电子科技

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1. 基于RRAM双交叉阵列结构的三值存内逻辑电路设计

刘维祎,孙亚男,何卫锋

电子科技 2022, 35 (4): 8-13. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.002

摘要（154）

HTML （12）

PDF （989KB）（40）

在RRAM交叉阵列结构中实现逻辑运算可以较好地解决传统冯诺依曼架构中的存储墙问题。三值逻辑相比于传统的二值逻辑,具有更少的逻辑操作数目和更快的运算速度。文中提出了一种基于RRAM双交叉阵列结构的三值存内逻辑电路设计,其中三值逻辑电路的输入与输出均通过多值RRAM的阻值表示。该结构支持两种三值逻辑门和一种二值逻辑门以提升计算速度。实验结果显示,相比于传统的二值存内逻辑电路设计,三值存内逻辑电路加法器可以减少68.84%的操作步数。相比于传统的IMPLY逻辑电路设计,三值存内逻辑电路加法器可以降低33.05%的能耗。

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2. 基于FPGA的多通道雷达数据回放系统设计

赵英潇,苏阳

电子科技 2023, 36 (2): 1-7. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.02.001

摘要（145）

HTML （1071）

PDF （1913KB）（94）

为解决雷达实时信号处理功能及性能有效验证问题,文中设计并实现了一种宽窄带一体化、多通道雷达数据回放系统。该系统按雷达工作的时序和数据率将雷达回波数据发送至实时信号处理系统,从而对目标跟踪场景进行复现,实现雷达实时信号处理功能及性能的有效验证。系统硬件平台由磁盘阵列服务器与两块PCIe光纤板组成。基于Xilinx系列产品,结合系统特点对PCIe DMA控制流程及响应机制做进一步调整,实现了服务器到光纤板的雷达回波数据高速批量传输。根据雷达工作机制及回波数据结构,设计FPGA回放控制状态机及相关功能模块,严格按照雷达工作的时序和数据率使雷达回波数据由光纤板传输至实时处理系统。分别设计软件同步控制方法和硬件同步控制方法,保证多板卡数据回放的同步性。测试结果表明,该系统实现了宽、窄带雷达回波数据的板间同步回放,各数据类型分别支持6路并行数据通道,数据回放峰值速率可达1 920 MB·s^-1。文中系统可依托雷达原有硬件平台实现,无需增设板卡和线缆,具有良好的集成性与通用性,目前已被应用于某多功能相控阵雷达中。

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3. 基于SPH法微切削单晶锗动态过程模拟研究

杨晓京,杨红秀

电子科技 2022, 35 (4): 67-71. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.011

摘要（140）

HTML （5）

PDF （2989KB）（12）

单晶锗飞切加工时,观察切屑形成较为困难。针对该问题,文中采用了一种无网格仿真方法(SPH法),通过建立单晶锗(111)晶面微切削仿真模型,研究塑性去除时,切削深度、切削速度对切削力及切屑形成的影响。结果表明,在切削速度为4 μm·μs^-1,切削深度分别为0.5 μm、1 μm、2 μm、5 μm时,切向力及法向力都出现逐渐增大然后减小至趋于平缓的波动的趋势。该结果表明切削深度越大,切削力稳定波动值越大,且在该切削条件下产生切屑的临界切削深度为0.5 ~1 μm。在单晶锗切削深度为1 μm,切削速度为2 μm·μs^-1 、4 μm·μs^-1、6 μm·μs^-1、8 μm·μs^-1时,切向力及法向力值受切削速度的影响不大,且在该切削条件下产生切屑的临界切削速度为2 ~4 μm·μs^-1。

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4. APFC低压系统的研究与实现

巫付专,李昊阳,彭圣,陈蒙娜

电子科技 2022, 35 (4): 72-77. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.012

摘要（135）

HTML （7）

PDF （1377KB）（52）

针对低压微电网、机床照明、教学实验和建筑工地临时居住等低电压应用场景中非线性整流设备造成的谐波污染,文中采用单周期控制对低压APFC系统进行研究。文中详细分析了单周期控制器UCC28180的控制原理,并对主电路和控制电路的参数进行了设计。通过对平均电流环路和电压环路分析,结合低压系统非线性电流环路增益因子M₁、电压环路PWM斜坡补偿斜率M₂和非线性增益M₃对环路中零极点进行环路补偿,给出了相应的伯德图。通过搭建样机系统,对系统整体效率、功率因数、输入电流总谐波畸变率进行了分析,实验结果表明,该系统符合低压系统的设计要求。

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5. 车载通信系统电磁干扰余量评估

万健鹏,路宏敏,刘国华,李敏

电子科技 2022, 35 (4): 1-7. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.001

摘要（135）

HTML （127）

PDF （1570KB）（130）

随着科学技术的发展,车载通信系统面临的电磁干扰问题愈加突出。针对车载通信系统的干扰余量评估问题,基于四级筛选法,文中提出了一种新颖的车载通信系统电磁干扰余量评估方法。依次对车载接收机的工作条件、工作频率、信号功率和通信性能进行评估,以定量表述车载接收机的干扰余量及受扰情况。针对干扰源对接收机灵敏度的影响,该方法选取了通信距离、信噪比、误码率等3个指标对车载通信系统的性能进行评估。结果表明,与传统四级筛选法相比,文中所提方法能够较为全面地体现通信系统受扰后通信性能的变化情况。

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6. 面向室内动态场景的VSLAM

伞红军,王汪林,陈久朋,谢飞亚,徐洋洋,陈佳

电子科技 2022, 35 (4): 14-19. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.003

