- 于哲;周舜民;王彬;孙艺铭;陈方;赵子龙;李贝贝;
针对当前主流Mesh自组网技术节点传输带宽不足百兆，级跳数小于10的问题，提出采用多处理器构建实现分布式多跳、高带宽低时延的无线跳频的高性能自组网节点，对节点自动化组网连接、多信道选择避让、漫游切换及低时延高带宽网络多跳实现等关键技术进行研究实现。由测试结果分析可知，在20级跳内，文中节点组网带宽损失在30%以内且带宽保持在200 Mb/s以上，时延控制在100 ms内，可以满足现实应急场景下多终端智能硬件实时进行图像、视频等大数据量信息交互对高带宽低时延网络通信的需求。
2024年05期 v.47;No.652 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1813K] [下载次数：338 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：7 ] - 李世宝;刘正达;陆锐;
随着移动物联网的发展，在移动场景下实现高速、低功耗的信息传递具有重要研究价值。反向散射通信作为一种低功耗的通信技术可以解决功耗与能量供应问题。NOMA（非正交多址接入）是实现高频谱效率的技术，基于用户之间信道增益差进行配对通信，但是当用户信道增益差过小时，会产生强干扰进而严重影响性能，而采用OMA（正交多址接入）可以降低干扰。针对移动场景中因信道增益频繁变化而导致的性能降低以及能量供应问题，构建了移动场景下反向散射混合多址系统模型，提出反向散射设备在移动场景中使用NOMA或OMA的动态阈值，以最大化复用NOMA提升速率，剩余设备则采用OMA，并在此基础上提出最佳信道增益差配对算法。仿真结果表明，在移动场景中相较于传统方法，和速率、中断概率、复用用户数都有显著提高，在小型无人机、无人船等方面具有应用价值。
2024年05期 v.47;No.652 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1549K] [下载次数：98 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郑振坤;林福民;张华福;
为解决车载天线工作带宽窄和MIMO天线低频段隔离度低等问题，提出一种应用于车载通信系统的多频宽带高隔离度的MIMO天线，其工作频段为824～960 MHz和1 710～6 000 MHz，可覆盖民用移动通信的2G/3G/4G/5G和无线局域网/车联网等频段。单极子天线单元采用弯曲、开槽等诸多技术实现多频宽带，还通过添加接地枝节来降低天线高度和提高物理稳定性；在MIMO天线设计上采用螺旋线来提高天线单元之间的隔离度。实测结果表明，天线在工作频段内的反射系数小于-10 dB，隔离度小于-20 dB，低频段增益和辐射效率略低，中高频段的增益均大于4 dBi，最高达到7 dBi，效率均高于70%，最高可以达到96%。实测数据与仿真数据具有良好的一致性，所研制的天线可满足车载天线对多频段通信和高隔离度MIMO天线的技术要求，其结构和尺寸专为安装于汽车内部中控台背面而设计。
2024年05期 v.47;No.652 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2024K] [下载次数：274 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 孙磊;丁茂;尹以雁;幸锋;李治文;张婧;张静怡;蒋金鸿;
地下室无线网络信号覆盖一直都是关系到人们感知通信的重要民生事件，但由于其空间封闭，使得室外信号难以穿透，严重影响了运营商的服务质量。文中基于入射及反弹射线法/镜像法对典型地下室环境进行建模仿真；研究了4.8 GHz频段下有车体存在和无车体存在时的电波传播特性并对数据进行处理；计算出不同距离的发射机与接收机对应的接收功率和路径损耗，并与1.9 GHz频段相应参数进行了对比，为优化网络覆盖提供了理论依据。通过研究表明，有车体存在时接收功率更大一些，5G频段相比4G频段接收功率更小一些。
2024年05期 v.47;No.652 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1558K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 杜瑾;邹坤;张义飞;
作为空空导弹设计与验证的主要手段，数字仿真技术在制导系统性能评估、抗干扰性能评估、空战对抗仿真等领域发挥着重要的作用。为解决空空导弹数字仿真试验中目标飞机机动样式单一，不能反映近距格斗过程中目标姿态的变化问题，梳理了飞机机动数学模型在导弹总体性能评估与对抗推演等方面的应用背景需求。对六自由度飞机机动简化数学模型的建设进行了分析和论证。构建了飞机作战典型机动动作库、机动动作指令生成器，实现了以较少的参数刻画不同的机动动作。在三自由度质点运动模型基础上，考虑机动过载、目标攻角、横滚角变化，建立目标机动数学模型。根据所建模型，对几种典型机动教学模型进行数字仿真。仿真结果表明，目标机动轨迹与预期吻合，能够满足导弹总体设计、对抗推演对数字仿真的需求。
