无线紫外光中继协作无人机集结编队方法

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作者 赵太飞 王一琼 +1 位作者 郭佳豪 张爽 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期477-483,共7页

为了解决无人机集结编队时机间通信易受强电磁干扰问题,采用紫外信标模型完成集群无人机的信息交互,从而实现集结定位,将一致性理论与无线紫外光虚拟势场避障法相结合,在空中集结时使无人机编队的飞行姿态、航向角以及速度保持一致,以... 为了解决无人机集结编队时机间通信易受强电磁干扰问题,采用紫外信标模型完成集群无人机的信息交互,从而实现集结定位,将一致性理论与无线紫外光虚拟势场避障法相结合,在空中集结时使无人机编队的飞行姿态、航向角以及速度保持一致,以跟随无人机作为中继节点,提升相邻无人机发现概率,提高编队队形准确性;同时提出无线紫外光通信协作无人机中继集结编队方法,实现了无人机编队快速准确形成期望编队队形。结果表明,所提方法使得无人机四边形编队、五边形编队、六边形编队的通信可靠性分别提升了7.69%、9.41%和10.0%。该研究为无人机编队集结方法和无人机编队中的机间通信提供了一定的理论参考。 展开更多

关键词 光通信 无线紫外光 电磁干扰 无人机编队 集结编队

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改进的麻雀搜索优化DV-Hop定位算法

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作者 邢毓华 武琦 王明军 《微电子学与计算机》 2025年第1期101-109,共9页

距离向量跳数(DV-Hop)定位算法作为一种简单高效的定位算法,在节点分布不均匀的无线传感器网络中,算法会存在较大定位误差。为了提高算法的定位精度,提出了一种改进的麻雀搜索优化DV-Hop定位算法。首先,通过Cat混沌映射产生混沌序列初... 距离向量跳数(DV-Hop)定位算法作为一种简单高效的定位算法,在节点分布不均匀的无线传感器网络中,算法会存在较大定位误差。为了提高算法的定位精度,提出了一种改进的麻雀搜索优化DV-Hop定位算法。首先,通过Cat混沌映射产生混沌序列初始化麻雀种群,提高算法前期搜索能力。其次,根据传统DV-Hop算法获得的跳数和跳距数据并结合凸规划算法,建立未知节点的搜索盒子区域,有效缩小了麻雀搜索算法的前期搜索范围。最后,引入柯西-高斯变异策略优化最优麻雀个体并淘汰较差个体,增强算法跳出局部最优的能力。仿真实验考虑到无线电不规则性,引入无线电不规则模型代替理想模型,选择未知节点平均定位误差作为实验评价指标。仿真结果表明:在相同实验环境下,改进算法的平均定位误差与传统DV-Hop算法和其他3种改进算法相比分别降低约18.60%,10.21%,8.32%和4.77%。 展开更多

关键词 无线传感器网络 距离向量跳数 麻雀搜索 CAT映射 柯西-高斯变异

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基于激光散斑图像多特征参数的表面粗糙度建模研究 被引量：2

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作者 吴鹏飞 邓植中 +2 位作者 雷思琛 谭振坤 王姣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期58-68,共11页

散斑法是表面粗糙度测量领域的研究热点之一,该方法可以通过建立散斑图像特征参数与表面粗糙度评定参数之间的关系,实现对工件表面粗糙度的高效和无损测量。然而,该方法在特征参数选取阶段缺乏统一的标准,工件的机加工方法也会对特征参... 散斑法是表面粗糙度测量领域的研究热点之一,该方法可以通过建立散斑图像特征参数与表面粗糙度评定参数之间的关系,实现对工件表面粗糙度的高效和无损测量。然而,该方法在特征参数选取阶段缺乏统一的标准,工件的机加工方法也会对特征参数和表面粗糙度评定参数之间的关系产生影响。这可能导致选取的特征参数仅适用于某种加工工艺下的表面粗糙度测量,并且特征参数之间还可能存在冗余问题。针对以上问题,文中从采集的激光散斑图像中提取了多个特征参数,引入斯皮尔曼相关系数,制定简约规则对提取的特征参数进行预筛选,提出了改进的序列后向选择算法以剔除冗余特征。实验结果表明:文中提出的方法筛选出了一组与不同加工工艺的表面粗糙度均强相关的特征,并解决了特征冗余问题,利用这组特征建立的表面粗糙度测量模型能100%识别试件的加工类型,并实现对其表面粗糙度较高精度的测量,改进的序列后向选择算法将平磨、卧铣、立铣和研磨试件表面粗糙度测量模型的平均绝对百分比误差分别降低了1.22%、0.62%、4.99%和1.61%,解决特征冗余问题的同时建立的模型性能更优。 展开更多

