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复杂场景下的自适应相关滤波跟踪算法

激光与光电子学进展 2022年第24期59卷 174-183页

作者：卢明瑞韩超鲁帆缪宝睿杨基坤査君君沙文瀚安徽工程大学电气工程学院安徽芜湖241000 安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室安徽芜湖241000 奇瑞新能源汽车股份有限公司安徽芜湖241000

针对目标跟踪算法应对遮挡、模糊、尺度变换等挑战时,容易导致漂移和跟踪失败的情况,提出一种复杂场景下的自适应相关滤波跟踪算法。首先,采用所提的多特征互补策略,利用特征训练相应滤波器,根据每个滤波器的响应值动态调整特征的融合权... 详细信息

针对目标跟踪算法应对遮挡、模糊、尺度变换等挑战时,容易导致漂移和跟踪失败的情况,提出一种复杂场景下的自适应相关滤波跟踪算法。首先,采用所提的多特征互补策略,利用特征训练相应滤波器,根据每个滤波器的响应值动态调整特征的融合权重,完成对目标的位置估计;然后,以估计位置中心构建尺度滤波器,完成目标最优尺度的估计;最后,融合多尺度搜索区域策略,并根据跟踪置信度对跟踪模型选择性进行更新,进一步提升了跟踪器的性能和抗遮挡能力。在OTB2015的74组彩色数据集上进行测试,并对所提算法与近年来先进的相关滤波算法进行对比。所提算法的平均距离精度为0.801,平均重叠精度为0.715,实时跟踪速度为39.24 frame/s。实验结果表明,跟踪器在复杂环境下的表现良好,整体性能优越。

关键词：机器视觉目标跟踪相关滤波多特征融合遮挡判别

基于动态键交联生物质水凝胶的制备及其应用研究

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基于动态键交联生物质水凝胶的制备及其应用研究

作者：杨厚基中南林业科技大学

学位级别：硕士

近年来,生物质基水凝胶因具有绿色环保、可生物降解、力学和导电性可调等优点,在柔性电子、润滑、组织工程等领域得到了广泛的应用。然而,以生物质材料制备的离子导电水凝胶和润滑水凝胶普遍存在机械性能与导电性能互斥,聚合物网络不可... 详细信息

近年来,生物质基水凝胶因具有绿色环保、可生物降解、力学和导电性可调等优点,在柔性电子、润滑、组织工程等领域得到了广泛的应用。然而,以生物质材料制备的离子导电水凝胶和润滑水凝胶普遍存在机械性能与导电性能互斥,聚合物网络不可逆等问题,导致其难以满足实际工程中的应用需求。因此,本论文基于动态键交联,分别设计了具有应变-电阻稳定性的生物质基离子导电水凝胶和动态力学转变的生物质基润滑水凝胶,实现在柔性电子和智能润滑领域的高价值利用。主要工作内容如下:(1)选择果胶、硼砂和醋酸锌为原料,采用一锅法和溶胶-凝胶法制备了果胶基离子导电水凝胶(SICH)。通过硼砂和醋酸锌分别与果胶交联形成了动态的B-羟基共价键和Zn-羧基离子键。在Zn-羧基离子键和B-羟基共价键的协同作用下,SICH水凝胶实现了优异的应变-电阻稳定性。电化学和拉伸测试结果表明,SICH水凝胶具有高的离子电导率(3.89 S/m),高拉伸性(>1800%),强的抗拉强度和韧性值(2.28 MPa±0.15 MPa、3.3 MPa)。此外,通过在水凝胶网络中引入甘油,实现SICH水凝胶优异的耐受恶劣环境能力。其在-40℃到60℃的温度范围内能够保持稳定的导电能力,避免水凝胶在低温发生凝结和高温发热导致脱水。作为柔性电子器件的导电部件,该水凝胶具有高的寿命和稳定的运行性能。(2)将海藻酸钠、硼砂、甘油和乙醇作为原料,采用一锅法和溶胶-凝胶法制备了具有可调力学性能和可切换摩擦系数的自适应润滑水凝胶(ALH)。通过调节甘油与乙醇的比例可以控制B-O键的结合数量,进而改变水凝胶的力学性能,最终实现ALH润滑水凝胶摩擦系数的双向调控。力学测试结果表明,该水凝胶的力学强度可在0.55-6.93 MPa之间可控地调节,具有优异的力学调节能力。此外,通过加入银耳多糖润滑剂拓宽了润滑水凝胶的摩擦调节范围。摩擦测试分析显示,ALH水凝胶的摩擦系数可在0.022-0.157之间实现双向调控。最后,甘油与水分子之间形成氢键赋予了水凝胶优异的环境耐受性,其可以在-40℃到60℃的温度范围内保持润滑性能的稳定性。该水凝胶为高性能智能材料提供了新的见解,促进了自适应润滑水凝胶在智能调速和机械传动等领域的应用,从而扩大了其市场潜力。综上所述,本研究以生物质材料果胶和海藻酸钠作为聚合物基体,通过动态键交联设计制备了两种功能型生物质水凝胶,并探讨了水凝胶在柔性电子与智能润滑领域的应用。这些研究工作为实现生物质材料的高价值循环利用和水凝胶的多功能化提供了新的方法。