2024年05期 v.47;No.652 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K] [下载次数：870 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 张茜雅;王代华;
针对目前面向人体胸腔的冲击波超压测试研究较少的问题，设计了模拟人体胸腔的圆筒形靶标，建立了一种嵌入胸腔靶标的冲击波超压存储测试系统，并对冲击波特征参数实时提取技术进行研究。测试系统由FPGA控制，选用ICP型压电式压力传感器，基于已有冲击波存储测试系统的基本功能，结合WiFi技术实现冲击波特征参数的实时提取功能，进行了实验室环境下系统功能检测和外场试验环境下的系统功能验证。结果表明，测试系统能完整记录胸腔靶标所受冲击波压力载荷的数据曲线并实时提取冲击波特征参数，为人体胸腔在冲击波压力载荷下的毁伤机理研究提供了新的手段。
2024年05期 v.47;No.652 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 王潇禾;李雪梅;廖麒;
5G高精度时间同步是作为5G基站建设的重要要求之一，但随着5G室内基站数量呈现几何级数增长，使用GNSS授时同步时钟势必会存在很多限制，比如容易受场地环境的影响无法获取卫星信号、GNSS接收机的成本突增，所以使用GNSS时钟同步技术不适合5G基站的大规模部署。文中提出一种基于OCTEON Fusion平台的GNSS+1588v2时间同步技术实现方案，其特点在于使用层次式同步，通过GNSS给一个时钟系统同步授时，被授时的时钟系统作为主时钟系统通过1588v2地面链路给下一级时钟系统授时，实现一个GNSS给多个基站同步授时。文中对现有的GNSS时钟同步授时进行分析，在此基础上提出一种基于OCTEON Fusion平台的GNSS+1588v2时间同步方案，在对此方案的同步精度和同步稳定性的测试中，时钟同步精度达到10 ns左右，同步稳定性达到10 ns以内。
2024年05期 v.47;No.652 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1523K] [下载次数：344 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ]
- 窦恩泽;杨鹏程;李小成;任拓;
包裹相位图是描述相位信息分布的二维或三维图像，广泛应用于光学干涉和计算机视觉等领域。精密齿轮齿面由于自身形状特征、加工及使用等因素影响，在激光干涉测量中包裹相位图常出现区域分布异常的条纹，导致解包裹时出现错误，极大降低了齿面形貌的测量精度。针对此问题，提出一种包裹相位图修补的解包裹方法，在PConvUNet网络中添加了深度残差模块与CBAM注意力模块用于修补相位图中质量差的包裹相位区域。实验证明，修补后的相位图能在解包裹时有效消除相位跳变点，有效提高了干涉图像处理的精度。
2024年05期 v.47;No.652 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1965K] [下载次数：139 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 阳兆哲;李跃忠;吴光文;
获得精确的姿态信息是跌倒检测的关键。文中在姿态角解算问题中提出一种基于无迹卡尔曼滤波和小波滤波的改进方法，通过Savitzky-Golay滤波器和小波滤波融合算法对加速度计以及陀螺仪数据进行降噪处理，利用降噪后的加速度数据对陀螺仪数据进行PI积分补偿，将补偿后的陀螺仪数据进行Mahony解算，其结果作为无迹卡尔曼滤波的状态信息；其次通过加速度值解算，将其结果作为无迹卡尔曼滤波的量测信息实现姿态解算。实验表明，在静态条件下，相对于常见的扩展卡尔曼滤波融合切比雪夫滤波算法，该方法使IMU传感器原始加速度计精度提高了83.3%，姿态角标准差平均减少了0.001 93，能够有效地减少随机噪声。零点漂移、高斯噪声对IMU传感器姿态角信号的影响，使跌倒检测系统在复杂的环境条件下具有较高的精度以及稳定性。
2024年05期 v.47;No.652 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K] [下载次数：1093 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 丰晓钰;王明泉;李磊磊;朱焕宇;李文波;谢绍鹏;
