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基于无线电测量的航天器运动监测方法及验证
1
作者 陈略 路伟涛 +3 位作者 汪筱阳 张雨佳 满海钧 韩松涛 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第4期176-182,共7页
针对地球高轨及地月空间航天器在轨机动过程中通常下发无线电信号的特点,采用无线电信号被动接收与处理技术,实现对在轨航天器灵敏与快速运动监测。分析了在轨航天器运动监测常用技术手段,提出了基于无线电测量的航天器目标运动被动监... 针对地球高轨及地月空间航天器在轨机动过程中通常下发无线电信号的特点,采用无线电信号被动接收与处理技术,实现对在轨航天器灵敏与快速运动监测。分析了在轨航天器运动监测常用技术手段,提出了基于无线电测量的航天器目标运动被动监测策略方法。首先,基于目标航天器常发下行遥测、数传、载波信号等工况特点,利用无线电接收天线对目标进行跟踪;其次,利用采集与记录设备对目标下行接收信号进行采集与记录;然后,重点阐述通过软件无线电方式对目标下行信号进行处理与分析,精确提取与目标运动关联的信号频率、幅度、相位等变化敏感特征。提出基于开环测量多普勒频率数据的轨控量估计算法,反算评估目标运动状态;最后,对目标运动监测效果进行评估。基于实测试验,实现了地球高轨航天器轨道机动、姿态调整运动过程的准确灵敏监测,精确监测出其轨控起止时间,并估算了其测站视线方向上的轨控量为4.1m/s,推断了该地球高轨航天器采用了小推力连续变轨模式实施轨道机动;实现了月球航天器轨道机动过程信号监测,分别提取出了其频率、幅度、相位特征,并估算了其测站视线方向上的轨控量为0.91m/s。基于无线电测量的航天器运动监测方法,有效弥补了传统雷达、光学测量在航天器运动监测方面的局限性,并与其形成互补。该方法适用于多种新的应用场景,为未来地球高轨与地月空间航天器监测提供了可行的技术方案。 展开更多
关键词 航天器 运动监测 轨道姿态变化 无线电测量 开环测量 信号处理
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基于1DCNN和LSTM融合的超宽带NLoS/LoS识别方法研究
2
作者 郑恩让 孟鑫 +3 位作者 姜苏英 薛晶 张毅 李强 《通信学报》 北大核心 2025年第6期285-302,共18页
为提升超宽带(UWB)定位系统在非视距(NLoS)条件下的测距精度与定位性能,提出一种基于一维卷积-卷积长短期记忆(LSTM)注意力网络(1DCNN-CLANet)的深度学习模型。该模型首先利用卷积神经网络(CNN)提取通道脉冲响应(CIR)的空间特征,并利用... 为提升超宽带(UWB)定位系统在非视距(NLoS)条件下的测距精度与定位性能,提出一种基于一维卷积-卷积长短期记忆(LSTM)注意力网络(1DCNN-CLANet)的深度学习模型。该模型首先利用卷积神经网络(CNN)提取通道脉冲响应(CIR)的空间特征,并利用长短期记忆网络捕捉CIR的时序特征。其次,利用CNN深度挖掘距离数据、信号振幅、最大噪声强度等额外特征。最后,引入注意力机制并构建CIR分支和额外特征分支的融合模型,实现对UWB信号的非视距/视距识别。实验结果表明,复杂环境下1DCNN-CLANet的二分类和四分类识别准确率分别为99.51%和98.47%,优于其他方案。该模型在UWB定位系统中表现出良好的非视距识别能力,具有较强的应用前景。 展开更多
关键词 超宽带 非视距 深度学习模型 卷积神经网络 长短期记忆网络
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基于分布式观测器的高速列车固定时间跟踪控制
3
作者 赵凯辉 罗美芸 +2 位作者 黄宜山 张昌凡 黄浪尘 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第7期180-191,共12页