摘要（134）

HTML （13）

PDF （1530KB）（38）

传统VSLAM算法基于静态场景实现,其在室内动态场景下定位精度退化,三维稀疏点云地图也会出现动态特征点误匹配等问题。文中在ORB-SLAM2框架上进行改进,结合Mask R-CNN进行图像的语义分割,剔除位于动态物体上的动态特征点,优化了相机位姿,得到了静态的三维稀疏点云地图。在公开的TUM数据集上的实验结果表明,结合Mask R-CNN的ORB-SLAM2有效提高了智能移动机器人的位姿估计精度,绝对轨迹的均方根误差可提高96.3%,相对平移轨迹的均方根误差可提高41.2%,相对旋转轨迹的误差也有明显改善。相较于ORB-SLAM2,文中所提方法能更准确地建立无动态物体特征点干扰的三维稀疏点云地图。

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7. 基于图像识别的失物招领微信小程序设计

张杨帆,郝钰鑫,李隐峰,田鑫雨,郑春红,李泽昊

电子科技 2022, 35 (10): 33-38. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.10.006

摘要（124）

HTML （7）

PDF （2111KB）（16）

校园内失物招领信息发布分散,失主查询困难,物品找回成功率低。针对该问题,文中利用图像文字识别技术开发了一套基于微信的失物招领小程序。该程序能识别证件类失物图片中的卡号、姓名等文字信息,并自动填写表单。当上传的失物信息与学校数据库人员信息相匹配时,系统会通过短信和微信通知失主认领物品。本系统已经在校园上线投入运行,提高了失物招领信息的发布效率,提升了失物找回的成功率。

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8. 基于图像和IMU传感器的生物行为分析系统设计

杨孙运,阚秀

电子科技 2022, 35 (4): 28-34. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.005

摘要（123）

HTML （13）

PDF （1211KB）（24）

在小鼠行为学实验中,仅使用数字图像处理技术无法对小鼠行为进行全面检测和分析。针对这一问题,文中提出基于图像和IMU传感器结合的生物行为检测方法。该方法在Python编程环境下,利用数字图像处理技术对小鼠运动视频进行检测跟踪,获得小鼠的运动行为学参数。同时,使用本实验室设计的无线蓝牙微型IMU传感器测量小鼠的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力,对测量数据使用扩展卡尔曼滤波算法进行解算以获得小鼠的姿态等体态变化信息。实验结果表明,该系统能较好地自动分析出小鼠的运动行为信息和姿态信息,并能在生物行为分析系统界面上实时显示出行为信息。

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9. 智能交通路径规划算法研究综述

卢东祥

电子科技 2022, 35 (7): 22-27. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.07.004

摘要（122）

HTML （4）

PDF （640KB）（28）

为了解决城市道路的交通拥堵、交通安全与环境污染等多种问题,路径规划算法及车辆自组织网等多种技术逐渐成为智能交通领域中的重要研究方向,并获得了大量关注。近年来,智能交通的应用和普及为路径规划算法提供了丰富多样的研究课题,而对路径规划算法的研究也有力地促进了智能交通的尖端技术的开发。文中回顾了多项路径规划算法,并总结了这些算法中存在的问题。在此基础上,深入梳理分析了静态与动态路径规划算法的优势和劣势,提出了智能交通中路径规划算法的未来研究趋势及方法。

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10. 基于三维卷积和哈希方法的视频检索算法

陈汗青,李菲菲,陈虬

电子科技 2022, 35 (4): 35-39. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.006

摘要（120）

HTML （5）

PDF （1707KB）（15）

视频信息检索与其他多媒体检索的最大不同在于视频信息量较大,因此进行视频间相似度计算时的计算量较大。此外,对视频特征的提取中常常忽略视频帧之间的时间相关性,从而导致特征提取不充分,影响视频检索的精度。为此,文中提出基于三维卷积和哈希方法的视频检索方法。该方法构建了一个端到端的框架,使用三维卷积神经网络来提取视频中代表帧的特征,并将视频特征映射到低维的汉明空间中去,在汉明空间计算相似度。在两个视频数据集下的实验结果表明,相较于当前最新的视频检索算法,文中所提方法在精度上有较大的提升。

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11. 基于三维镜框建模的眼镜虚拟试戴系统

章锌栋,付东翔

电子科技 2022, 35 (9): 52-57. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.09.008

摘要（120）

HTML （5）

PDF （1493KB）（22）

在虚拟试戴系统中,虚拟眼镜需要精确地叠加到人脸图像上,这决定了虚拟试戴系统的体验感,其中的关键技术在于构建真实的眼镜模型以及快速准确地估计图像中人脸的三维空间姿态。针对该要求,文中提出了将三维镜框建模与基于人脸特征检测的头部空间姿态估计相结合的虚拟试戴技术,并实现了一个虚拟试戴系统。首先采用ERT级联回归定位人脸图像面部特征点;然后通过VTK可视化工具构建三维镜框,根据人脸特征点的信息和头部的旋转信息将处理后的镜框图像准确融合到人脸图像上;最后使用AFLW人脸数据库检验姿态估计的精确度。结果表明,该算法精度高、速度快,其在大角度、背景干扰物较多、光线条件差等复杂情况下仍能快速准确地实现三维多角度虚拟试戴,效果自然逼真,基本满足虚拟试戴技术的要求。

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12. 基于改进收缩因子的粒子群优化算法

王鹏飞,任丽佳,高燕

电子科技 2022, 35 (5): 14-19. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.05.003

摘要（119）

HTML （8）

PDF （657KB）（29）

PSO算法寻优性能优劣受速度更新公式影响,过快的收敛速度可能使算法错过全局最优解;过慢的收敛速度可能会使算法陷于局部最优解。针对该问题,文中提出了一种基于改进压缩因子的PSO优化算法,即FPSO。通过引入压缩因子方程,改进了速度迭代公式,减少了因学习因子设置不当对算法造成的影响。新的调节机制既保证了PSO算法的收敛性能,也削弱了速度边界对算法的影响。最后,选取5个经典函数对算法性能进行测试。测试结果表明,与传统PSO算法相比,文中算法提高了全局收敛能力,缩短了收敛时间。

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13. 基于YOLO神经网络的垃圾检测与分类

张伟,刘娜,江洋,李清都

电子科技 2022, 35 (10): 45-50. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.10.008

