- 刘婷;陈博;柳钰;薛小庆;郗艳华;张玉叶;
文中提出一种利用偏振调制器（PolM）提高系统无杂散动态范围（SFDR）的方案，并进行了仿真验证。实现线性优化的原理是通过对微波光子链路中上下两路光载波进行完全抑制和部分抑制，使生成不同来源的三阶交调失真（IMD3）在电域实现自抵消。仿真结果表明，IMD3的抑制比可达到61.9 dB，系统的三阶无杂散动态范围可达到107 dB·Hz2∕3。该方案具有结构简单、实施难度低、大工作带宽和大动态范围的优势，在宽带无线通信、雷达、电子战系统中具有较大的应用潜力。
2024年11期 v.47;No.658 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高睿;王霄;徐凌桦;
针对灾害场景下的多无人机协同部署问题，提出一种基于遗传-拟牛顿算法的无人机节能部署与数据传输优化方法。首先提取无人机信道、路径损耗、连通率和覆盖率特征，将多无人机协同部署问题抽象为连通率、覆盖率问题。然后，使用排序组选择操作、随机权重交叉操作以及非一致性变异算子改进遗传算法，结合改进搜索方向和迭代步长的BFGS算法，进一步提出IGA-BFGS算法，该算法在全局和局部上都能得到较好的优化效果，提高求解效率和精度。最后，根据不同环境下需要救援的地面用户的信道特性和离散系数，动态调整无人机基站的发射功率和高度，提高了无人机基站的功耗效率，增加了无人机基站的使用时间，实现了无人机基站的节能部署。仿真结果表明，设计的方法能够有效实现无人机节能部署与数据传输优化。
2024年11期 v.47;No.658 6-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K] [下载次数：464 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 高程昕;温昕;曹锐;
在无线通信网络中，由于网络的开放性和共享性，攻击源自多个不同的源头，展现出多种多样的特征。传统的防御方法难以同时应对多种攻击模式，且在处理多模态数据时存在效率低下和准确性不足的问题。为此，研究基于输入通道拆分的无线通信网络对抗攻击多任务防御方法。利用Morlet小波变换将无线通信网络信号转换为时频图像，以输入通道拆分的方式拆分时频图像，得到RGB三个通道的时频图像。在改进注意力机制生成对抗网络内，结合多任务学习建立多防御模型。该模型内生成器通过空间注意力模块与时间注意力长短期记忆网络模块，提取RGB三个通道时频图像的时空特征，并生成对抗样本，通过判别器识别图像类型。检测到攻击时，用对抗样本替换攻击数据，实现无线通信网络的多任务对抗防御。实验证明，该方法可有效将无线通信网络信号转换成时频图像，且有效生成对抗样本，完成无线通道网络对抗攻击多任务防御。
2024年11期 v.47;No.658 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K] [下载次数：69 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 何锴;
为保证语音实验室端到端即时通信安全，确保语音内容不被窃听和篡改，提出一种基于混合加解密的语音实验室端到端即时通信认证协议的设计方法。利用RSA方法加解密发送方传输的即时通信会话密钥，通过3DES方法将发送方发送的明文语音信息进行加解密。在加解密过程中，加密信息打包为加密包后发送至信息接收方，信息接收方获取加密包后，使用RSA方法、3DES方法进行有效的密钥解密认证、明文语音消息解密，获取语音实验室端到端的明文语音信息。实验结果显示，此协议使用下，语音实验室端到端即时通信的认证加速比提升，且仅在密钥输入内容准确的情况下，信息接收方才可得到准确的明文语音消息内容，且不存在内容失真问题。
2024年11期 v.47;No.658 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 石磊;张冀;秦顺友;
文中简述了多项式拟合的基本原理公式，提出利用多项式拟合技术确定天线增益频段特性和大型口径天线不同仰角增益的方法。在比较法增益测量中，标准喇叭的增益常为已知的离散校准值，利用高频、低频和两个中间频点的增益值拟合了标准喇叭增益的解析式，非拟合点的增益计算结果同已知的标准喇叭增益校准值吻合很好，证明了该方法的有效性。最后，简述了多项式拟合技术在S波段8.54 m气象雷达天线增益测量及大型射电望远镜天线不同仰角增益测量中的应用。
2024年11期 v.47;No.658 22-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 张倩倩;张强;栾亚婷;周张泉;