考虑高速列车运行时存在不确定因素及外界干扰等问题,为快速、准确、稳定地跟踪给定目标速度,提出一种基于分布式观测器的固定时间非奇异终端滑模控制策略。首先,根据列车实际运行过程中的受力情况,建立符合其运行规律的多智能体模型。... 考虑高速列车运行时存在不确定因素及外界干扰等问题,为快速、准确、稳定地跟踪给定目标速度,提出一种基于分布式观测器的固定时间非奇异终端滑模控制策略。首先,根据列车实际运行过程中的受力情况,建立符合其运行规律的多智能体模型。其次,选取终端滑模面,并结合双幂次趋近律,设计领航者车厢的固定时间终端滑模控制器。由于高速列车中部分跟随者车厢与领航者车厢之间不能直接通信,无法获得领航者车厢的位置和速度,因此设计固定时间分布式状态观测器观测领航者车厢的状态信息;同时采用非奇异终端滑模面设计跟随者车厢的固定时间非奇异终端滑模控制器,通过Lyapunov稳定性理论分别证明了所设计的观测器和控制器能在固定时间内稳定。最终,以CRH型列车参数进行仿真,通过与滑模一致性方法进行比较,验证了所提算法能使跟随者车厢快速、精准跟踪目标速度曲线,速度误差在-2×10-6~2×10-6 m/s内,对外部干扰具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 高速列车 多智能体系统 固定时间分布式观测器 固定时间跟踪控制
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基于罗氏线圈和CEEMDAN的雷电流波形测量方法
4
作者 徐伟 李想 +1 位作者 王学孟 刘岩 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期102-112,共11页
浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速... 浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速模数转换器和现场可编程门阵列(FPGA)等组成的雷电流波形测量系统。FPGA完成采集信号的处理、数据的缓存发送以及雷击计数等功能。通过差分电路和自适应噪声完备集合经验模态分解相结合的方法减小噪声对雷电流波形的影响,采用阈值与斜率联合触发方式,提高雷电流冲击次数计数的准确度。利用雷电防护实验室的雷电流组合波发生器对系统和去噪方法进行了实验测试,结果表明,系统能完整精确地记录雷电流波形,峰值1~10 kA范围内雷电流采集无漏触发现象,峰值的最大测量误差为1.27%,半峰值到达时间的测量误差≤0.2μs,前峰平均坡度测量误差≤2.04%。系统将推动浪涌保护器的智能化发展,并为雷电研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 浪涌保护器 雷电流 罗氏线圈 FPGA CEEMDAN
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时间序列生成对抗网络架构下的分子泵退化数据生成研究
5
作者 柏受军 成志新 +3 位作者 袁啸林 王静 左桂忠 余耀伟 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第6期195-203,共9页
为了确保托卡马克实验的安全运行,对关键真空获取设备分子泵的可靠性评估至关重要。然而,有限的退化数据导致现有的预测方法准确性较低。针对这一挑战,提出了一种基于时间序列生成对抗网络(TGAN)的分子泵退化数据生成方法,旨在通过生成... 为了确保托卡马克实验的安全运行,对关键真空获取设备分子泵的可靠性评估至关重要。然而,有限的退化数据导致现有的预测方法准确性较低。针对这一挑战,提出了一种基于时间序列生成对抗网络(TGAN)的分子泵退化数据生成方法,旨在通过生成数据来扩充数据集,进而提高预测模型的准确性和可靠性。该方法创新性地结合了Transformer网络和TGAN,并通过引入威布尔分布提高了生成数据的质量,再利用长短期记忆网络对生成的退化数据进行退化预测。实验结果表明,TGAN-Transformer能有效生成满足分子泵退化预测需求的数据,显著提升了预测的准确性和可靠性,为分子泵的可靠性分析和安全运行提供了可靠支持。通过对比实验,TGAN-Transformer在均方根误差(RMSE)指标上相较于生成对抗网络(GAN)、深度卷积生成对抗网络(DCGAN)、递归条件生成对抗网络(RCGAN)、变分自编码器(VAE)和条件变分自编码器(CVAE)分别提升51%、48%、36%、40%、30%;在平均绝对误差(MAE)指标上,分别提升52%、49%、38%、42%、33%,证明了其在分子泵退化预测中的有效性。未来的研究可进一步优化生成网络结构,探索更多生成对抗网络的变种,以提高生成数据的多样性和真实性,从而进一步提升退化预测的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 数据生成 分子泵 时间序列生成器对抗网络 退化预测
