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面向樱桃番茄采摘的轻量化Transformer架构性能优化研究

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农业机械学报 2024年

作者：赵博柳苏纯张巍朋朱立成韩振浩冯旭光王瑞雪中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室

为进一步提升穗收型樱桃番茄识别准确率和识别速度，实现设施环境番茄自动采摘，提出了一种基于改进Transformer的轻量化樱桃番茄穗态识别模型。首先，构建了包含不同光照环境和采摘姿态的樱桃番茄数据集，并对樱桃番茄果穗姿态进行了... 详细信息

为进一步提升穗收型樱桃番茄识别准确率和识别速度，实现设施环境番茄自动采摘，提出了一种基于改进Transformer的轻量化樱桃番茄穗态识别模型。首先，构建了包含不同光照环境和采摘姿态的樱桃番茄数据集，并对樱桃番茄果穗姿态进行了划分。然后，提出了一种基于改进RE-DETR的轻量化穗收樱桃番茄识别模型，通过引入一个轻量级的骨干网络EfficientViT替换RT-DETR原有的骨干网络，显著减少了模型参数和计算量；同时设计了一个自适应细节融合模块，旨在高效处理并融合不同尺度特征图，并进一步降低计算复杂度。最后，引入加权函数滑动机制和指数移动平均思想来优化损失函数，来处理样本分类中的不确定性。实验结果表明，该轻量化模型在保持高识别准确率（90%）的同时，实现了快速检测（41.2 f/s）和低计算量（8.7G FLOPs）。与原始网络模型、Faster-RCNN和Swin Transformer相比，平均识别准确率提高1.24%～15.38%，每秒处理帧数（FPS）上提高25.61%～255.17%，与此同时浮点运算量上实现了69.37%～92.37%的大幅降低。该模型在综合性能上有着较强的鲁棒性，兼顾了精度与速度，可为番茄采摘机器人完成视觉任务提供参考。

关键词：樱桃番茄目标检测深度学习 RT-DETR 轻量化

面向樱桃番茄采摘识别的轻量化Transformer架构优化研究

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农业机械学报 2024年第10期 62-71+105页

作者：赵博柳苏纯张巍朋朱立成韩振浩冯旭光王瑞雪中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室

为进一步提升穗收型樱桃番茄识别准确率和识别速度，实现设施环境番茄自动采摘，提出了一种基于改进Transformer的轻量化樱桃番茄穗态识别模型。首先，构建了包含不同光照环境和采摘姿态的樱桃番茄数据集，并对樱桃番茄果穗姿态进行了划分。然后，提出了一种基于改进RE-DETR的轻量化穗收樱桃番茄识别模型，通过引入一个轻量级的骨干网络EfficientViT替换RT-DETR原有的骨干网络，显著减少了模型参数和计算量；同时设计了一个自适应细节融合模块，旨在高效处理并融合不同尺度特征图，并进一步降低计算复杂度。最后，引入加权函数滑动机制和指数移动平均思想来优化损失函数，来处理样本分类中的不确定性。实验结果表明，该轻量化模型在保持高识别准确率(90%)的同时，实现了快速检测(41.2 f/s)和低计算量(8.7×10～9 FLOPs)。与原始网络模型、Faster R-CNN和Swin Transformer相比，平均识别准确率提高1.24%～15.38%,每秒处理帧数(FPS)提高25.61%～255.17%,同时浮点运算量实现了69.37%～92.37%的大幅降低。该模型在综合性能上有着较强的鲁棒性，兼顾了精度与速度，可为番茄采摘机器人完成视觉任务提供技术支撑。

关键词：樱桃番茄目标检测深度学习 RT-DETR 轻量化 Transformer

模块化多电平变流器IGBT开路故障诊断与定位方法综述

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1501-1516,I0021页

作者：刘泽浩肖岚江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

随着模块化多电平变流器(modularmultilevel converter,MMC)在工程领域中广泛应用,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)开路故障问题日益突出,并成为制约其稳定运行的主要因素。IGBT开路故障诊断与定位方法作... 详细信息

