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基于改进麻雀搜索算法的无线传感器网络定位研究

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传感技术学报 2024年第3期37卷 524-532页

作者：张军惺陈孜迪谢凤玲河北体育学院现代教育技术中心河北石家庄050041

针对距离矢量跳(DV-Hop)算法在无线传感器网络中存在的定位误差大的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索的无线传感器网络定位算法。首先,针对传统DV-Hop算法,修正了节点平均跳距和节点最小跳数。其次,引入Sine混沌映射、自适应惯性权重和... 详细信息

针对距离矢量跳(DV-Hop)算法在无线传感器网络中存在的定位误差大的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索的无线传感器网络定位算法。首先,针对传统DV-Hop算法,修正了节点平均跳距和节点最小跳数。其次,引入Sine混沌映射、自适应惯性权重和双样本学习策略提高算法的搜索能力;最后,利用MATLAB构建仿真模型进行性能对比实验。实验结果表明:与其他节点定位算法相比,所提算法可有效提高对未知节点的定位精度和收敛速度。

关键词：无线传感器网络节点定位距离矢量跳麻雀搜索算法定位精度

黄土高原粮草复合生态系统蒸散发变化动态及其与干旱的关系

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草业科学 2024年第9期41卷 2025-2034页

作者：李佳璇李辉鹏白璐张金贵王若冰向前吕陇马景永兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020 兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室甘肃兰州730020 甘肃省子午岭林业管理局合水分局甘肃庆阳745000 兰州大学科学观测台站管理中心甘肃兰州730020

蒸散发是生态系统水循环的重要环节,直接或间接影响土壤水分、植物生长和生态系统碳循环等过程。蒸散发也极易受极端气候的影响,了解气候变化情景下生态系统蒸散发变化动态及其调控机制,对于区域水资源管理和生态恢复至关重要。本研究... 详细信息

蒸散发是生态系统水循环的重要环节,直接或间接影响土壤水分、植物生长和生态系统碳循环等过程。蒸散发也极易受极端气候的影响,了解气候变化情景下生态系统蒸散发变化动态及其调控机制,对于区域水资源管理和生态恢复至关重要。本研究以黄土高原典型粮草复合生态系统为研究对象,采用涡度相关连续监测法,分析了粮草复合生态系统蒸散发季节变化动态及其与夏季干旱的响应关系,结果表明:1)蒸散发和环境因子呈现明显的季节变化动态,在整个生长季呈现单峰曲线,约88.5%的蒸散发量主要集中在生长季(4月-10月)。2)日最大蒸散发量为6.3 mm,年累积蒸散发量为471.5 mm,累积降水量远大于累积蒸散发量,蒸散发量和降水之间的差值为226.3 mm。3)夏季干旱通过诱导气孔闭合引起蒸散发出现一定程度的下降趋势,但对年蒸散发影响较小。4)空气温度、净辐射、土壤含水量和饱和水气压差均对粮草复合生态系统蒸散发季节变异存在一定的调控作用,但主要受净辐射和饱和水汽压差的调控。研究结果将为黄土高原粮草复合生态系统管理和气候变化下水分高效利用提供理论依据。

关键词：粮草复合生态系统蒸散发季节动态特征环境因子涡度相关路径分析调控机制

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紫苏籽壳提取物纳米银颗粒的制备及性能表征

食品工业科技 2024年第6期45卷 49-58页

作者：韩婉毓李会珍张志军郭誉嵘张红玉王丹中北大学化学与化工学院山西太原030051 中北大学晋中产业技术创新研究院山西晋中030600

为进一步提高紫苏资源的利用价值,本研究以紫苏籽壳提取物(PSHE)为原料,通过单因素实验,分别考察硝酸银浓度、提取液浓度、超声波功率、超声温度和超声时间对紫苏籽壳提取物纳米银(PSHE@AgNPs)银离子还原率的影响,并在单因素实验基础上... 详细信息