摘要（118）

HTML （4）

PDF （1231KB）（35）

针对人工分拣垃圾效率低、任务重和环境恶劣等问题,文中提出了基于YOLO的目标检测方法来实现垃圾检测与分类。通过制作特定数据集,使用K-means聚类算法以及Mish激活函数对模型进行调整。根据卷积神经网络的特性,通过在YOLO模型的每个检测头前嵌入CBAM注意力模块,结合PANet增强特征集成能力来提升小目标检测的精度。实验结果表明,文中提出的垃圾检测与分类方法能够准确快速地识别垃圾。相较于YOLOv4,文中所提模型在垃圾数据集上的map值提升了2.81%,其中Cans的识别精度可达94.56%,PlasticBottle的精度提升了6.36%。

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14. 基于残差密集连接与注意力融合的人群计数算法

沈宁静,袁健

电子科技 2022, 35 (6): 6-12. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.06.002

摘要（116）

HTML （11）

PDF （1722KB）（37）

现有人群计数算法采用多列融合结构来解决单一图像的多尺度问题,但该处理方法不能有效利用低层特征信息,从而导致最终人群计数结果不准确。针对这一缺陷,文中提出一种基于残差密集连接与注意力融合的人群计数算法。该算法的前端利用改进VGG16网络提取低级特征信息。算法后端主分支基于残差密集连接结构,利用残差网络和密集网络结合方式捕获层与层间的特征信息,可高效捕获多尺度信息。侧分支通过引入注意力机制,生成对应尺度注意力图,有效区分特征图的背景和前景,降低了背景噪声的影响。采用3个主流公开数据集对该算法进行验证。实验结果表明,该算法计数有效且计数准确率优于其他算法。

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15. 基于深度卷积特征的场景全局与局部表示方法

林潮威,李菲菲,陈虬

电子科技 2022, 35 (4): 20-27. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.004

摘要（113）

HTML （7）

PDF （1896KB）（38）

场景识别是计算机视觉研究中的一项基本任务。与图像分类不同,场景识别需要综合考虑场景的背景信息、局部场景特征以及物体特征等因素,导致经典卷积神经网络在场景识别上性能欠佳。为解决此问题,文中提出了一种基于深度卷积特征的场景全局与局部表示方法。此方法对场景图片的卷积特征进行变换从而为每张图片生成一个综合的特征表示。使用CAM获取局部关键区域,利用LSTM对局部区域的卷积特征进行编码形成场景图片的局部表示;通过注意力机制融合场景特征与物体特征形成场景图片的全局表示。最后,在MIT indoor 67场景识别数据集上进行实验,结果显示采用文中所提方法取得了87.59%的识别准确度。

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16. 基于分批估计的自适应加权数据融合算法

施震华,张娜,包晓安,宋杰

电子科技 2022, 35 (5): 19-25. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.05.004

摘要（107）

HTML （6）

PDF （1979KB）（35）

针对多传感器数据融合问题,文中提出了一种基于分批估计的自适应加权数据融合算法。该算法采用时间序列和空间序列对采集的数据分批求其方差,利用数据一致性检测对噪点进行剔除,进而得到自适应因子。随后采用自适应加权法对数据进行融合,得到预测值。文中模拟物联网数据进行仿真实验。结果表明,在处理数据时运用分批估计的自适应加权多传感器数据融合技术,能够提高传感器测量的精确度和系统的可靠性,基于分批估计的自适应加权平均法比传统自适应方法的均方根误差减少了10%,精度提高了2.3%。

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17. 基于神经网络的接收机宽带非线性行为建模

刘国华,路宏敏,陈冲冲,李万玉,万健鹏

电子科技 2022, 35 (8): 1-6. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.08.001

摘要（105）

HTML （63）

PDF （2848KB）（106）

为了预测复杂电磁环境下接收机的非线性效应,文中基于实数时延径向基函数神经网络,构建了具有记忆效应的接收机非线性神经网络模型。分别采用K-均值聚类算法和正交最小二乘法对模型的隐含层中心和权值进行选取和学习,并用接收机的输入输出实测数据对模型进行训练。通过宽带信号的同相和正交两个分量对模型进行验证。模型仿真结果与实测数据相吻合,模型的归一化均方误差可达-41.88 dB。该结果表明,所构建的神经网络模型具有较快的收敛速度、良好的建模精度和泛化能力。

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18. 基于VMD和BP神经网络的轨道病害诊断方法

华莉,杨俭,袁天辰,宋瑞刚

电子科技 2022, 35 (4): 40-46. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.007

摘要（103）

HTML （7）

PDF （972KB）（27）

针对从非线性、非稳态的轨枕振动信号中提取病害特征困难的问题,文中提出一种基于变分模态分解和多尺度排列熵的轨道病害特征提取方法,并采用BP神经网络病害诊断模型进行病害识别。利用变分模态分解方法将采集到的振动加速度信号进行分解,得到若干个本征模态分量。计算这些本征模态分量的多尺度排列熵值,将其作为轨道病害的高维特征向量,以实现对轨枕振动信号的降噪和病害特征的提取。通过建立BP神经网络病害诊断模型,将高维特征向量输入到BP网络中进行训练、拟合、验证,并与经验模态分解和BP神经网络结合的方法对比。分析结果表明,文中所提方法识别准确率更高,能够有效地进行病害诊断。

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19. 反射式ADB模组的光学设计

于存胜,姚红兵,黄立敏,杨夏军,吕万育

电子科技 2022, 35 (4): 47-52. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.008

摘要（101）

HTML （8）

PDF （1760KB）（15）

为解决复杂道路条件下的汽车夜间行车安全问题,避免会车时使对向车辆驾驶人员产生炫目效果,文中以非成像理论为基础并结合折反射定律,建立LED出射光线与接收面上远光分布点的对应投射关系。通过数值迭代的方法求解自由曲面离散点,并导入到3D软件中进行拟合建模,设计出一种通过控制对应LED亮灭,用以组合形成不同远光光型的反射式ADB光学系统。最终样件的实际测试结果表明,当该光学系统处于最大工作条件时,其出光效率达到34.3%,最大光照度值为134 lx,配光结果满足远光法规各测试点要求。

