法。按历史数据设定先验分布,对当前样本数据应用最大似然估计方法获得似然函数,以先验分布和似然函数的联合概率密度函数为状态转移函数构造马氏链,并使用Metropolis-Hastings算法进行抽样,以抽样后的结果作为该次评定结果及下次评定的先验信息,实现信息的继承与更新。分别使用GUM法、传统贝叶斯不确定度评定方法和所提方法对冷库工况下温度测量数据进行评价。结果表明所提方法较传统贝叶斯方法改善了41.67%,且精准度更高、稳定性更好,有助于提高测量结果价值和实现动态不确定度评定。

    2023年24期 v.46;No.647 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K]
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能源技术

  • 基于DGA与IGWO-WELM的变压器不平衡故障诊断研究

    雷家浩;包永强;钱玉军;姜丹琪;王森林;

    针对变压器故障诊断精度较低的问题,提出一种改进的灰狼算法(IGWO)与加权极限学习机(WELM)的变压器不平衡故障诊断模型。首先,基于油中气体分析(DGA)技术,结合无编码方法将变压器的7种特征量作为可视输入;然后,采用Logistic混沌映射、云模型惯性权重对灰狼算法(GWO)进行改进;最后利用IGWO对WELM的相关参数进行迭代优化,并利用IGWO-WELM故障诊断模型对变压器进行故障诊断。试验结果表明:提出模型的G-mean平均值为96.06%,比GWO-WELM、GA-WELM、PSO-WELM和WELM分别高10.96%、12.92%、1.08%和18.41%;误报率平均值为12.28%,也明显低于其他4种模型。

    2023年24期 v.46;No.647 105-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K]
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  • 基于内核时变回归模型的电能预测分析与研究

    田野;王大鹏;刘荣权;钟佳晨;

    为实现“双碳”发展目标和满足新型电力系统应用需求,亟需对用电进行精准预测。为了应对周期长、变化幅度大的数据,将KTR模型应用于电能负荷预测的实际场景中。该模型在时变系数回归的方法上进行改进,能够应对较长的时间序列,避免出现过拟合的情况;以及根据不同数据变化情况自适应地使用不同的核函数,保证模型学习与数据特征匹配。实验结果表明,使用通过最佳参数构建的KTR模型进行预测,其总体的电能负荷数据预测值和原始值的SMAPE为8.46%。此外,将文中方法与Prophet和SARIMA模型预测结果进行了对比,结果表明,文中方法的预测精度比另外两种模型分别高2.57%和9.23%,验证了该方法电能预测的准确性。

    2023年24期 v.46;No.647 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K]
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激光与红外技术

  • 基于拍频法的激光器数字化频率跟踪

    程晋亮;林平卫;齐苗苗;王海龙;石浩;陈华才;

    为了在光纤双向时频传递系统往返链路中实现同波长传输,提出一种基于拍频法的激光器数字化频率跟踪技术,用于锁定系统中主、从两台分布式反馈激光器的频率。首先,采用光耦合器对两路激光信号进行合束,耦合后的合成光经拍频探测得到10 MHz的光学拍频信号;其次,将该信号和10 MHz正弦波信号进行混频并滤波后得到电学拍频信号,再对该电信号进行采样并由算法处理得到反馈电压值;最后以电流调谐的方式调节从激光器的波长,使其与主激光器的波长保持一致。实验结果表明:实验室50 km光纤时频传递系统连续运行60 h后时间同步百秒时差优于8 ps,相比未使用该技术的系统时间同步精度提高约36 ps。所提方案能够实现低成本激光器的频率跟踪,跟踪效果满足往返链路双向时延对称性要求。

    2023年24期 v.46;No.647 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1533K]
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前沿交叉科学

  • 多载波汇聚技术在超长距离海陆微波上的应用

    杨晋宁;车永辉;许贺;

    提出一种多载波物理层链路汇聚自适应带宽控制技术(MC-ABC)的超长距离海陆微波系统,并在陆地和海洋各选取一个地点进行安装。经过实际现场安装测试结果证实,该系统能成功地解决海上石油勘探、开发领域在使用超长距离海陆微波系统进行信号传输时,存在的由多径反射和折射造成的信号深度衰减问题,并且能大幅度提升海上油气田现有计算机网络的通信带宽和使用效率。相比传统微波通信技术,所设计的多载波链路汇聚的超长距离海陆微波系统具有传输距离远、可靠性高、传输带宽大、网络延时小、使用效率高等优点,在实际测试中取得了良好的效果,此应用在国内海洋石油勘探开发领域尚属首次。

    2023年24期 v.46;No.647 121-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K]
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  • 基于数据库的信息处理系统研发与设计

    段辉;张凯;

