当期目录

2019年 第32卷 第9期 刊出日期：2019-09-15

  

“自上而下”法制备高性能GaN纳米线阵列

桂奇,祝元坤,王现英

2019, 32(9):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.001

摘要 ( 430 )   HTML ( 12 )   PDF (985KB) ( 67 )  

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针对自下而上生长GaN纳米线的尺寸、形态、取向不易控制的问题,文中采用自上而下刻蚀的方法来制备GaN纳米线材料。以图形化的金属Ni作为掩膜对GaN进行ICP刻蚀,系统研究了刻蚀参数,主要是ICP功率以及RF功率对GaN纳米线形貌以及拉曼、PL光谱的影响,同时也对比了干法刻蚀后,有无湿法处理的影响。研究发现,当ICP功率为1 000 W,RF功率为100 W时,GaN纳米线的拉曼和PL光谱强度较大,表明此功率下刻蚀的纳米线损伤较小。经过KOH浸泡30 min后,GaN纳米线的形貌得到了改善,拉曼和PL光谱强度均优于单纯的干法刻蚀,为下一步器件的制备提供了良好的材料基础。

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究

刘学芳,曾国辉,黄勃,鲁敦科

2019, 32(9):  5-9.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.002

摘要 ( 786 )   HTML ( 32 )   PDF (884KB) ( 107 )  

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为解决传统蚁群算法收敛速度慢、极易陷入局部最优解的问题,文中提出了一种改进蚁群算法,并将其应用于移动机器人路径规划问题。蚁群算法的路径规划采用栅格法建立环境模型,并对障碍物进行扩大处理,从而有效降低了移动机器人在运动过程中与障碍物相碰撞的可能性;构造启发函数以降低蚁群搜索路径的长度;引入信息素扩散算法,并提高算法在初期的全局搜索能力,从而加快了算法的后期收敛速度。仿真结果表明,所提出的算法在收敛速度上比传统蚁群算法提高近一倍,可以规划出最优路径。

自适应位置切换相关滤波目标跟踪

王润玲,滕硕

2019, 32(9):  10-15.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.003

摘要 ( 218 )   HTML ( 8 )   PDF (979KB) ( 27 )  

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为解决卷积特征目标跟踪算法精确度和速度相互制约的问题,文中提出了一种基于峰值旁瓣比的自适应位置切换的相关滤波目标跟踪算法。将Pool4和Conv5-3层作为特征提取层,通过特征能量均值比获取有效的卷积特征,提高算法的速度;然后利用不同样本分布训练多个相关滤波器,并根据峰值旁瓣比筛选出最适分类器进行位置预测,提高了跟踪器的泛化能力;最后利用稀疏模型更新策略更新滤波器模板,减小过拟合现象的同时进一步提高算法的速度。在OTB100标准数据集上测试该算法,实验结果表明,文中所提算法的精确度为88.8%,较原分层卷积跟踪算法提高了6.1%;跟踪速度为47.5帧/s,是原算法的5倍,显示了良好的实时性能。

基于直觉语言评价的电力变压器状态维修决策方法

郑明亮,王泉,黄翔

2019, 32(9):  15-19.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.004

摘要 ( 217 )   HTML ( 3 )   PDF (716KB) ( 33 )  

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研究电力变压器状态维修的决策方法对提高其运行安全和可靠性具有重要意义。针对当前变压器状态维修决策方法对定性评价信息处理的不足,文中结合直觉模糊集和语言评价法提出一种基于直觉语言评价的决策方法。为得到更为完备的决策信息,该方法首先引入直觉语言数形式以充分表达专家评语的肯定度、犹豫度;在此基础上,基于直觉语言熵定义并综合考虑多方面因素建立起优化模型来确定指标权值,同时利用直觉二元语言算子对专家群体决策信息进行集成运算,以进行方案优选。实例分析表明,该方法能涵盖更多的决策信息,并减小定性到定量转化过程中的信息量损失,使得决策结果更加客观、合理和全面。

无人机在抢险救灾中的优化应用

陈昊,沈景凤,赵程

2019, 32(9):  20-25.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.005

摘要 ( 499 )   HTML ( 24 )   PDF (1142KB) ( 73 )  

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针对在抢险救灾中的多无人机路径规划问题,文中采用遗传算法通过对无人机群的巡航矩阵进行编码组成染色体,设置不同个体数目和最大遗传代数优化巡航轨迹,同时采用0-1规划和非线性规划建立无人机终端流量传输矩阵,为每一个用户分配恰当的功率,使得无人机完成所有任务的时间总和最短。遗传算法分析结果:当从H 和J两处各派出3架无人机时至少需要11.37 h才能完成对7个重点区域的生命迹象搜索,此时巡航总距离为3 808 km,从H处派出3架无人机携带通信装备,并向灾区内的72个地面终端发送不同内容,至少需要25.81 h才能完成所有任务,此时巡航总距离为1 547 km。

