电子科技

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1. 基于脑电信号和周围生理信号的多模态融合情感识别

马壮, 甘开宇, 尹钟

电子科技 2025, 38 (2): 62-69. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.008

摘要（364）

HTML （8）

PDF （2024KB）（153）

基于脑电信号(Electroencephalogram,EEG)和周围生理信号解码人类内部情绪状态是情感计算领域的关键,但使用脑电信号或周围生理信号模态的机器学习模型性能可能受到限制。文中基于单模态方法提出了一种多模态融合策略,对每个脑电信号片段提取了微分熵特征、统计特征和复杂度特征,并对这些特征与周围生理信号特征进行了适当整合。文中方法融合了DEAP(Database for Emotion Analysis using Physiological Signals)数据集中记录的多个模态特征。在效价方面,单一脑电特征的实验精度为49.21%,两类特征融合分别取得了56.39%、55.24%和56.98%的分类精度,3类模态融合的实验精度为56.98%。在唤醒方面,单一脑电特征的实验精度为49.34%,两类特征融合分别取得了54.53%、54.53%和59.39%的分类精度,3类特征融合的实验精度为55.48%。实验结果表明,脑电信号特征和外周围生理信号特征融合后的多模态特征分类精度最高,相比于单一的脑电信号特征分类精度分别提升了7.77%和10.05%。

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2. 基于改进SAC算法的机械臂运动规划

唐超, 张帆

电子科技 2024, 37 (11): 47-54. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.007

摘要（342）

HTML （11）

PDF （2620KB）（60）

针对深度强化学习算法在高维状态空间和高精度需求下的机械臂运动规划任务中存在探索效率低、收敛速度慢以及不收敛等问题,文中以SAC(Soft Actor-Critic)算法为基础,引入异步优势机制,提出了一种融合异步优势的AA-SAC(Asynchronous Advantage Soft Actor-Critic)算法。该算法使用Q_target网络代替了原V网络,有效降低了Q网络的方差,n个独立的进程可并行训练,提升了训练效率。将AA-SAC算法的经验回放池划分成两个部分,将高质量的经验数据单独存放、单独采样,以提高有效经验数据的利用率。仿真结果表明,AA-SAC算法在收敛速度、成功率和稳定性上表现最优。相较于SAC算法,AA-SAC算法的收敛时间提前了3 000回合。收敛后AA-SAC算法的成功率达到了96%,比SAC算法提升了6%,比DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)算法提升了26%。

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3. 基于Swin-Transformer的颈动脉超声图像斑块分割

何志强, 孙占全

电子科技 2024, 37 (9): 48-56. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.008

摘要（339）

HTML （11）

PDF （2281KB）（93）

评估颈动脉超声图像斑块需要大量且经验丰富的临床医生,并且超声图像具有边界模糊、噪声干扰强等特性,使得评估斑块耗时费力,因此需要一种全自动的颈动脉斑块分割方法来解决人力稀缺问题。文中提出了一种基于Swin-Transformer(Shifted-Windows Transformer)模块的深度神经网络模型用于自动分割颈动脉斑块。在U-Net(U-Convolutional Network)架构基础上,编码部分使用3个用于图像下采样的卷积块以获得不同分辨率大小的特征图像,再添加6对连续Swin-Transformer模块用于更细化的特征提取。解码部分将Swin-Transformer模块输出的细化特征逐级上采样,分别与编码部分各级分辨率的特征图进行跳跃连接。基于同仁医院数据集进行对比实验,结果显示所提网络模型Dice指标达到0.814 2,高于其他对比网络,证明了所提模型可以有效地提取颈动脉超声图像斑块特征,实现自动化、高精度的斑块分割。

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4. 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（334）

HTML （17）

PDF （2265KB）（153）

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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5. 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（322）

HTML （20）

PDF （1438KB）（107）

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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6. 低功耗可穿戴式心电监测系统

张鹏, 蒋明峰, 李杨

电子科技 2024, 37 (10): 88-94. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.012

摘要（315）

HTML （6）

PDF （2442KB）（88）

日常心电监测对预防心血管病具有重要意义,但医用心电监测系统成本高、操作复杂且不适用于居家心电监测,可穿戴设备忽视了噪声干扰问题,难以利用采集信号来分析诊断病情。文中设计了一种低功耗可穿戴式心电监测系统,该系统由电源管理模块、心电采集模块、数据处理模块和延时开关模块4部分组成,通过BMD101芯片采集人体心电信号,使用低功耗蓝牙芯片nrf52832将心电数据发送到移动端。针对信号中易引入的肌电干扰噪声问题,文中提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的去噪算法,利用非局部均值(Non-Local Mean,NLM)滤除心电信号中低频模态的噪声,离散小波(Discrete Wavelet Transform,DWT)阈值去噪算法消除心电信号的高频模态噪声,重构后的信号质量明显提高。实验结果证明,所提算法具有成本低、易便携和使用方便等特点,能够获取高质量的心电信号,满足用户的长程监测需求,解决了日常不方便监测心电和心电信号获取质量低的问题。

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7. 一种电源管理芯片的高精度过温保护电路设计

都文和, 徐正, 康嘉浩, 杨轲, 潘靖雪

电子科技 2024, 37 (9): 79-86. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.012

摘要（306）

HTML （18）

PDF （1026KB）（117）

电源管理芯片在超过可承受温度范围工作时会对自身造成不同程度的损坏,过温保护电路对提高该类芯片的可靠性和鲁棒性具有重要作用。文中设计了一种具有温度过高关断和温度过低提醒等双重功能的高精度过温保护电路。利用正、负温度系数电压对芯片温度进行实时检测,并与带隙基准电路输出端的不同基准电压分别进行比较得到4个逻辑翻转点,进而通过高精度比较器电路和迟滞逻辑电路处理后,输出迟滞逻辑信号来控制芯片的工作状态或进行温度过低提醒。基于0.18 μm BCD(Bipolar-Complementary Metal Oxied Semiconductor-Double diffused Metal Oxide Semiconductor)工艺设计并完成了相关仿真验证,仿真结果表明,在电源电压范围为3.0~5.5 V时,该电路输出端的迟滞逻辑翻转信号对应的温度阈值最大偏移量在0.3 ℃以内,具备较高的精度,可广泛集成于各种需要过温保护功能的电源管理芯片。

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8. 锂离子电池不可逆膨胀模型及应用

汪亚辉, 李培超, 王克用

电子科技 2024, 37 (9): 8-13. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.002