由于智能反射面具有无源、低功耗、智能可控的特点，其发展为无人机系统物理层安全问题带来了新的思路。由于智能反射面可改变入射信号的相位，因此能够实现细粒度的波束赋形；又由于智能反射面作为一种硬件，相位调整不具有连续性，因此文中研究了存在窃听节点的无人机通信系统联合优化波束赋形和相位调整方案。通过部署在中继无人机上的智能反射面，将信号尽可能多地反射给合法无人机，同时降低非法无人机接收信号的概率，提高系统的安全速率。文中对比了采用不同的中继方式系统得到的安全速率，及在达到相同安全速率的条件下所消耗的系统功率，仿真结果表明，采用智能反射面作为中继节点的系统能够有效提高系统安全速率并能降低系统功耗。
2024年11期 v.47;No.658 26-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1289K] [下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]
- 葛焰;刘心中;马树森;赵津;李镇宏;
针对公路路面病害图像存在光影变化大、背景干扰多、尺度差异大等问题，提出基于改进YOLOv7的路面病害检测算法。首先，对YOLOv7网络模型中的ELAN模块进行了优化，通过通道和空间注意力机制优化信息提取，增强网络对重要特征的提取能力；接着，使用ACmix注意力模块提高网络对小目标的关注度，有效解决原网络模型对小目标的漏检问题；其次，采用大下采样比率的卷积输出，提高对小目标的检测精度；最后，引入WIoUv3替换原网络模型中的CIoU来优化损失函数，构造梯度增益的计算方法来附加聚焦机制。实验结果表明：改进后的YOLOv7模型平均精度均值（mAP）与原模型相比提升了4.5%，检测效果优于原网络模型与传统经典目标检测网络模型。
2024年11期 v.47;No.658 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] [下载次数：376 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 杨宁;张玉华;李爱华;王长龙;
为保留原红外与可见光图像中更多的细节信息，解决红外与可见光图像融合过程中小目标不清晰、可见光图像可视性差等问题，提出一种将红外图像分割与增强可见光图像与视觉显著性检测相结合的融合方法。首先，迭代法将原红外图像分割成目标区域和背景区域，Retinex对原可见光图像进行强化处理，使其清晰度得到提高；然后，对红外背景区域和增强可见光图像进行二尺度分解得到基础层和细节层，针对两个图层的不同特点分别采用加权平均和显著性检测方法进行第一层融合，得到的融合基础层和融合细节层进行第二层融合；最后，与红外目标区域进行叠加运算实现三层融合，实验结果表明，该方法能够充分挖掘源图像的有效信息，在小目标清晰度方面优于其他传统算法。
2024年11期 v.47;No.658 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K] [下载次数：235 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 邱文新;贾惠珍;王同罕;
针对基于深度学习的模型因需要大量标注数据而选择在预训练模型上进行微调，导致面对新任务泛化性不足的问题，提出一种基于元原型网络的无参考图像质量评价算法。利用元原型网络提取相关任务中的元知识形成质量先验模型，在面对未知任务时快速泛化。首先，在不同失真的数据集上利用元学习方法获取各种失真的共享先验知识得到质量先验模型；接着，为了能够更好地捕获各种失真场景共享先验知识，利用元原型单元对图像特征进行重建，以获得更加丰富的先验知识，从而便于后续的质量分数预测过程；最后，在目标任务上对质量先验模型进行微调，以构建质量模型。在CID2013、LIVE challenge和KonIQ-10K三个数据库上的实验结果表明，所提方法具有更好的性能。
2024年11期 v.47;No.658 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 席裕斌;赵良军;宁峰;何中良;梁刚;张芸;胡月明;
由于遥感图像具有高分辨率，卷积层需要扩大感受野以捕获更丰富的语义信息。在进行遥感图像分割时，DeepLabV3+模型采用较大的空洞率以获得更大感受野，导致网格伪影问题。因此，提出一种优化网格伪影的改进DeepLabV3+模型。首先，在空间空洞金字塔池化（ASPP）之前引入了一个平滑网格伪影模块，以减轻网格伪影对分割任务的影响；接着，在ASPP模块的每个空洞卷积之后添加了一个逐点卷积，以保留更多的空间信息；其次，替换空洞卷积的激活函数为LeakyReLU；最后，在DeepLabV3+中引入了ECA注意力机制。通过在GID15和Postdam遥感数据集上的验证，相对于基础的DeepLabV3+模型，改进模型在准确度和平均交并比方面均取得了显著提升，证明所提出的网络调整能有效提高遥感图像分割的精度。
