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基于稀疏贝叶斯学习的GFDM系统联合迭代信道估计与符号检测

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电子学报 2024年第5期52卷 1496-1505页

作者：王莹于永海郑毅林彬大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

针对当前广义频分复用(Generalized Frequency Division Multiplexing,GFDM)系统时变信道估计精度低的问题,提出基于稀疏贝叶斯学习的GFDM系统联合信道估计与符号检测算法.具体地,采用无干扰导频插入的GFDM多重响应信号模型,在稀疏贝叶... 详细信息

针对当前广义频分复用(Generalized Frequency Division Multiplexing,GFDM)系统时变信道估计精度低的问题,提出基于稀疏贝叶斯学习的GFDM系统联合信道估计与符号检测算法.具体地,采用无干扰导频插入的GFDM多重响应信号模型,在稀疏贝叶斯学习框架下,结合期望最大化算法(Expectation-Maximization,EM)和卡尔曼滤波与平滑算法实现块时变信道的最大似然估计;基于信道状态信息的估计值进行GFDM符号检测,并通过信道估计与符号检测的迭代处理逐步提高信道估计与符号检测的精度.仿真结果表明,所提算法能够获得接近完美信道状态信息条件下的误码率性能,且具有收敛速度快、对多普勒频移鲁棒性高等优点.

关键词：广义频分复用时变信道估计稀疏贝叶斯学习期望最大化卡尔曼滤波与平滑

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实时输出视频的水下主动偏振成像

光学精密工程 2024年第10期32卷 1443-1455页

作者：吴厚德翟予峥王洪昌李持尧郭睿琦大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

针对在水下主动偏振成像方法中,需要机械旋转相机前的检偏器获取正交偏振态图像,导致无法实时输出去后向散射视频的问题,提出了实时输出视频的水下主动偏振成像方法。首先,本方法将正交偏振切换位置从相机端更换到光源端,而相机端的检... 详细信息

针对在水下主动偏振成像方法中,需要机械旋转相机前的检偏器获取正交偏振态图像,导致无法实时输出去后向散射视频的问题,提出了实时输出视频的水下主动偏振成像方法。首先,本方法将正交偏振切换位置从相机端更换到光源端,而相机端的检偏器偏振状态保持不变,并论证了此改变并不影响去后向散射的效果;然后,设计了阵列正交偏振光源,即光源由偏振态正交的两组LED灯珠交错排列组成,通过独立的驱动电路分别控制两组灯珠,输出偏振态正交的偏振光,从硬件上取消了偏振态切换的机械结构;第三,设计了同步控制装置,分别控制光源输出的偏振态和相机拍照,实现了正交偏振态图像数据的采集;最后,通过流水线式主动偏振图像处理方法,实现实时的视频输出。实验结果表明,本方法可以实时输出去后向散射视频,且在去后向散射性能上,与机械式主动偏振成像方法性能接近,两者去后向散射性能的背离度均低于4%,图像EME值增长倍数最大可达17.96。本方法具有结构简单、成本低、输出帧频不受影响以及相机选择性多等优点,能够广泛应用在水下成像领域。

关键词：主动偏振成像去后向散射阵列正交偏振光源实时视频

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基于改进ShuffleNet V2的室内可见光指纹定位算法

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中国激光 2024年第13期51卷 191-203页

作者：曲佳王旭东吴楠大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

为增强室内可见光定位系统准确性及实时性,提出了基于改进ShuffleNet V2神经网络的可见光指纹定位算法。该算法使用参考节点的接收信号强度和到达角度作为联合指纹特征,并使用接收器坐标作为训练标签来创建指纹数据库。通过消融实验,改... 详细信息

为增强室内可见光定位系统准确性及实时性,提出了基于改进ShuffleNet V2神经网络的可见光指纹定位算法。该算法使用参考节点的接收信号强度和到达角度作为联合指纹特征,并使用接收器坐标作为训练标签来创建指纹数据库。通过消融实验,改进了ShuffleNet V2网络结构,将指纹数据库引入改进ShuffleNet V2网络训练,实现不同数据通道之间的信息交流,提高了神经网络的特征提取能力。为比较和分析其他多种可见光室内定位算法的性能,体现所提算法的技术优势,进行了仿真实验,在室内5 m×5 m×3 m的定位场景下,提出的定位算法平均定位时间为174 ms,平均定位误差为2.30 cm,同时针对室内不同高度的定位精度也达到厘米级。