为进一步提高紫苏资源的利用价值,本研究以紫苏籽壳提取物(PSHE)为原料,通过单因素实验,分别考察硝酸银浓度、提取液浓度、超声波功率、超声温度和超声时间对紫苏籽壳提取物纳米银(PSHE@AgNPs)银离子还原率的影响,并在单因素实验基础上,采用响应面法对超声波辅助制备PSHE@AgNPs的工艺进行优化,并采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重分析及透射电子显微镜对PSHE@AgNPs的结构及性能进行表征。结果表明,PSHE@AgNPs制备最佳工艺为:硝酸银浓度15 mmol/L,提取液浓度0.4 g/mL,超声波功率480 W,超声温度80℃,超声时间7 h,在此工艺条件下制备的PSHE@AgNPs银离子还原率达92.37%。X射线衍射分析表明PSHE@AgNPs具有面心立方结构;傅里叶变换红外光谱表明PSHE@AgNPs表面存在植物化学物质,酚类化合物参与纳米银的合成;热重分析显示了PSHE@AgNPs的热稳定性,在276.7~420.3℃范围内存在主要的质量损失,质量减少46.74%;透射电子显微镜显示PSHE@AgNPs是粒径均值为27.97 nm的近球形分散颗粒。研究结果可为超声波辅助绿色合成粒径小、分散性高、具有热稳定性的面心立方结构的PSHE@AgNPs提供理论指导,并推动其在生物材料和医学领域的应用。

关键词：紫苏籽壳纳米银颗粒生物还原法结构性能

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基于PHD图和序列的深度数据关联算法

信号处理 2024年

作者：刘龙谢家强张梦璇胥庆刘希龙西安电子科技大学电子工程学院西安电子科技大学人工智能学院

随着跟踪环境的日益复杂，杂波、目标密集容易造成关联错误，且最优匹配过程随目标数的增长排列组合也呈指数增长，多目标航迹关联的问题愈加凸显，增加了传统算法的复杂性和不可靠性。针对目标数变化和杂波干扰造成的最优匹配问题，本... 详细信息

随着跟踪环境的日益复杂，杂波、目标密集容易造成关联错误，且最优匹配过程随目标数的增长排列组合也呈指数增长，多目标航迹关联的问题愈加凸显，增加了传统算法的复杂性和不可靠性。针对目标数变化和杂波干扰造成的最优匹配问题，本文提出了一种基于PHD（Probability Hypothesis Density，PHD）图特征和序列特征的深度关联网络，首先将目标的PHD图与量测的PHD图进行融合以挖掘目标与量测空间关联特征以及空间结构信息，进而将点迹特征扩展为图像特征，增加可获取的关联判别依据。然后本文对点迹特征或序列特征依据深度学习构建新的度量方法，减少度量方法对于距离的依赖性，从而削弱密集杂波造成的误判。最后，为了避免目标数和量测增加时导致的组合爆炸，本文提出一种基于多头注意力机制的深度匹配网络，利用8头注意力机制关注邻域的分配情况以提高匹配过程的准确性和可靠性，同时可减少计算耗时。消融实验证明，图像特征、序列特征、深度匹配网络均可提高关联信息的特征提取能力以及全局最优匹配过程。仿真实验证明，该深度关联网络可以从隶属矩阵和最小指派过程同时提升关联的准确性和稳定性。此外，该方法也说明了将现有的图像跟踪的关联算法迁移到雷达跟踪中的可行性，为雷达跟踪数据关联的发展提供新思路。

关键词：数据关联概率假设密度图隶属度矩阵空间相似度

基于Transformer特征关联融合小目标检测算法研究

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信号处理 2024年

作者：刘龙方榉炫张梦璇赵秋博张文博西安电子科技大学电子工程学院西安电子科技大学人工智能学院

随着信息化时代的发展，数字技术广泛应用在军事领域。目标检测是武器系统的核心功能，是影响战争局势的重要因素，在侦察、预警及监视等方面具有重要的作用。然而当今目标检测领域主要存在四个问题：小目标检测、小样本检测、检测实时... 详细信息