2024年11期 v.47;No.658 51-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K] [下载次数：615 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 曲美亭;冀轶卿;
由于数字图像中颜色通道之间关联性显著，改变某颜色分量，会导致剩余分量随之变化，使数字图像整体视觉效果出现变化，针对该问题，文中研究基于区域分割和DM642的数字图像修复系统。将DM642处理器作为系统核心处理器，在该处理器协助下，针对破损数字图像采用基于分通道自体理论的数字图像区域分割方法，利用图像颜色信息和像素间的空间关系，实现图像修复区域分割。针对需修复区域，通过基于Criminisi算法的数字图像修复方法提取修复像素点生成修复块，利用图像自相似性，在未破损区域找到与修复块匹配度最高的样本块，用此样本填充修补破损区域。实验结果表明，此系统能够有效分割数字图像的修复区域，修复视觉效果较好，且修复后数字图像不存在明显失真问题，可实现多图像并行快速修复。
2024年11期 v.47;No.658 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 哈筝;
在强噪环境下，为了获取高质量、低失真度的数字音频信号，提出一种强噪环境下分频段数字音频信号精细化采集方法。通过麦克风设备获取音频信号，利用LM4550芯片对其作采样、编码等处理后生成数字音频信号，基于AC-97单元接收数字音频信号，利用频段分割器对其作频带分解，获得互不重叠子频段数字音频信号。采用多窗谱谱减法对其去噪，利用数据通信接口将其传输给LM4550芯片，在完成模拟信号转换后，通过耳机输出，实现数字音频信号精细化采集。实验结果表明，该方法处理后的各子频段数字音频信号有用信息得以完整保留，并提高了信号波形的规整度和规律性，强噪声环境下数字音频信号的PESQ指标达到4.08以上，最大失真度为3.74%。
2024年11期 v.47;No.658 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K] [下载次数：128 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]
- 邓晓政;
运输机群装载方案制定是影响大规模航空运输任务成功实施的重要环节和核心要素。围绕异型、多架运输机的多样化物资装载规划需求，以安全、高效、经济性为装载规划目标，并以起飞重量、货舱尺寸、重心包线、舱段几何结构、舱段结构强度限制等实际限制条件为约束，建立了灵活、通用的多目标多约束装载规划数学模型；随后，围绕求解精度和规划速度的现实需求，提出多目标智能优化的运输机群装载方案生成算法，其内部嵌入了一个两阶段分步优化的种群搜索策略，在保证优化准确性的同时提升了方案生成速度；最后，通过想定多样化、多机型航空运输装载规划任务，并对比其他智能优化算法，结果表明，新方法所需架次少、规划效率高，具有很好的应用前景。
2024年11期 v.47;No.658 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K] [下载次数：146 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 文俊;马瑞梓;
针对复杂环境下六足机器人足端力/位跟踪控制问题，提出一种基于辅助变量的终端阻抗滑模六足机器人足端控制方法来实现复杂环境下六足机器人的稳定运动。首先，该方法引入广义阻抗模型实现复杂环境下六足机器人足端位置和力的动态调节；其次，引入终端滑模控制方法提高系统的鲁棒性以及足端力/位跟踪误差收敛性能；然后，设计动态补偿器以及新型的辅助变量，构建桥梁，从而建立了结合终端滑模控制以及广义阻抗控制的复合控制框架；之后，通过Lyapunov理论证明了控制器的稳定性；最后，在六足机器人三自由度机械腿模型上与滑膜阻抗控制方法（SMIC）进行了对比仿真验证，仿真结果证明了与结合线性滑模面的滑模阻抗控制方法相比，所提控制方法具有更好的足端力/位跟踪精度以及更快的跟踪误差收敛速度。
2024年11期 v.47;No.658 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K] [下载次数：199 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张军;李钰彬;