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20. 一种基于模板匹配与隶属度解析的时序异常快速检测方法

龚汉鑫,齐金鹏,孔凡书,朱俊俊,曹一彤

电子科技 2022, 35 (6): 1-5. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.06.001

摘要（100）

HTML （573）

PDF （1407KB）（176）

传统的数据检测技术在处理大规模医疗数据时,耗时较高且抗干扰能力较弱。针对这些问题,文中应用模板匹配与隶属度解析技术,给出了一种时序数据异常状态的快速检测与分析方法。该方法采用TSTKS算法与滑动窗口理论实现时序数据多突变点快速检测,提取连续多窗口波动特征,构建时序数据的归一化波动向量,对大规模病变信号进行异常状态检测与分析。仿真数据与脑电病变信号分析等实验表明,此方法是一种较为快速、准确的大数据分析与检测方法。

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21. 基于点云边界质心的粗配准方法

陆尚鸿,李文国

电子科技 2022, 35 (4): 53-59. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.009

摘要（98）

HTML （1）

PDF （1627KB）（15）

点云配准的质量直接影响着三维重建的质量。针对传统K-4PCS耗时长且易出现错误匹配等问题,文中提出一种基于边界质心的点云粗配准方法。通过对点云进行边界提取,既保留点云外表特征,又减少了点云数据的大小,提高了粗配准速度。为了加快边界点的提取速度,使用K-D tree算法完成对k近邻点的搜索。通过配准边界点的质心,减少点云初始距离并增加重叠度,保证了粗配准的精度。实验结果证明,文中方法在粗配准速度和精度方面都优于传统K-4PCS算法,其速度约为传统K-4PCS算法的2倍,平移和旋转精度也比传统K-4PCS高了40%以上。文中所提方法对提高点云粗配准的速度和精度具有一定的参考价值。

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22. 基于图像处理的轨旁信号机识别方法

冯俊逸,沈拓,张轩雄

电子科技 2022, 35 (8): 53-57. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.08.009

摘要（97）

HTML （15）

PDF （2388KB）（22）

信号机是用于指挥列车运行的重要信号设备。为了进一步保障行车安全,文中提出了一种基于图像处理的准确定位轨旁信号机并识别其颜色信号的方法。该方法根据先验值提取ROI,对ROI图像在RGB色彩空间进行颜色分割以剔除无关背景干扰,同时利用形态学处理降噪。对处理后的图像进行霍夫圆变换来提取信号机的候选圆,并根据信号机位于轨道右侧的位置特点定位出指挥当前轨道列车运行的信号机,然后通过分析定位出的信号机区域内的像素值信息来识别其颜色信号。实验结果表明,该方法能精确定位和识别轨旁信号机,对单一红、黄、绿3种颜色的信号识别率分别为91.42%、85.00%和94.29%。

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23. 一种改进的AGV障碍物检测方法

杨莹莹,刘翔,石蕴玉

电子科技 2022, 35 (9): 1-6. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.09.001

摘要（93）

HTML （7）

PDF （1193KB）（28）

针对智能工厂中AGV障碍物检测算法在不均匀光照、背景纹理等干扰下表现效果不佳的问题,文中提出了一种改进的Canny算子的障碍物检测方法。该方法从颜色空间、滤波方式、梯度方向以及自适应阈值角度实现了AGV对障碍物检测的优化。通过Lab颜色空间转换,提取其b分量后进行滤波处理。将改进的中值滤波与双边滤波融合,代替传统的Canny算子中的高斯滤波,在实现降噪的同时减少边缘细节的丢失,并且提高了算法的速度。通过增加梯度方向来增强边缘信息,使用最大类间方差法获取自适应阈值。实验结果表明,文中所提出的方法在降低噪声干扰的同时能够提高边缘检测的精确性,实现了对障碍物的稳定检测。

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24. 基于突触可塑性的SNN随钻陀螺仪漂移处理

杨金显,韩玉鑫,刘鹏威

电子科技 2022, 35 (4): 60-66. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.010

摘要（92）

HTML （3）

PDF （3803KB）（62）

针对随钻振动引起MEMS陀螺仪的数据漂移问题,文中提出了一种脉冲神经网络算法。首先根据陀螺仪漂移误差的时间特性,利用脉冲网络的脉冲时间编码陀螺仪的信息强度。然后利用Izhikevich神经元模型的突触可塑性,调节激发性突触电导并抑制性突触电导,增强网络的鲁棒性,从而提高陀螺仪信号对噪声的抗干扰能力。在不同振动频率下,分析高斯白噪声输出神经元的点火率和膜电位间的相关性。实验结果表明,在不同频率的强振动下,噪声对输出神经元点火率及输出层神经元点火率相对变化的影响较小,对输出层神经元膜电位的影响较小,但是对膜电位间相关性的影响较大。该结果证明了文中所提方法提高了陀螺仪在振动噪声下的抗干扰能力,为陀螺仪漂移处理提供了新的思路。

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25. 基于LK光流和网格运动统计的图像匹配改进算法

刘群坡,席秀蕾,杨凌霄

电子科技 2022, 35 (5): 1-6. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.05.001

摘要（91）

HTML （78）

PDF （2968KB）（107）

针对AKAZE算法在玻璃封装电连接器图像匹配中准确率低及耗时长的问题,文中提出了基于LK光流和网格运动统计的图像匹配改进算法。首先采用AKAZE算法提取玻璃封装电连接器特征点,运用M-LDB描述子进行特征描述。然后利用LK光流法计算匹配区域进行条件约束,从而得到匹配点,并通过FLANN算法进行特征匹配。最后将玻璃封装电连接器图像划分为多个网格,计算FLANN匹配好的特征点邻域的正确匹配个数和阈值并剔除误匹配点。文中实验采用公开数据集和玻璃封装电连接器数据,从实时性和准确性两方面对算法性能进行验证分析。结果表明,改进的算法在处理模糊、亮度及旋转变化的玻璃封装电连接器图像对时,其匹配准确率均达到93%以上,耗时为0.4 s内,证明了算法的有效性。

