电子科技

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1. 基于深度学习的医学图像分割方法研究进展

李增辉,王伟

电子科技 2024, 37 (1): 72-80. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.01.011

摘要（1164）

HTML （69）

PDF （2075KB）（244）

医学图像处理技术随着深度学习的兴起而飞速发展。基于深度学习的医学图像分割技术成为了分割领域的主流方法,弥补了传统分割方法分割精度不足的缺点,已被应用到一些病理图像的分割任务中。文中对近年来出现的基于深度学习的分割方法进行了介绍和对比,重点综述了U-Net及其改进模型在分割领域的贡献,归纳了常见的医学图像模态、分割算法的评价指标和常用分割数据集,并对医学图像分割技术的未来发展进行了展望。

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2. 网络安全风险评估方法研究综述

吴嘉诚, 余晓

电子科技 2024, 37 (3): 10-17. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.03.002

摘要（877）

HTML （36）

PDF （988KB）（169）

网络安全风险评估是构建网络空间安全体系的重要环节,可以有效保护个人和组织机构避免受到网络安全攻击。文中简要概述了网络安全风险评估理论,重点介绍了目前主流的网络安全风险评估方法,并根据不同的方法性质对现有方法进行分类和对比,分析了各方法的优缺点以及适用范围。在此基础上,文中归纳提取出对网络安全评估结果产生影响的因素并对网络安全评估领域未来的研究重点进行提议。分析结果表明,关联性和评估指标的不确定性以及评估过程的实时性这3个因素是影响风险评估效果的主要因素,并给未来的风险评估方法研究提供了参考依据。

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3. 基于深度学习的文本分类研究综述

汪家伟,余晓

电子科技 2024, 37 (1): 81-86. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.01.012

摘要（468）

HTML （30）

PDF （769KB）（109）

与传统的机器学习模型相比,深度学习模型试图模仿人的学习思路,通过计算机自动进行海量数据的特征提取工作。文本分类是自然语言处理中的一个重要应用,在文本信息处理过程中具有关键作用。过去几年,使用深度学习方法进行文本分类的研究激增并取得了较好效果。文中简要介绍了基于传统模型的文本分类方法和基于深度学习的文本分类方法,回顾了先进文本分类方法并重点关注了其中基于深度学习的模型,对近年来用于文本分类的深度学习模型的研究进展以及成果进行介绍和总结,并对深度学习在文本分类领域的发展趋势和研究的难点进行了总结和展望。

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4. 基于深度学习的盲道和盲道障碍物识别算法

马文杰, 张轩雄

电子科技 2024, 37 (3): 75-83. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.03.010

摘要（408）

HTML （15）

PDF （3884KB）（151）

盲道和盲道障碍物是影响盲人出行安全的重要因素,现有算法只对盲道分割和盲道障碍物检测单独处理,效率低且计算量大。针对上述问题,文中提出了一种基于深度学习的多任务识别算法。该算法通过骨干网络提取公共特征,将提取的特征经过SPP(Spatial Pyramid Pooling)和FPN(Feature Pyramid Networks)网络融合特征后,分别传入分割网络和检测网络完成盲道分割和盲道障碍物检测的任务。为了让盲道分割更平整,引入修正损失函数。为了提高障碍物检测召回率,将检测网络的NMS(Non Maximum Suppression)替换为Soft-NMS。实验结果表明,该算法分割部分MIoU(Mean Intersection over Union)、MPA(Mean Pixel Accuracy)分别达到了93.52%、95.29%,检测部分mAP(mean Average Precision)、mAP@0.5以及mAP@0.75分别达到了75.58%、91.58%和74.82%。相较于使用SegFormer网络进行盲道分割和RetinaNet网络进行盲道障碍物检测,该算法在精度提升的同时速度也提升73.72%,FPS(Frames Per Secon)达到了18.52。相比于其他对比算法,该算法在速度和精度上也有一定的提升。

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5. 主动配电网态势感知技术研究综述与展望

满延露,刘敏,王锴

电子科技 2024, 37 (2): 6-13. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.002

摘要（347）

HTML （16）

PDF （1036KB）（72）

随着分布式电源以及多元化负荷大规模接入,传统无源配电网逐步转化为有源配电网,配电网的故障种类愈发多样化,工作环境、工作状况与拓扑结构日趋复杂。主动配电网更需通过精进、高效的态势感知技术提高系统运行决策的及时性和准确性,准确预测系统潜在风险。文中阐述了主动配电网中态势感知技术的意义与概念,构建了其基本构架,并对态势觉察、态势理解与态势预测的研究进程、研究难点和未来研究方向进行了详细梳理与总结。

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6. 5G通信中Polar码的编译码研究和应用

高洁

电子科技 2024, 37 (1): 61-65. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.01.009

摘要（336）

HTML （13）

PDF （580KB）（76）

为了优化第五代通信技术的实现复杂度和信息传输速度,基于信道极化现象的Polar码逐渐受到了关注与研究,并产生了诸多行业标准以及研究成果。近年来,Polar码编译码技术的发展与优化促进了第五代通信技术的普及,而新一代通信技术的快速应用也推动了底层编译码技术的进一步更新。文中通过回顾Polar码编译码技术的研究历史,总结了第五代通信中相关技术的研究现状与脉络,在此基础上深入分析和讨论了当前编译码理论的问题与需求,提出了未来通信技术中底层编译码理论的研究趋势。

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7. 基于红黑隔离架构的网络安全设备设计

龚智,刘超,付强

电子科技 2024, 37 (2): 76-86. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.011

摘要（285）

HTML （11）

PDF （3711KB）（99）

基于IP(Internet Protocol)技术的天地一体化网络数据传输易受非法攻击,基于IPSec(Internet Protocol Security)的传统网络安全设备采用单主机同时连接内网和外网处理单元进行设计,存在非授权用户通过外网直接访问受保护内网的风险。文中提出了一种基于红黑隔离架构的网络安全设备新方案。方案采用红黑分区的设计理念和基于Linux下IPSec框架的VPN(Virtual Private Network)技术,通过在红区实现传输数据、基于“五元组”的安全保密规则合法性验证以及IPSec ESP(Encapsulating Security Payload)协议封装与解封装变换,在黑区实现ESP封装加密数据的公网收发,在安全服务模块实现根据外部指令完成加密算法动态切换和ESP封装数据的加解密处理,并将安全服务模块作为红区和黑区之间数据交换的通道,达到内网和外网相互隔离且有效保障内网安全的目的。实验结果表明,基于红黑隔离架构的网络安全设备抗攻击能力强,加密算法可更换,在百兆带宽条件下1 024 Byte包长加密速率大于50 Mbit·s^-1。