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MFWVD时频分析在时延估计中的研究与应用
6
作者 邢毓华 魏子薇 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期240-250,共11页
针对常见时频分析中存在交叉项干扰或时频聚焦度较低而无法准确进行时延估计的问题,提出一种遮罩滤波魏格纳威利分布时延估计新方法。其基本原理是将WVD时频谱与SPWVD时频谱的幅度谱之比同高斯函数滤波器相结合,利用SPWVD方法能够有效... 针对常见时频分析中存在交叉项干扰或时频聚焦度较低而无法准确进行时延估计的问题,提出一种遮罩滤波魏格纳威利分布时延估计新方法。其基本原理是将WVD时频谱与SPWVD时频谱的幅度谱之比同高斯函数滤波器相结合,利用SPWVD方法能够有效抑制交叉项干扰和WVD方法时频聚焦度高的优点,将信号的SPWVD时频谱作为一个遮罩以此屏蔽WVD时频谱中的交叉项,在保持高时频分辨率的同时获得高精度的时频谱。该方法与常见时频域反射方法相比在交叉项抑制和时频聚焦度这两个关键性能指标上具有更好的性能,时延估计结果的可靠性较高。利用该方法结合时频互相关函数定位电缆微弱的低阻故障,通过仿真实验进行对比分析,结果显示所提方法在定位电缆1.5 km处的低阻故障时,均方根误差为0.6527 m,与WVD方法和SPWVD方法相比,定位误差分别减少了1.2884和0.6834 m。此外,该方法在信噪比为-5、0和5 dB的情况下定位误差均小于其他常见方法,定位效果最佳。 展开更多
关键词 时延估计 时频分析 魏格纳威利分布 交叉项干扰 时频互相关 电缆故障定位
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基于Zoom-FFT算法的实时频谱分析方法
7
作者 李浩 王煌辉 +2 位作者 曹佳伟 卫洋斌 李旭阳 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第7期32-44,共13页
随着现代通信与信号处理系统对实时性和高分辨率需求的不断提升,传统快速傅里叶变换(FFT)在频谱分析中存在频率分辨率与带宽之间的矛盾逐渐突显,难以兼顾实时处理与高精度分析的需求。针对这一问题,提出了一种基于Zoom-FFT算法的实时频... 随着现代通信与信号处理系统对实时性和高分辨率需求的不断提升,传统快速傅里叶变换(FFT)在频谱分析中存在频率分辨率与带宽之间的矛盾逐渐突显,难以兼顾实时处理与高精度分析的需求。针对这一问题,提出了一种基于Zoom-FFT算法的实时频谱分析方法,旨在通过局部频谱细化技术,在降低计算复杂度的同时实现高分辨率频谱分析,并满足实时性要求。该方法通过数字下变频技术将目标频段信号搬移至基带,采用多级抽取滤波对信号进行降采样和低通滤波,在压缩数据量的同时保留目标频段特征通过FFT算法对降采样的信号进行局部高分辨率计算,提升了对微弱信号的检测能力,同时引入重叠帧技术减少频谱泄漏与提升频谱更新速率。最后在现场可编程门阵列(FPGA)硬件上完成部署和验证。实验结果表明,在250 MHz采样率下,该方法对50 kHz带宽信号的频率分辨率达到了1 kHz,通过FPGA并行化架构优化,增强了数据处理效率。该方法通过流程创新与硬件加速协同,为通信信号监测与雷达脉冲分析等场景提供了高实时性、高精度的频谱分析方案。 展开更多
关键词 实时频谱 ZOOM-FFT 重叠帧 加窗 频谱计算
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燃气管网四氢噻吩浓度电化学在线检测仪设计
8
作者 葛亮 徐一鹏 +2 位作者 肖小汀 母小琳 马乐 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第7期247-258,共12页