摘要（300）

HTML （8）

PDF （968KB）（61）

针对锂离子电池多次充放电循环后容量衰减量的快速估算问题,文中基于锂离子电池(Lithium-Ion Battery,LIB)容量衰减模型提出了一种利用电池外部膨胀位移快速估算其内部容量衰减的方法。在锂离子电池容量衰减模型的基础上推导其径向不可逆膨胀模型,通过COMSOL Multiphysics对圆柱形锂离子电池Sanyo UR18650E进行建模和求解,并对比数值结果与实验数据,从而对所提模型进行验证。基于上述模型,分析了电池在充放电循环过程中由于副反应参与而造成的容量衰减和不可逆膨胀行为的原因。结果表明,副反应速率变化造成了副反应产物浓度在负极的梯度分布,副反应产物堆积使电池膨胀位移随循环线性增长。文中还利用副反应产物作为桥梁得到电池容量衰减与其径向位移的函数计算式,为容量衰减量的快速估算提供了新方法。

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9. 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（294）

HTML （12）

PDF （3310KB）（98）

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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10. 基于改进YOLOv5的路面坑洼检测方法

何幸, 黄永明, 朱勇

电子科技 2024, 37 (7): 53-59. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.007

摘要（284）

HTML （21）

PDF （2169KB）（124）

坑洼是一种常见的路面病害,会降低行车安全,准确快速地检测路面坑洼较为重要。针对现有坑洼检测方法在小目标和密集目标的场景下检测精度不高的问题,文中提出了一种改进YOLOv5(You Only Look Once version 5)模型。在YOLOv5的主干网络中引入CBAM(Convolutional Block Attention Module)来提高模型对关键特征的注意能力,将YOLOv5的损失函数改为EIoU(Efficient Intersection over Union)来提高模型对目标的检测精度。实验结果表明,所提模型能够在小目标和密集目标的场景下快速准确地检测路面坑洼,在开源数据集Annotated Potholes Image Dataset中的mAP(mean Average Precision)达到了82%,较较于YOLOv5和其他主流方法也有所提高。

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11. 基于RetinaFace与FaceNet的动态人脸识别系统设计

李云鹏, 席志红

电子科技 2024, 37 (12): 79-86. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.012

摘要（283）

HTML （11）

PDF （2206KB）（62）

针对在现有人脸静态识别过程中被识别人需等待配合的问题,文中提出了一种动态人脸识别系统。该系统采用了基于RetinaFace与FaceNet算法的动态人脸检测和识别方法,并进行了优化,以达到高识别精度和实时性的目标。其中,RetinaFace检测采用GhostNet作为骨干网络,使用Adaptive-NMS(Non Max Suppression)非极大值抑制用于人脸框的回归,FaceNet识别采用MobileNetV1作为骨干网络,使用Triplet损失与交叉熵损失结合的联合损失函数用以人脸分类。优化后的算法在检测与识别上具有良好表现,改进RetinaFace算法在WiderFace数据集下检测精度为93.35%、90.84%和80.43%,FPS(Frames Per Second)可达53 frame·s^-1。动态人脸检测平均检测精度为96%,FPS为21 frame·s^-1。当FaceNet阈值设为1.15时,识别率最高达到98.23%。动态识别系统平均识别精度98%,FPS可达20 frame·s^-1。实验结果表明,该系统解决了人脸静态识别中需等待配合的问题,具有较高的识别精度与实时性。

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12. 计及EV的综合能源系统双层优化调度策略

邵文锋, 何宇, 温拥军, 聂祥论, 张棠茜, 阚超

电子科技 2024, 37 (11): 85-94. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.012

摘要（274）

HTML （7）

PDF （4177KB）（58）

为解决规模化电动汽车入网的优化调度问题,文中提出一种计及电动汽车的综合能源系统双层优化调度策略。上层为优化调度层,电动汽车代理商按照可调度时间将电动汽车分群并将集群信息上传至系统调度中心,系统调度中心协同电动汽车集群和各能源系统,并考虑综合需求响应和阶梯型碳交易机制,以调度成本最小为目标建立经济调度模型。下层为功率分配层,电动汽车代理商以满足用户出行需求为目标构建功率分配模型,引导电动汽车有序参与系统调度。构建仿真算例并采用CPLEX求解器进行求解。仿真结果表明,所提策略不仅能够有效降低综合能源系统调度成本、平滑系统负荷曲线以及减少碳排放量,还能在保障用户出行需求的基础上显著降低用户用电成本,从而实现供需双方的共赢。

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13. 基于Co-Teaching的噪声标签深度学习

夏强强, 李菲菲

电子科技 2024, 37 (11): 1-6. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.001

摘要（263）

HTML （18）

PDF （792KB）（84）

大规模数据在人为标记时易出现标记误差,导致数据集存在噪声标签,影响深度神经网络模型的泛化。Co-teaching等现行研究方法中的样本选择机制易使噪声样本流入被选的干净标签样本子集,在训练中难以较好地控制深度神经网络模型对被选干净样本子集的拟合。因此,文中提出一个基于Co-teaching改进的新算法。该方法通过增加两个正则化损失来分别避免模型过于信任某单一类别和陷入局部最优解中。此外,引入大学习率衰减训练方法使模型在训练初期更倾向学习干净标签样本特征以得到较好的模型参数。与Co-teaching结果相比,文中模型在20%和50%对称噪声以及45%非对称噪声环境下,在MNIST、CIFAR-10合成噪声数据集及Animal10N现实数据集上的性能均取得了提升。

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14. 基于蚁群算法的智能路径规划

佟云昊, 席志红

电子科技 2025, 38 (1): 23-28. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.004

摘要（261）

HTML （18）

PDF （3460KB）（95）

针对移动机器人在完成自身定位和地图构建后难以合理规划路径,造成移动机器人无序运动和资源浪费问题,文中采用蚁群算法实现移动机器人路径规划。蚁群算法是一种求解问题中最佳路径的概率型算法,但在通用蚁群算法中,蚁群算法的所有参数均不变,导致蚁群算法的结果依赖算法中设定的信息素参数。针对上述问题,对蚁群算法的参数和信息素的分配进行改进,通过在每次迭代中改变信息素挥发系数和信息素更新标准以及结合启发因素改进信息素更新标准。设置可调节信息素挥发因子增加算法的自适应性,根据有意义的参数空间,通过在不同环境下对比传统蚁群算法和改进蚁群算法的路径规划结果。改进蚁群算法路径长度分别下降4.48%和8.54%,均未产生路径交叉结点,较好地实现了移动机器人合理路径规划的预期效果。

