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基于动态自适应通道注意力特征融合的小目标检测 被引量:3
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作者 吴迪 赵品懿 +2 位作者 甘升隆 沈学军 万琴 《电子科技大学学报》 北大核心 2025年第2期221-232,共12页
针对小目标检测中卷积操作导致检测特征缺失和不同尺度语义隔阂的问题,提出一种基于动态自适应通道注意力特征融合的小目标检测方法。1)提出一种多尺度三角动态颈(Tri-Neck)网络结构,用于融合多尺度特征语义隔阂及弥补小目标特征缺失的... 针对小目标检测中卷积操作导致检测特征缺失和不同尺度语义隔阂的问题,提出一种基于动态自适应通道注意力特征融合的小目标检测方法。1)提出一种多尺度三角动态颈(Tri-Neck)网络结构,用于融合多尺度特征语义隔阂及弥补小目标特征缺失的问题。2)提出一种分组批量动态自适应通道注意力模块,增强弱语义小目标特征同时抑制无用信息,且在动态自适应通道注意力模块中设计新的激活函数和交并比损失函数,提升通道注意力表征能力。3)采用ResNet50作为骨干网络依次连接特征金字塔网络和Tri-Neck网络。实验结果表明,该方法在Pascal Voc 2007、Pascal Voc 2012上比YOLOv8算法mAP分别提升5.3%和6.2%,在MS COCO 2017数据集上AP和AP_S分别提升1.6%和2%,在SODA-D数据集上比YOLOv8算法AP提升0.9%。 展开更多
关键词 小目标检测 多尺度融合特征 特征金字塔 动态通道注意力 交并比损失函数
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基于卫星/UWB的鲁棒车载协同定位方法 被引量:1
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作者 孙伟 张晓彤 刘经洲 《传感技术学报》 北大核心 2025年第5期841-847,共7页
相对位置感知作为协同导航的核心也是车辆智能驾驶的关键技术,在车辆自组网(Vehicular Ad Hoc Networks,VANET)协同定位算法中具有重要作用。然而限于系统非线性及有色噪声干扰,相同硬件平台下的相对位置后验信息获取通常局限于一定精... 相对位置感知作为协同导航的核心也是车辆智能驾驶的关键技术,在车辆自组网(Vehicular Ad Hoc Networks,VANET)协同定位算法中具有重要作用。然而限于系统非线性及有色噪声干扰,相同硬件平台下的相对位置后验信息获取通常局限于一定精度。针对上述问题,基于抗差理论提出一种Huber M估计的鲁棒容积滤波(Robust Cubature Kalman Filtering,RCKF)车辆相对位置估计算法。该算法通过结合容积法则进行非线性更新,将量测方程转换为观测量和状态预测的线性回归问题后利用M估计实现求解,通过Huber损失函数降低受干扰量测值权重实现估计性能调整。紧组合车辆相对位置估计的实验表明,与容积滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)相比,RCKF估计结果在均方根上改善23.59%,在准确度上改善21.81%,在精度上改善27.39%,有效提高了相对位置估计精确性和鲁棒性,为车辆协同定位解决方案提供一种可供参考的系统质量控制策略。 展开更多
关键词 协同导航 鲁棒容积滤波 M估计 有色噪声 紧组合 超宽带技术
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基于三维姿态估计的智能康复运动检测系统应用研究
3
作者 张堃 张鹏程 +2 位作者 陈孝豪 张彬 华亮 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期181-193,共13页