燃气加臭是保证燃气安全使用和运输的重要环节,直接关系到用户能否第一时间察觉燃气泄漏,燃气管网中的四氢噻吩浓度在线检测对保证用户端加臭剂浓度合格十分重要。针对燃气管网中四氢噻吩浓度在线检测问题,以MSP430为控制核心,电化学传... 燃气加臭是保证燃气安全使用和运输的重要环节,直接关系到用户能否第一时间察觉燃气泄漏,燃气管网中的四氢噻吩浓度在线检测对保证用户端加臭剂浓度合格十分重要。针对燃气管网中四氢噻吩浓度在线检测问题,以MSP430为控制核心,电化学传感器为检测手段设计了一款低成本、高可靠性的在线检测仪。首先分析了电化学传感器检测混合气体时的交叉干扰特性并建立了交叉干扰数学模型,对电化学传感器在线检测时易中毒的缺点提出优化方案;其次,开发了检测仪的硬件和软件部分,并采用双重防爆外壳设计确保其在燃气环境下的使用安全;最后在实验室环境下进行了检测仪的标定与性能检定实验,同时在现场完成了与气相色谱仪的比对实验。实验结果表明,所设计的四氢噻吩在线检测仪真实值与测量值之间具有较好的线性关系,直线趋势拟合的程度指数R2=0.996。与此同时检测仪在响应时间、稳定性、重复性、高低温交变以及气源压强影响测试等检定实验测试中均具有良好的测试结果,其中量程漂移为0.7%,重复性RSD为1.88%,示值误差为1.10%,检测精度达到4.0级,可以实现压力0.1~0.3 MPa,温度-10℃~40℃的环境下对天然气四氢噻吩浓度的在线测量。研究为解决燃气管网四氢噻吩浓度在线检测问题提供了科学可靠的依据和手段,对保证燃气管网的安全运行和燃气用户的生命财产安全具有重大意义。 展开更多
关键词 气体浓度在线检测 燃气管网 燃气加臭 四氢噻吩 燃气安全
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基于紧耦合IMU的辐射场视觉惯性SLAM算法
9
作者 王风华 徐志城 赵冷锐 《电子测量技术》 北大核心 2025年第6期45-52,共8页
针对辐射场视觉SLAM算法的位姿估计误差大以及与IMU融合过程中的鲁棒性问题,本文提出了一种基于紧耦合IMU的辐射场视觉惯性SLAM算法。该算法使用改进的预积分模块实现紧耦合框架,改进的初始化策略来处理鲁棒性问题,结合辐射场损失联合... 针对辐射场视觉SLAM算法的位姿估计误差大以及与IMU融合过程中的鲁棒性问题,本文提出了一种基于紧耦合IMU的辐射场视觉惯性SLAM算法。该算法使用改进的预积分模块实现紧耦合框架,改进的初始化策略来处理鲁棒性问题,结合辐射场损失联合优化位姿和零偏。将本文的改进算法分别应用于NICE-SLAM和MonoGS的定位模块,并在IMU-RGBD数据集OpenLORIS上进行了实验测试,紧耦合模块对定位精度的提升最大分别为34.3%和14.8%。与MM3DGS相比,本算法具备更高的鲁棒性,可有效提高定位精度,对于提升辐射场SLAM性能具有较好的泛化能力。 展开更多
关键词 视觉惯性SLAM 神经辐射场 三维高斯飞溅 紧耦合
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基于Densenet模型的步态相位识别研究 被引量：2
10
作者 付明凯 王少红 马超 《电子测量技术》 北大核心 2025年第1期119-128,共10页
步态识别是下肢外骨骼机器人的关键技术,精准地步态识别对下肢外骨骼机器人的柔性控制具有重要作用。为解决不同个体以及同一个体步态特征(步速、步幅等)的随机性,本文提出了一种基于Densenet改进的SECBAM-Densenet网络模型的步态相位... 步态识别是下肢外骨骼机器人的关键技术,精准地步态识别对下肢外骨骼机器人的柔性控制具有重要作用。为解决不同个体以及同一个体步态特征(步速、步幅等)的随机性,本文提出了一种基于Densenet改进的SECBAM-Densenet网络模型的步态相位识别方法。首先,将两个惯性测量单元布置在胫骨前部和大腿前侧的股直肌,采集了200人次受试者前进、转弯、上楼梯、下楼梯4种步态任务的步态数据。然后,对数据进行滤波重采样预处理后作为所提模型的输入。最后,利用SECBAM-Densenet模型得到输出模型的分类结果。结果显示,改进后SECBAM-Densenet模型在同一个体中不同步态相位平均识别准确率达到了95.76%,相比其他模型有0.66%~21.22%的提升。在不同个体中,相位的识别准确率均高于94%。以上试验结果表明,本文提出的模型可以应用于步态相位识别领域,并为下肢外骨骼机器人的柔性控制提供了试验参考。 展开更多
关键词 步态相位 Densenet SE-net注意力模块 空间通道注意力模块
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非侵入式差频电解质溶液电导率测量系统 被引量：1
11
作者 花一鸣 吴帅 +2 位作者 张军 朱建平 吕春峰 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期231-239,共9页