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26. 车载超短波电台受扰程度定量分析与评估

王雯,路宏敏,张光硕,陈冲冲,张世巍

电子科技 2022, 35 (11): 1-6. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.11.001

摘要（90）

HTML （12）

PDF （827KB）（45）

车载电台作为车载通信系统的核心部件之一,易受车内复杂电磁环境干扰,导致通信质量下降或性能丧失。文中采用试验数据,建立可描述车载电台受干扰程度的量化模型与评估方法,研究了车载电台在车内复杂电磁环境中的受干扰程度。通过分析接收机减敏机理,基于某型号超短波电台试验测试数据,建立了接收机减敏量与天线端口干扰电压的量化模型,并利用所建模型,采用层次分析法提出表征受扰车载电台通信效能的评估方法。实测数据验证表明,文中所建模型具有较高精度,超过85%的测试频点量化误差在6 dB限值内,说明所提出的评估方法具备有效性与可行性。

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27. 非理想三相电网的特征信号提取

袁庆庆,蒋敏,杨玉美

电子科技 2022, 35 (4): 78-86. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.04.013

摘要（88）

HTML （10）

PDF （6337KB）（40）

当三相电网电压发生畸变或不平衡时,并网系统存在诸多非理想特征信号,例如谐波和负序分量等。针对此类问题,文中提出了一种基于ISDFT的谐波与负序分量提取算法。该算法通过对SDFT传递函数进行重新设计,在保留良好的信号过滤特性同时提高了系统的响应速率,且具有较强的灵活性。实验结果表明,ISDFT能够快速、准确地提取特征谐波及负序分量,且在负载发生突变时具有良好的动态性能。此外,以提取三相电网电压的5次、7次谐波为例,DFT、SDFT、ISDFT提取谐波的效果一致,但ISDFT的响应速率比SDFT快44.56%,比DFT快65.32%。

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28. 多输出反激式开关电源同步整流技术

陈卓,王京梅,刘宇

电子科技 2022, 35 (10): 15-20. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.10.003

摘要（88）

HTML （2）

PDF （1989KB）（10）

在反激式开关电源中,传统二极管整流方式整流损耗大、效率低,多路输出交叉调节特性差。针对该问题,文中采用同步整流技术对多输出反激式开关电源进行了研究。对反激变换器同步整流技术及其驱动方式进行分析,选用基于漏源电压的同步整流控制芯片UCC24610设计了一款三输出反激式开关电源样机。为使样机每路输出都得到调节,文中引入了加权电压反馈控制的方法。将文中样机与二极管整流样机进行对比测试后发现,前者比后者的满载效率提高了7.6%。研究结果表明,同步整流技术有效提高了样机输出电压精度,改善了多输出交叉调节特性。

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29. PC三电平逆变器电解电容故障特征分析

王新,黄冲,许翔

电子科技 2022, 35 (5): 81-86. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.05.013

摘要（86）

HTML （5）

PDF （823KB）（31）

针对目前NPC三电平逆变器电解电容故障特征难以提取的问题,提出变分模态分解与模态能量结合的故障特征提取方法。该方法通过采集NPC三电平逆变器输出端的电流信号,结合参考电流信号,求取电流的偏差信号。根据电流偏差信号频率分布的特点,用模态重复率对VMD的分解尺度进行参数寻优。利用VMD对电流偏差信号分解,得到具有中心频率的有限带宽的模态分量。根据模态分量的信息熵确定能表征电容故障的特征分量,进而计算特征分量的模态能量,构造特征向量,寻求特征变化规律,并对其进行分类。结果表明,此方法能够准确地反映出电解电容的工作状态。

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30. GA-BP神经网络对片烟结构的预测研究

张崇崇,黄亚宇

电子科技 2022, 35 (6): 35-42. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.06.006

摘要（83）

HTML （5）

PDF （4982KB）（11）

针对烟叶复烤厂打叶过程中片烟结构难以预测的问题,文中提出了一种基于MATLAB图像处理的GA-BP神经网络预测模型。对于烟叶分类问题,基于获取的烟叶图片,利用MATLAB软件对图片做预处理,提取衡量片烟结构的主要特征变量,并利用行业标准与聚类分析算法对数据进行分类。通过统计学的标准数学方法,构建了遗传算法优化的BP神经网络预测模型对主要影响参数进行预测优化。研究结果表明,文中所提方法预测精度较高,预测极差均小于0.059,可有效解决打叶过程中片烟的预测问题。

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31. 基于卡尔曼滤波的无线传感网时空数据融合算法

杜鹏,包晓安,胡逸飞,陈迪荣

电子科技 2022, 35 (6): 21-27. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.06.004

摘要（83）

HTML （8）

PDF （981KB）（24）

无线传感网络节点采集的信息具有较大的相似性,数据结果存在误差。针对该问题,文中提出了一种基于卡尔曼滤波的无线传感网数据融合算法,通过过滤无效数据和缩紧数据包,提高上传数据的有效性和精度。该算法采用实时性较高的卡尔曼滤波算法对无线传感网络中的数据根据时间序列进行数据融合。在时间数据融合的基础上,根据空间分布特点,进一步对多传感器在网关层依据权重进行数据融合。针对不同位置误差实时变化的特点,网关层以空间数据为基础,使用自适应加权算法动态调整各节点权重。仿真实验表明,该算法易于实现,可有效去除冗余信息,提高数据准确度和可靠性。相较于改进的分批估计与自适应加权方法,采用该方法后均方根误差减少约7.9%,精度提高了2.1%。