为了能够早些发现肺结节患者，进行有效的预防和治疗，便能够大大提升肺癌患者的生存率，针对医学CT图像肺结节分割时存在异质性，会导致分割精度降低，提出一种基于高级语义及注意力的肺结节分割模型。该模型使用VGG16作为主干网络搭建U-net模型；采用金字塔池化模块（PPM），在尽可能保留原信息的情况下，将深层信息进行加强提取，得到更加丰富的高级语义信息；同时利用CA注意力机制强化重要的特征，实现空间和通道方向上的信息整合；使用Focal Loss和Dice Loss函数解决肺结节分割中前背景不均衡和难区分的问题。实验结果显示，所提出的方法在IoU、F1分数指标上较U-net分割算法分别提高了1.33%、0.95%，有效地提升了分割精度，解决了与其他组织对比度低的问题。
2024年05期 v.47;No.652 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K] [下载次数：314 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 陈祥子;刘柏言;江高清;贠子平;
水下光学成像探测技术是水下探测技术的重要组成部分，但水下环境错综复杂，直接或间接影响到水下图像采集过程和成像质量。文中基于LabVIEW软件设计水下图像采集存储和图像增强程序，利用LabVIEW视觉与运动采集组件和存储模块进行水下图像采集存储，利用NI视觉重构器和IMAQ视觉系统模块完成水下图像的增强，从而改善水下图像的对比度、RGB亮度及伽马校正，增强水下图像成像效果。经过多次测试验证，该程序具有性能稳定，水下图像存储及增强效果显著的特点，为水下图像采集存储、增强提供了新思路。
2024年05期 v.47;No.652 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K] [下载次数：268 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赖盛英;谢鑫鑫;樊伟征;王慧琴;陈袁丰;
基于机器视觉模块OpenMV和TC264单片机，设计基于图像识别的自主迷宫寻宝小车。通过识图装置OpenMV识别藏宝图，定位宝藏坐标、识别迷宫矩阵，并通过串口发送给单片机，利用多目标A算法进行路径规划，利用陀螺仪与编码器进行实时定位，根据小车当前的坐标与宝藏坐标对比来进行小车的控制，同时使用超声波避障模块及按键等实现迷宫寻宝的任务。通过实验证明，小车系统运行流畅，各个模块之间协调配合，定位精度可达0.2 mm，判别真伪宝藏并将信息发送给单片机的时间在1～2 s，在科学性、准确性、可行性、创新性和完整性方面均有较好的表现。
2024年05期 v.47;No.652 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K] [下载次数：1811 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 张庆;苗海东;晏永;霍婷婷;李艳;
输电线路是电力系统中电能传输的关键，随着无人机技术和机器视觉的快速发展，为电力线路绝缘子识别提供了便捷。基于无人机拍摄的输电线路破损绝缘子图像识别，能有效降低人工巡检的成本和安全隐患。为了提高绝缘子识别精确度，提出一种基于图像灰度均衡化和超分辨率卷积神经网络的图像增强算法。灰度均衡化算法能够改善图像的对比度，提高图像清晰度；超分辨率卷积神经网络图像增强算法实现了图像的超分辨率重建，从而使图像清晰度更高、真实度更强。通过使用VGG16作为特征提取和分类器，结合迁移学习实现模型的训练，对增强后的彩色图像数据集进行训练，进一步提高了识别精度。在权威数据集CPLID上验证了所提出算法的有效性与高识别精度，并比较了不同算法模型的精确度，所提出的深度迁移学习算法在实际应用中能有效降低人工巡检的成本和安全隐患。
2024年05期 v.47;No.652 75-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K] [下载次数：549 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 樊石鸣;
文中提出一种基于改进的ResNet的太阳黑子图像分类方法，该方法在ResNet的基础上引入了空洞卷积和残差连接等技术，增强了训练模型的特征提取能力以及感受野。在模型训练过程中，采用交叉熵损失函数和SGD优化器进行参数优化，以提高模型的准确性和泛化能力。其中深度可分离卷积被用于替代传统的卷积操作，以减少模型的参数量和计算量。最后，在太阳黑子图像分类的公共数据集上进行实验评估。实验结果表明，提出的基于改进的ResNet模型在太阳黑子图像分类任务上表现出较高的准确率和鲁棒性，相比于传统的ResNet模型，可以取得更好的分类效果。该方法为太阳黑子图像分类提供了一种新的思路和技术方案，对于太阳活动预测和环境监测等领域具有重要意义。