关键词：生物质离子导电水凝胶润滑水凝胶柔性电子智能润滑

OFDM系统迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法

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系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2841-2849页

作者：谭钢鄢社锋叶子豪杨基睿中国科学院声学研究所水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

针对脉冲噪声导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信系统误码率性能降低的问题,提出一种迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法。首先,利用对称α稳定(symmetricαstable,SαS)分布对水下噪声进行建模,... 详细信息

针对脉冲噪声导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声通信系统误码率性能降低的问题,提出一种迭代脉冲噪声抑制与信道估计方法。首先,利用对称α稳定(symmetricαstable,SαS)分布对水下噪声进行建模,并通过实测噪声数据进行拟合验证。其次,基于脉冲噪声幅值较大的特性,利用切比雪夫不等式对基带接收信号实部和虚部分别进行脉冲噪声检测和抑制。同时,通过分析最小二乘(least squares,LS)信道估计算法估计误差的统计特性,提出自适应门限LS信道估计算法,减轻残余噪声对信道估计的影响。最后,结合估计的信道和译码结果重构噪声并进行脉冲噪声估计,实现迭代脉冲噪声抑制与信道估计。仿真结果表明,在不同程度脉冲噪声和实测噪声场景下,所提方法能够有效抑制脉冲噪声,显著降低OFDM系统误码率。

关键词：水声通信正交频分复用脉冲噪声信道估计迭代估计

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晒青绿茶加工过程香气物质及其部分前体变化分析

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食品科学 2024年第1期45卷 133-142页

作者：杨沅思坤吉瑞代洪苇童华荣西南大学食品科学学院重庆400715

为探究晒青绿茶特征香气成分在加工过程中的变化规律,以云南大叶种为原料制作晒青绿茶,利用溶剂风味辅助蒸发萃取和气相色谱-质谱联用技术测定鲜叶、杀青叶、揉捻叶和晒青叶的挥发性物质,并结合气味活度值(odor activity value,OAV)表... 详细信息

为探究晒青绿茶特征香气成分在加工过程中的变化规律,以云南大叶种为原料制作晒青绿茶,利用溶剂风味辅助蒸发萃取和气相色谱-质谱联用技术测定鲜叶、杀青叶、揉捻叶和晒青叶的挥发性物质,并结合气味活度值(odor activity value,OAV)表征晒青绿茶活性香气。结果显示,共检测出67种挥发性化合物,以醇类、酯类、醛类物质为主,从鲜叶至杀青结束后挥发物总量增加,晒青叶挥发物质总量较鲜叶略有下降,但种类数增加。晒青绿茶中OAV>1的活性香气成分共计23种,主要为芳樟醇、香叶醇、壬醛等呈花香型和青香型的化合物,各加工工序中以醛类最为突出。采用气相色谱-火焰离子化检测器和高效液相色谱-二极管阵列检测器分别测定其香气前体脂肪酸和类胡萝卜素组分含量,共检测出7种脂肪酸,以饱和脂肪酸为主。共检测出13种类胡萝卜素,其中黄体素在各加工工序中含量都为最高。在晒青绿茶加工过程中,脂肪酸和类胡萝卜素总量持续下降,亚油酸、亚麻酸尤为明显,与其主要降解产物己醛含量变化趋势相反;类胡萝卜素降解转化生成的萜烯酮、紫罗酮及其衍生氧化物,如β-紫罗酮、5,6-环氧-β-紫罗兰酮等含量显著上升。晒青绿茶加工过程中脂肪酸和类胡萝卜素前体变化趋势与其关联香气产物均有一定相关性。本研究结果可为定向改良晒青绿茶香气提供理论指导。

