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基于SURF-OKG特征匹配的三维重建技术

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光学精密工程 2024年第6期32卷 915-929页

作者：张蕾石岩卢文雍徐睿靳展罗伟节陈义赵春柳占春连中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江视觉智能创新中心有限公司浙江杭州311215 浙江省北大信息技术高等研究院浙江杭州311215

为了解决结构光三维重建中传统立体匹配存在的特征点匹配错误、匹配缺失和匹配重复等问题,本文将SURF算法中高斯滤波改进为自适应中值滤波结合小波变换,并提出了一种基于OKG算法的二次特征匹配方法。该算法首先使用自适应中值滤波结合... 详细信息

为了解决结构光三维重建中传统立体匹配存在的特征点匹配错误、匹配缺失和匹配重复等问题,本文将SURF算法中高斯滤波改进为自适应中值滤波结合小波变换,并提出了一种基于OKG算法的二次特征匹配方法。该算法首先使用自适应中值滤波结合小波变换算法对图像进行平滑和降噪处理,再进行初步特征点提取和匹配,然后将构建的尺度空间划分成多个网格,在每个网格内使用FAST算法提取尺度空间特征点,使用ORB算子提取左右图像的特征点,用BRIEF描述子对其进行描述,采用K-D树最近邻搜索法限制特征点选取,通过GMS算法剔除误匹配点。最后,将本文SURF-OKG算法与传统特征匹配算法进行对比分析,并对阶梯块进行三维重建来验证本文算法的有效性。实验结果表明:SURF-OKG算法的正确匹配率为92.47%;对阶梯宽度为40 mm,精度为0.02 mm的阶梯块进行三维重建,实验测得阶梯宽度的误差均值为1.312 mm,最大误差值不超过1.72 mm,基本满足结构光三维重建系统的实验要求。

关键词：三维重建特征点匹配 SURF算法 SURF-OKG算法阶梯块

用于MIMO检测的基于NoC的多核动态可重构架构

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现代电子技术 2024年第21期47卷 1-6页

作者：范文杰周牧也朱凌晓李世平陈铠邓松峰何国强冯书谊宋文清李丽傅玉祥南京大学电子科学与工程学院江苏南京210023 南京大学集成电路学院江苏苏州215163 江苏华创微系统有限公司江苏南京211899 上海航天电子技术研究所上海201100

随着无线通信技术的发展,实现多输入多输出(MIMO)系统检测性能与复杂度之间的最优权衡日益困难,深度学习DL为此提供了新方向。文中提出基于片上网络(NoC)的多核动态可重构架构MCDBP,以提高基于DL的MIMO检测算法的性能,并增强架构的可编... 详细信息

随着无线通信技术的发展,实现多输入多输出(MIMO)系统检测性能与复杂度之间的最优权衡日益困难,深度学习DL为此提供了新方向。文中提出基于片上网络(NoC)的多核动态可重构架构MCDBP,以提高基于DL的MIMO检测算法的性能,并增强架构的可编程性和扩展性。MCDBP通过集成轻量级计算内核及片上网络互连,并行处理矢量-矩阵乘法、常数-矢量乘法、矢量点积、矢量加法等大多数深度展开网络的基本运算,有效提高复杂MIMO检测性能。架构的创新在于可重构的处理元件PE设计,可以依据DL驱动的MIMO检测需求动态调整。该设计对基于DL的MIMO检测算法共性进行深入分析,支持多种基本运算模式,展现极高灵活性。实验结果显示,MCDBP在执行基于DL的MIMO检测算法时,与通用CPU相比,可以实现12.66~22.98的加速比,算法性能有所提高,可以适应不同应用场景。

关键词：无线通信 MIMO检测深度学习数据驱动网络模型驱动网络 NoC 可重构多核架构

复杂电磁环境下的抗干扰GNSS授时终端设计

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导航与控制 2024年第2期23卷 62-71页

作者：孙天阳刘文麒王家星宋凯朱大平航天时代飞鸿技术有限公司北京100094 中国航天电子技术研究院卫星导航系统工程中心北京100094 北京航天飞腾装备技术有限责任公司北京100094

全球卫星导航系统(GNSS)授时终端是通过接收、解算卫星导航信号,获取高精度时间信息,并提供NTP、B码、PTP、串口等高精度授时服务的设备。当前的战场、靶场电磁环境日益复杂,使得GNSS授时终端精度下降甚至不可用或获取虚假时间、空间、... 详细信息