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8. 新型电力系统电磁暂态加速仿真技术

聂春芳, 郝正航, 陈卓, 何朴想

电子科技 2024, 37 (3): 18-25. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.03.003

摘要（261）

HTML （6）

PDF （1938KB）（71）

为解决新型电力系统电磁暂态仿真时由于系统拓扑结构复杂、电力电子开关器件较多以及仿真机单核计算能力不足导致的仿真效率低下、仿真难度大等问题,文中采用理想变压器模型分割算法将大规模新型电力系统模型分割成若干子系统,实现了大系统的解耦和降阶,有效减少了仿真时整个系统作为一个状态空间系统矩阵的运算量。为进一步减轻单个处理器的计算负担,利用CPU(Central Processing Unit)多核并行技术设计一款在裸机环境下高效并行运算的加速仿真平台UREP300。将分割后的模型载入UREP300进行加速仿真实验,同时与基于MATLAB/Simulink的原模型离线仿真进行对比。实验结果表明,融合理想变压器模型分割与多核并行运行的加速仿真技术能够在保障仿真精度的同时将仿真速度提升至原来的586倍,可显著提高仿真效率,适用于大规模新型电力系统的仿真工作。

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9. 基于多目标粒子群的电动汽车优化充电策略

李婷婷, 娄柯, 王园, 徐华超

电子科技 2024, 37 (3): 51-56. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.03.007

摘要（248）

HTML （7）

PDF （1090KB）（114）

居民区家用电动汽车充电具有较强的集中性,大规模电动汽车充电负荷会对配电网系统造成负荷峰谷差过大等问题。文中提出一种基于多目标粒子群(Multi-Objctive Particle Swarm Optimization,MPSO)算法的用户充电选择控制策略,通过分析预测电动汽车充电负荷建立以系统总负荷方差和调度成本最小为目标函数的多目标优化模型,同时考虑了电动汽车电池及系统功率等约束条件,采用多目标粒子群优化算法求解电动汽车最优起始充电时刻。仿真结果表明,相比居民区内电动汽车无序充电,文中所提电动汽车充电策略能有效降低负荷峰值和调度成本。

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10. 基于双重移相的双向有源全桥DC-DC变换器优化控制策略

李玉东,罗新全,李佩峰,黄鑫

电子科技 2023, 36 (12): 87-94. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.012

摘要（238）

HTML （6）

PDF （3967KB）（72）

针对双向有源全桥变换器存在回流功率过大、开关器件硬开通损耗以及动态响应速度较差等问题,文中基于双重移相控制提出一种虚拟直接功率的回流功率优化方法。通过对双重移相控制下的工作原理及工作特性进行分析,推导出零电压开关软开关边界,并以软开关为约束条件,利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件优化算法得到全功率范围内的回流功率优化方案。该方案与所提虚拟直接功率法相结合并同时作用,当运行状态发生变化后,系统不仅可以有效减小变换器的回流功率,而且也能够增强变换器的动态响应速度。最后搭建MATLAB/Simulink仿真模型以及小功率变换器实验样机,通过不同控制策略下的对比实验,验证了该策略的正确性以及优越性。

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11. 基于扩大周期的电力负荷预测模型

张海芳,何清龙,张林

电子科技 2024, 37 (2): 1-5. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.001

摘要（212）

HTML （33）

PDF （756KB）（110）

针对现有电力负荷预测模型依赖近期数据导致预测结果偏离时间序列真实情况的问题,文中提出了基于扩大周期信息的电力负荷预测模型。将预处理完的电力负荷时间序列按照同一时刻不同天进行处理,在此基础上分别利用ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average Model)模型和LSTM(Long Short-Term Memory Network)模型进行建模分析,并采用3种评价指标评估模型的预测表现。预测结果表明,扩大周期信息构建的ARIMA模型的3种评价指标都比传统ARIMA模型低,对应的RMSE(Root Mean Square Error)、MAE(Mean Absolute Error)和MAPE(Mean Absolute Percentage Error)分别为32 434.114 8、5 828.390 9和0.025 2;扩大周期信息的LSTM模型也比原始LSTM模型低,对应的RMSE、MAE和MAPE分别为13 520.497 4、9 298.352 6和0.091 4。

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12. 乒乓球机器人核心算法研究综述

索芳菲,季云峰

电子科技 2023, 36 (12): 16-24. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.003

摘要（210）

HTML （12）

PDF （1038KB）（58）

作为一个集机器视觉与运动控制于一体的综合性研究平台,乒乓球机器人研究一直备受关注,其机械机构、视觉算法和运动控制的复杂性以及高实时性是阻碍乒乓球机器人发展的重要因素。为了提高乒乓球机器人的竞技性,需要解决乒乓球旋转测量、运动轨迹精确预测及击球策略选择等难题,这也是近几年乒乓球机器人的研究重点。基于近年来此领域的研究进展,文中对乒乓球机器人的视觉核心算法、回球核心算法等研究成果进行着重介绍,分析不同算法的优缺点并对未来研究趋势进行展望,为乒乓球机器人的研究与设计提供了参考依据。

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13. 多核处理器中混合关键级任务可调度及半分区划分算法

朱嘉炜, 冒航, 张凤登

电子科技 2024, 37 (3): 1-9. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.03.001

摘要（209）

HTML （29）

PDF （1186KB）（153）

当前,多数多处理机中混合关键级任务可调度性分析以及半分区调度算法均针对单核利用率展开研究。但由于多核系统任务调度复杂性较高,现有研究结果存在各处理器负载不均衡以及任务可调度性不理想等问题。针对该问题,文中将动态需求边界函数(Dynamic Demand Boundary Function,DDBF)的应用范围扩展至多核处理器系统。根据半分区划分调度算法对DDBF改进,并加入了结转作业和前接作业分析提出了SDDBF(Super Dynamic Demand Boundary Function),可更精确地计算与利用资源。文中基于SDDBF提出了SDA(Stepper Dispatch Algorithm)可调度性分析法与半分区划分算法MCWF(Mixed-Criticality Worist First)。仿真结果表明,相较于AMC(Adaptive Mixed Criticality)、AMC-max以及XU算法,SDA可调度性分析判定提升了5%~10%,相较于WF_MY(Worst First_My)、WF_NEW(Worst First_New)算法,MCWF可使系统在任意关键等级下的CPU(Central Processing Unit)负载具有更良好的均衡性能。

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14. MHz高压脉冲电源的研究

丁凯,饶俊峰

电子科技 2024, 37 (2): 69-75. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.010

