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欠驱动无人船非奇异固定时间鲁棒包容控制

控制与决策 2023年第5期38卷 1286-1294页

作者：马俊达谭冲刘可哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150000 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150000 省级复杂智能系统与集成重点实验室哈尔滨150000

针对外界干扰下的欠驱动无人船包容控制问题,提出一种新型非奇异固定时间滑模控制策略.整个控制器设计过程分为运动学回路设计和动力学回路设计.在运动学回路设计中,利用图论知识和固定时间稳定性理论设计非奇异固定时间分布式虚拟控制... 详细信息

针对外界干扰下的欠驱动无人船包容控制问题,提出一种新型非奇异固定时间滑模控制策略.整个控制器设计过程分为运动学回路设计和动力学回路设计.在运动学回路设计中,利用图论知识和固定时间稳定性理论设计非奇异固定时间分布式虚拟控制律,使得所有跟随船在固定时间内收敛于领导船张成的凸包内;在动力学回路设计中,为实现对虚拟控制律的跟踪控制,利用固定时间滑模控制法设计鲁棒包容控制律.最后,证明系统跟踪误差在固定时间收敛于平衡点,且与船舶的初始状态无关.仿真结果验证了所提出控制策略的有效性.

关键词：无人船多船编队系统包容控制固定时间控制

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双线性融合网络的驾驶员分心行为识别

北京邮电大学学报 2022年第2期45卷 79-84页

作者：柳长源虎浩媛毕晓君哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080 中央民族大学信息工程学院北京100081

准确识别驾驶员的分心行为能够从源头上减少交通事故的发生。传统的识别方法类别少,准确率不高,对此,引入并改进残差神经网络(ResNet-50)对驾驶员分心行为进行识别。为了进一步提高模型特征的提取能力,从改进后的ResNet-50和EfficientNe... 详细信息

准确识别驾驶员的分心行为能够从源头上减少交通事故的发生。传统的识别方法类别少,准确率不高,对此,引入并改进残差神经网络(ResNet-50)对驾驶员分心行为进行识别。为了进一步提高模型特征的提取能力,从改进后的ResNet-50和EfficientNet-B0模型中提取特征,并将其双线性融合,从而进一步提高模型的识别准确率。通过对正常驾驶、玩手机、打电话、喝水、向后座拿东西、与副驾交谈6种驾驶员的行为进行测试,改进后ResNet-50模型的平均识别准确率达94.2%。将改进后的ResNet-50与EfficientNet-B0模型进行融合,融合模型的平均识别准确率高达96.7%。实验结果表明,该方法对驾驶员分心行为的检测有较好的分类效果。

关键词：分心行为识别深度学习 ResNet-50 双线性融合

融合边缘增强与非局部模块的遥感图像超分辨率重建生成对抗网络

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光学精密工程 2023年第14期31卷 2080-2092页

作者：刘杰祁箬韩轲哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院黑龙江哈尔滨150028

针对遥感图像成像过程中噪声污染严重,超分辨率重建图像存在目标边缘模糊和伪影等问题,本文提出一种融合边缘增强与非局部模块的遥感图像超分辨率算法(Edge-Enhanced and Non-local Modules Generative Adversarial Net⁃work,ENGAN)。... 详细信息

针对遥感图像成像过程中噪声污染严重,超分辨率重建图像存在目标边缘模糊和伪影等问题,本文提出一种融合边缘增强与非局部模块的遥感图像超分辨率算法(Edge-Enhanced and Non-local Modules Generative Adversarial Net⁃work,ENGAN)。为了使图像细节边缘更清晰,本文融合一种图像边缘增强模块;同时,为进一步扩大模型感受野和增强去除边缘噪声性能,改进边缘增强模块中的Mask分支;此外,引入非局部模块,通过更好地利用图像的内在特征相关性,进一步提升了网络的重建性能。本文在UCAS-AOD和NWPU VHR-10两种遥感图像数据集上进行多个算法的对比实验,结果表明本文提出的方法在多个评价指标上均有所改善。以退化类型Ⅳ为例,本文方法相比深度盲超分辨率退化模型,4倍超分辨率的SSIM提升了0.068,PSNR提升了1.400 dB,RMSE减少了12.5%,且重建后的遥感图像相较于原始图像可以得到更好的地面目标检测结果。