    随着大数据技术的发展,对读者阅读行为进行科学的数据分析并搭建相应的可视化系统,实现不同读者信息形象化、个性化服务尤为重要。文中基于B/S结构,在工厂模式的基础上搭建Spring Boot框架,运用slf4j、Java以及数据库等设计个人阅读信息系统。系统分别对不同年龄读者借阅量、各类型图书借阅量、不同年龄借阅占比等数据进行统计,并将其以可视化的方式呈现,进而明确读者需求,提供精准服务,提升读者满意度。多次实验结果表明,所设计系统能对读者行为进行有效的数据分析,把握读者行为趋势,为读者打造一个更加个性化的服务体系。

    2023年24期 v.46;No.647 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K]
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  • 基于参数修正的水中目标声学参数数值模拟

    林敏;

    水中声波传播速度较快且衰减较慢,声波传播路径会受到水体的折射和反射影响,导致水中目标声学的频率响应和衰减特性存在较大差异。为提升传统水中目标声学参数数值模拟方法的综合性能,提出一种基于参数修正的水中目标声学参数数值模拟方法。在频率和临界频带转换的基础上,计算水中目标声学特性响度值;根据频谱响应对总响应度加权积分结果,利用K-均值聚类方法修正水中目标声学特征参数。采用拉氏算法建立矩阵方程,将含有阻尼的弹性结构振动方程进行离散化处理,提高数值模拟计算算力。利用有限元构建前置处理模块、有限元分析计算模块、后置处理模块,完成水中目标声学参数的数值模拟。仿真实验结果表明,与传统方法相比,所提方法的数值模拟精度较高,模拟效果更好,具有较强的实用性。

    2023年24期 v.46;No.647 131-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K]
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  • 基于深度学习的桥梁裂缝的智能识别与分类

    彭家旭;顾亦然;

    桥梁裂缝检测是桥梁养护作业中的一项重要工作,但目前的裂缝检测效率和质量仍有待提高,难以满足未来大量桥梁检测的任务需求。为解决传统检测存在的桥梁裂缝识别效率低、效果不佳等问题,提出一种基于深度学习YOLOv5s的改进算法,实现对桥梁裂缝的识别与分类。对数据集进行分割与数据增强处理,再采用Labelimg图像标注软件制作裂缝分割模型训练数据集,构建自注意力机制(CBAM)增强模型。实验结果表明,所提出的裂缝检测模型能够实现对桥梁裂缝高精度、高效率、智能化的检测,具有较强的研究价值和广泛的应用前景。

    2023年24期 v.46;No.647 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K]
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  • 基于表情识别的课堂专注度实时反馈系统设计与实现

    周新一;应文豪;龚声蓉;

    针对线上课堂教师无法及时掌握学生动态致使教学质量不佳的问题,文章借助深度学习中的表情识别技术研究,设计一种课堂专注度反馈系统,实现课堂考勤、课堂学勤分析、学业预警等功能。提出将学业情绪的外显表情与模糊综合评价相结合的专注度评估方法,实时采集课堂表情数据并以多种可视化方式将课堂专注度评分实时地向教师和学生反馈。对于课堂专注度不高的学生,系统将实时提醒,并阶段性反馈给教师;教师通过系统反馈了解个体学生和整体学生的上课状态,从而调整教学方式;此外,教师通过课后分析学生课堂历史动态信息,进行个性化教学和自我教学回顾。实验结果表明,所设计的在线课堂专注度反馈系统能准确获得数据信息并实时反馈,从而对学生课堂专注度进行掌握跟踪,让在线教学更逼近于真实的课堂场景,最终取得更好的教学效果。

    2023年24期 v.46;No.647 141-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K]
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  • 基于深度学习理论雷达图像中对流云区识别算法的研究

    闫军;王新舒;韩旭日;

    为解决对流性天气系统影响对流云区域的自动识别及分割问题,将深度学习理论用于天气雷达探测特征天气系统领域,提出一种对流云区识别算法。首先,将雷达基数据坐标转换算法以极坐标存储的原始数据转化为地理坐标,利用四线插值算法补足探测盲点,建立完整的三维数据场,结合算法需要生成垂直最大回波强度显示分析产品,标注后形成实验数据集;其次,建立U-Net网络架构的算法模型,经过训练和调参的实验过程,找到识别效果最佳的模型网络组成;最后,通过系列评价指标获取识别分割效果的统计数值支撑。实验结果表明,文中方法能够准确地识别并分割出对流云区域,特别是相对面积较大的区域。

    2023年24期 v.46;No.647 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K]
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  • 基于随机森林算法高分土壤湿度产品的构建与评估

    朱宏武;罗丹;朱亮;贺炜;

    以湖南地区干旱精细化监测业务需求为牵引,基于多源卫星遥感、实时地面观测、中国气象局模式等资料,应用随机森林学习算法,建立土壤湿度因子与降水、地温、地表反照率、蒸发、植被覆盖等多种卫星遥感影响因子的降尺度模型,研制一种高分辨率土壤湿度产品(1 km×1 km)。对建模形成的高分辨率产品进行评估,结果表明,该产品能够很好地模拟湖南地区0~10 cm土壤湿度时空变化,平均偏差为-0.01 m~3/m~3,相关系数为0.9,在旱情较重的夏秋季准确性较高。所研制产品能够为农业干旱精细化监测提供可行性方案,对于地广人稀且监测站点相对较少的地区有广阔的应用前景。