摘要（201）

HTML （6）

PDF （1597KB）（63）

针对均匀放电、生物医疗等高频纳秒脉冲的应用需求,文中设计了一款基于射频MOSFET(Metal Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)的高重频高压脉冲电源。脉冲电源的控制信号由FPGA(Field Programmable Gate Array)提供,并通过光纤进行传输,经驱动芯片放大后同步触发每一级放电管。驱动芯片采用电源模块隔离供电的方式来提供不同的地电位。放电管采用RCD(Residual Current Device)吸收电路来改善开关时刻的瞬时工况。分析和研究了最后一级隔离电感对放电管电压波形、负载电压波形的影响,并对Marx电路做出了改进。实验结果表明,在1 kΩ纯阻性负载上,该电源可在1 MHz重复频率下输出上升沿为40 ns、半高宽为100 ns以及电压幅值为1.1 kV的纳秒脉冲。实验验证表明该电源能够在高频高压状态下稳定工作,满足设计要求。

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15. 基于FPGA的千兆以太网端口通信设计

兰唯,韩延喆,扈啸

电子科技 2024, 37 (1): 48-54. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.01.007

摘要（199）

HTML （8）

PDF （1331KB）（65）

针对嵌入式领域中以太网传输速率以及实时性问题,文中提出了一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的千兆以太网端口通信的设计方案。设计了千兆以太网交换机的转发功能,基于标签转发实现了端对端数据通信。CPU(Central Processing Unit)发出带有标签的数据报文,通过千兆网口输出数据报文,经过RGMII(Reduced Gigabit Media Independent Interface)接口将带标签的数据报文发送给FPGA,FPGA通过内部逻辑判断标签中的输出端口号域并去除标签,从相应千兆网口向连接设备输出数据报文。外设通过千兆网端口输入数据报文,通过SGMII(Serial Gigabit Media Independent Interface)协议将数据报文发送给FPGA,FPGA通过内部逻辑添加标签并轮询输出给CPU,从而实现多个千兆网口连接设备互通。实验结果验证了FPGA逻辑的可行性和有效性,传输速率达到1 Gbit·s^-1,报文转发延时小于100 μs,报文丢包率为0%,数据传输稳定性较高,满足现有项目的实际需求。

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16. 水电站智能巡检机器人技术的应用

沈浩,赵毅锋,李晓

电子科技 2023, 36 (12): 99-102. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.014

摘要（194）

HTML （9）

PDF （1052KB）（85）

针对传统基于人工抽水蓄能站裂缝与渗水检测成本过高、检测精度难以保证等问题,文中设计了一套基于机器视觉的巡检机器人系统。构建综合交叉熵与Dice代价函数的卷积神经网络,建立基于总像素准确率、交并比与F1-score的评价函数,确保准确检测常见裂缝。为了验证机器人巡检系统的有效性,文中检验了卷积神经网络,并与常见的计算机视觉方法与人工检测方法进行性能对比。对比结果证明,文中构建的神经网络在检测准确性与检测效率方面均有明显进步。

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17. IMMKF与Chan-Taylor算法的协同定位

王欣悦,余慧敏,胡露宁

电子科技 2023, 36 (12): 1-8. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.001

摘要（192）

HTML （16）

PDF （1037KB）（71）

TDOA(Time Difference of Arrival)测距方式是UWB(Ultra Wide Band)室内定位的常用方法,针对其不可避免的随机误差以及目标改变运动状态定位不准确的问题,文中提出了一种Chan-Taylor-IMMKF(Interacting Multiple Model Kalman Filter)定位算法。该算法由Chan-Taylor加权算法与加入自适应算法IMM卡尔曼滤波算法组成,通过Chan-Taylor加权算法初次取得目标估计坐标,将该坐标值作为自适应算法IMM的卡尔曼滤波器的测量值,对目标坐标进行多次滤波处理,最终加权得到目标的最终估计坐标。实验将该算法与未滤波的Chan-Taylor加权算法、使用传统的卡尔曼滤波算法进行对比,结果显示该算法有效减小了系统的随机误差,并克服了传统卡尔曼滤波器在目标忽然改变运动状态时不能及时跟踪从而产生较大误差的问题,将误差标准差均值控制在15 cm之内。

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18. 基于Transformer的多编码器端到端语音识别

庞江飞, 孙占全

电子科技 2024, 37 (4): 1-7. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.04.001

摘要（191）

HTML （14）

PDF （949KB）（99）

当前广泛使用的Transformer模型具有良好的全局依赖关系捕捉能力,但其在浅层时容易忽略局部特征信息。针对该问题,文中提出了一种使用多个编码器来改善语音特征信息提取能力的方法。通过附加一个额外的卷积编码器分支来强化对局部特征信息的捕捉,弥补浅层Transformer对局部特征信息的忽视,有效实现音频特征序列全局和局部依赖关系的融合,即提出了基于Transformer的多编码器模型。在开源中文普通话数据集Aishell-1上的实验表明,在没有外部语言模型的情况下,相比于Transformer模型,基于Transformer的多编码器模型的字符错误率降低了4.00%。在内部非公开的上海话方言数据集上,文中所提模型的性能提升更加明显,其字符错误率从19.92%降低至10.31%,降低了48.24%。

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19. 基于改进蜜獾优化算法的PID参数整定

胡涛,蒋全

电子科技 2023, 36 (12): 46-54. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.007

摘要（188）

HTML （9）

PDF （1487KB）（49）

作为一种模拟蜜獾捕食行为的群智能算法,蜜獾算法易陷入局部最优解且所需迭代多次。针对蜜獾算法存在的不足,文中提出一种结合引力搜索算法与正态云技术的蜜獾算法,即CHBA(Cloud Honey Bodger Algorithm)。将蜜獾算法原有控制蜜獾个体搜索范围的密度因子替换为引力搜索算法中的加速度,提高蜜獾个体搜索范围的合理性,加速搜索迭代速度。以每代最佳蜜獾位置为期望用正态云算法生成新一批蜜獾,从而提高种群多样性,避免陷入局部最优。同时自适应调整新蜜獾的生成范围,避免局部最优。文中选用了23个基准测试函数对所提算法进行了检验,从单峰、多峰及固定维多峰函数的寻优结果分析,并对一阶时滞系统、非最小相位系统和一阶最小延迟系统的阶跃响应PID(Proportion Integration Differentiation)参数进行了优化对比,结果表明CHBA算法在搜索效率和迭代精度上具有更好的性能。

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20. 基于元学习和神经架构搜索的半监督医学图像分割方法

于智洪,李菲菲

电子科技 2024, 37 (1): 17-23. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.01.003