在康复运动场景中,运动输入通常是视频序列,基于主流的2D人体姿态估计方法和深度相机进行的伪3D方案无法对视频中的骨骼点测距,影响最终评估效果。为了解决这个问题,提出一种针对视频的序列到序列3D帧聚焦姿态识别方法用于康复评估。其... 在康复运动场景中,运动输入通常是视频序列,基于主流的2D人体姿态估计方法和深度相机进行的伪3D方案无法对视频中的骨骼点测距,影响最终评估效果。为了解决这个问题,提出一种针对视频的序列到序列3D帧聚焦姿态识别方法用于康复评估。其目的是从最原始的二维噪声场景中直接提取更全面、更详细的三维坐标信息,并基于这些信息进行运动序列分析。该方法采用四支路流式变换器,能够捕获长序列时间与空间之间的交互关系,同时分别对原始2D输入进行时序与空间处理。这四支路信息通过可学习比例参数进行整合,并通过一个额外模块,结合空间编码器和增强型时间解码器获得最终输出。所提方法在Human 3.6M数据集上的表现优于最先进方法,平均关节位置误差仅为14.4 mm,三维姿态坐标误差最低,证明了所提主干架构能够有效处理更复杂的康复运动视频序列任务,同时在实际康复视频序列的对比实验也验证了本方法的有效性。此外,基于先进的人体姿态估计方法,研发了一种新颖的多维度智能康复运动评估分析系统,能够对人体各个关节120个动作进行运动指标估计,已进入临床验证阶段,并完成2000余例病人测试,平均准确率93.2%。 展开更多
关键词 序列到序列 FFPose算法 四支路流式变换器 可学习比例参数 无接触式
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LIO-SAM改进:自适应降采样与特征筛选优化
4
作者 曾宪阳 于浩 +1 位作者 梁远生 杨红莉 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期288-296,共9页
针对激光雷达SLAM算法中的LIO-SAM算法在复杂环境中高度定位精度不足的问题,围绕特征点提取与后端点云匹配两个关键环节提出改进策略。在后端匹配方面,鉴于其存在的帧间误差波动大、鲁棒性差的情况,创新性地提出一种基于前置匹配的自适... 针对激光雷达SLAM算法中的LIO-SAM算法在复杂环境中高度定位精度不足的问题,围绕特征点提取与后端点云匹配两个关键环节提出改进策略。在后端匹配方面,鉴于其存在的帧间误差波动大、鲁棒性差的情况,创新性地提出一种基于前置匹配的自适应降采样方法。该方法借助预匹配操作,有效提升初始匹配精度,并依据点云局部密度,动态调整体素滤波分辨率,从而在保证匹配精度的同时显著提升计算效率。在前端特征点提取环节,针对LIO-SAM中曲率计算冗余、排序开销大以及近处点云特征提取率低问题,提出一种结合早期截断(Early Cutoff)与多尺度体素空间协方差分析的双阶段特征筛选机制。该机制主要针对近处点云,首先通过局部几何变化阈值快速剔除冗余点,随后在多尺度体素网格中进行协方差特征分析,从中筛选出空间分布均衡、几何结构稳定的代表性特征点,远处点云采用原算法提取。在公开数据集KITTI中选取表现稳定的序列07进行对比实验证明,优化后的算法在X、Y轴精度少有提升情况下,Z轴的平均绝对误差下降了26.44%,RMSE下降了24.43%,标准差下降了30.24%,且已在实车平台上完成部署验证,具备良好的鲁棒性与工程适用性。 展开更多
关键词 特征点 自适应降采样 多尺度体素空间 前置匹配
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基于SFTRLS算法的水下自干扰抑制方法研究
5
作者 蒋佳佳 杨绪宝 +1 位作者 郭同同 李兆明 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期225-234,共10页
随着水下全双工通信技术的不断发展,在收发同频共通的通信模式下,发射端高功率信号易通过多种耦合路径影响接收端,形成强烈的自干扰信号,从而淹没期望信号,导致通信质量显著下降。特别是在复杂的水声信道环境中,自干扰现象更为严重,已... 随着水下全双工通信技术的不断发展,在收发同频共通的通信模式下,发射端高功率信号易通过多种耦合路径影响接收端,形成强烈的自干扰信号,从而淹没期望信号,导致通信质量显著下降。特别是在复杂的水声信道环境中,自干扰现象更为严重,已成为制约水下通信系统性能提升的关键瓶颈。因此,对来自同侧的自干扰信号的有效抑制已成为水下收发一体机系统亟需解决的重要技术难题。针对数字域自干扰抑制中传统LMS算法和RLS算法在实际应用中分别存在的估计精度不足和运算复杂度高的问题,提出了一种基于稳定快速变换递归最小二乘(SFTRLS)算法的数字域自干扰抑制方法。该算法通过引入前向与后向预测结构,将RLS算法中复杂的矩阵运算转化为一维向量运算,有效将计算复杂度从传统的O(N^(2))降低至O(N),在显著降低计算量的同时,时保持了出色的自干扰抑制性能。通过在不同信噪比、不同信道阶数条件下的仿真实验,验证了所提算法在收敛速度、自干扰信道估计精度以及运算速度等方面的优势。随后,在实际湖试环境下进一步对该方法进行了工程验证,实验结果表明在现有测试条件下,该算法可实现高达30 dB的自干扰抑制比,与其他算法对比也进一步证明了SFTRLS算法在复杂水下环境中具有良好的适用性与工程价值。 展开更多