关键词：遥感图像超分辨率边缘增强非局部特征生成对抗网络

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面向语音分离的GAastICA算法

哈尔滨理工大学学报 2022年 80-87页

作者：兰朝凤陈英淇林小佳刘岩陈旭奇哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院

随着语音处理技术的发展,新的语音分离算法不断地被提出。针对观测信号中噪声而导致分离效果不理想的问题,将几何运算(GA)方法和快速独立成分分析(FastICA)算法结合提出了GAFastICA算法。为探究GAFastICA算法的有效性,绘制了分离后语音... 详细信息

随着语音处理技术的发展,新的语音分离算法不断地被提出。针对观测信号中噪声而导致分离效果不理想的问题,将几何运算(GA)方法和快速独立成分分析(FastICA)算法结合提出了GAFastICA算法。为探究GAFastICA算法的有效性,绘制了分离后语音信号的时域波形,给出了分离前后语音信号的相关系数。当信噪比为4 dB时,分离后语音信号与原始语音信号的相关系数为0.785 2。仿真实验结果表明,在信噪比为12 dB,factory、babble噪声条件下,GAFastICA算法相较于FastICA算法相关系数提高了0.021 2和0.030 4;信噪比为8 dB的条件下,相关系数提高了0.137 4和0.132 8。GAFastICA算法可有效分离语音信号,在噪声环境下具有较好的语音分离效果。

关键词：语音处理语音分离独立成分分析信噪比

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多尺度时空特征融合的动态手势识别网络

电子与信息学报 2023年第7期45卷 2614-2622页

作者：刘杰王月田明哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080 中国电信股份有限公司黑龙江分公司哈尔滨150040

由于动态手势数据具有时间复杂性以及空间复杂性,传统的机器学习算法难以提取准确的手势特征;现有的动态手势识别算法网络设计复杂、参数量大、手势特征提取不充分。为解决以上问题,该文提出一种基于卷积视觉自注意力模型(CvT)的多尺度... 详细信息

由于动态手势数据具有时间复杂性以及空间复杂性,传统的机器学习算法难以提取准确的手势特征;现有的动态手势识别算法网络设计复杂、参数量大、手势特征提取不充分。为解决以上问题,该文提出一种基于卷积视觉自注意力模型(CvT)的多尺度时空特征融合网络。首先,将图片分类领域的CvT网络引入动态手势分类领域,用于提取单张手势图片的空间特征,将不同空间尺度的浅层特征与深层特征融合。其次,设计一种多时间尺度聚合模块,提取动态手势的时空特征,将CvT网络与多时间尺度聚合模块结合,抑制无效特征。最后为了弥补CvT网络中dropout层的不足,将R-Drop模型应用于多尺度时空特征融合网络。在Jester数据集上进行实验验证,与多种基于深度学习的动态手势识别方法进行对比,实验结果表明,该文方法在识别率上优于现有动态手势识别方法,在动态手势数据集Jester上识别率达到92.26%。

关键词：动态手势识别深度学习卷积视觉自注意力模型多尺度融合

考虑双向流固耦合的换热器弹性管束流致振动特性三维数值模拟研究

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振动与冲击 2022年第17期41卷 63-72页

作者：李岳霖孙超艾诗钦刘月婵哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学动力工程及工程热物理博士后科研流动站哈尔滨150001

为研究换热器管束的流致振动特性,开展了考虑双向流固耦合情况下的换热管束三维数值模拟研究。建立换热管及管内外流域的三维有限元模型,计算单、多跨换热管的固有频率,考虑到换热管与支撑板之间的有效支撑具有随机性,对支撑板失效情况... 详细信息

为研究换热器管束的流致振动特性,开展了考虑双向流固耦合情况下的换热管束三维数值模拟研究。建立换热管及管内外流域的三维有限元模型,计算单、多跨换热管的固有频率,考虑到换热管与支撑板之间的有效支撑具有随机性,对支撑板失效情况下的四跨管固有频率及振型进行了计算。在此基础上,针对单、多管与管外流域进行双向流固耦合数值模拟分析。结果表明:计算得到的固有频率与理论值误差基本低于3%;同阶固有频率随着支撑失效个数增多而降低;单、多跨管的振动频率与之升、阻力频率一一对应;多跨管对称跨的振动位移曲线形状相似且幅值相近;管束间距越大,管子之间相互影响越小,振动位移曲线越易出现Strouhal振型。