摘要（188）

HTML （7）

PDF （1999KB）（57）

多数医学图像分割方法主要在相同或者相似医疗数据领域进行训练和评估,意味其需要大量像素级别的标注。但这些模型在领域分布外的数据集上面临挑战,被称为“域偏移”问题。通常使用固定的U形分割架构解决该问题,导致其无法更好地适应特定分割任务。文中提出了一种基于梯度的元学习与神经架构搜索方法,可以根据特定任务调整分割网络以实现良好的性能并且拥有良好的泛化能力。该方法主要使用特定任务进行架构搜索模块来进一步提升分割效果,再使用基于梯度的元学习训练算法提升泛化能力。在公共数据集M&Ms上,在5%标签数据下,其Dice和Hausdorff distance分别为79.62%、15.38%。在2%标签数据下,其Dice和Hausdorff distance分别为74.03%、17.05%。与其他主流方法相比,文中所提方法拥有更好的泛化能力。

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21. 中红外硅基光波导的发展现状

冯露露,冯松,胡祥建,陈梦林,刘勇,王迪

电子科技 2024, 37 (2): 36-45. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.006

摘要（187）

HTML （7）

PDF （2256KB）（59）

作为硅光子集成芯片中基本无源器件的硅基光波导是进行光信号传输的通道,其具有良好的性能,且与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺相兼容因而得到广泛应用。用于电信和数据中心的硅光子集成电路已逐步走向商业化。近年来,中红外波段在自由空间通信、传感以及环境监测等领域的潜在应用受到研究者们的广泛关注。文中分析了中红外硅基光波导的研究现状,归纳了SOI(Silicon on Insulator)、GOSI(Ge-on-SOI)、SOS(Si on Sapphire)、GOS(Ge-on-Si)、SGOS(SiGe-on-Si)、SON(Si-on Si₃N₄)、GON(Ge-on Si₃N₄)等波导材料平台和SOPS (Si on Porous Si)、Undercut、Pedestal、Freestanding、Suspended、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)以及等离子体结构等制造工艺平台的研究成果。迄今为止,多数单晶硅在MIR(Mid-Infrared)平台的传播损耗大约在0.7~3.0 dB·cm^-1。文中讨论并对比了不同类型波导的应用前景,为中红外硅基光波导的研发、应用和商业化提供了参考。

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22. 双频一体化超宽带探地雷达天线设计

林翔宇, 曾卫华

电子科技 2024, 37 (4): 25-29. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.04.004

摘要（184）

HTML （7）

PDF （1869KB）（61）

针对目前探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)产品单一频段工作所导致的耗时费力、效率低等缺点,文中设计实现了一种中心频率分别为400 MHz、1 000 MHz且带宽为200 ~1 500 MHz的双频一体化复合阵列天线,并将其应用于超宽带(Ultra-Wide Band,UWB)探地雷达系统中。阵列天线包含3个中心频率为400 MHz和6个中心频率为1 000 MHz的蝶形天线,具备双频段同时探测能力,可实现一条测线含两种不同频段的探测结果,克服了传统探地雷达不同频率的重复探测问题,增强了探地雷达系统的实用性。所提出的双频一体化探地雷达天线具有超宽带、高增益、波束窄等特点,其相对带宽为153%,整个带宽内最高实现17.6 dBi峰值增益,半功率波束宽度最窄为7.6°,为高分辨率、高效率探地雷达应用提供了一种新的天线方案。

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23. 一种应用于5G移动通信的小型宽带三极化天线

韩国栋,付明,陈曦

电子科技 2023, 36 (12): 32-38. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.005

摘要（177）

HTML （7）

PDF （5250KB）（46）

文中提出了一种应用于5G移动通信的小型宽带三极化天线。该天线采用一对镂空的环形正交半波偶极子作为水平双极化,同时构造一个等效于单极子的平面矩形框作为垂直极化,并分别利用微带集成巴伦和一分四等功分微带线进行馈电。馈电方式的合理选择以及尖锥平面矩形框的巧妙设计实现了天线的宽频带特性,一体化集成式的结构布局实现了天线的小型化。天线结构紧凑,整体尺寸仅为0.27 λ_min×0.27 λ_min×0.17 λ_min,其中λ_min为最低频率的自由空间波长。为了验证设计,对其进行了加工测试,测试结果与仿真较好地吻合。测量结果显示,天线阻抗带宽为3.00~4.48 GHz(VSWR<2),相对带宽达39.6%,3个端口之间的隔离度大于27 dB。此外,在整个频带内,天线的水平极化增益大于6 dB,垂直极化增益大于3 dB,具有稳定的方向图特性以及良好的定向性,说明该天线在5G小间距阵列与狭小空间中具有较大的实用价值。

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24. 一种新型双频带无人机载共形天线

徐平,马天乙,刘飞

电子科技 2023, 36 (12): 95-98. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.013

摘要（165）

HTML （16）

PDF （2971KB）（61）

为满足无人机集群通信天线的双频带、集成共形的应用需求,设计并制作了一种新型一体化机翼共形天线。该天线采用偶极子天线单元和LC高低通双工器合并实现。天线单元采用三对开路分支线实现有效扼流,并保证宽带全向辐射,双工器采用K-m型LC滤波器,实现低插损、高抑制的双通道工作。天线在L、S两个工作频带内实测电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)小于2,增益大于0 dBi,频带间隔离度优于30 dBc。针对高速率传输需求的无人集群数据链系统,仅加装1部垂尾翼共形天线,即可支撑双频段同时工作。天线整体集成于无人机的单个垂尾翼内,有效提升了无人集群系统的平台集成能力,在无人机领域具有广泛的应用前景。

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25. 基于卷积与自注意力聚合的小目标检测

王小铸,于莲芝

电子科技 2024, 37 (2): 14-22. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.003

摘要（162）

HTML （22）

PDF （2213KB）（89）

在多数目标检测公开数据集中,小目标检测是一个研究热点。针对检测器在多尺寸检测场景下对小目标检测精度不足的问题,文中提出基于YOLOv5s(You Only Look Once version 5s)的小目标检测改进模型。模型在检测器的特征提取网络中加入卷积自注意力聚合残差块来提升特征提取能力,同时从浅层网络中引入新的特征图增强小目标的特征信息,改进特征融合网络结构,以便充分利用新引入的浅层特征。引入SIOU Loss替换原GIOU Loss矩形框损失函数,提升检测精度和训练速度。实验结果表明,在PASCAL VOC的2007和2012数据集上,改进模型检测精度比YOLOv5s提高0.012,小目标检测精度比YOLOv5s提高0.023;在MS COCO数据集上改进模型比YOLOv5s的检测精度提高0.001,小目标检测精度比YOLOv5s提高0.009。

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26. 基于多尺度特征融合的钢材表面缺陷分类方法

田志新,徐震,茅健,林彬彬,廖薇

电子科技 2024, 37 (2): 87-95. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.012

