当期目录

2021年 第34卷 第6期 刊出日期：2021-06-15

  

基于覆盖粗糙Vague软专家集的动物疾病诊断算法

陈鹏岗,冯晓毅

2021, 34(6):  1-10.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.001

摘要 ( 397 )   HTML ( 216 )   PDF (1020KB) ( 82 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对现有Vague软集扩展模型的不足,文中将覆盖粗糙集、Vague软集和软专家集3种模型融合扩展,提出了新的处理不确定性问题的数学模型,即覆盖粗糙Vague软专家集,并研究了相关性质。在此基础上,文中给出了一个基于覆盖粗糙Vague软专家集的动物疾病辅助诊断算法。该算法计算了覆盖粗糙Vague软专家集的上下近似算子,通过隶属函数建立了患病程度和疾病水平的关系,并做出辅助诊断。非洲猪瘟疾病的诊断实验表明,文中所提出的ADADA_CRVSES算法是一种有效的针对动物疾病的辅助诊断算法,疾病诊断准确率达90%以上。

基于迁移学习策略的肝纤维化分期诊断方法

翟岳仙,刘翔,宋家琳

2021, 34(6):  11-16.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.002

摘要 ( 248 )   HTML ( 17 )   PDF (1197KB) ( 53 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对肝纤维化四分期准确率较低,S₂与S₃期分期难的问题,文中提出了一种基于迁移学习策略的肝纤维化诊断方法。该方法基于预训练好的深度残差网络模型,随机初始化各层权值参数,加入采用旋转、裁剪patch小块等方法扩充的数据集微调各类参数。经过softmax分类器结合patch小块投票原则,最终得到肝纤维化S₀~S₁、S₂、S₃、S₄期的分期准确率分别为93.75%、90.63%、87.50%、86.96%。该结果表明,文中方法在基于高频超声图像的肝纤维化定量诊断任务中达到了较好的效果。通过比较分析可知,文中所述方法优于其他已有方法,为临床计算机辅助诊断肝纤维化疾病提供了更加有效的解决方案。

基于真实头模型的经颅磁声电刺激感应电流密度仿真分析

刘亚泽,张帅,郭梁,陈昕彤,武健康

2021, 34(6):  17-22.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.003

摘要 ( 456 )   HTML ( 24 )   PDF (1239KB) ( 78 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

感应电流密度的聚焦性是实现精准神经调控的关键,其中头颅结构对于经颅磁声电刺激的感应电流密度分布具有重要影响。文中利用人体头部的CT图像,使用三维重构技术构建了真实头模型;对真实头模型进行经颅磁声电刺激的有限元仿真分析,获得了真实头模型内部的感应电流密度分布,并对仿真结果进行了评估。为了进一步探寻刺激效果和超声频率之间的关系,文中分别使用300 kHz、400 kHz、500 kHz的超声波对真实头模型施加经颅磁声电刺激。仿真结果显示,超声信号频率的增加会导致刺激强度、刺激长度以及聚焦面积的增加。该结果表明经颅磁声电刺激具有良好的深度刺激特性和聚焦特性,有望对深处脑区神经元进行无创调控。

一种基于复信号解调的生命体征探测雷达

邰凡彬,刘云,周雯,杭雪莲,钱志成,刘继轩,王星帅,马家驹

2021, 34(6):  23-27.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.004

摘要 ( 353 )   HTML ( 18 )   PDF (809KB) ( 56 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

雷达传感系统的非接触、隐蔽性、全天候测量的优势使其在婴儿、烧伤患者等特殊对象的生命体征探测方面具有良好的应用前景。文中针对探测过程中的空探测点问题和解调过程中的直流偏移问题提出了一种基于复信号解调的多普勒雷达系统设计方法。该方法将零中频正交解调结构输出的两路基带信号合成复信号,再对复信号进行快速傅里叶变换得到待测对象的生命体征信号。测试结果表明,当系统在中心频率2.45 GHz工作时,探测得到的人体呼吸频率和心跳频率分别约为0.3 Hz和1.1 Hz,满足系统设计预期。