关键词 表面粗糙度测量 激光散斑图像 特征选择 支持向量机 斯皮尔曼相关系数

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多层次时空特征自适应集成与特有-共享特征融合的双模态情感识别 被引量：4

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作者 孙强 陈远 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期574-587,共14页

在结合脑电(EEG)信号与人脸图像的双模态情感识别领域中,通常存在两个挑战性问题:(1)如何从EEG信号中以端到端方式学习到更具显著性的情感语义特征;(2)如何充分利用双模态信息,捕捉双模态特征中情感语义的一致性与互补性。为此,提出了... 在结合脑电(EEG)信号与人脸图像的双模态情感识别领域中,通常存在两个挑战性问题:(1)如何从EEG信号中以端到端方式学习到更具显著性的情感语义特征;(2)如何充分利用双模态信息,捕捉双模态特征中情感语义的一致性与互补性。为此,提出了多层次时空特征自适应集成与特有-共享特征融合的双模态情感识别模型。一方面,为从EEG信号中获得更具显著性的情感语义特征,设计了多层次时空特征自适应集成模块。该模块首先通过双流结构捕捉EEG信号的时空特征,再通过特征相似度加权并集成各层次的特征,最后利用门控机制自适应地学习各层次相对重要的情感特征。另一方面,为挖掘EEG信号与人脸图像之间的情感语义一致性与互补性,设计了特有-共享特征融合模块,通过特有特征的学习和共享特征的学习来联合学习情感语义特征,并结合损失函数实现各模态特有语义信息和模态间共享语义信息的自动提取。在DEAP和MAHNOB-HCI两种数据集上,采用跨实验验证和5折交叉验证两种实验手段验证了提出模型的性能。实验结果表明,该模型取得了具有竞争力的结果,为基于EEG信号与人脸图像的双模态情感识别提供了一种有效的解决方案。 展开更多

关键词 双模态情感识别 脑电 人脸图像 多层次时空特征 特征融合

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结合时间注意力机制和单模态标签自动生成策略的自监督多模态情感识别 被引量：1

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作者 孙强 王姝玉 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期588-601,共14页

大多数多模态情感识别方法旨在寻求一种有效的融合机制,构建异构模态的特征,从而学习到具有语义一致性的特征表示。然而,这些方法通常忽略了模态间情感语义的差异性信息。为解决这一问题,提出了一种多任务学习框架,联合训练1个多模态任... 大多数多模态情感识别方法旨在寻求一种有效的融合机制,构建异构模态的特征,从而学习到具有语义一致性的特征表示。然而,这些方法通常忽略了模态间情感语义的差异性信息。为解决这一问题,提出了一种多任务学习框架,联合训练1个多模态任务和3个单模态任务,分别学习多模态特征间的情感语义一致性信息和各个模态所含情感语义的差异性信息。首先,为了学习情感语义一致性信息,提出了一种基于多层循环神经网络的时间注意力机制(TAM),通过赋予时间序列特征向量不同的权重来描述情感特征的贡献度。然后,针对多模态融合,在语义空间进行了逐语义维度的细粒度特征融合。其次,为了有效学习各个模态所含情感语义的差异性信息,提出了一种基于模态间特征向量相似度的自监督单模态标签自动生成策略(ULAG)。通过在CMU-MOSI,CMU-MOSEI, CH-SIMS 3个数据集上的大量实验结果证实,提出的TAM-ULAG模型具有很强的竞争力:在分类指标(Acc_(2),F_(1))和回归指标(MAE, Corr)上与基准模型的指标相比均有所提升;对于二分类识别准确率,在CMUMOSI和CMU-MOSEI数据集上分别为87.2%和85.8%,而在CH-SIMS数据集上达到81.47%。这些研究结果表明,同时学习多模态间的情感语义一致性信息和各模态情感语义的差异性信息,有助于提高自监督多模态情感识别方法的性能。 展开更多