摘要（160）

HTML （7）

PDF （2470KB）（63）

针对钢材表面缺陷分类检测率低的问题,文中采用一种基于纹理多尺度特征融合的表面缺陷分类方法。利用Gabor滤波器与灰度共生矩阵建立纹理图像的多尺度特征向量,同时利用卷积运算对纹理图像进行特征提取,并引入混合膨胀卷积模块以增加感受野,将两种特征向量进行融合得到加强后的融合纹理特征向量。融合后的特征以序列方式输入长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)构建分类模型,利用混淆矩阵将分类结果进行指标评判。结果表明该方法在NEU(Northeastern University)数据集上的分类准确率达到97.5%。文中搭建LSTM网络、BP(Back Propagation)神经网络、SVM(Support Vector Machine)、KNN(K-Nearest Neighbor)以及CART(Classification And Regression Tree)等分类方法进行了对比实验。结果显示,在多尺度下LSTM分类方法表现最好,F1指标最高。结合BP网络、LSTM网络、SVM、KNN、CART、CNN以及AlexNet等方法进行了消融实验,验证了该方法的普适性。该方法充分挖掘了纹理图像的多尺度特征信息,对钢材表面缺陷分类方法的研究具有积极意义。

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27. SiGe电光调制器研究进展

王迪,冯松,陈梦林,刘勇,胡祥建,冯露露

电子科技 2024, 37 (2): 46-54. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.007

摘要（159）

HTML （5）

PDF （1975KB）（62）

光子调制器是光纤通信系统中的核心器件,主要对光信号进行调制,实现信号从电域到光域的转换。随着硅基半导体工艺的发展,硅基光子调制器逐渐成为了主流硅光子器件,基于硅工艺技术的GHz带宽调制器的实现也为硅光子学的发展奠定了基础。作为一种用于短距离光互连的高性能光调制器,SiGe光吸收调制器受到了较多关注。文中讨论了高性能SiGe电光调制器的发展现状,对国内外硅基光子调制器的研究进展进行分析,讨论了PIN、PN结等电学调制结构,为研发高速率、低损耗的光子调制器提供了思路。

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28. 基于改进T5 PEGASUS模型的新闻文本摘要生成

张琪,范永胜

电子科技 2023, 36 (12): 72-78. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.010

摘要（157）

HTML （4）

PDF （906KB）（48）

新闻文本摘要生成任务旨在解决用户在阅读新闻时无法快速把握内容重点而造成的时间损耗和阅读疲劳等问题。目前面向中文的文本摘要模型效果较佳的是T5 PEGASUS模型,但针对该模型的研究较少。文中针对T5 PEGASUS模型的中文分词方面进行改进,使用更适用于新闻领域的Pkuseg分词方法进行处理,并在NLPCC2017、LCSTS、SogouCS这3种新闻长度不同的公开数据集上验证其有效性。研究发现Pkuseg分词方法更适合T5 PEGASUS模型,模型生成摘要的ROUGE(Recall-Oriented Understudy for Gisting Evaluation)值与新闻文本长度成正相关,训练集损失值和损失值下降速度与新闻文本长度成负相关,在面对少量训练集时能得到较高的ROUGE分数,因此该模型具有较强的小样本学习能力。

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29. 六相全桥逆变器驱动PMSM的简化模型预测电流控制

袁庆庆, 吴瑞麒, 马婷, 谢晓彤

电子科技 2024, 37 (3): 34-43. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.03.005

摘要（153）

HTML （6）

PDF （4685KB）（68）

全桥逆变器电机驱动或称开绕组结构虽然兼具相间电气隔离、容错性能好及器件开关频率低等优点,但存在逆变器输出电压矢量多、冗余严重且控制约束等问题。文中以共直流母线供电的六相全桥逆变器驱动六相永磁同步电机为研究对象,提出了一种基于二级矢量优化的简化模型预测电流控制算法,在实现电机定子基波电流有效跟踪控制的同时有效抑制了定子电流的谐波及零序分量。文中基于矢量空间解耦理论对六相全桥逆变器的输出电压矢量进行了分层分析,以定子基波电流控制、谐波及零序电流抑制为准则对逆变器输出的729个电压矢量进行二级优化,得到候选的12个电压矢量,以此为基础设计了模型预测电流控制算法。实验结果表明,该简化模型预测电流控制方法具有良好的动静态性能,能在基波电流控制的同时有效抑制谐波及零序电流分量,可为多相电机驱动系统研究提供一定的理论支撑。

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30. 基于算术优化算法的低压配电网故障区段定位方法

王欣阳,王瑞阳,魏云冰

电子科技 2023, 36 (12): 25-31. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.004

摘要（152）

HTML （4）

PDF （1215KB）（41）

为了提高低压配电网故障区段定位的准确性和快速性,保证居民用电安全,文中提出一种基于算术优化算法实现故障区段定位的方法。算术优化算法具有结构简单、收敛速度快以及精确度高等优点。选取IEEE33节点的配电网模型,使用MATLAB对此模型节点支路、节点开关状态和适应度函数进行编程仿真。对单点故障和多点故障以及存在信号畸变的单多点故障进行仿真计算,并对仿真结果进行分析。结果表明,利用算术优化算法的局部搜索和全局搜索分开进行的特点对故障区段定位问题进行局部充分搜索,可实现准确定位,准确度达到97%,优于二进制粒子群算法、遗传算法和改进鲸鱼优化算法。

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31. 一种用于变压器故障诊断的卷积神经网络优化方法

汪徐阳,易映萍,李田丰

电子科技 2023, 36 (12): 79-86. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.011

摘要（151）

HTML （7）

PDF （1971KB）（47）

传统故障诊断方法存在编码不完整和编码边界过于绝对等缺点,难以满足电网运维工作的实际需求。利用电力变压器故障时产生的气体对变压器进行故障诊断是目前智能电网状态检测的热门研究领域。但变压器出现各类故障的频率具有较大差别,可能造成故障样本信息不完整、数据量不足,使用传统卷积神经网络模型会出现训练过程收敛速度慢、训练精度低等问题。文中提出一种在保留原始数据特征不变的情况下进行数据增强的方法,将扩充后的一维数据转化为二维图片输入到二维卷积神经网络诊断模型中,并对卷积神经网络模型中的Adam优化算法进行改进。诊断结果表明,所提方法使得网络训练的精度达到了96.20%,相较于传统的一维卷积神经网络故障诊断方法(92.12%)具有更高的收敛速度和泛化能力。

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32. 基于相位测量偏折术的透明物体表面缺陷检测

丁玉洁, 周志峰, 王勇, 王立瑞

电子科技 2024, 37 (5): 62-70. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.009