关键词 水声全双工通信 通信探测一体化 水下收发一体机 自干扰抑制 SFTRLS
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MFSF-DETR:一种基于多尺度特征移位融合的PCB缺陷与元件检测算法
6
作者 张永宏 许鑫豪 +1 位作者 尹贺峰 李子奇 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期266-285,共20页
随着电子产品向高性能、小型化方向发展,印刷电路板(PCB)作为电子系统的核心载体,其设计与制造日趋复杂,元件排列更加紧密,结构也更加精细,从而对元件检测与缺陷检测提出了更高的要求。虽然以YOLO为代表的基于卷积神经网络的目标检测模... 随着电子产品向高性能、小型化方向发展,印刷电路板(PCB)作为电子系统的核心载体,其设计与制造日趋复杂,元件排列更加紧密,结构也更加精细,从而对元件检测与缺陷检测提出了更高的要求。虽然以YOLO为代表的基于卷积神经网络的目标检测模型已获得大量研究,但这些模型只针对单一的缺陷或元件检测场景进行设计,且在小目标和密集场景的检测上效果有限,而RT-DETR的出现使得基于Transformer的端到端检测模型在实时检测领域有了出色的表现。为此,在RT-DETR模型基础上,针对PCB场景提出了一种基于Transformer的端到端实时目标检测模型MFSF-DETR。首先,采用Faster-CGLU Block替换主干网络中的Block层,细化通道注意力机制,引入了纠缠Transformer模块(ETB)整合频域与空间域,丰富深层语义。然后,设计了自适应加权跨尺度特征融合网络(RAWCFF)代替了基于CNN的跨尺度特征融合网络(CCFF),并与跨尺度特征移位融合网络(CFSF)组成新的特征融合编码器,实现邻层特征与非邻层特征的深度交互。最后,分别使用PCB缺陷数据集DsPCBSD+与PKU-Market-PCB、PCB元件数据集PCB_WACV、PCB与无人机数据集VisDrone2019评估提出的模型在PCB场景下的检测效果与泛化能力。实验结果表明,MFSF-DETR模型在缺陷与元件检测上达到了85.6%、98.1%与89.9%的最高精度,相比基线模型提高3.1%、1.0%与3.8%,同时FPS指标也达到了120.2、57.1与71.8,实现了PCB背景下的高效、高精度检测。 展开更多
关键词 特征融合 深度学习 注意力机制 缺陷检测 元件检测
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用于曲面构件超声相控阵检测的聚焦延时方法研究 被引量:1
7
作者 周扬帆 涂君 +3 位作者 毛轶豪 王慧珍 张旭 宋小春 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期222-230,共9页
为了提高曲面构件内微小缺陷的超声相控阵检测能力,提出了一种用于曲面构件的相控阵聚焦延时方法。本研究建立了线阵相控阵聚焦声场的瑞利积分数学模型,并对声场指向性分布规律进行了分析。应用斯涅尔定律分别推导了斜面和曲面构件中的... 为了提高曲面构件内微小缺陷的超声相控阵检测能力,提出了一种用于曲面构件的相控阵聚焦延时方法。本研究建立了线阵相控阵聚焦声场的瑞利积分数学模型,并对声场指向性分布规律进行了分析。应用斯涅尔定律分别推导了斜面和曲面构件中的聚焦延时法则,与传统的迭代遍历算法相比,该方法提高了延迟法则的计算效率,减少了界面结构对扫描声束波阵面的弯曲影响,从而充分发挥了线性相控阵的检测优势。在建立的曲面构件仿真模型中,基于所提聚焦延时方法,依次将延时施加于各阵元,仿真结果证明了声波能够在预设位置实现有效聚焦,并且该方法的计算时间相比于传统迭代遍历计算缩短了约70%。进一步地,展开实际检测实验,制作了含有Φ0.3 mm盲孔的环形钢试块,通过对比施加延时法则前后的B扫描图像和A扫信号图,实验结果表明,所提出的方法有效提高了曲面构件内微小缺陷的检测信噪比以及成像质量。 展开更多
关键词 曲面构件 超声相控阵 声场指向性 线阵聚焦 延时法则
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基于超声时域幅值能量衰减切向应力检测方法 被引量:2
8
作者 杨光粲 徐春广 +2 位作者 赵文政 陈常宏 李涔诚 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第4期377-383,共7页