全球卫星导航系统(GNSS)授时终端是通过接收、解算卫星导航信号,获取高精度时间信息,并提供NTP、B码、PTP、串口等高精度授时服务的设备。当前的战场、靶场电磁环境日益复杂,使得GNSS授时终端精度下降甚至不可用或获取虚假时间、空间、速度信息,均对GNSS安全应用提出严峻挑战。设计了一款适用于复杂电磁环境下的抗干扰授时终端,用于解决GNSS信号在靶场等复杂电磁环境下易受干扰的问题,确保GNSS信号在干扰条件下仍能持续可靠地提供高精度授时服务。抗干扰授时终端基于7阵元自适应调零天线,通过GNSS、长波和光纤IRIG-B码参考源完好性监测,结合高精度时差测量和数字锁相控制技术驯服内置时钟,采用模块化设计输出秒脉冲(1PPS)、IRIG-B码、报文、NTP等多种授时信号,同时支持TTL、RS485、空接点、RJ45、光纤、RS232等多种电平接口。性能测试结果表明,相对于标准信号,北斗参考信号同步误差约15 ns,光纤B码同步误差约40 ns,长波参考源同步误差约150 ns,设计的授时终端在最大干信比70 dB的六宽带干扰环境下依然能够提供高精度授时服务。

关键词： GNSS抗干扰授时抗压制干扰欺骗干扰监测完好性监测

无人机17kW电机振动噪声分析与巡航转速下尖端噪声优化

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1749-1763页

作者：刘栋良詹成根屈峰陈黎君史恒杭州电子科技大学自动化学院杭州310018 卧龙电气驱动集团股份有限公司上虞312300

随着无人机的迅速发展,噪声问题影响消费者体验及AI交互、语音识别等技术,限制了无人机应用潜力。该文针对一台17 kW无人机用外转子永磁同步电机进行研究。为降低电机尖端振动噪声,且保留原电机电磁性能,重点提出优化磁极和定子开槽的... 详细信息

随着无人机的迅速发展,噪声问题影响消费者体验及AI交互、语音识别等技术,限制了无人机应用潜力。该文针对一台17 kW无人机用外转子永磁同步电机进行研究。为降低电机尖端振动噪声,且保留原电机电磁性能,重点提出优化磁极和定子开槽的方法。具体以平均转矩、转矩脉动等作为约束条件,构建多目标优化数学模型,并利用混合粒子群优化算法求解。该文深入探讨磁极参数、定子开槽对低阶次径向气隙磁通密度空间谐波特征的影响。并对电机转子模态仿真,以研究径向电磁力与空间模态的作用机理。在多转速情况下,以巡航转速为重点,分析整体电机电磁振动噪声特征。最后,仿真和实验结果表明,电机在巡航转速下的尖端噪声显著减小。验证了优化结构对无人机电机尖端振动噪声有明显抑制作用,对解决无人机噪声问题具有重要意义。

关键词：无人机外转子永磁同步电机电磁振动噪声巡航转速混合粒子群优化算法

基于模糊逻辑控制的混合储能辅助风电调频的双层优化配置模型

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高压电器 2024年第10期60卷 54-63页

作者：王岑峰王蕾孙飞飞胡哲晟唐早刘佳国网浙江电力有限公司经济技术研究院杭州311500 杭州电子科技大学杭州310038

基于风电场站实际调频需求,展开混合储能的优化配置计算能实现降低调频服务成本和混合储能投资成本的兼顾。故而,文中提出了一种基于模糊逻辑预测控制的混合储能辅助风电调频的双层优化配置模型。上层模型由计及混合储能投资成本,运维成... 详细信息

基于风电场站实际调频需求,展开混合储能的优化配置计算能实现降低调频服务成本和混合储能投资成本的兼顾。故而,文中提出了一种基于模糊逻辑预测控制的混合储能辅助风电调频的双层优化配置模型。上层模型由计及混合储能投资成本,运维成本,替换利用成本,电量偏差成本,风电调频收益以及促进新能源消纳收益的六因素优化配置模型,为下层模型提供混合储能功率与容量限制;下层模型构建了基于模糊逻辑控制的单步长混合储能协同风电调频的能量优化分配策略,缩短策略计算时间同时避免了电池储能的频繁充放电行为,为上层模型提供运行成本与收益的核算依据,并采用智能算法对模型进行优化求解。最后,基于浙江省某风电场的实际运行数据进行仿真分析,结果证明了文中所提方法的有效性与经济性。

关键词：混合储能风电调频模糊逻辑控制

基于LWKConv-DRSN-FPN的旋转机械故障诊断

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噪声与振动控制 2024年第5期44卷 133-139页

作者：伍兴李志伟宁文乐郑照上海工程技术大学电子电气工程学院上海201600 杭州工互科技有限公司杭州310000

针对传统旋转机械故障诊断方法难以应对强噪声干扰以及诊断准确率较低的问题,提出一种Laplace小波核卷积层(Laplace Wavelet Kernel Convolutional Layer,LWKConv)、深度残差收缩网络(Deep Residual Shrinkage Networks,DRSN)和特征金字塔网络(Feature Pyramid Networks,FPN)相结合的故障诊断方法。具体地,在DRSN模型结构基础上,构造LWKConv,通过更新尺度因子和平移因子,多尺度提取故障引起的突变冲击特征;引入FPN融合深层和浅层特征,提高模型对浅层细节信息的利用程度,实现对旋转机械的故障诊断。研究表明:所提的LWKConv-DRSN-FPN方法基于轴承和齿轮数据集的诊断准确率最高能达到100%,尤其在-4 dB强噪声干扰条件下的诊断准确率达到97.75%,能有效提取突变冲击特征,具有较好的通用性和抗强噪声干扰能力。