针对传统接触式电解质溶液电导率测量中存在测量电极被极化、被测溶液易受污染等问题,提出一种基于电涡流效应的非侵入式双线圈电解质溶液电导率测量系统。通过建立有限元分析模型,深入探讨了激励频率、线圈几何参数等对测量系统灵敏度... 针对传统接触式电解质溶液电导率测量中存在测量电极被极化、被测溶液易受污染等问题,提出一种基于电涡流效应的非侵入式双线圈电解质溶液电导率测量系统。通过建立有限元分析模型,深入探讨了激励频率、线圈几何参数等对测量系统灵敏度的影响,为系统探头设计以及误差分析提供了理论基础。实验部分,优化了线圈探头参数,搭建了基于FPGA的双线圈差频式测量系统,该系统能够将电感变化转换为频率变化,实现数字信号输出。双线圈由检测线圈和参考线圈组成,其中检测线圈用于测量被测溶液,参考线圈远离被测溶液且仅受环境影响,二者信号实现差动输出,可消除外界干扰。对比实验显示,该系统能有效测量不同电导率溶液,验证了仿真模型的正确性。进一步的温度和抗干扰实验表明,双线圈差动结构在确保测量精度的同时,显著增强了系统的抗干扰性能,整体误差控制在1.2%以内,展现了该系统的实用性和可靠性。 展开更多
关键词 非侵入式 电涡流 双线圈 差频 电导率测量
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复杂环境山地灾害监测智能感知与数据传输关键技术 被引量：3
12
作者 王惠明 刘志明 +1 位作者 何娜 朱星 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期640-648,共9页
针对青藏高原复杂环境山地灾害监测预警存在“感知不及时、传输不出去、设备部署难”的技术难题,研制了适用于高位高危山地灾害变形与微动监测的无人机抛投式监测装置、LoRa组网及边缘计算网关等嵌入式软硬件设备,重点研究了低功耗自适... 针对青藏高原复杂环境山地灾害监测预警存在“感知不及时、传输不出去、设备部署难”的技术难题,研制了适用于高位高危山地灾害变形与微动监测的无人机抛投式监测装置、LoRa组网及边缘计算网关等嵌入式软硬件设备,重点研究了低功耗自适应数据采集算法和射频频次自适应技术,开发了基于LoRa、北斗RDSS的自组网路由算法和多模态通讯智能切换技术,破解复杂环境数据感知及时性、低功耗与环境适应性难题。结果表明:所研发的系统现场试点应用效果良好,符合高寒山区山地灾害长期监测要求,极端环境下数据传输平均丢包率为2.3288%,为高寒复杂山区重大工程建设及运营的防灾减灾提供了新技术、新方法。 展开更多
关键词 物联传输 自适应技术 LoRa技术 北斗RDSS协议
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电池字符缺陷检测DDP-YOLOv8模型方法 被引量：1
13
作者 李绪涛 邓耀华 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第6期165-173,共9页
针对消费电池产品表面字符缺陷检测中存在的缺陷位置动态分布、多尺度适应性差和细小缺陷识别困难等关键技术难题,提出了一种创新性的可变形大核卷积注意力、动态采样和P2-动态检测头的YOLOv8(DDP-YOLOv8)检测模型框架。首先,针对YOLOv... 针对消费电池产品表面字符缺陷检测中存在的缺陷位置动态分布、多尺度适应性差和细小缺陷识别困难等关键技术难题,提出了一种创新性的可变形大核卷积注意力、动态采样和P2-动态检测头的YOLOv8(DDP-YOLOv8)检测模型框架。首先,针对YOLOv8在特征提取过程中无法有效调整特征图权重的问题,设计DCNv3-LKA注意力模块,通过融合动态卷积网络与大核注意力机制,在特征提取阶段实现空间权重自适应调整。其次,针对YOLOv8颈部网络在字符缺陷检测中的采样位置固定和多尺度适应性差的问题,对YOLOv8的颈部网络结构进行重构,采用跨尺度特征融合模块(CCFM)架构并提出一种引入了动态偏移量与可学习采样权重双驱动机制的动态采样器DS(DS-CCFM模块),突破传统特征金字塔的固定几何约束。最后,针对消费电池产品表面字符小尺度及YOLOv8检测头使用普通卷积层导致的特征表达不足与信息丢失问题,增加P2小目标检测层并在检测头融入DynamicHead多个自注意力机制(P2-DynamicHead模块),提升对微小缺陷的捕获能力。实验结果表明,DCNv3-LKA、DS-CCFM和P2-DynamicHead模块分别使模型在字符缺陷数据集上的平均精度均值(mAP)mAP@0.5达到91.8%、91.2%和92.4%,相较于YOLOv8n分别提高了1.7%、1.1%和2.3%。DDP-YOLOv8最终实现了94.0%的mAP@0.5,相较于基准模型YOLOv8n提升了3.9%,模型检测速度为85.1 fps,满足电池大规模定制生产中字符缺陷检测对高精度与实时性的需求。 展开更多