随着模块化多电平变流器(modularmultilevel converter,MMC)在工程领域中广泛应用,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)开路故障问题日益突出,并成为制约其稳定运行的主要因素。IGBT开路故障诊断与定位方法作为及时识别开路故障,保证MMC持续稳定运行的主要手段而被广泛研究。文中首先对MMC的基本结构及IGBT开路故障特征进行介绍和分析,阐明故障子模块电流路径及电容电压变化趋势;其次,以定位故障IGBT使用的方法和手段为依据,对国内外相关主要文献进行分类和归纳,总结不同类型故障诊断方法的优点和不足;最后,对MMC开路故障诊断与定位方法的未来发展方向和趋势进行展望,指出基于硬件、基于模型和基于人工智能的3类诊断方案分别在降低硬件复杂度、提高故障诊断准确率和降低计算量等方面应该重点解决的主要问题和思路。

关键词：模块化多电平变流器子模块 IGBT开路故障故障诊断与定位方法

不同容量下并网模式交流微电网短路故障早期检测与区域定位

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4353-4366,I0014页

作者：郑昕甘鸿浩智能配电网装备福建省高校工程研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高... 详细信息

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高尺度小波能量谱算法对微电网与大电网公共连接点(point of common coupling,PCC)处检测到的电流进行分解,提取适应不同容量情况的短路故障特征值,实现了不同容量下微电网短路故障的早期检测;利用小波能量谱特征结合基于正交最小二乘法(orthogonal least square,OLS)的径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络算法提出一种适用于不同容量微电网的短路故障区域定位方法,并进行仿真验证;在此基础上设计并网模式微电网短路故障保护硬件系统,并进行实验验证。结果表明,所设计的保护系统能够快速、准确地同时实现并网模式下交流微电网短路故障的早期检测与区域定位。

关键词：并网模式微电网短路故障小波能量谱正交最小二乘法(OLS) 径向基函数(RBF) 早期检测区域定位

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M-APSK鉴相算法与并行载波同步方法

通信学报 2024年第3期45卷 104-116页

作者：郇浩任科学北京理工大学信息与电子学院北京100081

为实现M进制幅相调制(M-APSK)体制下高阶调制信号的相位精细校正,将DVB-S2标准推荐的16APSK和32APSK的Q次方无数据辅助鉴相算法进行了扩展,以应用于64APSK、128APSK和256APSK等高阶调制。针对高阶调制的有效鉴相星座点占比较低时环路工... 详细信息

为实现M进制幅相调制(M-APSK)体制下高阶调制信号的相位精细校正,将DVB-S2标准推荐的16APSK和32APSK的Q次方无数据辅助鉴相算法进行了扩展,以应用于64APSK、128APSK和256APSK等高阶调制。针对高阶调制的有效鉴相星座点占比较低时环路工作不稳定的问题提出了改进算法,通过对功率归一化后接收符号的幅值进行阈值判决,仅在高于阈值时进行鉴相,低于阈值时则不改变滤波器状态和相位补偿值,以提高星座点的鉴相有效性和可靠性,从而降低入锁门限。针对高速数传的符号速率非常高,而处理器的工作时钟频率相对较低的问题,提出了一种适用于M-APSK的并行载波同步方法,可以满足接收机工作时钟处理需要。相对于传统固定编码调制(CCM)的载波同步环路,该并行方法还可应用于可变编码调制(VCM)体制的频率跟踪。

关键词： M进制幅相调制鉴相并行载波同步

基于全概率公式的M-APSK误码率分析模型

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通信学报 2024年第7期45卷 127-137页

作者：郇浩任科学北京理工大学信息与电子学院北京100081

为有效评估加性白高斯噪声信道中M-APSK的性能,提出了一种基于全概率公式的理论误码率分析模型。首先根据星座点分布及其编码特点对星座平面进行区域划分,然后由接收符号落在相应区域的概率推导出各比特的判决错误概率表达式,最后得到... 详细信息