关键词 多模态情感识别 自监督标签生成 多任务学习 时间注意力机制 多模态融合

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弱风条件下斜程海洋湍流中涡旋光束的传输特性

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作者 吴鹏飞 李成毓 +2 位作者 雷思琛 谭振坤 王姣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期148-158,共11页

光束在海洋介质中传输会极大地受到海洋湍流的影响。此外,涡旋光束轨道角动量的复用会极大地提高系统容量,因此研究涡旋光束在海洋湍流中的传输具有重要意义。在水平海洋湍流理论基础上,创新性地构建了斜程路径上海洋湍流相位屏模型,以... 光束在海洋介质中传输会极大地受到海洋湍流的影响。此外,涡旋光束轨道角动量的复用会极大地提高系统容量,因此研究涡旋光束在海洋湍流中的传输具有重要意义。在水平海洋湍流理论基础上,创新性地构建了斜程路径上海洋湍流相位屏模型,以相位结构函数为依据验证了海洋湍流相位屏的准确性,根据多相位屏法搭建准直高斯涡旋光束在海洋湍流中的上行传输链路模型。数值模拟并分析了不同天顶角、海洋湍流内外尺度及拓扑荷数等其他海洋湍流参数对准直高斯涡旋光束经海洋湍流上行传输的光强及相位分布、光束漂移、轴上闪烁指数和长曝光光斑半径的影响。结果表明:涡旋光束的拓扑荷数越小、天顶角越小,光束受到湍流的影响越大;在海洋湍流上行传输链路中,准直高斯涡旋光束的光束漂移、轴上闪烁指数及长曝光光斑半径随海洋湍流外尺度的增大而增大,且主要受传输距离的影响;理想情况下,取海洋湍流外尺度为无穷大,会高估湍流对光束的影响;由于涡旋光束的本身特性,拓扑荷数对光强及相位分布和长曝光光斑半径的影响也较为显著。 展开更多

关键词 海洋光学 斜程海洋湍流 相位屏 轴上闪烁指数 光束漂移 长曝光光斑半径

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加载人工磁导体的双频柔性可穿戴天线

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作者 王丽黎 李君君 +1 位作者 张诗雨 樊盼盼 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3637-3645,共9页

该文研究了一种加载人工磁导体(AMC)的双频柔性可穿戴天线,天线的谐振频率为3.5 GHz和5.8 GHz。天线由双频单极子天线和4×4阵列的双频人工磁导体构成,均采用柔性材料作为介质基板。天线尺寸为0.70λ_(0)×0.70λ_(0)×0.05... 该文研究了一种加载人工磁导体(AMC)的双频柔性可穿戴天线,天线的谐振频率为3.5 GHz和5.8 GHz。天线由双频单极子天线和4×4阵列的双频人工磁导体构成,均采用柔性材料作为介质基板。天线尺寸为0.70λ_(0)×0.70λ_(0)×0.05λ_(0)(λ_(0)为3.5 GHz时的自由空间波长)。人工磁导体的介质基板为3层结构,增加了相位响应,使用双环开槽结构延长电流路径长度,实现了双频的宽带同相位反射。人工磁导体的引入有效降低天线的背向辐射,从而降低比吸收率(SAR),同时提高天线的增益。仿真结果表明,该天线性能受结构变形和人体载荷的影响较小。在工作频段内天线的阻抗带宽分别为7.5%和4.0%;峰值增益分别为7.86 dBi和8.06 dBi。在3.5 GHz和5.8 GHz的比吸收率分别为0.2 W/kg和0.06 W/kg,均小于美国联邦通信委员会标准。为了验证仿真结果,对天线进行加工测试,实测与仿真结果基本一致。实验结果表明,加载人工磁导体的天线具有良好的鲁棒性和增益以及较低的比吸收率,适用于可穿戴无线通信系统。 展开更多

关键词 可穿戴天线 双频人工磁导体 比吸收率 鲁棒性

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一种用于射频识别阅读器的双频宽带圆极化天线

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作者 王丽黎 高智勇 +1 位作者 杜忠红 徐亚妮 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期960-966,共7页