关键词 字符缺陷 YOLOv8 注意力 动态采样 动态检测头
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面向渔业物联网的LoRa通信资源分配策略 被引量：1
14
作者 张铮 黄龙涛 +2 位作者 张泽扬 张峰 曹守启 《农业工程学报》 北大核心 2025年第14期206-215,共10页
随着水产养殖规模化与标准化的推进,远距离无线电(long range radio,LoRa)技术在渔业物联网中的应用优势逐渐凸显,而复杂的养殖环境和不同功能节点的密集分布对无线网络性能是一种挑战。为保证复杂养殖场景下规模化渔业物联网设备的组... 随着水产养殖规模化与标准化的推进,远距离无线电(long range radio,LoRa)技术在渔业物联网中的应用优势逐渐凸显,而复杂的养殖环境和不同功能节点的密集分布对无线网络性能是一种挑战。为保证复杂养殖场景下规模化渔业物联网设备的组网和通信可靠性需求,该研究充分利用LoRa多扩频因子的特性,设计了面向渔业物联网的LoRa多通道通信机制。在此基础上,提出了AOA-CB-SS扩频因子和时隙联合分配策略。首先,以节点类型、信号强度和信噪比作为Catboost模型(CB)的输入,利用算术优化算法(arithmetic optimization algorithm,AOA)对模型进行超参数优化,使其能够更准确、快速地为节点分配扩频因子(spreading factor,SF);然后再根据当前网络中SF的分配情况,利用分层的时隙遴选策略(slot selection,SS)为传感器节点分配时隙,以确保网络资源的均衡分配。仿真与试验结果表明,AOA-CB-SS在分配SF的准确率达到98%。与同类策略相比,其数据包投递率(packet delivery ratio,PDR)增加了9.89%以上,平均能耗下降了16.8%。经过现场测试,传感器节点的平均PDR为96.7%;对于控制器节点,网关控制信息的一次性传输成功率达到96.5%。该策略允许不同SF的节点复用时隙,在减少数据包碰撞的同时增加了无线带宽的利用率,提高了网络系统的可拓展性,为规模化渔业物联网的应用提供了新思路。 展开更多
关键词 渔业物联网 远距离无线电 扩频因子 Catboost算法 多通道
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基于无人机视觉的船舶靠泊距离感知研究
15
作者 董瑞恒 张英俊 +1 位作者 张浩泽 鲁洪瑞 《电子测量技术》 北大核心 2025年第2期170-177,共8页
为解决船舶靠泊过程中视野受限问题,实现靠泊距离的可视化,提出了一种基于无人机视觉的靠泊距离感知方法。首先,利用无人机采集船舶靠泊视频,在YOLOv8分割模型的基础上加入EMA注意力机制,实现对船舶边缘的精细化分割;接下来,通过区域生... 为解决船舶靠泊过程中视野受限问题,实现靠泊距离的可视化,提出了一种基于无人机视觉的靠泊距离感知方法。首先,利用无人机采集船舶靠泊视频,在YOLOv8分割模型的基础上加入EMA注意力机制,实现对船舶边缘的精细化分割;接下来,通过区域生长算法和霍夫直线检测方法提取泊位线;最后,利用最近距离求解模型,将船舶和泊位转换到三维世界坐标系中,并搜索船舶与泊位间的最近距离。实验结果表明,加入EMA注意力机制后的算法对船舶分割的精度可达到92.3%,船舶与泊位间最近距离的误差小于0.1 m。该方法不仅可以监控靠泊船舶周围的环境,而且能够实现船舶与泊位间距离的可视化,在靠泊操作中具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 船舶靠泊 无人机 视觉感知 深度学习 视觉测量
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基于改进麻雀搜索算法优化核极限学习机的弹丸气动参数辨识 被引量：1
16