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32. 星载5G小型化天线的设计与分析

李凯,左文成,赵子文,谭康伯

电子科技 2022, 35 (11): 7-12. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.11.002

摘要（83）

HTML （7）

PDF （3124KB）（26）

针对卫星通信中5G天线安装空间和结构尺寸存在限制的问题,文中基于梯形振子结构和L形弯折方式实现了星载5G天线的小型化设计。通过将对数周期天线的振子由矩形转变为长度更短的梯形,采用两个梯形结合1个90°扇形结构进一步合成该天线,优化振子结构,实现天线尺寸的横向缩减和小型化设计。文中将所设计天线应用于某型卫星平台中,研究不同摆放位置下的天线耦合度。结果表明,相较于传统结构,该小型化LPDA的横向尺寸从90 mm缩小到了65 mm,拥有更好的端口阻抗匹配特性和辐射性能,可以较好地满足5G卫星通信中载荷紧凑化、轻量化和频带集约化的应用要求。

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33. 基于UWB/PDR组合的室内行人定位

郭崴,张轩雄

电子科技 2022, 35 (8): 41-46. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.08.007

摘要（82）

HTML （3）

PDF （1091KB）（51）

针对室内复杂场景下非视距导致UWB定位系统定位精度下降以及行人航迹推算算法累积误差过大的问题,文中提出了一种基于超宽带与行人航迹推算组合的室内定位算法。首先使用行人航迹推算算法预测行人步长及航向,然后利用UWB测距信息计算行人位置,最后使用卡尔曼滤波将两种定位方法的信息进行融合。实验结果表明,文中提出的组合定位系统可以有效解决UWB非视距影响导致的误差过大问题,提高定位精度和系统的鲁棒性,整体定位误差在12 cm以下。

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34. 改进的蒙哥马利模乘算法及FPGA实现

程碧倩,刘光柱,肖昊

电子科技 2022, 35 (7): 58-63. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.07.010

摘要（82）

HTML （1）

PDF （1639KB）（25）

为了保障用户线上信息的安全,常采用公钥密码系统对数据信息进行加密。大整数模乘运算作为公钥密码系统的核心操作,其计算效率对公钥密码系统的性能至关重要。文中基于经典的蒙哥马利模乘算法,提出一种多项式展开的交叉蒙哥马利模乘算法。通过分解大位宽逻辑运算,以多项式展开来交叉执行模乘法和模约简运算,有效提高了大整数模乘运算的计算效率,降低了硬件实现的资源消耗。FPGA实验验证表明,相比于其它方法,文中所提方法分别减少96.5%和69%的面积时间积AT1与AT2,更好地实现了计算时间和硬件开销的平衡,有较高的灵活性和通用性,适合具有大量加密需求的成本敏感型应用。

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35. 基于ABAQUS的MAG焊接温度场数值模拟与热循环分析

明灿,马春伟

电子科技 2022, 35 (9): 74-78. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.09.011

摘要（81）

HTML （4）

PDF （2551KB）（13）

为了控制MAG焊接的生产成本,给MAG焊接过程提供精确的技术支持,文中采用有限元软件来模拟计算焊接的过程。基于ABAQUS有限元分析软件,对8 mm厚Q235的MAG温度场进行了数值模拟计算,模拟焊接热源的加载过程,并对各阶段的温度场以及垂直和平行于焊缝附近各点的焊接热循环规律进行了分析。通过模拟计算焊接板材的热学性能可知,温度场呈现为稳态特征,焊接热循环稳定,远离焊缝距离的峰值温度出现时间略有延迟,且温度下降梯度随之减小,数值模拟结果与焊接温度场的实际变化情况吻合良好。

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36. 改进YOLO的口罩佩戴实时检测方法

程长文,陈玮,陈劲宏,尹钟

电子科技 2023, 36 (2): 73-80. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.02.011

摘要（81）

HTML （582）

PDF （2859KB）（43）

现有的YOLO目标检测模型基于One-stage思想进行多目标检测,其对于双分类检测有所不足,并且检测时性能消耗较大。为了能够在新冠疫情爆发的特殊时期,提高双分类口罩佩戴的检测精度和检测效率,文中提出了一种基于YOLO的双目标口罩佩戴实时检测方法。改进模型的前馈输入层,优化了数据增强部分,添加了自适应图片缩放,以便提升双分类和小目标的检测精度和检测效率。添加了自适应锚定框,替换了激活函数,降低了方法的计算量从而提高方法的检测效率。Neck部分优化和添加的Focus结构提高了特征融合能力并且减少了参数量,达到了提速的效果。实验结果表明,与YOLOv4相比,所提方法在文中数据集中的F₁提高了0.33%,mAp提高了0.71%,并且相同实验环境下的检测效率也提升明显。

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37. 基于分时电价和用户侧储能的配电网调度优化策略

王玉梅,王露露

电子科技 2023, 36 (2): 7-12. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.02.002

摘要（79）

HTML （517）

PDF （906KB）（44）

针对分布式电源接入及负荷波动引起配电网线路损耗增加的问题,文中提出将分时电价机制协同用户侧储能参与配电网的优化运行模型。基于分时电价建立用户负荷响应模型,构建以用户日用电成本、配电网网损最小为目标函数的配电网运行优化模型。采用评价函数法将多目标转化成单目标,并在传统遗传算法中引入模拟退火Metropolis准则对用户侧储能充放电策略寻优。仿真结果证明了文中所提策略能有效降低配电网网损及用户用电成本,所提算法寻优速度较快,收敛性能较好。

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38. 面向资源有限设备的DDS通信中间件设计

代江涛,高博,万嘉骏

电子科技 2022, 35 (5): 47-55. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.05.008

