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改进的麻雀搜索算法优化无线传感器网络覆盖

吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 761-770页

作者：段锦姚安妮王震于林韬长春理工大学电子信息工程学院长春130012

针对麻雀搜索算法在高维复杂问题上由于随机性大而容易陷入局部最优的问题,提出了一种融合多策略改进的麻雀搜索算法。在初始化阶段,引入佳点集策略以确保种群具备多样性和遍历性。在发现者位置更新中,采用动态学习机制平衡全局寻优和... 详细信息

针对麻雀搜索算法在高维复杂问题上由于随机性大而容易陷入局部最优的问题,提出了一种融合多策略改进的麻雀搜索算法。在初始化阶段,引入佳点集策略以确保种群具备多样性和遍历性。在发现者位置更新中,采用动态学习机制平衡全局寻优和局部探索;在跟随者位置更新中,引入莱维飞行扰动机制以增强局部逃逸能力。最后,将本文算法应用于解决无线传感器网络覆盖问题,从最大化覆盖率、最小化冗余和最大化能耗均衡3个角度对多目标覆盖优化问题进行抽象。仿真结果表明:3项改进措施显著提高了算法性能,增强了网络节点覆盖质量,使网络整体性能得到了有效提升,证明本文算法具备实际应用的良好性能。

关键词：信息处理技术麻雀搜索算法无线传感器网络覆盖佳点集初始化动态学习机制莱维飞行策略

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降质靶标检测算法

兵工学报 2024年第6期45卷 2065-2075页

作者：刘鹏熊泽宇景文博冯萱张俊豪刘桐伯吴雪妮夏璇万琳琳赵海丽长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130000 长春理工大学光电信息工程学院吉林长春130000

装甲车辆动态性能考核中的立靶成像测试环节,靶标检测的准确性与武器装备鉴定及定型的精度息息相关。针对靶标图像对比度低、可辨识度低等降质问题,提出一种基于改进YOLOv5的降质靶标检测算法:使用多分支分组卷积结构配合深度、逐点卷... 详细信息

装甲车辆动态性能考核中的立靶成像测试环节,靶标检测的准确性与武器装备鉴定及定型的精度息息相关。针对靶标图像对比度低、可辨识度低等降质问题,提出一种基于改进YOLOv5的降质靶标检测算法:使用多分支分组卷积结构配合深度、逐点卷积搭建主干特征提取网络,降低网络参数计算量,提高网络的检测速度;引入表征注意力机制,增强靶标的表征能力;在网络输出层,引入3分支空间特征融合,利用低层特征图的细粒度特征信息与高层特征图丰富的语义信息组合,保留降质靶标图像的细节、边缘语义信息;实验结果表明:在靶标数据集中,所提算法的检测精度mAP达到90.88%,检测速度达到52.74帧/s,能在降质环境下够高效、精准地完成动态性能考核中立靶成像测试环节中的靶标检测部分。

关键词：靶标降质图像目标检测特征融合注意力机制

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基于亚像素定位的人体姿态热图后处理

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1385-1392页

作者：王宇赵凯长春理工大学电子信息工程学院长春130022 黑龙江科技大学电子与信息工程学院哈尔滨150022

为提高热图预测关节点的精度,提出了一种基于亚像素定位的人体姿态热图后处理方法,该方法包括2个策略:第一个策略是翻转图像热图的亚像素偏移处理,可以消除与原始图像热图的未对齐偏差;第二个策略是局部区域曲面拟合的热图解码,实现关... 详细信息

为提高热图预测关节点的精度,提出了一种基于亚像素定位的人体姿态热图后处理方法,该方法包括2个策略:第一个策略是翻转图像热图的亚像素偏移处理,可以消除与原始图像热图的未对齐偏差;第二个策略是局部区域曲面拟合的热图解码,实现关节点的亚像素定位。本文热图后处理方法独立于网络模型,不需要对模型进行任何修改即可应用于当前基于热图的人体姿态估计模型。在COCO2017和MPII数据集上对本文方法进行了实验。以HRNet-W32-256×192模型和Simple Baseline-W32-256×192模型为例,COCO2017数据集上平均精度分别提高了0.9和1.1,验证了方法的有效性。

关键词：计算机视觉人体姿态估计热图后处理高斯拟合热图解码

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基于双特征融合引导的深度图像超分辨率重建网络

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 391-398页

作者：耿浩文王宇辛彦玲长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130012

针对彩色图像引导的深度图像超分辨率重建算法中存在的纹理转移和深度流失的问题,提出一种基于双特征融合引导的深度图像超分辨率重建网络(DF-Net)。为了充分利用深度和强度特征的关联性,在网络模型的深度恢复重建部分采用双通道融合模... 详细信息