作者 高展鹏 易文俊 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期72-82,共11页
弹丸的气动参数直接影响其飞行轨迹,进而决定导弹的设计和性能评估。由于高速飞行中的复杂气动环境和气动参数间的相互作用,准确辨识气动参数成为一项具有挑战性的问题。针对这一问题将采用麻雀搜索算法(SSA)和核极限学习机(KELM)的组... 弹丸的气动参数直接影响其飞行轨迹,进而决定导弹的设计和性能评估。由于高速飞行中的复杂气动环境和气动参数间的相互作用,准确辨识气动参数成为一项具有挑战性的问题。针对这一问题将采用麻雀搜索算法(SSA)和核极限学习机(KELM)的组合模型来辨识弹丸的气动参数,为充分挖掘SSA算法性能,提高辨识精确度,将对SSA算法的初始化策略、收敛因子和加入者的位置更新策略进行改进,采用CEC2022测试函数对改进后的麻雀搜索算法(ISSA)的改进措施的有效性进行验证,并采用ISSA优化KELM的核参数和正则化系数,提出ISSA-KELM辨识模型。研究结果表明,直接采用极限学习机(ELM)算法的辨识精确度最低,无法描述非线性区域弹丸的气动参数特征,通过在ELM算法中引入核函数提出KELM方法可以将辨识精确度提高1~4个量级,KELM和SSA-KELM等模型在非线性区域的辨识结果与真实值还有一定的差距,而采用ISSA-KELM模型的辨识结果最为精确,相比较基本的ELM算法辨识结果提高约4~5个量级,可以准确获取弹丸的气动参数,本研究为精确飞行轨迹预测和导弹性能优化提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 弹丸 麻雀搜索算法 核极限学习机 气动参数辨识 非线性
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基于差分测距的高精度UWB定位算法 被引量：1
17
作者 罗忠渝 汤杰友 赵忠华 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期163-171,共9页
针对室内环境存在多种误差,导致超宽带(UWB)定位精度受限、稳定性较弱的问题,提出了基于差分测距的扩展卡尔曼滤波算法(DREKF)。该算法对UWB定位系统的通信协议进行了改进,通过引入差分测距,在每次定位时对各基站的误差模型进行更新,实... 针对室内环境存在多种误差,导致超宽带(UWB)定位精度受限、稳定性较弱的问题,提出了基于差分测距的扩展卡尔曼滤波算法(DREKF)。该算法对UWB定位系统的通信协议进行了改进,通过引入差分测距,在每次定位时对各基站的误差模型进行更新,实时校正测距误差,并通过改进的扩展卡尔曼滤波算法对标签进行定位,提升定位精度和稳定性。实验结果表明,DREKF算法在视距情况下的水平定位精度达到了3 cm,在非视距情况下水平定位精度也在4 cm以内,定位精度和稳定性相较于传统的定位算法都有了大幅提升,能够满足高精度室内定位的需求。 展开更多
关键词 超宽带 差分测距 扩展卡尔曼滤波 室内定位系统 误差补偿
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基于磁耦合与自突触耦合神经元随机共振研究 被引量：1
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作者 欧小红 覃玉荣 陈妮 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期149-160,共12页
为了研究磁、电和化学自突触耦合共同作用对神经元随机共振强度的影响,解决单一耦合方式未能如实反映人体真实耦合情况的问题,本文在同时考虑磁、电和化学自突触作用条件下,构建高斯白噪声和弱周期性外刺激信号作用下的神经元膜电位非... 为了研究磁、电和化学自突触耦合共同作用对神经元随机共振强度的影响,解决单一耦合方式未能如实反映人体真实耦合情况的问题,本文在同时考虑磁、电和化学自突触作用条件下,构建高斯白噪声和弱周期性外刺激信号作用下的神经元膜电位非线性变化模型,以膜电位一次谐波(频率和外刺激相同)的傅里叶系数作为随机共振强度评价指标,开展弱周期性外刺激信号作用下高斯白噪声诱导的神经元随机共振仿真研究。结果表明:①随机共振强度随电和化学自突触电导增大而增强,随磁耦合强度的增大而减弱;②在外刺激信号参数给定条件下,电自突触延时量决定了自突触对神经元放电起正反馈还是负反馈作用,从而增强或减弱神经元随机共振强度;③相对磁和电或磁和化学自突触2种耦合方式而言,磁、电和化学自突触的协同作用对外刺激信号的传导具有更好的调节能力。 展开更多