环形陶瓷金属涂层缺陷检测方法研究

马鼎,吴定祥,唐立军

2021, 34(6):  28-33.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.005

摘要 ( 315 )   HTML ( 15 )   PDF (1741KB) ( 30 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对环形器件表面检测中存在的问题,文中以环形金属涂层陶瓷为研究对象,提出了一种基于机器视觉的表面缺陷检测方法。该方法使用Canny边缘检测和Hough变换快速定位同心圆轮廓,进而提取金属涂层区域。为了将极坐标转换为直角坐标,文中采用径向投影方法将环形金属涂层图转换为矩形状图。最后,对连通域面积和周长进行分析,确定环形陶瓷金属涂层是否存在缺陷。实验结果表明,对于缺损面积大于0.5 mm×0.5 mm的样品,该算法的检测正确率为98%。

面向低照度图像增强的双曝光融合处理算法

刘婷婷,张玉金,熊士婷

2021, 34(6):  34-39.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.006

摘要 ( 381 )   HTML ( 23 )   PDF (1617KB) ( 64 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

图像增强技术能够有效地提高低照度图像能见度。针对现有图像增强方法引入的对比度过度增强和欠增强的问题,文中提出了面向低照度图像增强的双曝光融合处理算法。利用照度估计技术得到图像融合的权值矩阵,通过摄像机响应模型合成双曝光图像,找到最佳曝光率使合成图像在曝光不足的区域曝光良好。根据权值矩阵将输入图像与合成图像融合,得到增强结果。低亮度像素的场景照明映射在各通道有不同的体现,为了避免因差距过大导致亮度分量不够准确,文中定义了低亮度像素和亮度分量以计算最佳曝光率。实验结果表明,所提方法比已有方法具有更小的亮度失真和更短的运行时间。

阵列中的电场传感器一致性研究

余洋阳,孙东明,李鹏,周年荣

2021, 34(6):  40-44.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.007

摘要 ( 262 )   HTML ( 15 )   PDF (1347KB) ( 27 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在电场中工作的阵列电场传感器之间会产生相互干扰,从而影响电场测量精度。传统的解决方法是增大传感器间距,但该方法不适用于有限的空间。针对该问题,文中提出了一种带屏蔽环的电场传感器。通过屏蔽环可以减少传感器间的相互干扰,从而提高传感器的一致性。首先,通过在均匀电场下对两个带屏蔽环的传感器进行仿真得到其上极板平均场强的差值;然后将传感器换为等面积不带屏蔽环的传感器进行取差。仿真结果表明,带屏蔽环的传感器一致性高于不带屏蔽环的传感器。通过改变屏蔽环的宽度,从1~6 mm仿真得到使传感器一致性最高的屏蔽环宽度为5 mm。按照仿真结果,利用PCB工艺制作传感器,并设计调理电路。最终将传感器进行标定,得到较高的灵敏度43.215 mV/kV·m^-1以及拟合度0.999 1。

自适应空域选择滤波分置阵列角度解模糊方法

姜婕

2021, 34(6):  45-49.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.008

摘要 ( 230 )   HTML ( 17 )   PDF (1036KB) ( 53 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

分置式阵面雷达被广泛应用在一体化武器平台中。为解决长基线分置式阵面雷达主波束栅瓣造成的跟踪时目标角度模糊的问题,文中提出了一种自适应空域选择滤波的方法。该方法利用分置单阵面和、差信号构造空域滤波器优化接收方向图,在对栅瓣有效抑制的前提下,保证接收波束主瓣功率与波束宽度的稳健,实现了角度解模糊,保证了目标角度估计的准确性。针对提出的方法分别进行了暗室与外场试验,并对接收方向图与目标跟踪性能进行测试。结果表明文中方法可有效抑制栅瓣,保证跟踪中参数估计的稳健,从而改善分置式阵列雷达的目标跟踪性能。

窄带舰船目标识别方法研究

张朋飞,魏存伟,刘先康,刘安然,杨欧,林永霖

2021, 34(6):  50-55.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.009

摘要 ( 200 )   HTML ( 17 )   PDF (716KB) ( 46 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