残余应力存在于机械构件生产的全生命周期中,准确有效地检测出机械构件内部残余应力,具有非常重要的意义.针对现有检测方法难以精准表征构件内部残余应力,提出了一种基于超声时域幅值能量衰减的切向应力检测方法.基于受载多晶体介质中... 残余应力存在于机械构件生产的全生命周期中,准确有效地检测出机械构件内部残余应力,具有非常重要的意义.针对现有检测方法难以精准表征构件内部残余应力,提出了一种基于超声时域幅值能量衰减的切向应力检测方法.基于受载多晶体介质中超声波散射衰减理论,推导了瑞利散射范围内多晶材料超声波衰减系数,进一步提出了时域幅值能量衰减与残余应力对应的计算方法;搭建了切向残余应力加载系统,对采集的超声信号降噪处理;建立了线性回归和神经网络回归模型,与传统互相关计算声时差检测残余应力算法进行了对比.试验结果表明,文中提出的超声时域幅值能量衰减切向应力检测方法检测精度优于声时差算法,其中神经网络回归建立模型精度最高,误差平均值为4.77 MPa,比声时差算法误差平均值减少了52.2%. 展开更多
关键词 残余应力 超声时域幅值能量 散射衰减 声时差 神经网络回归
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基于深度学习的工业轴承缺陷检测算法研究 被引量:1
9
作者 张彪 荀荣科 许家忠 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期136-149,共14页
针对现有轴承缺陷检测算法准确率低、存在误检以及漏检现象严重的问题,为解决这些问题,提出了一种基于YOLOv8n的轴承缺陷检测算法(LASW-YOLOv8)。该算法在YOLOv8n的基础上,引入了轻量化且高效的LiteShiftHead检测头,结合SPConv、REG和CL... 针对现有轴承缺陷检测算法准确率低、存在误检以及漏检现象严重的问题,为解决这些问题,提出了一种基于YOLOv8n的轴承缺陷检测算法(LASW-YOLOv8)。该算法在YOLOv8n的基础上,引入了轻量化且高效的LiteShiftHead检测头,结合SPConv、REG和CLS模块,提升了特征提取、目标框回归和类别分类的效率与准确性。此外,算法还引入了自适应旋转卷积核模块(ARConv),增强了对多方向缺陷的检测能力;颈部网络优化模块(SAF)进一步提升了特征提取效率;同时采用Inner-WIoU损失函数,通过优化边界框定位精度并增强对小目标及复杂形状缺陷的检测能力。实验结果表明,LASW-YOLOv8算法在多个性能指标上优于其他主流算法。该算法的准确率和召回率分别提升至97.2%和96.6%,相较于YOLOv8n分别提高了3.4%和4.5%。同时,mAP0.5和mAP0.5:0.95分别达到了98.9%和73.3%,并且在运行速度上实现了83 fps。这些结果充分证明了所提改进算法的有效性,不仅能有效减少误检和漏检现象,还满足了工业检测对高准确率和实时性的要求。此外,在东北大学公共数据集(NEU-DET)的实验中,LASW-YOLOv8算法在准确率、召回率、mAP0.5和mAP0.5:0.95这4个关键指标上均表现最佳,分别为79.3%、79.9%、84.1%和49.1%,优于其他主流算法。这一表现证明了LASW-YOLOv8算法具有出色的泛化能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 轴承缺陷检测 LASW-YOLOv8 LiteShiftHead ARConv Inner-WIoU损失函数
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基于语义辅助的强度扫描上下文回环检测方法 被引量:1
10
作者 刘名星 徐晓苏 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期292-304,共13页