摘要（149）

HTML （3）

PDF （3719KB）（77）

目前国内对玻璃、透镜等透明物体的质量控制仍使用传统方法,传统的肉眼评估方法效率低下。为实现透明物体表面缺陷的自动化检测,提出一种基于相位测量偏折术(Phase Measuring Deflectometry,PMD)的透射式检测方法。利用结合了新相移图案生成计算式的PMD算法生成结构光条纹图案,使用透射式系统将该条纹图案投射到被测物体表面。相机采集经被测物体折射后的变形条纹图片,生成绝对相位图,通过识别绝对相位图中的局部畸变提取缺陷。通过分析周期错位导致误检的原因,提出一种绝对相位周期错位修正的方法。新相移图案生成计算式能提前修正周期错位现象,二者结合使用能提高相位展开的精度。以焦距为300 mm的凹、凸透镜为例进行实验,结果表明该方法能准确地提取出因表面缺陷导致的绝对相位图中的局部畸变,精度为0.1 mm。

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33. 融合注意力和胶囊池化的轻量型胶囊网络

朱子豪, 宋燕

电子科技 2024, 37 (5): 1-8. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.001

摘要（135）

HTML （10）

PDF （3050KB）（83）

针对胶囊网络特征信息传播低效性和路由过程存在较大计算开销等问题,文中提出了一种融合注意力和胶囊池化的轻量型胶囊网络。该网络主要有以下两方面的优势:1)提出了胶囊注意力。将注意力作用于初级胶囊层,增强对重要胶囊的关注,提高低级胶囊对高级胶囊预测的准确性;2) 提出新的胶囊池化。在初级胶囊层所有特征图的对应位置筛选出权重最大的胶囊,在减少模型参数量的同时以少量的重要胶囊表示有效特征信息。公共数据集的结果表明,提出的胶囊网络在CIFAR10上达到92.60%的精度,并在复杂数据集上具有良好的白盒对抗攻击鲁棒性。此外,提出的胶囊网络在AffNIST数据集上达到95.74%的精度,具有较好的仿射变换鲁棒性。计算效率结果表明,所提网络的浮点运算量比传统胶囊网络减少了31.3%,参数量减少了41.9%。

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34. 基于随机矩阵理论的电网薄弱环节辨识策略

阳杰, 孙伟卿, 马美玲

电子科技 2024, 37 (7): 1-8. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.001

摘要（130）

HTML （12）

PDF （2265KB）（125）

随着电网规模不断扩大,新型电力系统的运行特性愈加复杂,准确辨识电网存在的薄弱环节对提高系统的监测能力和保障系统的可靠运行具有重要的实际意义。文中基于随机矩阵理论提出了一种电网薄弱环节辨识策略。该策略利用电网运行中的实测数据构造随机矩阵,基于随机矩阵理论构建薄弱环节的判断指标,并设计了薄弱节点和薄弱支路的判断方法。该方法从数据相关性的角度进行分析,不需要考虑实际电网复杂的网络结构和运行机理,因此没有复杂的建模过程。为了验证该方法的可行性,通过IEEE 39节点系统搭建了算例仿真,并与传统方法进行了对比。结果表明,所提策略在辨识薄弱节点和支路上具有较好效果,且准确性相较于传统方法有所提升。

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35. 基于改进蚁群算法的机器人全局路径规划

王艳春, 郭永峰, 夏颖, 王洋洋

电子科技 2024, 37 (5): 88-94. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.012

摘要（126）

HTML （4）

PDF （892KB）（54）

针对传统蚁群算法存在初始信息素缺乏、收敛速度慢以及无法有效躲避障碍物等问题,文中提出了一种基于改进蚁群算法的全局路径规划。引入正态分布函数改进传统启发函数,提高了算法效率,缩短了算法收敛所需时间。自适应调整信息素挥发系数,限定信息素范围,避免过早收敛。对算法路径平滑处理,缩短路径长度,从而实现机器人的全局路径规划。仿真结果表明,在20×20环境下,文中算法平均迭代次数比传统蚁群算法减少了28代,收敛速度更快。平均拐点减少了33.3%,使路径更为平滑,克服了初始信息素缺乏,加快了收敛速度,减少了拐点数量,能够有效躲避环境中的障碍物,证明了该算法的可行性。

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36. 基于深度学习的城市内涝区域车辆检测与分析

夏榕成, 刘德儿

电子科技 2024, 37 (5): 18-24. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.003

摘要（126）

HTML （7）

PDF （4676KB）（55）

在城市内涝场景当中,较多人与车辆被困于积水中,给大众生活带来不利影响。随着计算机技术的快速发展,深度学习在解决实际问题中的运用也越来越广泛。文中提出了一种利用TensorFlow深度学习框架搭建MaskR-CNN(Regions with Convolutional Neural Networks Features)模型的方法,对城市内涝场景的积水区进行检测,检测效果良好,mAP(mean Average Precision)值达到89%。同时,基于YOLOv5(You Only Look Once version 5 )模型,采用密集帧间差运算对处于积水区中的人车进行追踪,追踪精度达到90%左右,并使用YOLOv5外挂ResNet(Residual Network)实现了对内涝场景中的车辆进行淹没危险度分析。实验结果表明,文中所用模型的车辆危险度检测效果优于其他模型。

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37. 随机丢包的无迹卡尔曼滤波估计以及性能分析

白睿,任祝

电子科技 2024, 37 (2): 23-29. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.004

摘要（125）

HTML （7）

PDF （865KB）（53）

在工程应用中,无线网络控制系统多为非线性系统。由于长距离传输和通信网络不可靠等原因,系统传感器的测量值可能在传输过程中丢失,影响精度估计以及系统性能。文中研究一类受相关噪声和传感器测量值丢失影响的非线性离散随机系统的无迹卡尔曼滤波问题。通过引入一个服从伯努利分布且条件概率已知的随机变量来描述随机发生的传感器测量值丢失现象。文中提出了一种对数据进行补偿的算法,并使用标准数值软件对所得结果进行验证。结果表明,经过算法补偿后的滤波能够较好地估计系统,可以减少传感器测量值丢失对滤波器性能的影响,增加估计的准确性。