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15. 基于质量引导的枝切法相位解包裹算法

太曼力, 李文国, 刘韬, 仲永鹏

电子科技 2024, 37 (7): 72-80. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.010

摘要（247）

HTML （9）

PDF （4316KB）（96）

相位解包裹是相位测量轮廓术中数据处理的关键。文中在传统Goldstein枝切法的基础上提出了一种质量引导的枝切法相位解包裹算法,旨在获得更加精确的相位解包裹结果。采用包裹相位的二阶微分作为残差检测原理的补充参数,将包裹相位二阶微分中的突变点视为无极性残差点,并利用调制度作为残差点有效性的判断依据,将低调制度的残差点视为具有更高的有效性进行局部优化以降低残差点的密度。优化后的等效残差点连接成枝切线以阻挡误差传播。采用调制度计算像素点的质量以引导相位解包裹的顺序,在解包裹路径绕开枝切线的同时优先展开高质量区域的像素点。实验结果表明,文中算法的相位解包裹结果具有更高的准确性和竞争力。

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16. 嵌入式多核系统中的实时混合任务调度算法

罗广, 冒航, 朱扬烁, 张凤登

电子科技 2024, 37 (8): 84-91. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.012

摘要（246）

HTML （6）

PDF （996KB）（89）

针对由周期任务和零星任务形成的实时混合任务集进行合理调度问题,文中提出了一种基于零松弛度边界公平(Boundary Fair until Zero Laxity,BFZL)的实时混合任务算法。该算法在改进边界公平(Improved Boundary Fair,I-BF)实时混合任务算法基础上,通过引入最小松弛度优先(Least Laxity First,LLF)算法中的松弛度参数来改进判定任务的优先级,并提出基于松弛度与启发式策略相结合的启发式算法改进任务的分配策略。实验结果表明,BFZL算法能够满足系统实时性,并达到了算法优化目的。通过数据对比分析可知,该算法相比于原始算法,零星任务的平均响应时间降低了约26%,上下文切换减少了约28%,迁移减少了约50%。该算法在调度开销方面也具有一定优势。

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17. 改进YOLOv5s算法的钢材表面缺陷检测

崔晶楠, 黄春艳, 李艳玲

电子科技 2024, 37 (12): 48-55. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.008

摘要（245）

HTML （16）

PDF （4485KB）（80）

针对现有钢材表面缺陷检测方法准确率不高、识别速度慢等问题,文中提出了一种基于改进YOLOv5s(You Only Look Once version 5s)的缺陷检测方法。为了实现对图像重要区域信息的关注以及提高模型对目标缺陷的学习能力,在主干特征提取网络引入CBAM(Convolutional Block Attention Module)注意力机制。为了提高目标框的回归速度和定位的准确性,使用距离损失和宽高损失结合的EIoU(Efficient Intersection over Union)边界框损失函数计算损失值。通过迁移学习加快模型的收敛速度来提升模型对各类缺陷检测准确率。通过在数据集NEU-DET上的实验结果表明,相较原始YOLOv5s网络,改进YOLOv5s网络模型对该数据集的准确率提升了6.3百分点,召回率提升了9.2百分点,mAP(mean Average Precision)达到了81.7%,对于钢材表面缺陷检测具有良好的性能。改进YOLOv5s算法的钢材表面缺陷检测模型大小仅为13.8 MB,在确保实时性的基础上提升了检测精度,便于模型在实际应用中的部署。

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18. 融合模仿学习的双足机器人全向行走步态生成方法

冯振, 牟海明, 薛杰, 李清都

电子科技 2025, 38 (1): 29-36. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.005

摘要（243）

HTML （6）

PDF （2696KB）（55）

由于双足机器人具有复杂的高维动力学和高度动态特性,因此难以实现全向步态。为了实现双足机器人全向行走,文中基于深度强化学习算法提出了一种融合模仿学习的双足机器人步态训练方法。根据专家经验和双足行走具有周期性的特点,设计了可以实现不同步态风格的周期对称函数进行模仿学习。为了使双足机器人具有全向行走能力,使用ROS(Robot Operating System)中的脚步规划器生成目标落脚点进行模仿学习,并在自主设计的双足机器人上对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法可实现双足机器人前向、侧向、对角线和转向4种步态模式,实现了双足机器人的全向步态,并且可实现不同风格的周期对称步态。

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19. 基于改进YOLOv4的车辆检测算法

赖颖, 巨志勇, 叶雨新

电子科技 2025, 38 (1): 81-87. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.011

摘要（243）

HTML （24）

PDF （1202KB）（86）

在交通监控中进行车辆检测过程时,存在车辆互相遮挡和远距离目标尺寸不足的问题,导致在检测中存在漏检和误检情况。针对此问题,文中提出一种基于YOLOv4(You Only Look Once version 4)的多尺度融合与注意力机制的交通车辆检测算法。在YOLOv4的路径聚合网络中增加一个新的特征层进行多尺度特征融合,提升模型对底层纹理特征的提取能力。在YOLO Head检测头前嵌入ECA(Efficient Channel Attention)通道注意力模块,对聚合后的特征进行合理的抑制和增强,将CIoU(Complete Intersection over Union)损失函数替换为Soft-CIoU损失函数,提高小目标车辆对损失函数的贡献度。在公开车辆数据集UA-DETRAC与KITTI中的实验结果表明,相较于原YOLOv4算法,所提算法的平均精度分别提升了2.45百分点和1.14百分点,检测速度达到41.67 frame·s^-1。相较于其他先进算法,所提算法在检测精度上表现良好。

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20. 基于复数深度神经网络的电磁信号调制识别

袁德品, 赵亮, 葛宪生

电子科技 2025, 38 (3): 1-6. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.03.001

摘要（243）

HTML （51）

PDF （2836KB）（188）

在复杂电磁环境区域中,较难获取信号调制类型。传统调制信号识别分类方法因自身缺陷导致识别成功率不佳。目前用于信号调制的深度学习方法均基于实数来表征和处理,但因丢失复数原本的内在联系而容易出现识别偏差。针对这种情况,文中将复数深度神经网络应用于电磁信号的调制识别,设计了复卷积、批归一化和全连接网络等复数卷积深度神经网络,并通过Softmax函数完成最终的分类任务。采用标准数据集RML2016.10a完成网络训练以及测试工作。实验结果表明,通过训练后的复数深度神经网络优于传统识别算法,可以有效提升电磁信号识别率。