关键词：光通信室内可见光定位 ShuffleNet V2网络指纹定位接收信号强度到达角度

基于改进型转矩分配函数的开关磁阻电机转矩与峰值电流优化研究

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电机与控制学报 2024年第5期28卷 119-129页

作者：许爱德孙景浩冷冰杨洋大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026 大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026

开关磁阻电机(SRM)使用传统的转矩分配函数控制时由于转矩分配函数的开关角度恒定,使其在换相阶段出现较为明显的转矩脉动和较高的峰值电流现象。针对这一现象,提出实时调节开关角度的指数型转矩分配函数的控制方法来降低转矩脉动与相... 详细信息

开关磁阻电机(SRM)使用传统的转矩分配函数控制时由于转矩分配函数的开关角度恒定,使其在换相阶段出现较为明显的转矩脉动和较高的峰值电流现象。针对这一现象,提出实时调节开关角度的指数型转矩分配函数的控制方法来降低转矩脉动与相峰值电流。与传统的转矩分配控制进行比较分析,所提算法能够在不同电机转速下抑制转矩脉动和降低SRM定子绕组换相峰值电流,在中低速情况下,实时优化转矩分配函数开关角与重叠角,提高了SRM的运行效率。以一台2.2 kW的12/8开关磁阻电机作为控制对象,建立控制系统仿真模型,通过仿真和实验验证了所提算法的有效性。

关键词：开关磁阻电机转矩分配函数开关角度转矩脉动峰值电流

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面向调色板设计的感知一致色彩排序方法

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第5期36卷 678-686页

作者：肖志雄许文松曾琼山东大学计算机科学与技术学院青岛266000 大连海事大学信息科学技术学院大连116026

针对可视化设计中调色板选择涉及的大量视觉比较操作,为了提升色彩设计效率,提出一种符合感知的调色板色彩排序方法.首先建立由全局有序性以及视觉连贯性约束因子组成的色彩排序能量优化方程,并通过粒子群算法对其求解以获得感知一致的... 详细信息

针对可视化设计中调色板选择涉及的大量视觉比较操作,为了提升色彩设计效率,提出一种符合感知的调色板色彩排序方法.首先建立由全局有序性以及视觉连贯性约束因子组成的色彩排序能量优化方程,并通过粒子群算法对其求解以获得感知一致的色彩排序;在此基础上,开发了一个基于感知一致色彩排序的调色板设计系统,可以支持调色板选取、调色板全局探索、基于样例的调色板检索等功能.利用定量度量和用户实验对所提方法在感知一致性及调色板比较任务上进行实验,结果表明,该方法可以生成符合感知的调色板色彩排序结果,能有效地促进调色板相似性比较的准确性及效率.

关键词：数据可视化色彩设计自动色彩优化

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一种新型双频双圆极化复合微带天线设计

电波科学学报 2024年第2期39卷 355-360页

作者：傅世强付笑茹李婵娟王钟葆大连海事大学信息科学技术学院大连116026

针对空间微波能量收集的应用场景,提出了一种微带线行波激励的双端口双频双圆极化复合微带天线。该天线由一个工作在低频段的微带圆环和一个工作在高频段的微带圆片复合而成,分别由两种不同的正交十字缝隙耦合馈电,采用微带线级联依次相... 详细信息

针对空间微波能量收集的应用场景,提出了一种微带线行波激励的双端口双频双圆极化复合微带天线。该天线由一个工作在低频段的微带圆环和一个工作在高频段的微带圆片复合而成,分别由两种不同的正交十字缝隙耦合馈电,采用微带线级联依次相差90°顺序旋转四馈电实现圆极化,通过对称性结构设计,分别从两个不同端口输入获得双圆极化性能。实验结果表明:在880~960 MHz和1.85~2.45 GHz频带内S11<−10 dB,阻抗相对带宽分别为8.7%和30%;在885~920 MHz和1.86~2.43 GHz频带内轴比小于3 dB,圆极化相对带宽分别为4%和29%;天线的方向性在工作频段内良好,在低频段增益达到5.4 dB,在高频段增益达到7.7 dB。该天线结构紧凑且加工简单,为双端口双频双圆极化天线的研究与设计提供了新思路。