文中针对窄带雷达舰船目标识别问题,提出了一种窄带雷达舰船目标识别方法。该方法从窄带雷达回波信号中提取目标的感兴趣区域,基于感兴趣区域提取目标的期望、标准差、方差、中心矩特征。依据雷达舰船目标航迹信息提取目标姿态角,并将姿态角作为特征引入到分类器中。最后,利用支持向量机方法对窄带雷达舰船目标进行分类。通过建立的仿真数据进行识别效果测试,实验结果表明该方法对舰船大、中、小分类具有较高的识别率,说明该方法具有一定的工程应用价值。

漏压对P-GaN HEMT导通电阻和阈值电压的影响

刘熙,叶星宁

2021, 34(6):  56-60.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.010

摘要 ( 613 )   HTML ( 16 )   PDF (1905KB) ( 80 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了研究漏极偏压变化对P-GaN器件可靠性的影响,文中对P-GaN商用器件进行漏极应力测试。通过改变漏极应力偏置电压和偏置时间,观察GaN器件导通电阻和阈值电压的变化。测试结果表明,无P-GaN漏极结构的器件导通电阻随着漏极电压变化先增大后减小,而阈值电压几乎不受影响;有P-GaN漏极结构的器件导通电阻几乎不受影响,而阈值电压随着漏极电压变化先减小后增大。通过对器件不同加压时间的测试发现,随着时间增加,无P-GaN漏极结构的器件退化明显;而有P-GaN漏极结构的器件性能较为稳定。不同结构的商用GaN器件可靠性受漏极偏置条件变化的影响不同,应该根据应用条件选择合适器件。

异步电机起动电磁仿真分析

方鑫,吴尧辉,宋贺

2021, 34(6):  61-66.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.011

摘要 ( 418 )   HTML ( 20 )   PDF (1849KB) ( 220 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对小型异步电机在不同起动方式下起动特性的计算问题,文中基于有限元法建立电机二维电磁模型仿真计算电机的起动性能。考虑到二维模型中电机端部对电磁仿真整体的影响,采用场路结合的方法将定转子端部的电阻和漏感参数化等效处理到模型中。利用MagNet和Simulink软件依据起动电路结构搭建直接起动、Y-△降压起动、恒频压比起动的电源模型,仿真计算电机在不同起动方式下的起动时间、起动电流、起动速度等。仿真和实验测试结果表明,所建立的模型能准确仿真计算异步电机常见起动方式下的特性。

基于定向充电模型的最大化网络累计充电增益

章豪,王然

2021, 34(6):  67-72.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.012

摘要 ( 219 )   HTML ( 11 )   PDF (994KB) ( 35 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在保证无线可充电传感器网络持续运行的前提下,基于移动定向充电模型,文中研究了最大化网络中传感器节点累计充电增益的充电小车优化调度问题。针对提出的问题,系统化地设计了停靠点选择和路径规划的近似算法。停靠点选择算法在最大化充电覆盖效用方向的基础上,为充电小车选择最佳充电方向,采用最大化覆盖效用总和为充电小车选择停靠点。基于TSP的路径规划算法,为充电小车规划移动路径,可以显著减少行驶消耗。文中通过模拟仿真实验对比了不同因素的影响。实验结果表明,相比于全向充电,在不同网络规模与传感器密度的环境下,文中所提出的充电策略可以提升10%~60%的网络累计充电增益。

基于EtherCAT的井下电力监控系统冗余网络

刘婧岩,王玉梅

2021, 34(6):  73-78.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.06.013

摘要 ( 407 )   HTML ( 11 )   PDF (2647KB) ( 34 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对煤矿井下监控系统在发生突发情况时可靠性和可维护性降低的问题,文中设计了基于工业以太网EtherCAT通信的煤矿井下监控系统冗余网络。通过研究工业以太网EtherCAT的组成、工作原理和报文结构,对比有、无冗余结构的EtherCAT通信网络特性。在常规EtherCAT主站驱动程序中加入链路冗余机制,并分别规划了在网口故障、链路故障和节点故障时冗余帧传播机制、故障点定位和恢复策略。在实验室条件下,依据EtherCAT通信网络和煤矿井下供电网络,搭建井下电力监控系统仿真测试平台,并加入冗余机制,对其性能进行测试实验。实验结果表明系统性能优越,运行可靠性也有所提升。