摘要（78）

HTML （6）

PDF （1511KB）（17）

DDS拥有良好的实时性、拓展性和数据处理能力,适合分布式场景中大数据量和多样化的通信需求。针对标准DDS通信中间件过于复杂、庞大,不适合在资源有限的嵌入式设备上部署的问题,文中在对DDS规范进行了深入分析研究后,对DDS功能进行了裁剪、优化,提出了一种基于卡尔曼滤波模型的对称式发布订阅机制,减少了通信中的冗余数据,并使用C语言实现了一种轻量化且具有可移植性的DDS通信中间件。文中在ARM+X86平台上对该通信中间件进行了测试验证,结果证明该中间件能够在占用少量资源的情况下,为应用提供基本的DDS服务,提升了系统的响应速度,节约了通信带宽资源。

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39. 基于注意力机制和Inf-Net的新冠肺炎图像分割方法

左斌,李菲菲

电子科技 2023, 36 (2): 22-28. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2023.02.004

摘要（78）

HTML （509）

PDF （2320KB）（41）

新型冠状病毒肺炎肆虐全球,严重影响了人类社会的生活和健康。CT影像技术是检测新冠肺炎的重要诊断方式,从CT图像中自动准确分割出新冠肺炎病灶区域,对于诊断、治疗和预后都有重要意义。针对新冠肺炎病灶的自动分割,文中提出基于Inf-Net算法改进的自动分割方法,通过引入通道注意力机制加强特征表示,并运用注意力门模块来更好地融合边缘信息。在COVID-19 CT分割数据集上的实验结果表明,文中所提出新冠肺炎图像分割方法的Dice系数、灵敏度、特异率分别为75.1%、75.4%和95.4%,算法性能也优于部分主流方法。

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40. 基于自适应VSG控制的光伏并网系统

孙思男,郝正航

电子科技 2022, 35 (9): 22-29. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.09.004

摘要（77）

HTML （1）

PDF （998KB）（13）

在传统VSG控制中,将同步发电机的转动惯量和阻尼系数引入光伏逆变器,会导致光伏并网系统动态调节能力欠佳。针对这一问题,文中提出一种改进VSG控制策略。通过变换器数学模型讨论功角与有功功率的关系和转子角频率振荡周期的暂态过程,给出转动惯量和阻尼系数的选取原则,并分析转动惯量与角频率变化率以及阻尼系数与角频率变化量之间的关系,引出自适应VSG控制下的光伏并网改进策略。仿真结果表明,基于自适应VSG控制策略的光伏并网系统动态响应良好,体现了改进策略的有效性和优越性。

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41. 基于改进TOPSIS-PSO-SVM的配电网适应性评价研究

黄元生,姜雨晴,王静

电子科技 2022, 35 (6): 54-63. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.06.009

摘要（76）

HTML （5）

PDF （1711KB）（13）

我国可再生能源发展迅速,新能源发电已成为发电的主力之一。文中针对分布式能源并网后配电网的适应性问题,对配电网适应性内涵进行了新的定义,建立了可靠性、负载率、电流、电能质量、运行年限、新能源利用率6个一级指标的配电网适应性评价指标体系。通过主、客观赋权法得到组合权重,并将其与TOPSIS进行结合,确定了评价模型的期望输出值。文中提出了一种基于改进TOPSIS-PSO-SVM的配电网适应性评价模型,并以宁夏5个地区配电网进行实例分析。结果表明TOPSIS-PSO-SVM评价模型的评价相对误差区间为[0.94%,1.03%],相对误差绝对值平均数为0.885 4%,说明该评价模型在配电网适应性评价中的评价误差更小,评价精度更高。

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42. 基于粒子群算法的主动配电网多目标优化调度

史振利,魏业文

电子科技 2022, 35 (9): 7-14. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.09.002

摘要（76）

HTML （4）

PDF （1041KB）（21）

随着分布式可再生能源的大规模并网,传统配电网也由单一潮流逐渐发展为复杂的双向潮流。针对主动配电网技术中传统调度方式无法直接应用的问题,文中从智能算法和优化模型两个方面探索改进措施。在考虑“源网荷储”关联性的基础上,以提升削峰填谷效果、提高配电网经济性以及减少配电网网损为目标,对风光出力情况进行预测,提升了数据有效性,建立了两阶段双层联合优化调度模型。文中分析了传统粒子群算法的优劣势,提出采用改进的HE-MOPSO算法对模型进行求解。求解ZDT1~4测试函数并采用扩展的IEEE33节点进行仿真验算,结果分析证明了改进算法及模型的优越性。

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43. 一种基于随机交叠策略的多突变点在线检测方法

朱俊俊,齐金鹏,钟金美,任晴,曹一彤

电子科技 2022, 35 (12): 1-9. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.12.001

摘要（76）

HTML （7）

PDF （5527KB）（26）

传统的突变点检测方法多以离线为主,无法对大规模的时序数据进行在线检测。针对这一问题,文中基于缓冲区模型和滑动窗口随机交叠策略,提出一种多突变点在线检测方法。该方法以TSTKS算法和滑动窗口模型为基础,通过缓冲区模型实时接收在线时序数据流,并将数据转移到数据接收器中;随后,在数据接收器中使用滑动窗口随机交叠策略对数据流进行切分;最后,在子数据流中用TSTKS算法对数据进行多突变点在线检测。仿真数据和癫痫病人的肌电数据等实验结果表明,文中所提方法具有时耗较短、准确率较高等优点,可作为大规模时序数据流的在线分析备选方案。

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44. 直流微网母线电压纹波集中补偿自寻优策略

黄凯,张国澎,李子汉

电子科技 2022, 35 (6): 70-75. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.06.011

摘要（75）

HTML （5）

PDF （2033KB）（11）

为抑制直流微网母线电压二次纹波,文中提出了一种直流有源滤波器集中补偿自寻优策略。在双向DC/DC变换器电压/电流双闭环控制的基础上,加入直流母线电压纹波控制,通过引入带通滤波器消除了传统控制方法中采用低通滤波器提取纹波时所产生的相位滞后问题。采用迭代自寻优方法获取重要控制参数阻抗系数K,实现直流有源滤波器对直流母线电压纹波变化的实时跟踪和集中补偿。在MATLAB/Simulink中搭建了含互联接口变流器、分布式电源、直流负荷、由DC/AC变流器接入的交流负荷以及直流有源滤波器的直流微网模型,建立了相应的实验平台。仿真和实验结果均验证了所提控制策略的有效性。