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21. 基于多模态交叉互动的情感识别算法

张慧, 李菲菲

电子科技 2024, 37 (10): 81-87. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.011

摘要（235）

HTML （7）

PDF （1735KB）（66）

由于单模态情感识别的局限性,研究者已将其研究重点转移到多模态情感识别领域。多模态情感识别围绕最优提取每个模态的特征以及有效融合所提取出的特征这两方面问题进行研究。文中提出了一种基于多模态交叉互动的情感识别方法,以捕获模态表达的多样性。各种模态的编辑器分别提取具有情感信息的特征,模态间注意力机制堆叠的交互模块建模视觉-文本-音频之间的潜在关系。在基于文本、语音和图像的CMU-MOSI和CMU-MOSEI情感识别数据集上进行实验,结果显示在Acc2(Accuracy2)、Acc7(Accuracy7)、F1、MAE(Mean Absolute Error)和Corr(Correlation)这5个指标上文中方法分别取得了86.5%、47.7%、86.4%、0.718、0.776和83.4%、51.5%、83.4%、0.566、0.737的成绩,证明该方法性能具有显著提升,同时也验证了模态间交叉映射互相表示机制比各单模态表示方法具有更好的性能。

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22. 基于深度学习的复杂模拟电路故障识别

黄泽华, 毕贵红, 张梓睿

电子科技 2025, 38 (2): 23-34. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.004

摘要（232）

HTML （16）

PDF （8538KB）（119）

复杂的模拟电路故障传递关系复杂,故障类型与故障特征之间存在复杂的非线性关系,导致特征提取困难和故障识别困难。针对该问题,文中提出了一种两测点、自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise, CEEMDAN)-多尺度伪彩色图像-AlexNet网络结合的模拟电路故障诊断方法。将复杂模拟电路两测点输出信号前后相接构造新的组合故障样本,两测点组合故障样本数据提高了表征复杂模拟电路整体故障状态的能力。将组合的故障样本信号进行多尺度分解,并将多尺度数据矩阵映射为二维伪彩色图,形成信息丰富、特征明显的多尺度故障伪彩色图像。利用深度学习模型AlexNet优异的图像特征挖掘和学习能力,将不同故障类型的多尺度伪彩色图像输入AlexNet中进行模型迁移训练学习并完成故障识别。通过对简单电路和复杂电路的单双故障及混合故障识别的比较分析,证明了所提模拟电路故障诊断方法对复杂模拟电路的不同故障类型能达到更高的识别准确率。

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23. 基于两级均衡电路的电池组智能均衡方法

任子豪, 田恩刚

电子科技 2024, 37 (7): 9-15. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.002

摘要（231）

HTML （10）

PDF （850KB）（80）

为解决传统均衡电拓扑均衡效率较低的问题,文中提出了一种两级均衡拓扑结构。该均衡拓扑将电池组分为组内与组间两种形式,组内采用Buck-Boost均衡电路,组间采用可重构均衡电路,组内与组间可同时均衡,提高了均衡效率。以SOC(State of Charge)作为均衡变量,组内均衡算法采用基于SOC的模糊逻辑控制策略,减少均衡时间,提高均衡效率。使用MATLAB/Simulink软件对电路拓扑建模仿真,并与传统Buck-Boost电路进行对比。仿真结果表明,在充放电状态下,相较于传统Buck-Boost电路,所提算法及均衡拓扑使均衡时间减少了约28%,表明该均衡电路及算法具有良好的性能。

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24. 基于新型趋近律的四旋翼滑模控制

张牛, 周颖

电子科技 2024, 37 (12): 1-8. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.001

摘要（229）

HTML （17）

PDF （1210KB）（129）

为解决四旋翼飞行器在飞行过程中的轨迹跟踪和姿态控制问题,文中基于改进的新型趋近律和滑模函数设计了滑模变结构非线性控制器。根据四旋翼飞行器的欠驱动、强耦合和多变量特性对其系统进行整体受力分析,根据牛顿第二定律和欧拉动量方程简化系统数学模型。基于传统指数趋近律并结合双幂次项、比例项和改进的变指数项对四旋翼系统内环和外环设计新型趋近律滑模控制器。通过将外环位置控制器的输出作为内环控制器的期望输入来形成外环控制内环的闭环系统,并根据李雅普诺夫稳定性定理证明了该系统的稳定性。仿真结果表明,在空中定点悬浮和复杂三维轨迹跟踪实验中,相较于传统趋近律滑模控制器,该方法响应时间更短,跟踪效果更好,稳态误差更小。

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25. 多线激光雷达转镜扫描系统

林建东, 宋跃

电子科技 2025, 38 (1): 52-58. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.008

摘要（226）

HTML （4）

PDF （1848KB）（58）

为解决传统多线激光雷达以固定角度分辨率扫描导致远距目标探测空间分辨率变低的问题,文中提出一种双光源对称布置的8线激光雷达扫描系统。运用光线矢量法系统研究了旋转反射镜和光源参数与光束扫描轨迹的规律,结合激光雷达方程优化设计8线激光雷达整机参数。通过严格计算激光经不同倾角的反射镜旋转扫描的光束轨迹,在八面反射镜两侧特定位置对称布置两个光源进行分时发光探测实现具有高空间分辨率的八面反射镜旋转扫描系统。矢量计算结果表明,对距离100 m的人体在正前方有两条扫描探测光束,人体在侧向和边缘处仍有3条扫描探测光束,说明所提八面反射镜旋转扫描系统能更有效利用扫描光束探测远距离目标,优于Velodyne 64线激光雷达。

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26. 基于移相策略的无变压器半桥锂电池均衡器

周斌, 阚加荣, 陈鹤鸣, 陈威威, 李炎, 徐苏东

电子科技 2025, 38 (2): 1-9. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.001

摘要（224）

HTML （39）

PDF （4454KB）（176）

针对锂电池单体间存在不一致性以及传统半桥均衡器多绕组变压器制作难度大、成本高等问题,文中提出了一种无变压器半桥锂电池均衡器,并分析了该均衡器在高频状态下影响电池单体间能量流动的关键因素。均衡器采用移相控制、最短均衡路径以及并行均衡模式,可以快速实现多个电池单体间同时均衡,因此其均衡速度快、均衡效率高且不受串联电池单体数量的影响,具有控制简单、均衡效率高、灵活性高以及开关器件少等优点。根据电池充放电动态模型推导出电池单体间能量均衡计算式,通过搭建仿真模型和实验样机对其进行验证。仿真和实验结果表明,基于移相策略的无变压器半桥锂电池均衡器能够快速实现电池单体间电压均衡。