基于安全帽佩戴检测的矿山人员违规行为研究

仝泽友,冯仕民,侯晓晴,丁恩杰

2019, 32(9):  26-31.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.006

摘要 ( 347 )   HTML ( 10 )   PDF (895KB) ( 41 )  

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针对矿山人员安全帽佩戴检测问题,文中提出了一种基于人脸的身份识别及安全帽佩戴检测的违规行为识别方法。首先在视频图像中检测人脸以识别身份,然后运用卷积神经网络方法检测人员是否佩戴安全帽,实验阶段将此方法与传统的图像处理方法进行测试对比。实验结果显示,基于深度学习的安全帽检测方法的鲁棒性强于传统方法,在不同条件下识别率和运行效率均优于传统方法,深度学习方法的平均识别率高达97%,所需平均运行时间少于传统方法的1/7。

多人脸跟踪与最佳人脸提取

田雄,吴薇,刘晓尚,吴秀

2019, 32(9):  32-37.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.007

摘要 ( 283 )   HTML ( 6 )   PDF (972KB) ( 26 )  

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针对视频人脸识别系统中同一人脸重复识别的问题,文中提出了一种多人脸跟踪与最佳人脸提取的方法。通过ViBe算法提取运动区域,缩小数据处理区域及确定执行人脸检测;利用Haar特征结合AdaBoost算法检测人脸,并根据肤色检测判断是否有误检;利用CamShift算法跟踪人脸;再使用Sobel算子得到清晰的人脸图片。实验表明,该方法下人脸误检率由2.8%降到0.2%,对于100帧视频平均处理时间从原始每帧112 ms降低到了45.6 ms,其处理速度明显提升。

超磁致伸缩换能器的数值模拟及试验研究

姜银方,刘兵,雷玉兰,陈波,郭永强,胡华健

2019, 32(9):  37-41.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.008

摘要 ( 256 )   HTML ( 7 )   PDF (861KB) ( 22 )  

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针对传统长方体Terfenol-D振子不能直接与管道任意表面耦合的问题,设计了U型弹性基底与Terfenol-D振子复合的新型结构,能够更好的与管道耦合。对新型结构振子进行数值模拟及瞬态响应分析,确定新型复合结构振子长度为25 mm。用该尺寸的坡莫合金为基底的新型结构换能器和传统的压电陶瓷换能器分别检测同一管道,试验结果表明,以坡莫合金为基底的新型结构的磁致伸缩换能器的缺陷回波幅值是压电陶瓷换能器的1.5倍,进一步验证了新型复合结构设计的正确性。

基于Faster-RCNN的极验点选式验证码识别

周文凯,韩芳,孔维健

2019, 32(9):  42-46.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.009

摘要 ( 469 )   HTML ( 12 )   PDF (797KB) ( 37 )  

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针对传统方法难以识别极验点选式验证码的问题,文中提出一种基于Faster-RCNN目标检测模型和卷积神经网络的识别方法。通过简化的RPN提高Faster-RCNN对于背景图片文本定位的精度,再设计卷积神经网络对文本进行分类识别,并训练Tesseract-OCR识别库对信息提示文本进行识别,实现背景图片文本识别结果与信息提示文本识别结果一一对应,达到识别此类验证码的目的。实验结果表明,该方法识别此类验证码的准确率达到72.4%。

载频稳定度在射频指纹识别中的应用研究

王正伟,郭虹莉,杨雪洲

2019, 32(9):  46-50.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.010

摘要 ( 422 )   HTML ( 4 )   PDF (817KB) ( 44 )  

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射频指纹识别是利用辐射源射频特征唯一性对其个体身份进行识别的技术,具有广阔的军民用应用前景。针对传统射频指纹特征稳定度不高、难以工程实现的问题,提出了一种基于辐射源频率偏移和相位噪声等多维频域特性的射频指纹识别方法。该方法以ADS-B信号为例,利用统计原理对频率偏移和相位噪声特征进行量化处理,并利用贝叶斯分类方法对信号进行分类以实现辐射源个体身份的识别。通过半实物生成和实采ADS-B信号数据两种方式对提出的算法进行实验验证。实验结果表明,该方法能够对同型号的辐射源进行有效区分,对真实环境下4个目标的识别正确率达到93.5%。

基于混合神经网络的车牌字符识别技术

张长青,杨楠

2019, 32(9):  51-54.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.011

摘要 ( 308 )   HTML ( 14 )   PDF (716KB) ( 38 )  