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45. 电场耦合式无线电能传输频率分裂特性分析

杨锐,孙岩洲,余江华,张蒙飞,韦延方

电子科技 2022, 35 (6): 48-53. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.06.008

摘要（74）

HTML （4）

PDF （1210KB）（10）

针对无线电能传输存在的频率分裂现象以及效率低的问题,文中以双侧LCLC补偿拓扑结构的电场耦合型传能系统作为研究对象,通过系统建模分析易变参数对系统输出的影响规律。利用电路理论推导出系统效率与重要参数之间的关系式,运用MATLAB仿真软件对系统效率进行详细的分析,并采用实验验证了仿真结果的正确性。结果表明,将耦合机构的电容值调到频分点以下可以避免系统出现频率分裂,而固定耦合极板的相对位置,通过把系统的频率调大到效率关键点,可以提高系统效率,系统的最佳效率可达89.4%。

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46. 标准表法气体流量标准装置标定软件设计

喻子涵,简献忠

电子科技 2022, 35 (10): 27-32. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.10.005

摘要（74）

HTML （5）

PDF （1542KB）（6）

文中介绍了一种应用于标准表法气体流量标准装置的标定软件系统。针对MFC、C#等编程软件设计复杂的问题,使用编程更为简单的组态软件作为开发环境,设计了一套标定软件,对标准表法气体流量标定过程中的数据采集、过程可视化显示、标定数据存储、标定报表生成以及标定历史数据查询等功能进行了实现。实际环境测试表明,该软件可以胜任监控流量标定工作,被校表示值误差在±0.2%之间,重复性在0.02%以下,与前次标定证书数据一致,符合0.2级准确度涡轮流量计国家标准;经过不确定度评定,系统的不确定度在0.4%以下,满足标准装置要求。

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47. 基于MobileNetV2与LBP特征融合的婴幼儿表情识别算法

邓源,施一萍,江悦莹,朱亚梅,刘瑾

电子科技 2022, 35 (8): 47-52. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.08.008

摘要（73）

HTML （3）

PDF （2265KB）（19）

针对婴幼儿表情识别率低、特征复杂提取不充分等问题,文中提出一种基于MobileNetV2与LBP双通道特征融合的婴幼儿表情识别算法。第1条通道使用改进后的MobileNetV2网络,可快速、准确地提取出人脸表情全局特征。第2条通道对原始输入图进行分块,利用图像信息熵构造出权值,提取出分块加权LBP直方图特征,突出了表情信息丰富的区域。通过融合双通道模型的输出向量来提升特征表达能力,并采用支持向量机替代Softmax层进行表情分类。实验表明,使用融合特征比单一特征具有更好的分类效果,并且在自建的婴幼儿表情数据集中的表情识别准确率可达到85.71%。

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48. 基于机器视觉的轨道交通自动测距研究

毕嘉桢,沈拓,张轩雄

电子科技 2022, 35 (9): 37-43. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.09.006

摘要（73）

HTML （4）

PDF （1587KB）（19）

行驶中的两辆列车之间保持安全距离是避免列车追尾事故发生的重要条件。由于机器视觉获得的图像数据信息丰富,可以根据采集到的图像进行多方面的集成检测,所以文中提出了一种基于机器视觉的列车测距方法。该方法以列车两条轨道不变的间距(1 435 mm)作为基准来推算列车之间距离。利用卷积神经网络对单目相机采集到的图像进行处理和分析,提取所需的轨道特征,再基于已有的小孔成像原理推导出世界坐标系与像素坐标系之间的映射关系,从而优化列车之间距离的计算式。实验结果表明,测距系统的误差率<6%,并且系统测量时间在40 ms之内,说明该方法实现了将测距与在图像中获取其他信息的有效融合与集成,可用于对列车制动距离进行判断。

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49. 基于VW-IGRBF神经网络的出水BOD软测量

赵豆豆,张伟

电子科技 2022, 35 (5): 26-32. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.05.005

摘要（71）

HTML （6）

PDF （1973KB）（20）

针对污水处理过程具有复杂非线性特性以及出水BOD难以精确测量的问题,文中提出一种基于变宽度的逆平方根和高斯函数线性组合的RBF神经网络软测量方法。神经网络的激活函数由逆平方根函数和高斯函数线性组合,弥补了单一激活函数在某些区间饱和的问题,提高了隐层激活函数的表达能力和自适应能力。由于激活函数的宽度对模型的泛化性能有较大的影响,因此引入基于核密度的变宽度策略可以有效提高网络泛化能力。文中采用改进LM算法实现了神经网络参数的在线学习。基于污水处理过程实际运行数据的仿真实验表明,所提方法对于出水BOD具有较高的预测精度和良好的自适应能力。

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50. 基于机器学习的肿瘤智能辅助诊断方法

程顺达,程颖,孙士江

电子科技 2022, 35 (5): 56-59. DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2022.05.009

摘要（70）

HTML （5）

PDF （921KB）（21）

在肿瘤诊断领域,人工智能辅助诊断系统可对肿瘤属性、恶性肿瘤分期进行准确地判别,从而延长患者的生存时间。文中以乳腺肿瘤为例,针对特征提取过程中数据量过大所导致的过拟合问题,提出了一种基于监督学习的人工智能辅助诊断模型。在提取特征时,通过引入层次聚类分析来完成有效的特征降维,并将分类后的特征数据作为人工神经网络模型的特征输入,以此实现分类器的有效训练。实验结果显示,所提算法的准确率和AUC值相比对照算法有所提升,表明该模型不仅能解决海量特征区域描述造成的过拟合问题,还增强了人工智能辅助诊断系统的泛化能力,可以完成对钼靶乳腺肿瘤的高精度区分。

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