关键词：换热管束固有频率双向耦合流致振动数值模拟

融合传感器阵列与SSA-BP神经网络的气体监测系统设计

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传感技术学报 2022年第8期35卷 1093-1101页

作者：董常庆施云波牛昊东王天康林贵李萍哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了有效监测化工厂等场所的危险气体和解决金属氧化物传感器普遍存在交叉敏感性的问题,首先使用不同的MEMS气体传感器组成传感器阵列。然后配制不同的实验气样进行测试,得到实验测试数据,并整理成训练集和测试集样本。最后,采用麻雀搜... 详细信息

为了有效监测化工厂等场所的危险气体和解决金属氧化物传感器普遍存在交叉敏感性的问题,首先使用不同的MEMS气体传感器组成传感器阵列。然后配制不同的实验气样进行测试,得到实验测试数据,并整理成训练集和测试集样本。最后,采用麻雀搜索算法优化的BP神经网络(SSA-BP)完成气体的定性、定量分析。实验测试结果表明:SSA可以有效提高预测模型的预测精度和稳定性,对乙醇、甲烷、氨气定性识别的正确率达到100%,气体定量预测的最大相对误差不超过5.50%,预测效果得到明显改善。该系统可以满足混合气体的定性和定量分析要求,在危险化学气体监测方面具有良好的应用前景。

关键词：传感器阵列混合气体识别 BP神经网络麻雀搜索算法

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文物图像的超分辨率重建算法研究

电子学报 2023年第1期51卷 139-145页

作者：刘杰葛一凡田明哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 中国电信黑龙江省分公司黑龙江哈尔滨150000

文物的数字化保护与分类识别是当前图像处理研究的热点之一.针对常规超分辨率算法不能充分描述现实世界中文物图像复杂纹理结构的问题,本文提出一种基于回归环金字塔型生成对抗网络的文物图像超分辨率算法(Closed-loop Pyramid Informat... 详细信息

文物的数字化保护与分类识别是当前图像处理研究的热点之一.针对常规超分辨率算法不能充分描述现实世界中文物图像复杂纹理结构的问题,本文提出一种基于回归环金字塔型生成对抗网络的文物图像超分辨率算法(Closed-loop Pyramid Information Generative Adversarial Network,CPIGAN).考虑文物图像的噪声等不定因素,本文采用不同的降采样方式构建了两种文物数据集且探索了一种改进信息块提取策略,提高了原始高分辨率文物图像中高频信息的利用率.本文进一步设计了一种金字塔型生成对抗网络并融入回归环结构,增强了网络从低分辨率图像到高分辨率图像映射的能力.基于自建文物图像数据集,本文算法与多种算法进行了实验对比分析,多个客观指标均有所提升且重建图像主观上更符合人类视觉标准.

关键词：文物图像超分辨率生成对抗网络金字塔型回归环

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基于局部投影的视差图像拼接平滑优化

电子学报 2022年第6期50卷 1451-1456页

作者：刘杰游品鸿田明刘金凤哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 中国电信黑龙江省分公司黑龙江哈尔滨150080

针对视差图像拼接之后存在对齐不准和扭曲的问题,提出一种基于局部投影的视差图像拼接的平滑优化方法.将输入图像进行特征点检测,通过局部保留结构进行图像匹配并计算投影矩阵,利用重合边界投影模型与投影矩阵进行归一化距离判定,距离... 详细信息

针对视差图像拼接之后存在对齐不准和扭曲的问题,提出一种基于局部投影的视差图像拼接的平滑优化方法.将输入图像进行特征点检测,通过局部保留结构进行图像匹配并计算投影矩阵,利用重合边界投影模型与投影矩阵进行归一化距离判定,距离小于阈值则保留,大于阈值则舍弃并继续矩阵计算.在图像非重合部分,利用图像的变形函数得到最小弯曲能量函数,使非重合区域向全局变换上过渡.实验结果表明:所提算法提高了图像匹配精度,对图像的扭曲具有优化作用,增强了图像的整体性并获得了更好的视觉体验.

关键词：视差图像拼接投影矩阵全局变换阈值