为有效评估加性白高斯噪声信道中M-APSK的性能,提出了一种基于全概率公式的理论误码率分析模型。首先根据星座点分布及其编码特点对星座平面进行区域划分,然后由接收符号落在相应区域的概率推导出各比特的判决错误概率表达式,最后得到理论误码率的精确闭式解。以16APSK和32APSK为例,推导出了其各类星座图的理论误码率计算公式,与Monte Carlo仿真结果非常吻合。模型具有通用性,PSK、QAM、PAM、APSK等调制方式均可利用该模型得到理论误码率的精确闭式解。相较于依赖大量数值计算的复杂二维概率积分方法,所提模型能够更方便地给出M-APSK的误码率性能。

关键词：幅相调制理论误码率计算公式闭式解

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随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化

物理学报 2024年第7期73卷 300-306页

作者：刘敬鹄徐志浩山西大学理论物理研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006 山西大学极端光学协同创新中心太原030006

本文数值研究了在一维非厄米的硬核玻色模型中由随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化现象.随着无序强度的增强,系统的能谱统计分布从AI■对称类向二维泊松系综过渡,多体本征态的归一化参与率展示了从有限值到接近零的转变,半链纠缠熵服... 详细信息

本文数值研究了在一维非厄米的硬核玻色模型中由随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化现象.随着无序强度的增强,系统的能谱统计分布从AI■对称类向二维泊松系综过渡,多体本征态的归一化参与率展示了从有限值到接近零的转变,半链纠缠熵服从体积律到面积律的转变,动力学半链纠缠熵表现为从线性增长到对数增长的转变.数值结果表明,在该模型中由随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化现象的鲁棒性.该研究结果为非厄米系统中多体局域化的研究提供了新的视角.

关键词：无序非厄米随机矩阵理论多体局域化

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达雷妥尤单抗致3级输注相关反应1例

药学实践与服务 2024年第2期42卷 86-88页

作者：俞苏纯毛亚佩戴菲菲上海市杨浦区市东医院药剂科上海200438

1病例资料患者,男,74岁,患多发性骨髓瘤4年余。2018年3月起发病至2022年1月先后进行BDT、PADT、RCAD、IRD、PD和BD方案治疗,2022年1月11日拟“多发性骨髓瘤(IgAκ型)ISS分期Ⅲ期,DS分期ⅢB期”收治入上海市杨浦区市东医院(本院)。

关键词：达雷妥尤单抗不良反应用药监护

微乳突提高低力学刺激下微结构柔性压力传感器的性能

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机械工程学报 2024年第4期60卷 222-229页

作者：赵家浩黄汉雄华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广州510640

提出一种新的快速制备双级微圆顶阵列柔性压力传感器的方案,并应用于检测微弱的生理信号。采用模压成型,快速制备表面分布有双级、单级微圆顶阵列和表面平整的热塑性聚氨酯柔性薄片;将喷金的微结构薄片和涂覆导电石墨的平整薄片作为传... 详细信息

提出一种新的快速制备双级微圆顶阵列柔性压力传感器的方案,并应用于检测微弱的生理信号。采用模压成型,快速制备表面分布有双级、单级微圆顶阵列和表面平整的热塑性聚氨酯柔性薄片;将喷金的微结构薄片和涂覆导电石墨的平整薄片作为传感基片,以面对面方式封装成柔性压阻式压力传感器。结果表明,与单级微结构传感器相比,微圆顶表面上分布有微乳突的双级微结构传感器(D-Sensor)在线性低压区(0~11kPa)具有较高的灵敏度(0.061kPa^(-1))和明显较高的线性度(线性相关判定系数达0.996)。这归因于在压力作用下双级微圆顶的形变遵循Archard理论,接触区面积随压力提高的增加量较大。D-Sensor的响应时间较短(100 ms),在1000次循环压缩/释放测试(9 kPa压力)中能保持较稳定的压阻响应。D-Sensor可准确地检测脉搏、发音和呼吸等生理信号(对应低力学刺激)。研究表明,所提出的快速方法制备的双级微结构传感器具有优良的传感性能,可应用于健康检测领域。

关键词：柔性压力传感器微圆顶阵列微形变热塑性聚氨酯模压成型