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27. 基于深度强化学习的异构融合网络接入算法

肖雄, 刘鸿雁, 衣孟杰

电子科技 2024, 37 (11): 7-12. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.002

摘要（222）

HTML （10）

PDF （2468KB）（74）

随着空、天、地各域通信网络的日趋成熟,跨域异构融合技术已成为未来通信网络一体化发展的重要方向。文中在空天地一体化网络向跨域异构融合需求的驱动下,针对异构网络中频谱资源利用率较低的问题,采用深度强化学习方法,通过建立异构融合网络系统模型,设计具有公平尺度的智能体接入算法,以系统吞吐量为最大化目标,选取符合空天地一体化特征的各通信网络制式并提取对应的接入协议。遵照公平原则,设置无量纲的信道参数,建立仿真场景。在仿真中引入多种对比策略,统计系统吞吐量、碰撞率、利用率和信道选择比例等指标。仿真结果表明,跨域异构融合网络的系统吞吐量提高了60%以上,系统信道利用效率提升了20%,业务分组碰撞率维持在10%,验证了文中算法对不同业务场景的适应性。

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28. 结直肠癌免疫组化图像分级诊断方法

莫卓锐, 黄强豪, 张琳, 曹雨齐, 葛维挺, 余明晖

电子科技 2024, 37 (12): 24-31. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.004

摘要（218）

HTML （4）

PDF （4921KB）（49）

人体组织病理学检查主要应用于各类肿瘤诊断和治疗,免疫组织化学技术在结直肠癌早期筛查中具有重要的临床意义。为准确判断结直肠癌抑癌基因p53表达程度,文中提出一种基于逐块释放微调策略迁移学习的分级诊断方法,通过图像预处理、有监督模型预训练以及逐块释放微调等步骤将细胞核分割模型的参数迁移至诊断框架中。生成的细胞核分割掩膜进行主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)降维和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)多元分类最终得到图像诊断结果。该方法在结直肠癌p53蛋白免疫组化(Immunohistochemistry, IHC)图像数据集上进行了验证,模型的Dice值可达到0.887 6,分级准确率达到90.28%。结果表明,所提方法能够对结直肠癌免疫组化图像有效分级,为医生阅片提供可靠的辅助信息。

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29. 网络安全态势预测技术研究综述

卢臻阳

电子科技 2024, 37 (8): 92-96. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.013

摘要（217）

HTML （8）

PDF （607KB）（76）

为进一步降低多种网络受到攻击的概率,不同类型的网络安全态势预测模型受到了国内外学者的广泛关注和深入研究。随着态势感知模型技术的快速发展,神经网络、时间序列和支持向量机等新颖技术策略被引入网络安全态势的预测模型中,深入优化改进了态势预测模型的原理和手段,进一步提高了态势预测模型的准确性。文中通过回顾和梳理网络安全态势预测技术的研究历史和发展进程,阐述态势预测模型的主要原理和发展现状,分析了当前技术方案存在的不足与缺陷,指出了网络安全态势预测模型技术未来的研究方向。

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30. 基于脑电信号和瞬时情感强度标签的情感识别方法

甘开宇, 尹钟

电子科技 2024, 37 (11): 78-84. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.011

摘要（217）

HTML （6）

PDF （1779KB）（74）

通过机器学习脑电图(Electroencephalogram, EEG)揭示人类大脑活动已成为探索人类内在情感状态的重要方案。由于情感状态变化是动态而非恒定,因此预测情感状态变化是情感识别领域的研究难题。文中提出了一种瞬时情感强度标签生成框架,通过让受试者观看视频来刺激并采集其瞬时情绪强度从而生成一组有监督标签,结合有监督标签与脑电特征生成3组半监督标签对应受试者的瞬时情感状态变化。使用脑电特征与多种机器学习方法分析4组标签对情感状态变化的适用性。通过支持向量机模型在有监督情感强度标签集上对两类、三类和四类情感强度取得了80.02%,54.76%和56.14%的分类精度。实验结果表明,有监督瞬时情感强度标签对不同受试者的脑电数据和情感状态变化更具普适性。

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31. 基于电磁仿真的冷坩埚电源参数优化

王泽学, 李玉松, 龙浩骑, 明玉周

电子科技 2024, 37 (11): 70-77. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.010

摘要（215）

HTML （3）

PDF （4634KB）（29）

针对实验成本高昂且影响参数庞杂等问题,文中利用COMSOL仿真软件建立φ100 mm冷坩埚实验装置的磁场仿真模型,开展高频电源以及线圈参数的仿真实验,并利用神经网络和模拟退火算法对最优高频电源参数组合进行预测。针对不同电流强度、频率、线圈高度、匝数、直径、间距条件下的冷坩埚磁场分布、涡流损耗以及能量利用率变化规律进行仿真实验。以仿真结果为学习样本的神经网络,可快速预测各种电源参数下的磁场和涡流损耗等数据。利用模拟退火算法预测最优电源参数组合。仿真结果表明,在参数优化后可保证在磁场强度和加热效率不变的前提下提高磁场均匀程度和熔制效果,并使能量利用率提高了68%,避免了能量浪费。初步验证了高频电源以及线圈参数优化对磁场分布和能量使用效率的改善效果,可为后续冷坩埚工程样机的电源参数与线圈参数的优化设计提供重要依据。

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32. 基于模糊PID的大型双旋翼无人机

金睿, 金海, 莫松楠

电子科技 2024, 37 (8): 54-59. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.008

摘要（213）

HTML （9）

PDF （1606KB）（76）

相较于四旋翼无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),大型双旋翼无人机具有价格低廉、续航长以及效率高等优点,但存在耦合严重、抗干扰能力差等问题。为解决上述问题,文中提出了一种采用变论域模糊PID(Proportional Integration Differentiation)双旋翼控制算法。将无人机系统分解为位置控制和姿态控制两部分,在姿态控制上采用模糊PID实时调节PID参数,从而提高无人机的稳定性。根据无人机的运动方式提出一种新型无人机结构,搭建了双旋翼的动力学模型,并在Simulink上搭建了仿真模型进行验证。结果表明,相较于普通PID控制算法,所提算法将控制的超调量减少了50%,说明该算法在大型双旋翼无人机上具有更好的稳定性,在受到干扰的情况下可更快恢复。