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38. 锂离子电池多物理场耦合模型中的粒径分析

余润洲, 李培超

电子科技 2024, 37 (9): 1-7. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.001

摘要（122）

HTML （17）

PDF （1438KB）（64）

为深入理解锂离子电池(Lithium-Ion Battery,LIB)内部的多物理场耦合行为,更好地为锂离子电池的生产制造及优化等工作提供参考,文中通过数值模拟方式,在有限元仿真软件COMSOL Multiphysics中建立了更符合物理实际的锂离子电池电化学-热-力(Electrochemical-Thermal-Mechanical,ETM)耦合模型,并进行求解。该模型考虑了电池工作时电极与颗粒两个尺度中的应力生成,解决了以往模型中电极层面应力难以计算的问题。同时通过考虑应力对锂离子扩散及过电位的修正,更好地关联了应力与电化学间的关系。基于该模型,文中讨论了不同正极粒径对电池性能的影响。数值结果表明,当正极粒径小时,锂离子电池放电过程中各物理场的性能指标较好,电池能量密度增大,证明采用较小的正极粒径可提升锂离子电池性能。

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39. 网络安全态势感知模型的研究进展

方翔

电子科技 2024, 37 (6): 98-102. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.013

摘要（121）

HTML （4）

PDF （596KB）（44）

针对当前数量形式均不断增多的网络攻击,不同种类名称的网络安全态势感知模型受到学术界的广泛关注研究。在信息技术迅速普及的背景下,硬件系统、软件漏洞日常应用操作的安全漏洞,导致网络攻击的方式手段不断增多,而单一类型的网络安全监控分析工具已难以适用于当前网络技术的发展。文中通过梳理网络安全态势感知技术的研究历史现状,总结分析了态势感知模型的技术理论发展及其工程应用,并且讨论了相关技术方案中存在的缺陷与不足,展望了网络安全态势感知模型未来的研究方向。

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40. 多级谐振充电的Marx脉冲源研究

傅一钊,李孜

电子科技 2024, 37 (1): 9-16. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.01.002

摘要（116）

HTML （4）

PDF （4930KB）（27）

Marx发生器是一种经典的脉冲功率发生装置。为了更好地满足高电压、双极性高效率等实际使用需求,文中提出了多级谐振充电的Marx脉冲源,即利用串联谐振充电源与串心磁环变压器对Marx脉冲发生器分组充电。搭建两类对称结构多级谐振充电的Marx脉冲发生器并验证其性能,包括可变极性的单极性发生器和双极性脉冲发生器。电路由一组正极性的3路8级Marx和一组负极性的3路8级Marx组成,共48级。实验结果表明,可变极性的单极性Marx发生器可产生正极性或负极性电压幅值为30 kV的脉冲,双极性发生器可向空载和50 kΩ的阻性负载输出±10 kV的电压脉冲。通过FPGA(Field Program Gate Array)的信号控制可以将重复频率控制在1 Hz~1 kHz范围内调节,脉宽可在1~200 ms范围内调节,脉冲前后沿为50 ns以内。正、负脉冲之间的弛豫时间为0.2~200.0 μs。

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41. 基于互信息的多导联心电图排序方法

南娇,孙占全

电子科技 2024, 37 (2): 55-60. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.008

摘要（113）

HTML （4）

PDF （731KB）（45）

基于卷积神经网络的心电图(Electrocardiograph, ECG)自动分类研究从默认12导联顺序的心电图中提取特征,未考虑导联顺序对卷积网络特征提取的影响。为解决该问题,文中提出了一种基于互信息的两端递增排序方法,使用互信息衡量导联之间的相关性,并根据导联之间的相关性以及二维卷积的特点将关系密切的导联相邻排序。实验结果表明,多导联心电图排序方法在3个数据库和3个卷积网络分类模型上取得了显著效果,F1、正确率、召回率、精确率以及杰卡德系数数值分别提升了0.011、0.009、0.007、0.014和0.013,汉明损失值减低了0.002。

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42. 融合坐标注意力机制的YOLOv3肺结节检测算法

王新宇, 赵静文, 刘翔, 石蕴玉, 佘云浪

电子科技 2024, 37 (6): 1-7. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.001

摘要（110）

HTML （13）

PDF （1807KB）（81）

肺结节在CT(Computed Tomography)图像中所占像素较少,增加了检测难度。针对肺结节小目标检测问题,文中提出了融合坐标注意力机制的YOLOv3(You Only Look Once version 3)肺结节检测算法。主干网络采用改进YOLOv3,减少残差块数量并引入扩张卷积模块,并可从目标周围感知上下文信息。在特征利用部分引入坐标注意力机制,捕捉肺结节位置、方向和跨通道信息,精确定位肺结节。改进YOLOv3的损失函数,将边界框建模成高斯分布,利用Wasserstein距离来计算两个分布之间的相似度代替IoU(Intersection over Union)度量,提升模型对目标尺度的敏感性。在LUNA16数据集上的结果显示,肺结节检测的平均精度为89.96%,敏感性为95.37%,与主流目标检测算法相比,精度平均提升了11.33%,敏感性平均提升了9.03%。

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43. 基于通道特征金字塔的图像分割算法

孙红,杨晨,莫光萍

电子科技 2023, 36 (12): 39-45. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.006

摘要（107）

HTML （7）

PDF （1926KB）（47）

针对语义分割任务中存在的庞大参数计算成本和冗余参数量等问题,文中提出了通道特征金字塔模块来解决该问题。基于通道特征金字塔模块和轻量级注意力机制构建用于实时语义分割的网络。通道特征金字塔模块创造了足够的感受野并密集地利用了上下文信息,从第2个通道开始采用求和运算逐步组合特征图,并将它们连接起来构建最终分层特征图,在常规卷积层后添加卷积模块的注意力机制提升分割精度。在没有任何预训练和后处理的情况下,算法在CamVid数据集使用单块GTX2080Ti上仅用0.75 MB参数和5.3 MB内存就实现了68.1%的分割准确率,在Cityscapes数据集上以56帧的推理速度取得了75.7%的均交互比。

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44. 基于RTDS的直驱风机硬件在环实验方法

何朴想,郝正航,陈卓,杨光绕,聂春芳

电子科技 2024, 37 (2): 61-68. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.02.009

摘要（100）

HTML （3）

PDF （1028KB）（47）

为实现风电机组硬件在环平台的通用性,文中在环实验平台搭建了通用风电机组硬件,完成了风电机组的优化控制。针对直驱风机在电网电压不平衡或不对称的情况下影响直驱风机正常运行的问题,文中采用基于正序和负序的电流解耦算法消除负序电流以保持恒定的输出功率。通过抑制故障时风电机组的无功功率两倍频波动,使有功和无功基准值均为0,电网无功功率两倍频波动分量的幅值为0,达到消除负序电流使风电机组稳定输出的目的,并在该实验平台进行仿真验证。实验结果表明,风电机组有功功率输出保持不变,显著提高了风电机组并网的适应性,验证了该方法的合理性和有效性。

