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基于交错部分卷积的高压输电线路检测方法

电网技术 2024年

作者：李利荣戴俊伟崔浩梅冰贺章擎李婕湖北工业大学电气与电子工程学院太阳能高效利用湖北省协同创新中心湖北省高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室

在输电线路无人机巡检任务中，针对基于深度学习的航拍图像中待检测目标检测精度不高和模型过大而难以部署至无人机等移动端设备的问题，提出了以YOLOv7-tiny为基础网络进行改进以实现提高检测精度并将模型轻量化的方法。首先，本文设... 详细信息

在输电线路无人机巡检任务中，针对基于深度学习的航拍图像中待检测目标检测精度不高和模型过大而难以部署至无人机等移动端设备的问题，提出了以YOLOv7-tiny为基础网络进行改进以实现提高检测精度并将模型轻量化的方法。首先，本文设计了一种交错部分卷积(Interlace Partial Convolution，IPConv），并利用其构建IP1-ELAN、IP2-ELAN模块作为网络的特征提取模块，使其能有效减轻模型中通道冗余问题，并大幅度减少模型的参数量和浮点数；其次，在骨干网络最后一层中融合高效多尺度注意力机制（Efficient Multi-Scale Attention，EMSA）以实现跨通道交互，增强目标区域特征提取能力；最后，融合SPPFCSPC（Fsater Spatial Pyramid Pooling， Cross Stage Partial Channel）模块，进一步增强特征提取能力，提升模型检测性能。通过实验验证，本方法在输电线路巡检数据集中模型参数量和浮点数分别仅为3.79M，8.4G，检测精度为85.8%。综合性能优于目前常用的检测算法，能够基本满足部署至无人机端进行检测任务。

关键词：输电线路巡检通道冗余多尺度 IPConv EMSA SPPFCSPC

基于新型共面波导的频率可重构MIMO天线设计

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压电与声光 2024年第1期46卷 108-111页

作者：常睿李伟姚博译段俊萍张斌珍中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17~9.38 GHz与19.53~25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单... 详细信息

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17~9.38 GHz与19.53~25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单元采用CPW馈电方式,蚀刻在F4B的介质基板上,MIMO配置无需额外的解耦装置便能实现良好的隔离效果。仿真和测试结果表明,单个天线与MIMO天线均可实现频率可重构特性,天线单元之间的隔离度<-20 dB,相关包络系数<0.05,分集增益接近10 dB,满足设计要求。

关键词：频率可重构多输入多输出高隔离度 MIMO天线

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高精度定量相位显微成像方法研究

光学学报 2024年第2期44卷 24-35页

作者：闵俊伟郜鹏但旦郑娟娟于湘华姚保利中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室陕西西安710119 西安电子科技大学物理学院陕西西安710071

定量相位显微成像在工业检测、生物医学和光场调控等领域具有重要的应用价值。常用的定量相位显微成像技术通过干涉的方法来获取相位的定量分布,干涉装置的稳定性、光学衍射极限的限制、相位再现时的解包裹问题、激光照明下的相干噪声,... 详细信息

定量相位显微成像在工业检测、生物医学和光场调控等领域具有重要的应用价值。常用的定量相位显微成像技术通过干涉的方法来获取相位的定量分布,干涉装置的稳定性、光学衍射极限的限制、相位再现时的解包裹问题、激光照明下的相干噪声,以及动态观测过程中的样品离焦等因素都会影响定量相位显微成像的分辨率和精度。本文围绕高精度定量相位显微成像中的上述关键问题展开研究,通过构建物参共路的同步相移数字全息显微结构实现稳定的实时测量;采用结构光照明的超分辨相位成像方法实现对微小物体的超分辨相位成像;利用双波长照明将纵向无包裹相位测量范围扩大到微米量级;使用低相干LED照明解决相干噪声问题;提出了基于结构光照明和双波长照明的数字全息显微自动调焦方法,可以满足对不同类型样品的长时间跟踪观测。

关键词：定量相位显微成像物参共路结构光照明相位解包裹自动调焦

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空间相机高精度可重复式次镜展开机构设计

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 419-427页

作者：宋俊伟陶小平徐明林王循中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室吉林长春130033

对于空间相机来说,高分辨率要求相机的焦距要长,长焦距则会导致主次镜间距变大,从而导致空间相机的体积增大,空间利用率降低。为了充分减小空间相机发射时的包络尺寸,降低空间相机的发射成本,针对同轴三反式光学系统设计了一种基于空间... 详细信息