该文设计了一种紧凑的用作射频识别(RFID)阅读器的双频宽带圆极化天线。天线由弯折处理的矩形贴片、L形贴片和三角形地板构成,通过微带线进行馈电。两个辐射贴片分别独立控制高低两个频段,其轴比带宽也可独立调整,三角形地板可以使横向... 该文设计了一种紧凑的用作射频识别(RFID)阅读器的双频宽带圆极化天线。天线由弯折处理的矩形贴片、L形贴片和三角形地板构成,通过微带线进行馈电。两个辐射贴片分别独立控制高低两个频段,其轴比带宽也可独立调整,三角形地板可以使横向电流和纵向电流发生变化,从而改变横向电流和纵向电流的比值大小,实现圆极化性能。天线尺寸为0.92λ_(0)×0.92λ_(0)×0.0064λ_(0)(λ_(0)为2.40 GHz时的自由空间波长)。测试结果表明在超高频(UHF)频段该天线实现了49%(0.77~1.27 GHz)的阻抗带宽和46%(0.84~1.34 GHz)的轴比带宽,在无线局域网(WLAN)频段实现了47.5%(1.54~2.50 GHz)的阻抗带宽和24.2%(1.96~2.50 GHz)的轴比带宽,可以完整覆盖UHF和WLAN两个频段,具有良好的辐射特性。与其他双频圆极化天线相比,该天线整体结构紧凑、设计简单、避免了使用复杂的馈电网络,且具有较宽的3 dB轴比带宽。 展开更多

关键词 双频段 宽带 射频识别阅读器天线 圆极化天线

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基于马尔科夫模型的双站激光微波混合链路性能分析

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作者 邵军虎 杜旭晓 +1 位作者 庞健 史魏征 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期468-476,共9页

针对气象变化对自由空间光(Free Space Optical,FSO)通信链路和毫米波射频(Radio Frequency,RF)通信链路可用率的影响问题,采用马尔科夫建模与稳态概率求解计算方法,分析不同天气条件下FSO/RF混合链路的双接收站分集与中断概率性能.基于... 针对气象变化对自由空间光(Free Space Optical,FSO)通信链路和毫米波射频(Radio Frequency,RF)通信链路可用率的影响问题,采用马尔科夫建模与稳态概率求解计算方法,分析不同天气条件下FSO/RF混合链路的双接收站分集与中断概率性能.基于FSO链路和RF链路的信道模型,采用有限状态马尔科夫链(Finite State Markov Chain,FSMC)分别对单双站FSO/RF混合链路的切换选择进行建模,推导得出不同参数和天气情况下系统稳态的中断概率表达式.数值计算结果表明,当中断概率达到10^(-6),雨雾天气链路距离为1~7 km时,双站FSO/RF混合链路相比单站可获得4~25 dB的增益. 展开更多

关键词 FSO/RF混合链路 多站分集 马尔科夫模型 中断概率 误码率

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加载超表面的双频紧凑高隔离阵列天线设计

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作者 王丽黎 张衡 +1 位作者 王新庄 徐亚妮 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期371-377,共7页

为了减小极小距离多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)天线之间的相互耦合,设计了一种极紧凑的高隔离度的双频MIMO贴片天线,谐振频率分别为2.45 GHz和3.5 GHz。该MIMO天线由两个对称的双层U型槽贴片天线组成,其中边与边... 为了减小极小距离多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)天线之间的相互耦合,设计了一种极紧凑的高隔离度的双频MIMO贴片天线,谐振频率分别为2.45 GHz和3.5 GHz。该MIMO天线由两个对称的双层U型槽贴片天线组成,其中边与边的距离为0.5 mm(0.004λ_(0),λ_(0)为中心频率2.45 GHz时的自由空间波长)。利用不同宽度的双层金属线切割对作为超表面单元,该超表面体积紧凑,可以显著降低天线单元之间的相互耦合。仿真和测量结果表明:在天线工作频段2.4~2.5 GHz和3.4~3.6 GHz范围内,单元间的隔离度可以提高到30 dB以上,并且两个天线端口阻抗匹配良好,同时在低频段的总效率提高了9%左右;两天线间的包络相关系数(envelop correlation coefficient,ECC)在2.45 GHz时由0.33降到0.01,在3.5 GHz时由0.09降到0.006,所设计天线具有良好的辐射性能。 展开更多