针对彩色图像引导的深度图像超分辨率重建算法中存在的纹理转移和深度流失的问题,提出一种基于双特征融合引导的深度图像超分辨率重建网络(DF-Net)。为了充分利用深度和强度特征的关联性,在网络模型的深度恢复重建部分采用双通道融合模块(DCM)和双特征引导重建模块(DGM)。利用输入金字塔结构提取深度信息和强度信息的多尺度特征:DCM基于通道注意力机制对深度特征和强度特征进行通道间的特征融合与增强;DGM将深度、强度特征自适应选择融合后实现重建的双特征引导,增加了深度特征的引导作用,改善了纹理转移和深度流失的问题。实验结果表明,所提方法的峰值信噪比(PSNR)和均方根误差(RMSE)优于RMRF、JBU和Depth-Net等方法,尤其4×超分辨率重建结果的PSNR值比其他方法平均提升6.79 dB,RMSE平均下降0.94,取得了较好的深度图像超分辨率重建效果。

关键词：图像处理图像超分辨率重建卷积神经网络深度图像特征融合通道注意力

基于Wi-Fi子载波互信息的人体呼吸感知系统

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通信学报 2024年第2期45卷 240-253页

作者：刘影胡梦圆钱志鸿辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125105 吉林大学通信工程学院吉林长春130012

不可预测环境变化使Wi-Fi信号存在较大的波动,很难对子载波中的静态分量和行为感知的动态分量进行量化,导致无法准确刻画出动态呼吸特征的波动形式。基于此,提出了一种基于子载波互信息的呼吸感知(SMIBP)系统。首先,提出了动态分量信息(... 详细信息

不可预测环境变化使Wi-Fi信号存在较大的波动,很难对子载波中的静态分量和行为感知的动态分量进行量化,导致无法准确刻画出动态呼吸特征的波动形式。基于此,提出了一种基于子载波互信息的呼吸感知(SMIBP)系统。首先,提出了动态分量信息(DCI)的刻画形式,利用互信息理论提取子载波中代表呼吸的动态分量信息。然后,利用层次分析法组合各子载波以最大化呼吸信号的动态特征,得到重构的DCI感知基信号,最后联合小波变换和峰值检测法得到呼吸速率,揭示了代表人体呼吸动态分量的理论途径。仿真结果表明,所提系统能较好地刻画每个子载波中动态呼吸分量,且在不同场景下可显著提高Wi-Fi对于小尺度动作的感知精度与范围。

关键词：动态分量信息信道状态信息无接触呼吸监测层次分析法

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光轴稳定探测系统无热化光机结构设计

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 909-920页

作者：宋长孝于信白素平姜冬旭刘才关淼心韩佳昊长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022

在星地领域,激光通讯设备的发射光轴和接收光轴的对准度至关重要,而温度变化会导致光学元件和机械结构变形,影响光轴对准度,使系统探测精度降低。针对这一问题,本文设计了一种用于探测的高精度光轴稳定系统,根据宽波段和共轭成像的技术... 详细信息

在星地领域,激光通讯设备的发射光轴和接收光轴的对准度至关重要,而温度变化会导致光学元件和机械结构变形,影响光轴对准度,使系统探测精度降低。针对这一问题,本文设计了一种用于探测的高精度光轴稳定系统,根据宽波段和共轭成像的技术要求,使用具有像传递的离轴反射式开普勒望远系统压缩光束,经过分光镜后分别进入到探测子单元中,并设计了长焦距光轴稳定探测系统以提高探测精度;为校正反射系统的热差,根据光学被动无热化技术利用折射镜组补偿反射镜组的热致像差;设计机械结构并进行有限元分析;对有限元数据进行处理并带回到光学软件中仿真温度变化引起的光轴偏移角度;最后搭建平台进行验证。结果表明:光轴稳定探测系统在-10℃时光轴偏移角度为3.90″,在45℃时光轴偏移角度为4.23″,降低了温度变化对光轴偏移的影响。

关键词：离轴双反系统光轴稳定性无热化设计有限元分析泽尼克多项式

深度学习辅助水下光通信信号检测算法仿真及实验研究

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光子学报 2024年第7期53卷 235-245页

作者：叶鹏飞张鹏于浩何爽田东生王圆鑫佟首峰长春理工大学电子信息工程学院长春130022 长春理工大学光电工程学院长春130022 长春理工大学中山研究院中山528400 吉林大学通信工程学院长春130022