在同步定位与建图(SLAM)中,回环检测是提高定位精度的重要环节。通过识别回环并校正累计误差,能够有效增强定位的精度和稳定性。然而,目前大多数基于LiDAR的回环检测方法主要依赖坐标和反射强度等低层次特征来构建描述子,未能充分利用... 在同步定位与建图(SLAM)中,回环检测是提高定位精度的重要环节。通过识别回环并校正累计误差,能够有效增强定位的精度和稳定性。然而,目前大多数基于LiDAR的回环检测方法主要依赖坐标和反射强度等低层次特征来构建描述子,未能充分利用场景中的语义信息,从而在复杂场景中面临精度和可靠性不足的问题。针对这一不足,提出了一种基于语义辅助的强度扫描上下文方法,以弥补现有方法的局限性。首先,该研究方法利用ICP算法对两帧点云进行粗配准,减少角度和位移对回环检测的影响。在此基础上,将语义信息与点云的几何信息及强度信息相结合,构建多层级特征的全局描述子。最后,通过描述子相似度计算判断回环是否存在,从而实现更可靠的回环检测。在公开数据集KITTI上的实验结果表明,该研究方法的最大F_(1)分数较scan context算法提升了19.71%,平均均方根误差较lego-loam算法降低了36%。此外,在校园环境的实测结果显示,该研究方法的最大F_(1)分数较lio-sam算法提升了19.23%,较lego-loam算法提升了70.62%;平均均方根误差较lio-sam算法降低了56.68%,较lego-loam算法降低了20.7%。这些结果表明,该研究方法不仅能够有效提升回环检测的准确性,还能在多样化场景下展现出更强的鲁棒性。通过引入语义信息,该研究显著改善了描述子在复杂场景中的区分能力,为SLAM技术的发展提供了新的思路和方法支持。 展开更多
关键词 同步定位与建图 回环检测 语义分割 描述子
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多线激光传感器尺寸测量的角度安装误差研究
11
作者 郑艳萍 张榕花 张瑞 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期46-50,59,共6页
多个线激光传感器组合测量被广泛应用于工业现场的产品几何尺寸检测过程中,以梯形钢丝为研究对象,提出了一种基于多个线激光传感器尺寸测量系统的角度误差补偿方法。利用坐标系投影原理和空间几何关系,分析了由线激光传感器的安装误差... 多个线激光传感器组合测量被广泛应用于工业现场的产品几何尺寸检测过程中,以梯形钢丝为研究对象,提出了一种基于多个线激光传感器尺寸测量系统的角度误差补偿方法。利用坐标系投影原理和空间几何关系,分析了由线激光传感器的安装误差导致的坐标轴夹角α、β与工件尺寸测量坐标值x、y之间的数学关系,建立了基于α、β的坐标值误差补偿模型。利用标准件尺寸值对传感器安装角度误差进行计算,同时完成传感器的标定。通过仿真实验验证了该方法的实用性,并对测量精度、标定精度对α、β计算的影响进行分析,为梯形钢丝最佳的测量系统方案设计打下了基础。 展开更多
关键词 角度安装误差 线激光传感器 梯形钢丝尺寸测量 误差补偿
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基于NLMS滤波算法的光栅谐波补偿方法
12
作者 任东旭 王刚 +1 位作者 马百川 李彬 《工具技术》 北大核心 2025年第2期145-150,共6页
光栅信号谐波失真问题是制约光栅位移传感器测量精度的重要因素之一,对此本文提出将NLMS滤波应用在光栅信号处理中。阐述NLMS自适应滤波迭代的基本原理,优化设计NLMS滤波器的步长因子,并进行仿真试验。仿真结果表明:两路光栅信号经NLMS... 光栅信号谐波失真问题是制约光栅位移传感器测量精度的重要因素之一,对此本文提出将NLMS滤波应用在光栅信号处理中。阐述NLMS自适应滤波迭代的基本原理,优化设计NLMS滤波器的步长因子,并进行仿真试验。仿真结果表明:两路光栅信号经NLMS滤波后,二次谐波的幅值分别降低约95%和89%,四次谐波的幅值分别降低约85%和82%,六次谐波的幅值分别降低约75%和95%。仿真结果表明,NLMS滤波是一种有效的光栅谐波补偿方法。 展开更多
关键词 光栅信号 NLMS滤波 谐波失真 谐波补偿
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小样本条件下基于YOLOv7的小目标检测方法
13
作者 路琪 郭乐江 +2 位作者 于元强 刘飞 熊鑫 《现代电子技术》 北大核心 2025年第5期153-161,共9页
低空慢速小目标的监视一直是预警探测领域的重点和难点。目前主流的基于卷积神经网络的目标检测算法主要设计应用于VOC数据集或COCO数据集,在特定场景下检测精度并不理想。YOLO是目前应用最广泛的单阶段目标检测算法之一,在检测速度方... 低空慢速小目标的监视一直是预警探测领域的重点和难点。目前主流的基于卷积神经网络的目标检测算法主要设计应用于VOC数据集或COCO数据集,在特定场景下检测精度并不理想。YOLO是目前应用最广泛的单阶段目标检测算法之一,在检测速度方面具有独特的优势。利用可见光成像手段获取小型无人机目标图片,基于YOLOv7算法改进了其特征增强网络,提出一种三分支并行特征金字塔网络,以获得更多的小目标上下文语义特征;将改进后的算法与生成对抗网络进行级联,旨在生成更真实的超分辨率图像,从而提高检测精度。与目前最先进的目标检测方法相比,该方法在满足检测实时性要求的前提下,使得检测精度有了显著的提升。由于训练集有限,为了提高泛化能力,还提出了SOD-Mosaic数据增强方法,该方法提高了检测器的鲁棒性和泛化能力。 展开更多