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33. 多种及多尺度注意力混合的图像超分辨率重建

蒯新晨, 李烨

电子科技 2024, 37 (9): 34-42. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.006

摘要（210）

HTML （17）

PDF （2627KB）（80）

图像自身信息对图像重建具有天然鲁棒性,但多数超分辨率方法并未充分利用全局特征信息。文中提出了一种新图像超分辨率模型,混合了多种及多尺度注意力,包括多尺度混合非局部注意力上采样模块和残差密集注意力模块两个新的模块。与以往非局部方法不同,多尺度混合非局部注意力上采样模块混合了基于像素和基于块的非局部注意力,并在多个尺度上建立块级别的上采样映射关系,使全局搜索空间更广。残差密集注意力模块建立通道和空间维度的注意力关联,通过密集连接增强了前后注意力信息的传递和融合。在多个基准数据集上进行了定量和定性评估,实验结果表明,该模型在性能和重建质量方面优于同类超分辨率模型。

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34. 硅基光波导分束器的研究进展

陈梦林, 冯松, 王迪, 刘勇, 胡祥建, 冯露露

电子科技 2025, 38 (1): 59-72. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.009

摘要（206）

HTML （8）

PDF （2598KB）（85）

光波导型器件作为集成光路中重要的器件,可分为对光波具有调制功能的有源器件和对光波呈现静态特性的无源器件。光波导分束器是光通信网络中重要的无源器件之一,被广泛应用于光通信系统,以此实现高效、快速的信息传输。硅基材料凭借优越的光电特性,同时与集成电路中半导体工艺相互兼容,已成为光子集成电路的主要基底材料。文中分析了硅基光波导分束器的研究现状,归纳了定向耦合器型、多模干涉耦合器型和亚波长光栅型等结构的硅基光波导分束器,并讨论和对比了不同结构类型的硅基光波导分束器的尺寸和性能,为研发低损耗、小尺寸和宽带宽的光波导分束器提供了新思路。

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35. 基于火烈鸟搜索算法的天线优化设计

黄泽明, 单志勇

电子科技 2024, 37 (9): 14-19. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.003

摘要（205）

HTML （2）

PDF （2700KB）（61）

在天线优化设计领域,传统电磁软件采用参数扫描方法,计算量大且效率低。针对此问题,文中提出了一种基于火烈鸟搜索算法和HFSS(High Frequency Structural Simulator)联合优化的设计方法,并通过MATLAB和HFSS联合仿真完成实现。在MATLAB中编写天线设计和仿真代码,生成VBS(Visual Basic Script)脚本供HFSS调用,HFSS将电磁仿真的结果返回给适应度函数计算。由火烈鸟搜索算法根据适应度值进行粒子寻优,直至找出最优结果,确定最优天线尺寸参数。文中联合仿真设计在迭代23次时寻得最优尺寸参数,使得优化后的天线在两个工作频段对应的适应度值由-483.37 dB优化到-771.15 dB。仿真结果表明,所提算法具有较强寻优能力,收敛速度块,可有效提升天线优化设计的效率。

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36. 融合目标检测与DWA算法的AGV路径

李筠, 刘虎, 杨海马, 王原, 徐文成, 黄宏欣

电子科技 2024, 37 (7): 33-42. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.005

摘要（205）

HTML （11）

PDF （4156KB）（102）

针对AGV(Automated Guided Vehicle)叉车处于环境信息未知或环境动态变化情况下的路径规划及导航问题,文中提出了一种由YOLOv5(You Only Look Once version 5)目标检测算法获取目标位置。根据目标位置规划出全局基础路径,再融合DWA(Dynamic Window Approach)局部动态路径规划算法进行AGV路径规划与导航,使AGV叉车在未知环境或局部环境信息未知的环境中能快速识别目标位置并完成路径规划到达目标位置。实验结果表明,相较于改进前方法,文中所提方法在路径长度、耗费时间以及AGV叉车航向误差方面均有良好表现,路径长度平均减少12%,耗费时间平均减少约5%且AGV航向与目标航向的平均误差在5°以内。所提方法提高了AGV叉车在未知环境中的工作效率以及工作灵活性。

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37. 支持隐私保护的智能物联网数据风格转换

程锦科, 李高磊

电子科技 2024, 37 (10): 1-5. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.001

摘要（198）

HTML （21）

PDF （1628KB）（62）

传统智能物联网隐私保护技术主要嵌入在数据生命周期的传输、存储和分析阶段,忽视了在源头上保护数据隐私的重要性。文中提出一种支持隐私保护的智能物联网数据风格转换方法,在CycleGAN风格转换模型的基础上新增混淆身份信息的损失函数,使得真实风格图像和动画风格图像在视觉上能够互相转化。动画风格的数据可用于数字世界(例如元宇宙等)中各类虚拟实体的构建,恶意用户无法根据虚拟实体逆向原始数据,或所逆向的原始数据无法被原深度学习模型正确识别,从而增强对物理世界真实实体的隐私保护。在人脸数据集上的实验结果表明,转换后的数据在不明显降低视觉失真度的条件下可使ArcFace人脸识别模型精度下降30%。

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38. 基于人工等离激元的可调谐太赫兹漏波天线

赵子文, 卢映湄, 谭康伯

电子科技 2024, 37 (12): 42-47. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.007

摘要（191）

HTML （3）

PDF （3215KB）（52）

近年来,表面等离激元快速发展,应用于较多领域。人工表面等离子体激元是受到表面等离子体激元现象的启发而被提出,形式表现为在金属表面上构建周期性的孔槽,进而在微波或太赫兹波段实现等离激元现象。文中基于人工表面等离激元理论提出了一种应用于室内通信的平面非对称漏波天线,该天线具有波束扫描的特性,可以在11.5~15.0 GHz内实现67°的波束扫描。同时在周期单元内加入了可调谐的缝隙和用于匹配的枝节,通过改变缝隙尺寸达到控制天线主波束方向的效果。天线在各个频点的增益均高于8.5 dBi,效率在全频段高于75%。讨论了该天线在室内通信中的性能,通过分析天线在不同位置下的场分布来讨论天线的最佳摆放区域,为人工表面等离激元可调谐漏波天线在室内通信中的应用提供了理论指导。