关键词：晒青绿茶加工过程脂肪酸类胡萝卜素香气

多分量双曲调频信号解卷积广义参数化时频变换方法

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应用声学 2024年

作者：王微鄢社锋杨斌斌谭钢杨基睿中国科学院声学研究所水下航行器信息技术重点实验室中国科学院大学

多基地声呐系统中的接收回波是一种信号类型相同、强度不同的多分量信号。针对频域的广义参数化时频变换(GPTFT)方法存在时间分辨力受到窗函数限制不利于分析多分量信号的问题，该文基于Lucy-Richardson解卷积算法提出了一种适用于多分... 详细信息

多基地声呐系统中的接收回波是一种信号类型相同、强度不同的多分量信号。针对频域的广义参数化时频变换(GPTFT)方法存在时间分辨力受到窗函数限制不利于分析多分量信号的问题，该文基于Lucy-Richardson解卷积算法提出了一种适用于多分量双曲调频(HFM)信号的高分辨频域GPTFT算法。首先，该算法利用驻定相位法推导HFM信号频谱解析表达式，并基于此设计频域GPTFT的核函数，改善了核函数失配导致时频聚集性下降的问题；其次，推导了卷积表示的频域GPTFT，利用解卷积算法进一步提高了频域GPTFT的时间分辨力。仿真实验和海试数据分析表明，该文算法相较于传统的GPTFT算法具有更高的时间分辨力，并在低信噪比和低信混比情况下具有更高的处理增益。

关键词：多分量信号广义参数化时频变换解卷积

基于特征提取与 INGO-SVM 的变压器故障诊断方法

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 24-32页

作者：包金山杨定坤张靖张英杨镓荣胡克林贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002

针对使用支持向量机(support vector machine,SVM)对变压器进行故障诊断时有效特征提取困难、模型参数难以选择的问题,提出一种基于特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断方法。首先,使用核主成分分析(kernel principal component analysi... 详细信息

针对使用支持向量机(support vector machine,SVM)对变压器进行故障诊断时有效特征提取困难、模型参数难以选择的问题,提出一种基于特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断方法。首先,使用核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)方法对构建的21维待选特征进行特征融合和低维敏感特征提取。其次,使用佳点集、随机反向学习和维度交叉学习等策略对北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization,NGO)进行改进。通过2个典型测试对改进北方苍鹰优化算法(improved northern goshawk optimization,INGO)进行性能测试,验证了INGO算法的优越性。然后,基于KPCA提取的低维敏感特征,使用INGO对SVM的参数进行组合寻优,建立基于KPCA特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断模型。最后,对不同变压器故障诊断模型进行实例仿真对比实验。结果表明:所提方法故障诊断精度高、稳定性好,更适用于变压器的故障诊断。

关键词：变压器故障诊断支持向量机核主成分分析北方苍鹰优化算法

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安全凸空间与深度强化学习结合的机器人导航方法

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兵工学报 2024年

作者：董明泽温庄磊陈锡爱杨炅坤曾涛中国计量大学机电工程学院

针对机器人在全局地图未知且环境内存在动态和静态障碍物场景中的导航问题，提出了一种基于深度强化学习（Deep Reinforcement Learning，DRL）的移动机器人导航方法。相较于其他应用于复杂动态环境的DRL机器人导航方法，该方法在动作... 详细信息

针对机器人在全局地图未知且环境内存在动态和静态障碍物场景中的导航问题，提出了一种基于深度强化学习（Deep Reinforcement Learning，DRL）的移动机器人导航方法。相较于其他应用于复杂动态环境的DRL机器人导航方法，该方法在动作空间设计、状态空间设计和奖励函数设计上进行了改进，并通过控制环节与神经网络分离设计的方法，从而有助于仿真研究便捷有效实现于各类机器人的实际应用。在动作空间设计上，为了缩小可行轨迹的搜索空间并同时满足短期动态避障和长期的全局导航需求，将通过激光点云数据计算得到的安全凸空间与机器人运动学极限的交集设定为机器人的动作空间，并从该动作空间中采样出参考位置点形成参考路径，而后机器人通过模型预测控制算法（Model Predictive Control， MPC）对参考路径进行跟踪。在状态空间和奖励函数的设计上，额外添加了安全凸空间、长短期参考位置点等元素。消融实验结果表明，本设计在各种静态和动态环境中都能达到更高的导航成功率、更短的耗时，并且具有较强的泛化能力。