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车牌识别是智能交通系统的重要组成部分,其关键是车牌字符识别技术。单一的神经网络难以识别模糊的车牌字符,文中提出了一种混合神经网络实现车牌字符识别技术。该混合神经网络结合联想记忆与BP神经网络,对输入的字符进行两次判别,经过训练、特征提取得到检测结果。通过在不同的噪声和不同的角度实验表明,采用混合神经网络具有更高的识别精度。

基于属性的物联网感知层访问控制方案

刘琛,马驷俊,倪雪莉

2019, 32(9):  55-59.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.012

摘要 ( 414 )   HTML ( 10 )   PDF (771KB) ( 44 )  

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物联网感知层包含大量环境数据与个人信息。因此,对这些数据的访问做出严格界定对于物联网信息安全与隐私保护至关重要。文中在传统访问控制模型的基础上,引入属性概念,提出了一种基于属性的访问控制方案。在这一方案中,通过对用户的主体属性、被访问资源的客体属性、访问请求的权限属性以及该请求发生时的环境属性进行判定,决定是否给与主体访问权限。基于属性的访问控制方案具有灵活性强、控制相对简单、拓展性强等特点,能够满足动态的大规模环境,有利于解决物联网感知层访问控制问题。

基于小波分析的地下电缆故障定位仿真研究

唐阳,李君豪,熊双菊,谢诗雨,王劲峰

2019, 32(9):  60-64.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.013

摘要 ( 329 )   HTML ( 8 )   PDF (970KB) ( 48 )  

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针对电力电缆行波法故障测距中脉冲信号识别难度大的问题,文中提出了将小波分析理论应用于电力电缆的行波信号识别的方法。该方法利用PSCAD/EMTDC软件建立精确的仿真模型,借助于MATLAB中的Daubechies小波对仿真波形进行5层小波分解。仿真结果表明,利用小波分析对故障信号进行全频段范围的分析处理能够显著提高电缆的故障测距精度,在一定距离范围内,其相对误差可以有效控制在0.5%以下。

基于级数反演的双基前视高机动平台SAR成像算法

张爱丽,孟自强

2019, 32(9):  65-71.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.014

摘要 ( 316 )   HTML ( 8 )   PDF (1356KB) ( 26 )  

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双基前视高机动平台合成孔径雷达BFHM-SAR是一种新型合成孔径雷达成像模式,可实现高机动平台末端俯冲阶段全程二维高分辨成像。由于BFHM-SAR中收发平台沿曲线轨迹运动且均具有较大的速度和加速度,导致双基距离历程中存在双根号下高阶项的问题。此外,该构型相较于单/双基直线轨迹SAR,存在更为严重的距离徙动问题。针对上述缺陷,文中首先在时域对距离走动量进行校正以减少二维耦合量,然后在斜距精确高阶近似的基础上结合级数反演思想推导出信号的二维频谱,在距离频域-方位多普勒域进行剩余的距离走动和距离弯曲的校正,最后完成二维脉冲压缩,在实现高分辨成像。文中对该构型下特殊的方位向聚焦深度的问题也进行了具体分析,仿真实验结果验证了成像算法的正确性和可行性。

基于ADS-B水平位置不确定度的碰撞风险研究

刘帅,秦姗姗,郭进祥

2019, 32(9):  72-75.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.015

摘要 ( 311 )   HTML ( 10 )   PDF (722KB) ( 33 )  

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广播式自动相关监视(ADS-B)技术具有监视精度高、刷新快、成本低、维护简单等优点,得到民航空中交通管制部门的青睐,常用于航路监视服务。ADS-B水平位置不确定度作为ADS-B的重要参数,反应了目标定位的水平精度等级。文中统计和分析DO-260版本的水平位置不确定度,验证了不同水平精度等级位置误差的正态性。基于位置误差的概率统计特性,评估了当前ADS-B运行间隔下的目标冲突和危险接近等碰撞风险,为ADS-B管制下的飞行间隔评估提供理论基础。

基于听感量化编码的神经网络语音合成方法研究

刘庆峰,江源,胡亚军,刘利娟

2019, 32(9):  76-79.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.09.016

摘要 ( 258 )   HTML ( 8 )   PDF (1338KB) ( 36 )  

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针对当前神经网络声学建模中数据混用困难的问题,文中提出了一种基于听感量化编码的神经网络语音合成方法。通过设计听感量化编码模型学习海量语音在音色、语种、情感上的不同差异表征,构建统一的多人数据混合训练的神经网络声学模型。在统一的听感量化编码声学模型内通过数据共享和迁移学习,可以显著降低合成系统搭建的数据量要求,并实现对合成语音的音色、语种、情感等属性的有效控制。提升了神经网络语音合成的质量和灵活性,一小时数据构建语音合成系统自然度可达到4.0MOS分,达到并超过普通说话人水平。