随着信息化时代的发展，数字技术广泛应用在军事领域。目标检测是武器系统的核心功能，是影响战争局势的重要因素，在侦察、预警及监视等方面具有重要的作用。然而当今目标检测领域主要存在四个问题：小目标检测、小样本检测、检测实时性和遮挡目标检测，小目标检测更是其中的重点和难点。小目标一般只占有几十甚至几个像素，传统检测算法难以依据先验知识，构建适当的特征提取模型并取得精确的检测结果。深度学习检测算法在特征提取时容易丢失特征信息，在复杂多变的应用场景下，容易混淆目标特征与背景噪声。此外，当前的小目标检测算法存在小目标语义特征利用不充分、小目标空间特征不突出等问题。算法检测准确率较低，存在大量漏检和误检现象。针对上述问题，本文提出了一种基于多尺度局部卷积特征关联（Multi-scale Local Convolutional Feature Association，MLCFA）机制的小目标检测算法。MLCFA的核心部分包含局部卷积注意力关联（Local Convolutional Attention Association，LCAA）模块和互注意力特征重构（Cross Attention Feature Reconstruction，CAFR）模块。LCAA模块对特征融合网络得到的多尺度特征图提取特征相关性，并加强小目标内部像素之间的联系，抑制背景噪声的同时突出小目标空间特征的统一性，提高复杂背景下的检测鲁棒性。CAFR模块通过自注意力机制得到100个查询向量，并结合LCAA得到的关联特征序列进行全局特征重构，通过全连接网络得到目标检测信息，一定程度上解决了小目标边界框扰动以及特征缺失的问题。在TinyPerson数据集上的对比实验表明，搭载MLCFA的网络模型与Retinanet等算法相比，对两类目标检测的F1-Score分别提升了19.81%和11.88%，大幅度了提高小目标检测性能，证明了MLCFA模块的有效性。此外通过收敛速度实验表明，MLAFC只需要50个Epoch即可具备良好的检测性能，模型推理较快，具有一定的模型迁移能力。

关键词：小目标检测多尺度局部卷积特征关联局部卷积注意力关联互注意力特征重构

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基于深度学习的人脸动画驱动方法综述

西安电子科技大学学报 2024年

作者：刘龙李浩生张梦璇杜莹常雅淇张文博西安电子科技大学电子工程学院西安电子科技大学人工智能学院北京电影学院实习创作处

人脸动画技术旨在通过输入源数据（如音频或视频）动态驱动静态人脸图像，以产生逼真的动画效果。深度学习技术的发展极大地推动了人脸动画技术的进步，深度学习模型能够学习并捕捉面部特征与运动规律，通过自动化驱动过程实现具有真实... 详细信息

人脸动画技术旨在通过输入源数据（如音频或视频）动态驱动静态人脸图像，以产生逼真的动画效果。深度学习技术的发展极大地推动了人脸动画技术的进步，深度学习模型能够学习并捕捉面部特征与运动规律，通过自动化驱动过程实现具有真实性与个性化表达的人脸动画。目前，基于深度学习的人脸动画领域已有大量研究成果，但现有的综述多聚焦于特定技术或单一模态的驱动源，本文系统地综述了基于深度学习的人脸动画驱动技术，分别按照音视频驱动面部动画的流程总结研究现状。首先，介绍了从输入源数据提取面部特征的一般步骤；其次，深入分析了特征提取与动画合成的关键技术，并对比不同深度学习网络架构在各步骤的优劣性；最后，总结不同架构下的动画生成方法并比较异同。此外，还列举了人脸动画方法常用的数据集及评价指标，总结了领域内现存挑战，进一步阐述了未来工作的发展趋势并做出一些展望，旨在为研究人员提供深度学习在人脸动画领域应用的更全面视角。

关键词：人脸动画深度学习音视频驱动虚拟人研究综述

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玄武岩纤维提升水泥土抗压性能试验研究

中国铁道科学 2024年第1期45卷 36-46页

作者：涂义亮张瑞任思雨罗樟蒋旭辉王琦王瑞琼重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司环境与生态工程院云南昆明650051 中国电建集团重庆工程有限公司工程技术中心重庆400060

水泥土搅拌桩常用于处治山区软弱土路基,但其抗压强度和变形性能较弱,易发生脆性破坏。为此,提出采用玄武岩纤维提升水泥土搅拌桩抗压性能的方法,并通过单轴抗压试验分析纤维掺量和长度对玄武岩纤维水泥土抗压性能的影响规律,最后通过... 详细信息