关键词 自动目标识别 卷积神经网络 小目标检测 数据增强 特征增强 特征金字塔网络
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Volterra级数模型下的ADC非线性校正技术研究
14
作者 赵亚锋 王永添 +3 位作者 王煜森 梅思涛 赵贻玖 王厚军 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第6期11-18,共8页
模数转换器(ADC)的性能决定了采集系统的性能优劣,随着采样率和带宽的提升,非线性误差相较于线性误差具有更大的危害。针对频率相关的ADC非线性误差,提出一种基于正弦拟合结合归一化最小均方算法(NLMS)进行自适应参数估计的方法,对ADC... 模数转换器(ADC)的性能决定了采集系统的性能优劣,随着采样率和带宽的提升,非线性误差相较于线性误差具有更大的危害。针对频率相关的ADC非线性误差,提出一种基于正弦拟合结合归一化最小均方算法(NLMS)进行自适应参数估计的方法,对ADC采样数据进行数字后校正。该方法首先对ADC采集的单音信号进行正弦拟合,再基于拟合输出和Volterra级数模型重新构建非线性误差信号。采用NLMS算法对Volterra级数模型相关参数进行自适应估计,当各参数趋于收敛时,经校正后的ADC采样序列与拟合输出之间的偏差接近为0。该方法只需要较少的采样点即可收敛,且不涉及复杂运算,资源开销较少。仿真和实验验证了算法的有效性。在仿真验证中,单音正弦波信号经所提出的方法校正后,2次谐波和3次谐波分别下降了超过20和15 dB;宽带多音信号经校正后,非线性杂散整体“下降”超过15 dB。在一个20 GSPS采样率的硬件平台进行验证也得到了较好的校正效果,系统无杂散动态范围“提升”高于10 dB。 展开更多
关键词 模数转换器 非线性误差 VOLTERRA级数 数字后校正
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面向多无人机协同的多模态目标检测方法 被引量:2
15
作者 孙晓永 孙备 +2 位作者 郭润泽 党昭洋 周沛达 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期209-220,共12页
为解决现阶段单无人机目标检测过程中存在的探测视场有限、目标易被遮挡、单一光源图像信息薄弱等问题,提升无人机可靠、高效的感知计算能力,提出一种面向多无人机协同的多模态目标检测方法。首先,研究可见光和红外融合的多模态目标检... 为解决现阶段单无人机目标检测过程中存在的探测视场有限、目标易被遮挡、单一光源图像信息薄弱等问题,提升无人机可靠、高效的感知计算能力,提出一种面向多无人机协同的多模态目标检测方法。首先,研究可见光和红外融合的多模态目标检测算法,提出了由视觉任务驱动的基于卷积融合网络的双光融合模型,将融合图像经过语义分割网络的结果反馈给融合网络,通过对融合网络参数的迭代训练出损失较小的双光图像融合模型。然后对融合后的图像输入视觉感知增强模块进行图像增强,消除了不良光照条件对图像质量的影响,提升了目标细节特征保持性,并在MSRS数据集验证了算法的有效性。此外,面向多无人机协同检测提出了基于分布式生物感知处理的主动感知流程,通过无人机在被感测目标位置计算检测置信度并通过释放信息素来分配主机和从机的检测优先级,完成多无人机协同检测任务的引导策略,实现不同光照条件下非结构化地面场景的目标检测。实验结果表明,该算法在无人机载智能边缘计算平台RK3588上具有56.55 ms延迟和45.84 fps的推理速度,能准确检测地面场景布设的典型军事目标,平均检测精度达到78.5%。 展开更多
关键词 多模态数据 多无人机协同 主动感知 目标检测
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一种三绕组耦合电感双极性输出高增益DC-DC变换器
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作者 陈献君 周明珠 +2 位作者 商运辉 毛行奎 张艺明 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期146-159,共14页