阿尔茨海默病是老年痴呆症中最普遍的一种，目前大量国内外老年人的生活受其困扰。然而，目前阿尔茨海默病在我国仍然处于就诊率低、误诊率高、治疗率低的局面，因此亟需探索阿尔茨海默病的早期诊断方案，以及时发现潜在病患并进行干预治疗。当前，计算机辅助诊断十分流行，能帮助医生快速、高效地进行疾病诊断。因此，文中提出基于低秩学习的阿尔茨海默病诊断方法（LRL）。该方法利用MRI图像数据提取多模板特征并进行融合；然后针对MRI数据样本数量少、特征维度高的特点，采用低秩学习方法进行特征选择，得到最具代表性的特征子集；最后将选择后的特征输入到支持向量机（SVM）分类器，执行三分类和四分类任务。实验结果表明，提出的LRL模型优于其他几种经典的特征选择方法。在两个主要评价指标准确率ACC和F_1上，LRL模型在三分类实验中分别达到了74.94%和75.80%，在四分类实验中分别达到了63.88%和59.99%。
2024年11期 v.47;No.658 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1501K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙庆;杨慧;么娆;
针对非线性多智能体系统（MASs）的分布式优化问题，提出一种固定时间自适应神经网络输出反馈控制策略。在惩罚函数的基础上，解除一致性约束条件来重构全局目标函数。为了避免反演过程中偏导数的计算和“复杂性爆炸”的问题，设计了一种基于命令滤波的固定时间控制器，并引入补偿信号对滤波误差进行补偿。基于Lyapunov稳定性理论，证明系统中所有输出信号在固定时间内均能达到最优解。最后，通过仿真实验验证了所提控制方案的有效性。
2024年11期 v.47;No.658 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1472K] [下载次数：222 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 杨长兵;
针对目前深海钴结壳采矿车在采矿时无法达到规划时间和路程代价综合最优，提出一种改进的跳点搜索算法作为全局路径规划算法。首先，基于对采矿车越坡动力学的分析，模拟了具有不同坡度的结核矿区栅格地图，并利用动态跳点搜索算法完成路径规划；其次，采用贝塞尔曲线来平滑路径以减少和优化转弯角度，并设定了最小转弯半径约束以减小采矿车的转弯频率；最后，通过仿真结果表明，改进后的跳点搜索算法相较于其他4种算法，在规划时间上缩短了40%，在规划路径长度和平滑度方面得到5%和10%的提升，相较于单向跳点搜索算法在探索效率上得到较大提升，最终证明了该算法在路径规划时的实时性和路径规划能力的优异性。
2024年11期 v.47;No.658 113-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K] [下载次数：315 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 丁士旵;朱震;钟永彦;陈娟;
在传统的遥操作任务中，由于环境的不确定性和动态变化，传统虚拟夹具面临着实时适应环境变化的挑战，这限制了其在多变环境中的应用范围。为了解决这一问题，文中提出一种结合反向搜索可视图路径规划算法与虚拟夹具技术的创新策略，以实现自适应虚拟夹具的构建和应用。搭建了基于触觉设备Geomagic Touch和ABB公司的IRB 1410型机械臂的遥操作系统，在该系统上进行了路径规划对比实验，并设计了具有突发情况的多组虚拟夹具对比实验。实验结果表明，这种自适应虚拟夹具有效地提高了遥操作系统在复杂环境中的适应能力，它不仅能够保护遥操作系统免受意外伤害，还显著提高了操作者的工作效率。研究结果证明了自适应虚拟夹具在提高遥操作系统灵活性和准确性方面的重要价值，为遥操作技术的进一步发展提供了有力的理论和实践支持。
2024年11期 v.47;No.658 118-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K] [下载次数：174 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李加定;余光正;缪文南;孙小广;
针对两轮自平衡小车的平衡控制和抗干扰问题，提出基于支持向量回归机器学习方法的平衡控制器方法。分析了两轮小车的力学模型，将状态向量和控制向量运用到非线性支持向量回归算法（ε-SVR），利用LIBSVM软件对所采集样品进行训练，获得高精度的SVR模型，其中样品数据由搭建的传统闭环串级PID控制器运行得到。经过Matlab仿真测试，该模型控制器的平衡响应优于PID控制和极点配置法，最后制作了小型样车，验证了SVR模型在动态平衡和自抗干扰下存在相对优势。
2024年11期 v.47;No.658 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K] [下载次数：393 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]