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45. 基于雷达和视频融合的目标检测

朱勇, 黄永明, 何幸

电子科技 2024, 37 (8): 1-7. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.001

摘要（100）

HTML （8）

PDF （3310KB）（56）

基于视频的目标检测在恶劣天气情况下识别效果较差,故需弥补视频缺陷、提高检测框架的鲁棒性。针对此问题,文中设计了一个基于雷达和视频融合的目标检测框架,利用YOLOv5(You Only Look Once version 5)网络获得图片特征图与图片检测框,利用基于密度的聚类获得雷达检测框,并将雷达数据进行编码,得到基于雷达信息的目标检测结果。最后将两者的检测框叠加得到新ROI(Region of Interest),并得到融合雷达信息后的分类向量,提高了在极端天气下检测的准确率。实验结果表明,该框架的mAP(mean Average Precision)达到了60.07%,且参数量仅为7.64×10⁶,表明该框架具有轻量级、计算速度快、鲁棒性高等特点,可以被广泛应用于嵌入式与移动端平台。

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46. 基于麻雀搜索优化SVR模型的房地产价格研究

兰瑞杰,孟维高,耿进强

电子科技 2024, 37 (1): 1-8. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.01.001

摘要（97）

HTML （5）

PDF （1302KB）（30）

为解决传统经济指标作为房价影响因素的数据获取滞后性问题以及机器学习模型在预测房价时存在的参数选取不确定性问题,文中以网络搜索数据作为房价指数解释变量,采用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)建立SSA-SVR(Support Vector Regression)模型对SVR的惩罚因子C和RBF(Radical Basic Function)核函数的参数g进行优化。将SSA-SVR模型与PSO(Particle Swarm Optimization)-SVR、GA(Genetic Algorithm)-SVR、WOA(Whale Optimization Algorithm)-SVR、GS(Grid Search)-SVR以及基准SVR进行对比,SSA-SVR的相关系数(0.99)、均方根误差(6.71)、平均绝对误差(5.24)、均方误差(45.13)以及平均绝对百分比误差(0.26%)均优于其他5种模型。结果表明,麻雀搜索算法优化的SVR模型在房价预测方面具有更好的全局寻优能力,可以提高模型的预测准确度和预测能力。

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47. 一种新型五自由度雕刻机床的工作空间分析

刘嘉琦,伞红军,陈久朋,杜孟彦,肖乐

电子科技 2023, 36 (12): 9-15. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.002

摘要（97）

HTML （7）

PDF （1595KB）（45）

针对传统三自由度串联雕刻机床难以加工空间复杂曲面的问题,文中给出了一种空间新型五自由度串并联雕刻机床的设计方案。在SolidWorks中建立该雕刻机床的三维模型,采用空间几何法建立了位置反解和参数解耦的数学模型,并在MATLAB中利用蒙特卡洛法生成了工作空间。通过对其工作空间分析可知,该雕刻机床的工作空间较大,在一定程度上可以满足对零件空间复杂曲面的加工需求。在此基础上,通过对该雕刻机床工作空间的分析发现,增大该新型雕刻机床工作空间较合适的方法是增加串联滑轨长度。

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48. 基于EMD-Bayes-SVR组合模型的短期电力负荷预测

王雨前,王万雄

电子科技 2023, 36 (12): 64-71. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.12.009

摘要（96）

HTML （9）

PDF （1760KB）（38）

短期电力负荷是电力供需平衡的关键,针对短期电力负荷预测精度问题,文中提出了EMD(Empirical Mode Decomposition)-Bayes-SVR(Support Vector Regression)组合预测模型,即将原始电力负荷序列通过EMD方法分解为若干个IMF(Intrinsic Mode Function)和1个Res(Residual),依据Hurst指数将各IMF重构为高频分量、低频分量和残差分量,利用贝叶斯优化算法对SVR进行参数寻优,将寻优得到的最佳参数带入SVR并对重构后的3个分量分别进行预测,将3个分量的预测值相加得到最终预测结果。以美国内布拉斯加州的历史电力负荷数据为例,建立8种单一预测模型和7种组合预测模型作为参照模型,对该地的电力负荷序列进行预测。实验结果表明,EMD-Bayes-SVR组合预测模型能够有效预测短期电力负荷的变化趋势,其MAE(Mean Absolute Error)、RMSE(Root Mean Square Error)和MAPE(Mean Absolute Percentage Error)这3种误差评价指标数值相对于SVR模型分别降低了29.84%、32.05%和22%,并显著低于其它参照模型。

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49. 电动汽车锂电池组双层环形均衡器研究

韩欣晟, 阚加荣, 凌慧颖, 王鹏, 成乾

电子科技 2024, 37 (4): 16-24. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.04.003

摘要（96）

HTML （3）

PDF （3025KB）（52）

传统Buck-Boost均衡电路传输路径长且均衡效率低,现有的环形均衡器无法从根本上解决该问题。针对该问题,文中提出了一种基于Buck-Boost及开关电容的锂电池双层环形均衡器。该均衡电路采用模块化均衡的方法在底层模块和顶层模块采用Buck-Boost和开关电容的混合电路实现均衡,并采用图论分析的方法,从均衡速度、均衡效率两方面分析电路结构。结果表明,该均衡电路具有能量传输路径少、能量传输效率高的优点。文中在MATLAB/Simulink电力仿真平台上搭建了均衡电路的仿真模型,仿真结果表明基于Buck-Boost及开关电容的双层环形均衡器比单层环形均衡器均衡速度提高了46%。文中搭建了4节电池的实验样机对环形均衡电路工作原理及系统均衡效率进行实验验证,结果表明双层环形均衡器比单层环形均衡器均衡效率可提高26.78%。仿真与实验结果与理论分析一致,说明电路结构合理有效。

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50. 基于注意力机制和图像轮廓的实例分割算法

顾登华, 顾春华

电子科技 2024, 37 (4): 62-68. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.04.009

摘要（96）

HTML （7）

PDF （1555KB）（60）

基于图像轮廓的实例分割方法利用少量轮廓顶点来表示物体,减少了算法的参数量,提高了算法的运行效率,但导致算法的精度低于传统逐像素处理的分割算法,获得的分割结果质量较差。为提升算法的准确性,文中提出一种基于图像轮廓结合注意力机制的实例分割模型(Attend the Contour snake,AC-snake)。在主干网络中加入改进的大卷积核(Largekernel+)提升模型的感受野,提取更加丰富的特征信息。改进轮廓顶点变形阶段的网络结构,结合双通道注意力模块(Dual Channel attention,DC-attentio)加强轮廓顶点的有效信息,减少训练网络中的无效参数,提升检测精度和训练速度。实验结果表明,在Cityscapes验证数据集中,相较于原始模型,文中提出的改进模型性能有所提升。

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