关键词 磁耦合 电自突触 化学自突触 随机共振
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一种改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法 被引量：1
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作者 冉宁 范晨锋 +2 位作者 张少康 邵占青 郝晋渊 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第4期213-224,共12页
针对传统图像处理中快速特征检测和描述算法(ORB)特征点提取不均匀、匹配速度慢、匹配准确率不高的问题,提出了一种改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法。首先,使用改进的四叉树算法对ORB特征点进行均匀化提取,最大限度利用整幅图像... 针对传统图像处理中快速特征检测和描述算法(ORB)特征点提取不均匀、匹配速度慢、匹配准确率不高的问题,提出了一种改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法。首先,使用改进的四叉树算法对ORB特征点进行均匀化提取,最大限度利用整幅图像的信息;其次,进行特征点的暴力匹配和基于网格的运动统计(GMS)筛选,对特征匹配进行初步筛选,提高匹配准确率;最后,利用动态贝叶斯网络筛选得到最佳匹配模型和最佳匹配对,提高匹配准确率的同时减少筛选时间。实验结果表明,提出的改进算法较传统算法,均匀度有明显改善,完成提取与匹配所用的平均时间较其他改进算法均有减少,匹配准确率较其他算法均有提高,特别是相比传统ORB算法提高了49.1%,整体效果明显优于传统的ORB算法及其他改进算法。证明改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法可以较好地实现特征匹配准确率与特征匹配速度的同步提升。 展开更多
关键词 特征点提取 特征匹配 GMS 动态贝叶斯网络
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非线性超声短脉冲信号检测方法研究与实现 被引量：1
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作者 谢子成 郑隆浩 +1 位作者 邹涌 唐立军 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期193-204,共12页
一般的微弱信号检测方法所使用的锁相放大技术对于高频短脉冲信号还存在困难。对于一般的锁相放大器而言,短脉冲信号达不到锁相放大器后级滤波器的建立时间,难以检测到微弱的高频短脉冲信号,因此提出了一种针对高频非线性超声短脉冲信... 一般的微弱信号检测方法所使用的锁相放大技术对于高频短脉冲信号还存在困难。对于一般的锁相放大器而言,短脉冲信号达不到锁相放大器后级滤波器的建立时间,难以检测到微弱的高频短脉冲信号,因此提出了一种针对高频非线性超声短脉冲信号的检测方法。该方法在锁相放大技术的基础上,考虑到非线性超声信号为周期信号,在锁相放大器的前级增加数字平均环节,增大信号的信噪比。锁相放大环节中采用滑动均值滤波代替普通低通滤波器,根据最佳匹配原则,设置滑动均值滤波器的窗长度等于脉冲持续时间,实现只对脉冲信号进行的低通滤波,避免了普通低通滤波器对短脉冲信号建立时间不够的问题,最终实现高频非线性短脉冲信号检测的锁相放大。本系统采用数模混合电路,逻辑算法部署在FPGA上。采用微弱信号发射器与电脑端搭建测试平台,对系统进行测试。测试结果表明,在输入信号频率为分别为0.6、1、2、5、10 MHz的情况下,系统均能检测到脉冲长度为5μS,幅度为100 nV的脉冲信号,并且具有良好的线性度。选择频率为1 MHz的输入信号进行不同脉冲宽度的测试,系统能准确检测到脉冲长度为5、10、30μS,幅度大小为100 nV的脉冲信号。 展开更多
关键词 锁相放大器 滤波器 数字平均 短脉冲信号检测
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