针对水下光通信提出了深度学习辅助的信号检测方法,设计并搭建了室内水下光通信实验平台,测试了所构建的三种水箱信道(水流、浑浊水流1、浑浊水流2)的数学模型,对所提方法进行了仿真测试,采集实验数据集对比研究了三种信道下所提方法与... 详细信息

针对水下光通信提出了深度学习辅助的信号检测方法,设计并搭建了室内水下光通信实验平台,测试了所构建的三种水箱信道(水流、浑浊水流1、浑浊水流2)的数学模型,对所提方法进行了仿真测试,采集实验数据集对比研究了三种信道下所提方法与自适应阈值法的性能。针对不同水下信道、5 Mbps通信传输,三种信道下所提方法误比特率相比自适应阈值法最高分别降低了2个数量级、1个数量级、1个数量级。针对浑浊水流信道1、不同通信速率(5 Mbps、10 Mbps、25 Mbps)通信传输,三种速率下所提方法误比特率均降低了1个数量级。相比自适应阈值法,所提方法在复杂信道下水下无线光通信提高性能方面具有一定作用,可为高速可靠水下无线光通信系统设计提供一定参考。

关键词：光通信通断键控调制深度学习深度神经网络信号检测

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基于轮式里程计的无人车分层控制策略

控制理论与应用 2024年

作者：单泽彪魏昌斌刘小松王宇航长春理工大学电子信息工程学院吉林大学通信工程学院长春气象仪器研究所

针对电动两驱差速型无人车,由于路面摩擦、车辆重心不稳等因素存在,左右两侧驱动轮受到的行驶阻力不同,导致车辆的行驶方向总是出现有规律的向左或者向右偏离无人车纵轴线的现象.传统的无人车行驶方案是靠图像、基站定位等方式根据外界... 详细信息

针对电动两驱差速型无人车,由于路面摩擦、车辆重心不稳等因素存在,左右两侧驱动轮受到的行驶阻力不同,导致车辆的行驶方向总是出现有规律的向左或者向右偏离无人车纵轴线的现象.传统的无人车行驶方案是靠图像、基站定位等方式根据外界的参考环境获得偏移误差然后对车身进行调整,此类方法应对复杂环境的能力有限.本文提出了一种基于自抗扰控制的仅依靠轮式里程计的无人车分层控制策略.首先,根据差速型无人车的里程计信息推算出偏移的距离,上层控制器根据偏移误差设计期望航向角函数,调整车辆的航向角达到控制行驶的目的.下层控制器基于动力学模型设计扩张状态观测器估计车辆运动产生的扰动并对两侧电机进行补偿.最后通过数值仿真和实车测试实验验证了所提分层控制策略的有效性.

关键词：无人车控制轮式里程计期望航向角自抗扰控制分层控制策略

基于总体最小二乘-旋转不变算法的地表核磁共振信号参数估计

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 720-727页

作者：于晓辉冯海田宝凤孙海欣孙晓东吉林大学通信工程学院长春130022 吉林大学仪器科学与电气工程学院/地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026 长春大学电子信息学院长春130022

在地表核磁共振(SNMR)找水系统中,根据SNMR信号的参数能够预估地下含水层的储水量、导电性以及孔隙结构等信息。然而在实际应用中探测现场采集的SNMR信号十分微弱,易受到环境噪声干扰,导致无法直接获取SNMR信号的参数。针对这一问题,该... 详细信息

在地表核磁共振(SNMR)找水系统中,根据SNMR信号的参数能够预估地下含水层的储水量、导电性以及孔隙结构等信息。然而在实际应用中探测现场采集的SNMR信号十分微弱,易受到环境噪声干扰,导致无法直接获取SNMR信号的参数。针对这一问题,该文提出基于总体最小二乘-旋转不变法(TLS-ESPRIT)的地表核磁共振信号参数估计方法。基于谐波噪声与SNMR信号的相似信号特征构成一个由多个正弦衰减信号叠加的混合信号模型,使用TLS-ESPRIT将混合信号参数提取问题转换为旋转不变矩阵的广义特征值求解,从而获得SNMR信号的拉莫尔频率和弛豫时间,并结合最小二乘法求得其初始振幅和相位。仿真信号和实测信号实验结果表明此方法能够估计出混有随机噪声和工频谐波噪声的SNMR信号的参数,相比传统的谐波建模方法,在参数提取精度上效果更好。

关键词：地表核磁共振总体最小二乘-旋转不变法谐波噪声