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39. 基于改进蛇算法的无线传感器网络三维空间覆盖优化

高志翔, 庞菲菲, 宋培坤

电子科技 2025, 38 (3): 60-67. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.03.008

摘要（191）

HTML （13）

PDF （1647KB）（53）

针对基本蛇算法被应用于三维空间无线传感器网络覆盖时存在的收敛较慢、覆盖不完全等问题,文中提出改进蛇算法来对空间网络覆盖问题进行优化。采用切比雪夫多项式对蛇优化算法的初始种群实施改进,使算法的种群拥有较优良的初始位置,为后续位置更新奠定基础。在蛇优化算法的勘探阶段与开发阶段分别引入螺旋正弦策略与Piecewise混沌映射对种群位置更新进行干预,使种群持续保持较高的搜索能力和搜索范围。最后,将改进蛇优化算法应用于无线传感器三维空间网络的覆盖问题。仿真结果表明,相比基本蛇优化算法,改进蛇优化算法将空间网络覆盖率提升了20%,增强了网络的整体性能,具有良好的实用性和鲁棒性。

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40. 基于Abaqus的电辅助压力连接数值模拟

李永芳, 杨亚莉

电子科技 2025, 38 (2): 17-22. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.003

摘要（189）

HTML （9）

PDF （2896KB）（75）

文中基于能量守恒原理并考虑热传递影响,建立了板材搭接连接的电辅助压力连接(Electrically Assisted Pressure Joining,EAPJ)的传热通用理论模型。以Grade 1钛合金轧制板为研究对象,依据EAPJ实际实验搭建过程,利用Abaqus有限元软件对钛合金板EAPJ过程电场、温度场和残余应力场进行仿真和分析。实验结果表明,当施加电流时,工件接头温度迅速上升到峰值,然后维持在峰值温度附近直至停止通电。经过20 s的自然冷却后接头温度趋于室温,其残余应力集中在接头附近,约为110 MPa。通过EAPJ过程接头中心点位置的热循环曲线的实验和仿真数据对比发现,数值模拟结果与实验结果吻合良好,验证了该数值模拟方法的准确性,为EAPJ机理研究和实际生产工艺提供了理论依据。

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41. 基于条件先验Swin Transformer的人脸图像超分辨重建

郑方亮, 王延年, 廉继红, 阮佩

电子科技 2025, 38 (2): 35-41. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.005

摘要（187）

HTML （6）

PDF （2824KB）（89）

针对现有基于Swin Transformer图像超分辨模型未对人脸图像进行预处理导致最终超分辨结果不佳的问题,文中提出了基于条件先验Swin Transformer的人脸图像超分辨重建方法。该方法利用人脸解析图融合Swin Transformer模型对人脸图像进行预处理,使用条件先验对人脸超分问题进行优化,采用人脸解析图Parsing Map进行约束从而得到更有价值的先验信息。在深层特征提取阶段,将通道空间注意力机制融合Swin Transformer模块对特征组调整进行速度与精度的平衡。实验结果表明,所提方法在测试集上的峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR)为32.21 dB,相较于现有模型具有一定提升。实验证明改进模型更适用于人脸,所生成结果更清晰、更真实,能够还原出更多人脸图像纹理细节。

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42. 基于偏转角抑制的改进人工势场法路径规划

金涛, 于莲芝

电子科技 2024, 37 (10): 15-22. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.003

摘要（185）

HTML （7）

PDF （2462KB）（61）

针对传统人工势场法在实际应用中存在的局部最极小值、目标不可达以及路径震荡等问题,文种提出了一种基于偏转角抑制的改进人工势场法。该方法以传统人工势场法为基础,采用改进斥力势场函数保证目标点为全局势能最低点。在路径解算中引入偏转角抑制因子来抑制无人车行驶过程中过大的偏转角,在无人车陷入局部极小值点后每一步的路径解算中都添加新的虚拟目标点,直至无人车累积一定的偏转角摆脱障碍物群。仿真实验结果表明,该算法可以在不影响无人车避障的情况下减少规划路径的震荡性,并能够使无人车逃脱复杂障碍物群顺利到达目标点,规划出一条有效、简短以及震荡较少的路径。

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43. 半监督图节点分类任务的清洁标签后门植入

杨潇, 李高磊

电子科技 2024, 37 (9): 57-63. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.009

摘要（184）

HTML （3）

PDF （1479KB）（42）

半监督图学习旨在使用给定图中的各种先验知识推断未标记节点或图的类别,通过提升数据标注的自动化,使其具有较高的节点分类效率。作为一种深度学习架构,半监督图学习也面临后门攻击威胁,但目前尚未出现对半监督图节点分类任务有效的后门攻击方法。文中提出了一种针对半监督图节点分类模型的持久性清洁标签后门攻击方法,通过在未标记的训练数据上自适应地添加触发器和对抗扰动生成中毒样本,并在不修改标签的情况下训练得到中毒的半监督图节点分类模型。而攻击者可以较为隐蔽地对模型进行投毒,且投毒率不高于4%。同时为了保证后门在模型中的持久性,设计了一种超参数调节策略以选择最佳的对抗扰动尺寸。在多个半监督图节点分类模型与开源数据集上进行的大量实验,结果表明所提方法的攻击成功率最高可达96.25%,而模型在正常样本上的分类精度几乎没有损失。

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44. 基于深度学习的行为识别方法

忻腾浩, 李菲菲

电子科技 2024, 37 (10): 64-70. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.009

摘要（181）

HTML （14）

PDF （1324KB）（57）

基于深度学习行为识别算法的关键在于提高关键点提取的准确性和稳定性,以此来更准确地识别目标动作。然而,较多算法在目标特征提取阶段仅加入看似具有较好功能的注意力机制,忽略了不同注意力机制对不同模型和任务的影响。因此,文中提出了一种基于不同注意力机制的姿态估计算法模型。该方法通过比较不同注意力机制对模型的影响,进一步说明了选择注意力机制的重要性。同时,考虑到关键点提取的稳定性,对模型的初始化进行微调,通过增加权重判断网络层类别,选择更合适的初始化方法以提高性能。相较于基准网络模型,该模型在多尺度和无多尺度CrowdPose数据集上所有的评价指标均有所提升。其中,平均精度在两种情况下的提升均超过了1%。