对于空间相机来说,高分辨率要求相机的焦距要长,长焦距则会导致主次镜间距变大,从而导致空间相机的体积增大,空间利用率降低。为了充分减小空间相机发射时的包络尺寸,降低空间相机的发射成本,针对同轴三反式光学系统设计了一种基于空间四连杆的高精度可重复式次镜展开机构。对该次镜展开机构进行误差分析,对次镜展开机构的模型进行有限元分析以评估机构的可靠性,并设计了机构可重复性实验验证次镜展开机构的可重复性。次镜展开机构折叠后空间相机光轴方向长度由875 mm压缩为324 mm,体积压缩63%,展开状态下的基频为96.64 Hz,重复展开位移极限误差最大为15.61μm,倾斜极限误差最大为16.89″。结果表明,该机构实现了空间相机体积的压缩,且锁紧状态下的基频符合在轨使用要求,重复精度满足光学系统要求,能够适应微纳卫星的运载条件,可以应用于航天实践中。

关键词：空间相机次镜展开机构有限元分析可重复性实验

基于改进Oriented R-CNN的旋转框麦穗检测与计数模型

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农业工程学报 2024年第6期40卷 248-257页

作者：于俊伟陈威威郭园森母亚双樊超河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室郑州450001 河南工业大学河南省粮食光电探测与控制重点实验室郑州450001 河南工业大学人工智能与大数据学院郑州450001 河南工业大学信息科学与工程学院郑州450001

为对干扰、遮挡等复杂的田野环境中麦穗进行精准定位与计数,该研究提出了一种改进的Oriented R-CNN麦穗旋转框检测与计数方法,首先在主干网络中引入跨阶段局部空间金字塔(spatial pyramid pooling cross stage partial networks,SPPCSPC... 详细信息

为对干扰、遮挡等复杂的田野环境中麦穗进行精准定位与计数,该研究提出了一种改进的Oriented R-CNN麦穗旋转框检测与计数方法,首先在主干网络中引入跨阶段局部空间金字塔(spatial pyramid pooling cross stage partial networks,SPPCSPC)模块扩大模型感受野,增强网络感知能力;其次,在颈网络中结合路径聚合网络(PANet,path aggregation network)和混合注意力机制(E2CBAM,efficient two convolutional block attention module),丰富特征图包含的特征信息;最后采用柔性非极大值抑制算法(Soft-NMS,soft-non maximum suppression)优化预测框筛选过程。试验结果显示,改进的模型对复杂环境中的麦穗检测效果良好。相较原模型,平均精确度均值mAP提高了2.02个百分点,与主流的旋转目标检测模型Gliding vertex、R3det、Rotated Faster R-CNN、S2anet和Rotated Retinanet相比,mAP分别提高了4.99、2.49、3.94、2.25和4.12个百分点。该研究方法利用旋转框准确定位麦穗位置,使得框内背景区域面积大幅度减少,为实际观察麦穗生长状况和统计数量提供了一种有效的方法。

关键词：图像识别作物注意力机制麦穗 Oriented R-CNN

利用温度模型估算太阳辐射数据稀缺地区ET0

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中国农业气象 2024年第7期 701-714页

作者：周俊伟董勤各中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心/中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学

准确估算参考作物蒸散量（ET0）对于区域水资源规划和灌溉调度具有重要意义，而太阳辐射（Rs）数据缺失是影响ET0估算的常见问题。本研究探讨基于温度模型估算Rs的可行性，寻求解决太阳辐射数据稀缺的方法，以提供更便捷且准确参考作物... 详细信息

准确估算参考作物蒸散量（ET0）对于区域水资源规划和灌溉调度具有重要意义，而太阳辐射（Rs）数据缺失是影响ET0估算的常见问题。本研究探讨基于温度模型估算Rs的可行性，寻求解决太阳辐射数据稀缺的方法，以提供更便捷且准确参考作物蒸散量估算。基于2001-2018年中国339个国家基本气象站数据，对比9种经验模型（M1-M9）和3种机器学习算法（RF、GRNN和ANN）估算逐日Rs，提出在太阳辐射数据稀缺或缺失地区估算逐日ET0的两种策略。结果表明：（1）基于温度模型估算逐日Rs可以得到满意的精度（R2>0.6），且机器学习算法优于经验模型。机器学习算法估算精度表现为人工神经网络（ANN）>广义回归神经网络（GRNN）>随机森林（RF）；经验模型估算精度表现为M9>M8>M6>M7>M5>M2>M3>M1>M4;12个模型在4个气候区估算精度表现为温带大陆区（TCZ）>温带季风区（TMZ）>亚热带季风区（SMZ）>山地高原区（MPZ）。（2）对9种经验模型综合评估发现，Hargreaves-Samani模型（M1）是最可靠的太阳辐射估算模型，其估算结果与其他模型接近，参数的变异系数（0.10）远低于其他经验模型，结合克里格插值法计算全国范围内的校准参数，得到可靠的逐日太阳辐射值。（3）不同机器学习算法在不同气候区估算逐日ET0有差异，机器学习精度表现为ANN>GRNN>RF,4个气候区精度表现为TCZ>TMZ>MPZ>SMZ。（4）有、无实际Rs校准的逐日ET0估算策略精度非常接近，两种策略都能提供准确的逐日ET0估算（R2>0.95），策略一较策略二平均R2仅提高0.39%。综合而言，本研究为解决太阳辐射数据稀缺提供了新的思路，并强调机器学习在ET0估算中的应用潜力，可在太阳辐射数据稀缺地区有效进行参考作物蒸散量的估算。