    2023年24期 v.46;No.647 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K]
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  • 融合标签关联的隐空间数据增强多标签文本分类方法

    苗育华;李格格;线岩团;

    多标签文本分类是自然语言处理中文本分类任务的一个分支。目前单标签的文本分类算法已经较为成熟,但是多标签文本分类仍是一项重要而且有挑战的任务。在多标签文本分类任务中,标签之间往往存在关联,但各类标签在样本数量上存在较为严重的不平衡问题。为此,文中提出一种利用标签之间的先验知识,在隐空间中进行数据增强的方法,缓解多标签文本分类数据不平衡造成的模型过拟合及泛化能力差的问题。所提方法可适用于不同的神经网络模型,在多个开放数据集上的实验结果表明,该方法可以有效提升多标签文本分类的性能,对少样本类别的预测性能提升显著,对于多样本类别的预测性能也可以达到很好的效果。

    2023年24期 v.46;No.647 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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  • 一种面向图情信息的快速检索优化算法

    徐继维;

    为了提升大数据背景下数字图书信息的检索效率,文中对图书信息的检索业务流程进行了梳理,并针对信息标注时准确率低的问题展开了研究。通过引入图像、文本和用户三个维度的相似度,寻找待标注信息和数据库已有信息的关联性,使得新的图书信息可以快速写入现有数据库。此外,为解决该方法在现有数据库中无相似信息时识别率低的问题,采用了RCNN深度学习网络先将信息划分为主体区域和多个次要区域,再通过不同结构的深度学习网络对不同区域进行特征提取,在提升算法训练效率的同时,也提升了特征提取的准确率。基于某数字馆藏图书信息数据集进行的仿真验证结果表明,文中引入的相似度指标与标注的准确率呈正相关,算法相较于现有的OTC、Mop-CNN、ImageNet-CNN等人工智能网络,准确率分别提升了0.372、0.093和0.201。

    2023年24期 v.46;No.647 165-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K]
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人工智能

  • 智能集成制动系统的硬件在环测试

    符峥;王学影;范伟军;张霖成;

    针对智能集成制动系统在研发测试阶段使用实车测试时整改成本高、周期较长、复现性差的问题,通过分析智能集成制动系统的结构和原理,建立整车的数学模型,设计一套基于NI VeriStand硬件在环系统的智能集成制动系统实时仿真测试平台,通过搭建车辆的实时仿真模型代替实际车辆对控制器进行实时仿真测试。通过基础制动测试,完成了助力器的建压能力以及基本运行逻辑的检测;通过完成相应条件激活ABS、TCS功能,检测特殊工况下制动系统在各个轮端的建压情况。测试结果表明:在车间环境下,测试系统依然能够高效地验证智能集成制动系统的控制逻辑和策略,为车辆制动控制器的开发提供了安全高效的测试手段,使得验证测试流程更加完备。

    2023年24期 v.46;No.647 170-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1735K]
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  • 智能装配生产诱导监测工作台关键技术研究

    冯瑶;廖敏;公茂震;张凌云;

    针对传统装配工作台存在的装配效率低、装配质量一致性差等问题,在传统装配工作台的基础上,研究了智能装配生产诱导监测工作台系统架构、工作台组成、电气控制系统、智能装配诱导监测系统软件设计等关键技术,以及工作台、电气控制系统和智能装配诱导监测系统三者之间的关系。工作台采用模块化设计,电气控制系统采用主从结构。重点对智能装配监测系统软件进行研究,包括系统功能设计、Kinect体感仪在智能装配生产过程中的应用研究、系统框架及功能界面等。智能装配生产诱导监测工作台可实现产品装配工艺配置、三维装配工艺动画指导、装配生产过程诱导、无纸化操作、装配过程质量数据自动采集、操作人员管理等智能装配诱导监测功能,同时提供其他系统集成接口。实验结果表明,与传统装配工作台相比,智能装配生产诱导监测工作台能够大大提高装配效率和装配质量,具有良好的应用前景。

    2023年24期 v.46;No.647 177-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1757K]
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  • 基于Arduino的文件自动装订装置设计

    杨玉林;赵家松;杨争钢;潘钰;

    目前批量打印的文件大部分仍需要人工进行装订,为此,文中设计了一款基于Arduino Nano开发板作为主控制器的文件自动装订装置,能够作为打印机的辅助功能设备。介绍了文件自动装订的机械结构以及系统硬件电路结构,根据装订工作的要求对硬件电路和控制程序进行了设计,阐述了相关元器件的选择、工作原理以及控制方式。实际应用表明,该装置能够通过对激光头传感器和光敏电阻传感器的检测,准确实现15张A4纸及以内的计数,并完成自动装订,最后运送装订好的文件到指定位置。使用该装置可以节省人力资源,解决了人工装订效率低、成本高等问题。

    2023年24期 v.46;No.647 183-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
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