关键词：缝隙耦合行波激励双频双圆极化复合天线

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基于激光场同步扫描的水下光学成像系统

激光与光电子学进展 2024年

作者：吴厚德刘振义王洪昌李持尧顾晓雪郭睿琦大连海事大学信息科学技术学院

针对水下光学成像中因水体及其杂质吸收与散射影响，导致常规光学成像方式进行水下图像获取存在图像对比度低，可视距离短等缺点。本文提出了一种激光场同步扫描水下光学成像系统。首先，光源采用520nm线结构激光器，通过Galvo振镜控制... 详细信息

针对水下光学成像中因水体及其杂质吸收与散射影响，导致常规光学成像方式进行水下图像获取存在图像对比度低，可视距离短等缺点。本文提出了一种激光场同步扫描水下光学成像系统。首先，光源采用520nm线结构激光器，通过Galvo振镜控制线状激光束对目标平面进行一维扫描，形成二维照明光场。然后，相机采用具有电子卷帘快门的sCMOS图像传感器，通过降低曝光时长，将相机的瞬时视场压缩成窄带状。最后，控制光源同步照射相机的瞬时视场，相机与光源的光路重合体积被极大程度压缩，使得水体后向散射对成像的影响大幅降低。在水池中进行了浊度和距离实验，实验结果表明，浊度实验中，在水体浊度为19.6FTU时，峰值对比度改善为4.7倍，峰值对比度信噪比改善为2.1倍。距离实验中，水体衰减系数为0.2，成像距离为13m时，峰值对比度改善为5.6倍，峰值对比度信噪比改善为2.8倍。实现了15m范围清晰成像。该方法有效地降低了后向散射对成像质量的影响，促进了水下任务的进一步发展，使该方法在水下成像方面具有较高的适用性。

关键词：水下成像后向散射激光场同步扫描低照度相机

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判别区域感知增强的细粒度遥感目标检测

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：姚婷婷米富横曹福笑胡青大连海事大学信息科学技术学院

遥感图像中通常包含较多目标，由于很难提取有效的类别判别信息，现有遥感目标检测方法存在较多类别混淆现象. 为此，提出一种判别区域感知增强的细粒度遥感目标检测方法. 首先在特征提取骨干网络中构建判别信息提取模块，利用判别... 详细信息

遥感图像中通常包含较多目标，由于很难提取有效的类别判别信息，现有遥感目标检测方法存在较多类别混淆现象. 为此，提出一种判别区域感知增强的细粒度遥感目标检测方法. 首先在特征提取骨干网络中构建判别信息提取模块，利用判别特征增强-抑制策略持续挖掘目标中易被忽略的局部细节信息，增强网络对不同种类目标的特征描述力; 然后构建目标感知增强模块，利用特征选择模块增强不同尺度下的特征描述力，并采用多个不同大小卷积核的卷积层和跳连接操作提高浅层网络的目标感知力; 最后受到Transformer网络自注意力机制启发，构建自注意力特征增强模块，突出待检测目标的特征信息，减少复杂背景对目标分类准确性的干扰. 在细粒度遥感目标检测数据集DOSR与HRSC2016上的实验结果表明，所提方法的平均准确率分别达到72.04%和84.38%; 定性和定量的实验结果表明，该方法对不同类别的遥感目标均具有良好的检测准确性和鲁棒性.

关键词：遥感目标检测细粒度特征增强深度学习

SDM-EON碎片和串扰感知路由纤芯与频谱分配算法

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激光与光电子学进展 2024年

作者：乔宇鑫宋成智何荣希大连海事大学信息科学技术学院

针对空分复用弹性光网络的频谱碎片和芯间串扰问题，提出一种频谱碎片和串扰感知的路由纤芯与频谱分配算法。该算法在选路阶段，综合考虑资源使用量、串扰域重叠度和频谱碎片等因素影响，选择资源使用少、串扰和碎片化程度小的候选路径... 详细信息

针对空分复用弹性光网络的频谱碎片和芯间串扰问题，提出一种频谱碎片和串扰感知的路由纤芯与频谱分配算法。该算法在选路阶段，综合考虑资源使用量、串扰域重叠度和频谱碎片等因素影响，选择资源使用少、串扰和碎片化程度小的候选路径；在纤芯和频谱分配阶段，提出“串扰域匹配度”和“串扰域差异度”度量因子，在此基础上提出联合考虑串扰碎片和频谱碎片的综合度量指标“串扰域碎片度”，并选择串扰域碎片度最小的候选频谱块进行分配。仿真结果表明，该算法能降低带宽阻塞率、提高频谱利用率。

关键词：空分复用弹性光网络频谱碎片串扰碎片路由纤芯与频谱分配