水泥土搅拌桩常用于处治山区软弱土路基,但其抗压强度和变形性能较弱,易发生脆性破坏。为此,提出采用玄武岩纤维提升水泥土搅拌桩抗压性能的方法,并通过单轴抗压试验分析纤维掺量和长度对玄武岩纤维水泥土抗压性能的影响规律,最后通过电镜扫描试验(SEM)揭示玄武岩纤维对水泥土的抗压性能提升机理。结果表明:玄武岩纤维水泥土的应力-应变曲线先后经历孔隙压密、弹性变形、弹塑性变形及破坏4个典型阶段;玄武岩纤维的掺入有效提高了水泥土的抗压性能,抗压强度、峰值应变随着纤维掺量的增加先增大后减小,弹性模量随之先减小后小幅上下波动;抗压强度随着纤维长度的增加而减小,峰值应变随之先增大后减小,而弹性模量则先减小后增大,在纤维掺量为0.6%、长度为6 mm时抗压强度最大;玄武岩纤维通过与水泥土颗粒之间的摩擦力和机械锚固力对土体进行摩擦加筋,锚固水泥土内部的裂纹增强颗粒之间的连接作用力,但当纤维过多或者较长时,会出现“堆聚”和“交叉搭接”现象,减少有效加筋纤维数量,从而降低试样的抗压性能,因此在水泥土中掺入玄武岩纤维时,纤维掺量和长度要适宜。

关键词：软弱土玄武岩纤维水泥土搅拌桩单轴抗压试验电镜扫描

考虑路面摩擦性能的自动驾驶汽车安全制动策略

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 489-500页

作者：李峰邓宇彤刘亦心周思齐北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 车路协同与安全控制北京市重点实验室北京100191

针对现有自动驾驶研究大多忽略路面摩擦性能的问题,制备了5种不同级配的沥青混合料车辙板试件,基于Persson表面分形摩擦理论和轮胎‒路面三维有限元模型,求解沥青路面的动摩擦系数和附着系数,表征其摩擦性能,并使用Matlab/Simulink软件... 详细信息

针对现有自动驾驶研究大多忽略路面摩擦性能的问题,制备了5种不同级配的沥青混合料车辙板试件,基于Persson表面分形摩擦理论和轮胎‒路面三维有限元模型,求解沥青路面的动摩擦系数和附着系数,表征其摩擦性能,并使用Matlab/Simulink软件建立自动驾驶汽车的动力学控制模块,根据车辆期望制动减速度和道路摩擦性能逆向反推求解轮缸的制动压力值,实现自动驾驶汽车的制动过程。使用CarSim软件和Matlab/Simulink进行联合仿真,设定了下坡制动和曲线制动工况,分析了纵向坡度、弯道半径和道路超高等影响因素对自动驾驶车辆制动效能的影响。

关键词：三维纹理沥青路面摩擦性能轮胎有限元模型自动驾驶车辆制动效能

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槽轮式黄芪移栽机关键部件设计与试验

中国农机化学报 2024年第2期45卷 71-78页

作者：沈立新陈文辉滕淑霞顾秀艳李淼张掖市农业机械化技术推广站甘肃张掖734000

黄芪开沟覆膜露头农艺高产优势明显,但在实际生产中移栽环节主要依靠人工来完成,导致种植成本快速攀升,是制约根茎类中药材产业持续发展的“短板”。针对这一问题,设计槽轮式移栽机点苗机构和覆土机构2个关键部件。盛苗槽采用正反两个... 详细信息

黄芪开沟覆膜露头农艺高产优势明显,但在实际生产中移栽环节主要依靠人工来完成,导致种植成本快速攀升,是制约根茎类中药材产业持续发展的“短板”。针对这一问题,设计槽轮式移栽机点苗机构和覆土机构2个关键部件。盛苗槽采用正反两个方向在沿槽轮圆周方向倾斜排列的方式,通过地轮带动槽轮转动,可实现盛苗槽内的黄芪种苗按照正确的姿态投置在苗沟之中,且满足种苗向苗沟内侧两边交替投置的农艺要求;覆土机构采用螺旋绞龙结构,这样有利于实现苗沟覆土厚度均匀一致,为苗沟回填后保持土壤的平整度提供保障。通过田间试验,样机出苗整齐、长势良好、单株茁壮,无漏苗现象。在综合效益方面,相比对照机具,项目样机可节约地膜用量52 kg/hm^(2),减少用工20人/hm^(2),移栽环节可节省支出2000元/hm^(2),同时为秋季机械化挖掘收获作业创造有利条件。

关键词：黄芪种苗槽轮式移栽机倾斜槽点苗绞龙覆土

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