关键词：移动机器人导航深度强化学习安全凸空间模型预测控制动态未知环境

基于OLI和TROPOMI卫星数据的北京市臭氧前体物研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3592-3600页

作者：蒲东川王大康朱雷杨现坤王晋年哈尔滨工业大学环境学院黑龙江哈尔滨150090 南方科技大学环境科学与工程学院广东深圳518055 广州大学地理科学与遥感学院广东广州510006

甲醛(HCHO)和二氧化氮(NO_(2))是重要的臭氧前体物,其比值(FNR)可用于指示臭氧生成敏感性,是臭氧污染防控的主要参考.本研究基于过采样算法提高TROPOMI HCHO和NO_(2)空间分辨率并降低原始数据的不确定性,揭示北京市2021年夏季HCHO和NO_... 详细信息

甲醛(HCHO)和二氧化氮(NO_(2))是重要的臭氧前体物,其比值(FNR)可用于指示臭氧生成敏感性,是臭氧污染防控的主要参考.本研究基于过采样算法提高TROPOMI HCHO和NO_(2)空间分辨率并降低原始数据的不确定性,揭示北京市2021年夏季HCHO和NO_(2)空间分布特征,基于FNR诊断北京地区臭氧生成敏感性.根据Landsat8 OLI数据计算北京地区环境指数及不透水面占比,并分析与HCHO、NO_(2)及FNR的关系,揭示北京城市化程度与O_(3)、VOCs和NOx排放的关系.研究发现,北京市NO_(2)高值主要分布在城市中心区域,非城区NO_(2)柱浓度显著减少.NO_(2)柱浓度均值随着不透水面占比的升高明显增大,但标准差逐渐变小,表明随着北京主城区城市化程度越来越高,城区内部NO_(2)排放差异越来越小.北京市城市中心区域HCHO柱浓度总体上高于非城区,但由于植被排放的异戊二烯的贡献从一定程度上弱化了城市化程度差异造成的VOCs排放差距.北京市主城区及东部廊坊一带的O_(3)表现为受VOCs控制,而北京市北部郊区的O_(3)主要受NOx控制.FNR均值随着不透水面占比的升高,明显减小,表明随着北京地区城市化程度的提高,臭氧生成敏感性逐渐向VOCs控制机制转变.

关键词： TROPOMI Landsat 8 OLI 甲醛 VOCs 二氧化氮

隔板构型对超声速混合层流动及混合特性的影响研究

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推进技术 2024年第4期45卷 57-69页

作者：李春雷李映坤杨水锋朱亮陈雄李唯暄南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所四川成都610019 西安现代控制技术研究所陕西西安710065

为进一步揭示超声速来流下混合层流场演化过程物理机制,采用高精度计算方法对超声速来流下混合层流动及生长特性开展数值研究。首先,采用经典算例深入验证了本文所发展计算程序在复杂流场预示方面的精度和可靠性。然后,对四种不同构型... 详细信息

为进一步揭示超声速来流下混合层流场演化过程物理机制,采用高精度计算方法对超声速来流下混合层流动及生长特性开展数值研究。首先,采用经典算例深入验证了本文所发展计算程序在复杂流场预示方面的精度和可靠性。然后,对四种不同构型隔板下混合层流动及生长机制进行了深入分析。研究结果发现,在典型隔板构型中引入凹腔、楔形角及凸台结构后,整体流场结构变得更为复杂,且诱发了更为剧烈的混合层的涡卷起、配对、合并、旋转等流体物理现象。在典型隔板工况中混合层出现了再层流化现象,而引入凹腔、楔形角及凸台结构后能够有效抑制混合层出现再层流化现象。此外,所有隔板构型工况下湍流转捩区雷诺应力均出现了“多峰值”现象,但典型隔板工况的混合层附近的湍动能明显小于其余工况,同时,典型隔板工况的雷诺应力峰值与分布范围明显小于其余工况。就本文研究工况而言,在出口处楔形角隔板工况的混合效率最高,为0.050;同时其混合层厚度也最大,达到27.9 mm;但楔形角隔板工况的总压损失也最大,为0.22。

关键词：隔板构型超声速混合层混合层生长涡量分析混合效率