关键词：参考作物蒸散发太阳辐射温度机器学习算法

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西瓜蔬菜优质高效多元复合种植技术研讨

河北农机 2024年第3期 118-120页

作者：段俊丽单县杨楼镇农业农村服务中心

建立现代农业体系,振兴农村经济是我国重要的农村发展战略,因此必须积极探索新的农业种植模式,以实现提质增效的发展目标。近年来,西瓜蔬菜多元复合种植技术在我国多地得到了推广应用,积累了一定的技术应用经验,并取得了较好的经济效益... 详细信息

建立现代农业体系,振兴农村经济是我国重要的农村发展战略,因此必须积极探索新的农业种植模式,以实现提质增效的发展目标。近年来,西瓜蔬菜多元复合种植技术在我国多地得到了推广应用,积累了一定的技术应用经验,并取得了较好的经济效益和社会效益。为进一步促进西瓜蔬菜多元复合种植技术应用范围的扩大,本文将对该项种植技术进行全面分析,并重点结合山东地区的应用实践对相关技术要点展开探讨,以帮助农民加深对该项新型种植技术的了解,更好地掌握西瓜蔬菜复合种植技术要点,从而使有限的耕地资源得到更加充分的利用,并为增加农村地区人民群众的经济以及有效增强农业生产的抗风险能力提供重要的技术支持。

关键词：西瓜蔬菜优质高效多元复合种植技术

100 GHz双频带通腔体滤波器的设计及制作工艺研究

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传感技术学报 2024年第3期37卷 416-422页

作者：冯伟雷程秦瑞杰张斌珍段俊萍熊继军中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对当前双频或多频带通滤波器主要以30 GHz以内的工作范围为主,在高频毫米波范围内以单频超宽带设计为主这一现象,设计出一款可以在100 GHz~103 GHz工作范围内存在两个超窄带工作带宽的双频腔体滤波器。两个工作频段分别为100.67 GHz~1... 详细信息

针对当前双频或多频带通滤波器主要以30 GHz以内的工作范围为主,在高频毫米波范围内以单频超宽带设计为主这一现象,设计出一款可以在100 GHz~103 GHz工作范围内存在两个超窄带工作带宽的双频腔体滤波器。两个工作频段分别为100.67 GHz~101.36 GHz和102.67 GHz~102.78 GHz,与之对应的相对带宽分别为0.68%和0.11%。所设计腔体滤波器采用UV-LIGA工艺完成其样品的制备,并使用由矢量网络分析仪和扩频模块所搭建的测试平台完成测试,经测试,相对带宽的绝对误差分别为0.19%和0.02%。

关键词：腔体滤波器双频 UV-LIGA工艺非谐振节点超窄带

乙基修饰的氮化碳增强光催化CO_(2)转化

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Science China Materials 2024年第2期67卷 541-549页

作者：陈冻冻王中辽傅俊伟张金锋代凯 Key Laboratory of Green and Precise Synthetic Chemistry and Applications Ministry of EducationAnhui Province Key Laboratory of Pollutant Sensitive Materials and Environmental RemediationHuaibei Normal UniversityHuaibei 235000China School of Physics Central South UniversityChangsha 410083China

光催化剂的表面官能团对光生载体的转移和反应的活性位点起着关键作用,对光催化转化过程影响很大.因此,合理准确地调控表面基团可以极大地优化光催化性能.本文通过引入给电子能力强的乙基,对氮化碳(g-C_(3)N_(4))未聚合的NH_(2)基团进... 详细信息

光催化剂的表面官能团对光生载体的转移和反应的活性位点起着关键作用,对光催化转化过程影响很大.因此,合理准确地调控表面基团可以极大地优化光催化性能.本文通过引入给电子能力强的乙基,对氮化碳(g-C_(3)N_(4))未聚合的NH_(2)基团进行优化.通过X射线光电子能谱证实了乙基包埋的成功.时间分辨光谱和密度泛函理论(DFT)计算证实了光生载流子沿有利方向变化.最后,Gibbs自由能表明,乙基改性的氮化碳具有显著降低的CO_(2)转化为*COOH的能垒.其CO_(2)到CO的转化率为47.08μmolg^(-1)h^(-1).本研究为通过优化表面官能团来提高光催化剂性能的研究提供了可靠参考.

关键词： photocatalytic CO_(2)reduction ethyl group carbon nitride charge separation