2024年05期 v.47;No.652 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K] [下载次数：514 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 韩锟栋;张涛;彭玻;钟亮;吴胜波;
为解决安全帽佩戴检测中密集小目标和目标受到遮挡场景下容易产生误检和漏检的问题，提出基于改进YOLOv5安全帽佩戴检测算法。首先，在安全帽的特征信息提取过程中引入微尺度检测层，以进一步融合多尺度特征，从而获得更为丰富的特征信息；然后，将坐标注意力机制插入到所提出的改进特征融合网络中，用于提取目标的位置信息，并通过实验验证了该方法的有效性；最后利用EIOU代替CIOU损失函数，加快收敛并改善回归精度和安全帽目标检测准确性。根据实验结果可以看出，改进的YOLOv5算法对安全帽的平均检测准确率（mAP）为90.89%，比标准YOLOv5算法提升了2.25%，明显减少了误检、漏检情况，在面对密集小目标、目标被遮挡等复杂场景时，检测性能得到了有效的提升。除此之外，将改进后的YOLOv5安全帽检测算法部署到施工现场，可以展现出在密集小目标、目标被遮挡场景下更加优异的检测性能，具有很大的应用价值。
2024年05期 v.47;No.652 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K] [下载次数：1906 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：3 ] - 姚慧栋;金永;王江;李玉珠;
针对粘接件声发射（AE）信号含有噪声分量难以滤除的问题，提出一种改进ICEEMDAN的方法。该方法首先使用ICEEMDAN分解原始AE信号，并通过相关系数和能量差值的方法筛选出低频分量和高频分量；运用麻雀优化算法（SSA）优化后的改进小波阈值去噪算法对其进行去噪；最后将保留的低频分量和去噪后的高频分量重构成一个新的信号，通过实验数据对比和分析评估降噪效果。实验结果表明，相较于改进小波阈值去噪和ICEEMDAN去噪，文中提出的方法对金属与非金属粘接件AE信号的降噪效果更好，能够保护原始信号的频域信息，进而提高脱粘检测精度。
2024年05期 v.47;No.652 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K] [下载次数：629 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 丁巧;方振国;
图像在采集、传输和处理过程中，易受环境、器材及处理方法的影响，不可避免地会产生不同程度的噪声。当噪声密度超过50%时，噪点信息在图像信息中占据主导地位，一般的中值滤波、均值滤波或自适应滤波等单一滤波方式存在着消除噪声的同时滤除了图像自身细节的问题，导致图像不清晰，滤波效果较差。由此提出高密度椒盐噪声下混合滤波新方法，采取降噪、去噪、强化边缘三个层级混合滤波，最后用噪声密度达到80%的图像进行测试验证，有效地滤除了噪声，恢复了图像的细节信息，得到了很好的效果。
2024年05期 v.47;No.652 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K] [下载次数：350 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ]
- 高学壮;禹龙;田生伟;伊洋洋;张波;罗培新;
点云分析一直以来都是一个具有挑战性的问题，主要是因为点云数据的非结构化特性所致。为了解决这个问题，RepSurf基于PointNet++提出了一种多曲面表示局部点云特征的方法。然而，RepSurf中的集合抽象层仅通过一个MLP学习局部特征，这远远不够。为此，引入了两个模块，即倒置残差模块和注意力模块。这两个简单但有效的即插即用模块可以更好地学习局部特征。倒置残差模块通过添加更多的MLP层，丰富了特征提取过程；而注意力模块则包括通道注意力和空间注意力，更加关注关键点特征的学习，使得学习到的特征更具代表性。在公共基准数据集S3DIS上评估了文中的方法，在语义分割任务中mIoU指标达到72.3%，比RepSurf高出2.5%。
2024年05期 v.47;No.652 143-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1453K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 王羚;李金龙;罗林;高晓蓉;