关键词：故障诊断旋转机械 Laplace小波核卷积层深度残差收缩网络特征金字塔网络

PPNet:基于预先预测的降雨短时预测模型

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 492-502页

作者：宋毅张晗奕孙丰张敬林白琮航天宏图信息技术股份有限公司北京100195 浙江工业大学计算机与科学技术学院杭州310023 山东大学控制科学与工程学院济南250100

降雨短时预测一直以来都是气象预测问题中的热点问题。传统的预测方法基于数值天气预测模型展开预报,但近些年利用深度学习展开基于雷达回波图的降雨短时预测方法受到了广大研究者的关注。其中,时序预测网络存在不能并行计算导致耗时过... 详细信息

降雨短时预测一直以来都是气象预测问题中的热点问题。传统的预测方法基于数值天气预测模型展开预报,但近些年利用深度学习展开基于雷达回波图的降雨短时预测方法受到了广大研究者的关注。其中,时序预测网络存在不能并行计算导致耗时过长的问题且存在梯度爆炸问题。全卷积网络可以解决上述两个问题,但是却不具备时序信息提取的能力。因此,该文以泰勒冻结假设为理论依据,提出一个基于预先预测辅助推断结构的2维全卷积网络(PPNet)。网络先行提取粗粒度时序信息与空间信息,然后利用全卷积结构细化特征粒度,有效缓解2维卷积网络不能提取时序信息的缺陷。此外,该文还提供一种时序特征约束器对预先预测特征进行时间维度的特征约束,使预测特征更倾向于真实特征。消融实验证明所提预先预测辅助推断结构和时序特征约束器具有优秀的时序特征能力,可以提升网络对时序信息的敏感度。与目前最好的降雨预测算法或视频预测算法相比,该文网络均取得较好结果,特别在暴雨指标上达到最优。

关键词：降雨短时预测全卷积预先预测泰勒冻结特征约束

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面向车联网车辆的轻量级持续身份认证协议

电子学报 2024年第6期52卷 1903-1910页

作者：邹光南尤启迪金星虎马永春李洁榆清华大学计算机科学与技术系北京100084 航天恒星科技有限公司北京100086

基于云-边缘计算的车联网(Cloud-Edge computing for the Internet of Vehicle,CEIoV)能够支持大规模车辆的实时访问与服务请求,为了保证其内部资源的安全性,需要对车辆进行身份认证而后才能接入CEIoV;但是车辆本身处于运行状态且计算... 详细信息

基于云-边缘计算的车联网(Cloud-Edge computing for the Internet of Vehicle,CEIoV)能够支持大规模车辆的实时访问与服务请求,为了保证其内部资源的安全性,需要对车辆进行身份认证而后才能接入CEIoV;但是车辆本身处于运行状态且计算、存储和通信资源受限,给CEIoV车辆的身份认证带来挑战.本文基于具有简单密码操作的变色龙哈希函数,提出了一个连续轻量级身份认证协议(Lightweight Continuous identity Authentication,LCA),实现了对于资源受限车辆的认证和CEIoV内部资源的安全保障.本文在随机预言机模型下证明了LCA协议的语义安全性;并通过实验验证LCA协议在连续认证过程中具有较低的计算和通信成本.

关键词：身份认证变色龙哈希函数轻量级多接入边缘计算隐私保护

基于KKT最优性条件的频点可控FSK-PSK波形设计算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：吕树肜刘思琪施慧莉张劲东南京航空航天大学电子信息工程学院中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所

针对跳频-相位编码(Frequency Shift Keying-Phase Shift Keying，FSK-PSK)波形随机频点编码序列带来的相关性能下降问题，构建了频点可控跳频和相位编码序列优化模型，并从KKT（Karush-Kuhn-Tucker）最优性条件出发，以最小化自相关积... 详细信息

针对跳频-相位编码(Frequency Shift Keying-Phase Shift Keying，FSK-PSK)波形随机频点编码序列带来的相关性能下降问题，构建了频点可控跳频和相位编码序列优化模型，并从KKT（Karush-Kuhn-Tucker）最优性条件出发，以最小化自相关积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe Level，ISL)为目标函数，设计了一种最优子问题迭代算法进行求解。最后，通过仿真实验与多目标量子遗传(Multi-Objective Quantum Genetic Algorithm，MoQGA)算法优化的FSK-PSK波形进行对比，验证了设计的频点可控FSK-PSK波形在不同子脉冲频点数比下，自相关旁瓣性能平均改善4.47dB，互相关旁瓣也进一步降低。

关键词：低旁瓣波形 KKT条件 FSK-PSK波形频点控制