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45. 基于掩码自编码的农作物病虫害分类方法

鞠萍, 宋岩, 张英杰, 徐一夫, 邵杭

电子科技 2024, 37 (10): 23-29. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.004

摘要（176）

HTML （3）

PDF （2207KB）（42）

作物病虫害使农业生产遭受损失,但仅依靠人工调查难以满足田间需求。基于机器视觉可实现病虫害自动分类,为农业精准高效生产提供保障。然而现有利用深度学习的方法易受刚性卷积感受野影响,数据增强手段低效且样本量匮乏。针对这些问题,文中提出一种基于掩码自编码学习范式的农业经济作物病虫害分类方法,来弥补现有技术在识别准确率方面的不足。通过对作物图像随机掩蔽、特征提取和依高维映射的全局重建,所提算法能充分挖掘输入的高阶语义隐式表征,建模同一图像内远距离上下文关系,从而训练鲁棒性更强的模型。通过相对总变分变换消除了高频噪声对预训练特征提取过程的干扰。所提方法与当前基于主流卷积网络的方法的对比结果表明,所提方法可显著提升现有方法的性能,准确率由基于ResNet50基准网络的90.48%提升至95.24%。

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46. 面向头颈部手术双臂机器人的防碰撞路径规划

李国琪, 胡陟, 陈籽聿, 孙丽岩

电子科技 2024, 37 (11): 31-38. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.005

摘要（176）

HTML （3）

PDF （5520KB）（48）

针对在机器人辅助头颈部手术中双机械臂进行牵拉易产生碰撞且对目标软组织造成损伤问题,文中基于传统Informed-RRT*(Informed-Rapidly Exploring Random Tree*)路径规划算法叠加引力场降低路径搜索的盲目性。为优化传统Informed-RRT*路径规划算法存在导向性差和效率低等缺点,引入回归滤波机制避免搜索陷入局部最优,对步长进行动态调节。同时,优化了规划路径,采用冗余节点剔除策略,去除了冗余节点,提高了路径的平滑性。基于双机械臂碰撞检测方法和改进Informed-RRT*算法对双臂协调路径规划方法进行了研究。通过仿真实验可知,与原有算法相比,所提算法的迭代时间降低了72.76%,迭代次数降低了46.39%,平均路径长度约缩短6%,节点数约减少45%,验证了改进规划算法的有效性。

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47. 基于SMO的SynRM无位置传感器直接转矩控制系统

宗法鑫, 鲁文其, 鄢鹏飞, 鲁玉军

电子科技 2024, 37 (12): 56-66. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.009

摘要（176）

HTML （4）

PDF （2207KB）（56）

直接转矩控制因具有控制结构简单、电机参数依赖性小以及鲁棒性好等优点成为同步磁阻电机(Synchronous Reluctance Motor,SynRM)的常用控制方法。传统直接转矩控制系统使用编码器来获得电机转速和转子位置信息,编码器安装在电机轴上,既不利于电机的小型化,也使生产成本增加,降低了系统可靠性。文中提出一种分段饱和函数代替传统的符号函数,同时提出一种自适应滑模增益设计来改进滑模观测器,并应用于SynRM无位置传感器直接转矩控制。引入CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法对锁相环加以优化,从而估算电机转速。为验证所提理论的正确性和有效性,搭建了专用实验平台对其启动特性和抗负载扰动性能进行测试。实验结果表明,相比传统方法,无位置传感器控制方法能够快速准确地实现电机转速估算,使稳态误差控制在0.5%以内,有效降低了系统成本。

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48. 基于C#的配网在线监测系统设计与实现

高元隆, 吴成明, 张磊

电子科技 2024, 37 (9): 20-26. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.004

摘要（175）

HTML （10）

PDF （3751KB）（49）

中低压配网监测技术无法有效实现对各层电网运行信息的共享分析,监测可视化效果差。针对该问题,文中利用VISIO(流程图和矢量绘图软件)二次开发技术设计了一个基于C# 的配网运行在线监测系统。该系统具有系统基础配置管理,包括实时数据监测、数据查询、数据分析、预警提醒管理等功能。在运行时,通过建立连接实时获取下位机终端采集的配网运行数据,使之显示于监测主页面,用户只需要通过较为简单的窗体控件控制即可实现系统基础信息配置以及在线监测。调试运行结果表明,该系统可以较好地实现远程监测与及时预警提醒,使配网运行数据得到实时利用,有效提高工作效率。

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49. 融合CNN与Transformer的视网膜OCT图像积液分割方法

陈宇洋, 李峰

电子科技 2025, 38 (3): 47-59. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.03.007

摘要（173）

HTML （9）

PDF （2708KB）（69）

针对积液区域尺寸小、形状异质、细节模糊等问题,文中将卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)和Transformer相融合,提出了一种创新的多分支分割网络。该网络包括全卷积路径、Transformer路径和CNN-Transformer融合路径3个关键路径。全卷积路径用于捕获病变区域的细节特征,Transformer路径提取了具有长范围依赖的多尺度非局部特征信息。融合路径同时利用了CNN和Transformer的优势弥补其他分支的不足之处,通过预测头整合3个分支的特征生成最终的分割图。在Kermany数据集、UMN数据集和DUKE数据集上针对视网膜内积液和视网膜下积液进行了视网膜积液分割性能测试。实验结果表明,所提方法的Dice系数为86.63%,交并比为77.02%,灵敏度为89.47%,精确度为85.51%,证明了其有效性,为视网膜积液自动分割问题提供了一种可行的解决方案。

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50. 基于区块链的物联网多域数据共享机制

张地, 李运发

电子科技 2024, 37 (10): 55-63. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.008

摘要（171）

HTML （4）

PDF （1975KB）（33）

针对物联网中传感设备之间的传感信息数据共享面临的安全性和隐私保护问题,文中提出了一种基于区块链的多域数据共享机制。该机制将数据共享问题视为数据交易问题,引入可信的监管机构来保证交易买卖双方的利益。该机制提供了一种数据发布方法,买家可以将数据安全地发布到云存储服务中,并在发布过程中不会泄露数据信息。在数据交易过程中,为保护买家的隐私不被泄露,采用环签名对买家许可证进行签名和验证。此外,该机制提供了一种匿名评价方法,买家可在不透露身份的情况下对交易进行评价并监督卖方行为。安全性分析和仿真实验结果表明,该机制安全性良好,具有高效性并符合物联网数据安全共享的要求。

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