在实际工业应用中，线阵相机在被测物体运动速度快、拍摄视场范围广以及精度要求高的场景下比面阵相机更具优势，并且将二维图像数据与三维点云数据相结合能使信息量更丰富，能更好地还原真实场景。为提高在工业应用场景下的双模态数据的结合精度，提出一种动态双模态线阵相机的联合标定方法，该方法能实现简便快捷的2D线扫相机与3D线扫相机之间的联合标定。实验结果表明，该算法能以较小计算量实现高精度双模态双线扫相机的联合标定。
2024年05期 v.47;No.652 148-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K] [下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 胡粒琪;曾维;陈才华;张鹏;王艺儒;李铜;
针对巡检机器人在动态场景下路径规划存在非全局最优、路径不平滑及局部避障效果不佳的问题，提出一种将改进D*Lite算法和人工势场法融合的算法。首先优化D*Lite算法启发代价函数，提升规划效率，并引入Dubins曲线平滑生成的全局路径；其次改进人工势场法势场函数并添加随机半径扰动点，解决局部碰撞问题，提高避障性能；最后将两种优化算法有效融合，实现全局规划和局部避障。仿真实验结果表明，相较于单一D*Lite算法，融合算法在路径长度、时间花销、路径拐点及扩展节点数方面均表现更优，能在确保全局路径最优的情况下有效避障。
2024年05期 v.47;No.652 155-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K] [下载次数：659 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] - 潘于;田映辉;张伟;杨建磊;申奇;
为了实现人工智能和高性能计算在不同应用领域下的快速运算，需借助人工智能加速器（NPU）或者通用图形处理器（GPGPU）对其进行加速。由于矩阵运算是人工智能和高性能计算的核心运算，文中提出一种节省资源的矩阵运算单元架构的实现方案。通过对矩阵运算单元中每个子运算单元中的乘法器和加法器数量进行扩展，并将输入数据按行列广播到矩阵运算单元上的各个子运算单元可实现对矩阵运算的加速。通过利用PE矩阵之间的数据共享，采用新型的PE矩阵互联方案，可达到在减少带宽资源的同时提升算力的目的。与现有NPU或GPGPU的矩阵运算实现方案相比，所提方案使用更少的加法器和寄存器即可实现相同的算力，且在更低的时钟延迟和带宽消耗下即可完成对相同规模矩阵运算的加速。
2024年05期 v.47;No.652 160-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] [下载次数：183 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周小平;
射频滤波器作为具备信号筛选功能的射频器件，对现代通信系统而言具有举足轻重的地位。随着通信技术的不断更新迭代，要求射频滤波器具有小型化以及低成本的特点。目前，利用半导体工艺可制作尺寸极小且性能佳的芯片级滤波器，但研发成本普遍过高。文中使用薄膜工艺，通过对滤波器的结构、材料、性能指标进行综合考量，设计了一款适用于点频源、跳频源模块中使用的微带点频滤波器。通过仿真软件HFSS进行建模仿真并对加工工艺进行误差分析，成功得到了一款通带在12 GHz±15 MHz的微带点频滤波器，其尺寸为2.5 mm×3.5 mm×0.127 mm。测试结果表明，性能曲线达到设计指标，成功验证了设计的可行性。
2024年05期 v.47;No.652 167-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K] [下载次数：208 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 李强;庄莉;赵峰;王秋琳;张晓东;
知识图谱可辅助现场人员处理配电网运行过程中积累的海量异构文本，挖掘高价值运行信息。针对知识图谱构建需求人工标注成本过高的问题，提出一种基于知识增强的远程监督关系抽取方法。利用GloVe编码与Bi-GRU网络对配电网运行语料库的句包进行向量表征；同时，新增外部知识增强模块，通过Attention-GCN模型获取编码文本的句法结构以及非线性关系，实现低成本的关系抽取，解决传统远程监督学习存在的长尾分布及噪声问题，提升关系抽取精度。实验结果表明，该方法在配电网运行信息关系抽取任务中表现优秀，相较于主流模型在精确率上提升6%。
2024年05期 v.47;No.652 171-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]