双极性直流微电网系统是一种高可靠性、高灵活性和高效率的电力供应创新架构。通过结合前沿成果和对双极性输出的三电平Boost变换器拓扑结构中加入耦合电感线圈并集成开关电容升压机制,该研究提出一种具有低输入电流纹波和开关器件应力... 双极性直流微电网系统是一种高可靠性、高灵活性和高效率的电力供应创新架构。通过结合前沿成果和对双极性输出的三电平Boost变换器拓扑结构中加入耦合电感线圈并集成开关电容升压机制,该研究提出一种具有低输入电流纹波和开关器件应力小等优点的三绕组耦合电感的双极性输出高增益DC-DC变换器,可通过开关管的导通时间和耦合电感匝比对变换器的输出电压进行调节。该研究深入探讨该变换器的拓扑结构推演过程、工作原理及其工作模态,对变换器的电压增益和各元器件的电压和电流应力进行理论推导与数值计算,同时对其进行了效率分析和与其他高增益DC-DC变换器之间的电路性能比较。最终搭建了用于验证该变换器工作性能的工频为50 kHz,输入功率为200 W,输入电压为28 V,输出电压分别为190 V和-190 V的实验样机,并且根据输入电流纹波比选取合适的输入电感。实验在满载(200 W)的条件下,进行了输入电压24、28和32 V升至输出电压380 V的全面测试,并展示了它们的输入电流和输出电压波形图。当实验在半载和满载条件进行时,变换器的效率为95.65%和93.63%,这些实验结论表明该变换器所具备的特性为其在高频高效工作状态下运行创造了有利条件,在电力行业具有广泛的应用空间和重大的研究价值。 展开更多
关键词 双极性直流微电网 三绕组耦合电感 DC-DC变换器 高电压增益 低输入电流纹波
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基于K-SVD字典学习的超声流量计回波信号处理方法研究
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作者 潘宁致 李跃忠 陈佳怡 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期195-202,共8页
针对时差法气体超声流量计回波信号易受电路噪声、声学噪声以及环境噪声等外界不可避免的影响,导致回波信号的起点段信号扭曲、信噪比低,而难以精确确定回波信号到达时间点的问题,提出基于K-SVD字典学习降噪的回波信号到达时间点的精确... 针对时差法气体超声流量计回波信号易受电路噪声、声学噪声以及环境噪声等外界不可避免的影响,导致回波信号的起点段信号扭曲、信噪比低,而难以精确确定回波信号到达时间点的问题,提出基于K-SVD字典学习降噪的回波信号到达时间点的精确定位方法,从而提高超声流量计的检测准确度。通过OMP算法将提取到的多组回波信号数据构造成的矩阵进行稀疏表示,再使用SVD完成字典的迭代更新,并通过控制变量法对字典大小和稀疏度两个参数进行优化,训练得到能够自适应提取回波信号特征的最佳字典学习模型,形成完备字典,从而重构回波信号,达到消除信号起始时间段因噪声干扰而导致波形扭曲的目的。在临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置上进行的标定实验结果表明,未处理的回波信号直接使用阈值法定位到达时间点后计算得到的最终流量误差较大,而使用基于K-SVD字典学习降噪处理回波信号后能有效提高定位到达时间点的准确度,从而得到更加准确的流量信息,其中流量的高区示值误差由1.32%降至1.02%,重复度由0.154%降至0.054%;流量的低区示值误差由3.69%降至1.46%,重复度由1.152%降至0.126%,优化后的测量结果达到国家1.0级精度指标要求。 展开更多
关键词 时差法气体超声流量计 回波信号 字典学习 降噪 到达时间点定位
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一种改进的鸟瞰图视角下相机/激光雷达融合感知算法
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作者 夏若炎 徐晓苏 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期170-182,共13页