关键词 多输入多输出(MIMO) 紧凑 双频 超表面 隔离度

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改进粒子群算法的紫外光协作多无人机任务分配方法

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作者 赵太飞 刘阳 杜浩辰 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第6期167-173,共7页

为了解决无人机协同作战问题,需要将多任务分配给多个无人机。利用无线紫外光实现强电磁干扰环境下无人机机间隐秘信息传输,提出一种改进粒子群算法的多无人机任务分配方法,综合考虑无人机执行任务所付出的威胁代价、航程代价以及完成... 为了解决无人机协同作战问题,需要将多任务分配给多个无人机。利用无线紫外光实现强电磁干扰环境下无人机机间隐秘信息传输,提出一种改进粒子群算法的多无人机任务分配方法,综合考虑无人机执行任务所付出的威胁代价、航程代价以及完成任务的时间差,结合压缩因子和差分进化思想解决粒子群优化算法容易陷入局部最优的问题。仿真结果表明,改进粒子群算法相较于传统粒子群算法在不同无人机和任务数量比下的任务分配平均成功率提高了约16%,算法在收敛时的迭代次数平均减少了约4.5倍,最优适应度值平均减小了近一倍,在多无人机任务分配的实际应用中有一定的意义。 展开更多

关键词 紫外光通信 任务分配 粒子群算法 差分进化

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小型化低剖面全向滤波天线设计

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作者 王丽黎 徐亚妮 +1 位作者 高智勇 张衡 《电子技术应用》 2024年第2期88-92,共5页

设计了一个小型化全向微带滤波天线。天线由带通滤波器和微带天线组成,二者共用一个地平面以减小尺寸且采用缝隙耦合方式连接,带通滤波器蚀刻在微带贴片天线的馈线位置处,引入选频滤波功能,在输入馈线前端添加一个横向矩形贴片使整个系... 设计了一个小型化全向微带滤波天线。天线由带通滤波器和微带天线组成,二者共用一个地平面以减小尺寸且采用缝隙耦合方式连接,带通滤波器蚀刻在微带贴片天线的馈线位置处,引入选频滤波功能,在输入馈线前端添加一个横向矩形贴片使整个系统达到良好的阻抗匹配。与传统的微带天线相比,所设计的滤波天线在不改变尺寸大小的基础上引入了选频滤波功能,在通带边缘体现出较高的选择性。仿真与测试结果表明,该滤波天线的阻抗带宽为2.31 GHz~2.56 GHz,且通带内增益平缓,平均增益约为2.1 dBi,在工作频段内呈全向辐射特性。 展开更多

关键词 滤波天线 微带天线 小型化 全向天线 带通滤波器

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应用于24 GHz车载雷达的阵列天线

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作者 王丽黎 张诗雨 +1 位作者 李君君 樊盼盼 《电波科学学报》 2025年第2期331-337,394,共8页

为提高车载雷达的抗干扰能力,设计了一款高增益、低副瓣、窄波束宽度且易于集成的微带阵列天线。该天线通过开槽技术提高天线的带宽;采用串并联混合的馈电网络,各阵元之间的电流幅值采用道尔夫-切比雪夫分布实现不等幅同相,从而抑制天... 为提高车载雷达的抗干扰能力,设计了一款高增益、低副瓣、窄波束宽度且易于集成的微带阵列天线。该天线通过开槽技术提高天线的带宽;采用串并联混合的馈电网络,各阵元之间的电流幅值采用道尔夫-切比雪夫分布实现不等幅同相,从而抑制天线的副瓣电平,在阵元数更少的同时实现更高的增益。实测结果表明,阵列天线的阻抗带宽为23.73~24.56 GHz,最大增益可达22.73 dBi,在谐振频率处的E面和H面副瓣电平分别为-21.23 dB和-22.16 dB,实测结果与仿真结果有较好的一致性。该天线性能可靠、结构紧凑,可适用于24GHz车载雷达系统中。 展开更多

关键词 微带阵列天线 串并联混合馈电网络 车载雷达 高增益 低副瓣

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