在自动驾驶感知任务中,通过将不同模态的信息投影到统一的空间表示,实现基于鸟瞰图的相机和激光雷达特征多模态融合已成为主流研究范式。虽然BEVFusion等代表性框架能够实现较高的三维目标检测精度,但其在二维图像特征向BEV空间的视角... 在自动驾驶感知任务中,通过将不同模态的信息投影到统一的空间表示,实现基于鸟瞰图的相机和激光雷达特征多模态融合已成为主流研究范式。虽然BEVFusion等代表性框架能够实现较高的三维目标检测精度,但其在二维图像特征向BEV空间的视角转换过程中依赖深度预测,该模块不仅模型复杂、参数冗余,还存在推理效率低、内存消耗高等问题,对硬件资源提出了较高的要求,限制了模型在边缘设备或资源受限场景中的部署与应用。针对上述问题,在BEVFusion框架基础上,围绕视角转换过程的精度与效率瓶颈展开研究,提出了一种融合相机与激光雷达信息的BEV视觉特征优化算法。该算法利用激光雷达提供的深度信息替代图像深度预测,通过将其嵌入图像特征表达过程,实现对原有视角转换路径的结构性简化,并对BEV空间构建与池化模块进行了精简重构,有效降低了计算复杂度。实验结果表明,在保持三维物体检测精度不变的前提下,优化后方案将关键模块推理时间缩短至原方案的16%,端到端推理速度提升83%,峰值显存占用降低27%,同时显著减轻了对输入图像分辨率的限制,增强了模型对算力资源的适应能力,提升了其在实际部署中的可行性。 展开更多
关键词 激光雷达 相机 融合感知 鸟瞰图 模型优化
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超声波燃气表流道数值模拟与实验研究
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作者 陈瑶 李跃忠 《声学技术》 北大核心 2025年第5期705-712,共8页
声传输区域内流速分布不均匀导致超声波信号传播路径畸变,进而影响超声波燃气表的测量精度。为了解决复杂环境下测量管道内流速不均匀造成的流量测量精度不高的问题,文章对超声波燃气表矩形流道结构进行设计。结合SpaceClaim软件设计出... 声传输区域内流速分布不均匀导致超声波信号传播路径畸变,进而影响超声波燃气表的测量精度。为了解决复杂环境下测量管道内流速不均匀造成的流量测量精度不高的问题,文章对超声波燃气表矩形流道结构进行设计。结合SpaceClaim软件设计出内部装有三块整流片的矩形流道结构,使用Fluent软件对所设计的矩形流道进行数值模拟。理论分析和数值模拟结果表明,该结构有效解决了管道内部流速分布不均匀与气体流速低的问题。最后,采用钟罩式气体流量检定装置完成对超声波燃气表的性能测试。实验结果表明,由该流道组成的超声波燃气表样机在0.025~4 m^(3)·h^(−1)的流量范围内,满足国家1.5级精度指标要求,验证了该矩形流道设计的有效性。 展开更多
关键词 超声波燃气表 流道设计 流速分布 时差法
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基于深度强化学习的变步长LMS算法
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作者 徐君阳 张红梅 张坤 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期70-80,共11页
针对定步长LMS算法在收敛速度和稳态误差之间难以取得平衡的问题以及传统变步长算法对初始参数选择依赖程度高、工作量大且存在主观性的缺陷,提出了一种基于深度强化学习的变步长LMS算法。该算法对初始参数的依赖性小,规避了繁琐的调参... 针对定步长LMS算法在收敛速度和稳态误差之间难以取得平衡的问题以及传统变步长算法对初始参数选择依赖程度高、工作量大且存在主观性的缺陷,提出了一种基于深度强化学习的变步长LMS算法。该算法对初始参数的依赖性小,规避了繁琐的调参流程。首先,构建了一个融合深度强化学习和自适应滤波的算法模型,该模型利用深度强化学习智能体控制步长因子的变化,代替了传统变步长算法中用于步长调整的非线性函数,从而规避了繁琐的实验调参流程,降低了算法使用的复杂性。其次,提出了基于误差的状态奖励和基于步长的动作奖励函数,引入动态奖励与负奖励机制,有效提升算法的收敛速度。此外,设计了基于欠完备编码器的网络结构,提高了强化学习策略的推理能力。通过实验验证,相较于其他较新的变步长算法,所提出的算法具有更快的收敛速度和更小的稳态误差,在不同初始参数下均能快速调整至合理的步长值,减少了实验调参的工作量。将训练完成的网络应用到系统辨识、信号去噪以及截流区龙口水域水位信号的滤波等实际领域中,均取得了良好的性能表现,证明了算法具有一定的泛化能力,并进一步证实了其有效性。 展开更多
关键词 变步长LMS算法 深度强化学习 自适应滤波 奖励函数
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