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多方位角融合SAR图像中“扇形”旁瓣分析

信号处理 2024年第3期40卷 451-459页

作者：王亚敏陈杰杨威曾虹程北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

随着相控阵天线电子扫描能力的提升,多方位角观测成为星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)发展方向之一,从多维度提高目标信息解译能力。然而,在公开的多方位角融合SAR图像中存在较强的二维“扇形”旁瓣现象,且二维分布特... 详细信息

随着相控阵天线电子扫描能力的提升,多方位角观测成为星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)发展方向之一,从多维度提高目标信息解译能力。然而,在公开的多方位角融合SAR图像中存在较强的二维“扇形”旁瓣现象,且二维分布特点不同,容易造成目标误判。因此本文针对此旁瓣方向和多方位角观测目标分辨率开展研究。首先,概述了多方位角观测模式和特性,提出了基于CUDA并行加速的快速后向投影(Back Projection,BP)算法,高效率生成多方位角序贯SAR图像,避免耗时的图像配准和几何校正;其次,基于多方位角观测中斜距平面和地距平面的几何投影关系,重点分析了地距平面目标方位向、距离向分辨率和旁瓣方向,揭示了融合SAR图像中“扇形”旁瓣的形成机理,并解释了二维旁瓣特性不同的原因,基于此可反演获取该SAR图像时卫星和观测场景之间的几何关系,以及融合SAR图像数;最后,通过点目标和扩展目标仿真开展实验,结果表明方位斜视观测中,地距平面方位向、距离向分辨率理论分析精度优于0.02 m,旁瓣方向理论分析精度优于1o,验证了所提分析方法的正确性。

关键词：星载合成孔径雷达多方位角融合图像 “扇形”旁瓣

融合多传感器数据的系统相对密度高维核估计剩余寿命预测

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计算机集成制造系统 2024年

作者：卫少萌张江民石慧吴斌太原科技大学电子信息工程学院

在工业大数据的时代背景下，利用复杂系统中部署的多种传感器获取状态监测数据进行剩余寿命预测，对于保证系统的可靠性与安全性有着重要意义。为了更有效地融合多传感器监测数据，提出一种基于传感器数据融合的相对密度高维核估计剩余... 详细信息

在工业大数据的时代背景下，利用复杂系统中部署的多种传感器获取状态监测数据进行剩余寿命预测，对于保证系统的可靠性与安全性有着重要意义。为了更有效地融合多传感器监测数据，提出一种基于传感器数据融合的相对密度高维核估计剩余寿命预测方法。首先，建立基于多传感器数据融合的非参数高维核估计特征融合模型，并将k近邻相对密度的思想引入高维核估计窗宽的选择中，可以根据数据的稀疏性自适应地选择更合理的窗宽；其次，在剩余寿命预测模型上利用空间映射的方法建立自适应相对密度高维核微分同胚变换方法以解决高维核估计在预测中的边界偏移问题，从而提高剩余寿命预测结果的准确性。最后，分别对航空发动机数据集和齿轮箱数据集进行了实验分析来验证所提方法的准确性和有效性。

关键词：剩余寿命预测高维核估计特征融合相对密度核微分同胚变换

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冗余漂浮空间机器人多任务轨迹规划

哈尔滨工程大学学报 2024年第9期45卷 1818-1825页

作者：赵素平陈超波阎坤宋晓华西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021

针对冗余漂浮空间机器人在单次行程中连续执行多项轨道任务的能耗最优轨迹规划问题,本文提出一种改进遗传算法,将同时优化3种类型基因引入,使得每条染色体包含3部分,即任务序列、与任务序列对应的关节构型序列和描述机器人关节轨迹的正... 详细信息

针对冗余漂浮空间机器人在单次行程中连续执行多项轨道任务的能耗最优轨迹规划问题,本文提出一种改进遗传算法,将同时优化3种类型基因引入,使得每条染色体包含3部分,即任务序列、与任务序列对应的关节构型序列和描述机器人关节轨迹的正弦多项式系数,对染色体的3部分进行独立编码,并在迭代寻优过程中对3个组成部分独立执行交叉和变异操作。仿真结果表明:与传统遗传算法相比,本文算法具有精度高、计算量少和CPU时间短的优点。

关键词：空间机器人自由度冗余漂浮基座多任务轨迹规划关节构型遗传算法改进遗传算法多刚体动力学

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基于VMD自适应模态重组的光学下变频信号分离方法

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强激光与粒子束 2024年第4期36卷 145-152页

作者：孙世腾谢树果宋雨杭濮晗春北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

光学下变频技术可将宽频带内全部电磁信号同时下变频到低频区间进行接收,是一种新型宽频带电磁环境快速接收技术。但是,获取的光学下变频信号中包含源个数未知、带宽不同的多种信号,现有信号分离方法需要获知源信号的个数,且无法同时分... 详细信息

光学下变频技术可将宽频带内全部电磁信号同时下变频到低频区间进行接收,是一种新型宽频带电磁环境快速接收技术。但是,获取的光学下变频信号中包含源个数未知、带宽不同的多种信号,现有信号分离方法需要获知源信号的个数,且无法同时分离窄带信号和宽带信号。为实现对光学下变频信号的自动分离,提出了一种基于变分模态分解(VMD)自适应模态重组的光学下变频信号分离方法。通过频谱分割因子和频谱包络检测,对光学下变频信号的VMD过分解模态进行自动重组和信号重组模态提取,实现光学下变频信号分离。对于包含普通脉冲信号、宽带码分多址(WCDMA)信号和线性调频脉冲信号的光学下变频信号,可自动实现对三种信号的分离,且与原信号的相似系数均高于0.97。实验结果表明,所提及方法在分离光学下变频信号时无需获知源信号的个数,并能同时分离具有不同带宽的多种源信号。

关键词：变分模态分解光学下变频单通道信号分离频谱分割因子频谱包络检测

基于双频泵浦正常色散富硅氮化硅微环谐振腔的光频率梳设计

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光学学报 2024年第3期44卷 198-208页

作者：杨亚楠高荣湛晨翌李丁邓宜王子潇梁坤冯素春北京交通大学电子信息工程学院光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

提出一种利用锁相双频激光作为泵浦源输入正常色散富硅氮化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案。对富硅氮化硅微环谐振腔进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计。利用LLE(Lugiato Lefever equation)方程进行光频率梳产生仿真,... 详细信息

提出一种利用锁相双频激光作为泵浦源输入正常色散富硅氮化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案。对富硅氮化硅微环谐振腔进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计。利用LLE(Lugiato Lefever equation)方程进行光频率梳产生仿真,分析改变泵浦失谐时光频率梳产生的时域和频域演化过程。同时,探究各项参数对光频率梳产生的影响,包括泵浦功率、双频激光功率占比、微腔波导损耗、微腔色散、双频激光频率间隔。仿真实现的光频率梳带宽可覆盖1520 nm到1580 nm。

关键词：非线性光学光频率梳富硅氮化硅色散调控微腔

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面向电力作业不规范穿戴检测的轻量化模型

激光与光电子学进展 2024年

作者：王广乐周亚同王钊河北工业大学电子信息工程学院

针对工作服穿戴情况检测模型存在参数量大、检测精度不足的问题，设计了一种轻量化模型YOLO-WWSP。首先，提出了一种基于共享卷积和任务对齐的轻量化检测头，减少了参数量，实现了定位任务和分类任务的对齐，其次，在模型颈部使用了深... 详细信息

针对工作服穿戴情况检测模型存在参数量大、检测精度不足的问题，设计了一种轻量化模型YOLO-WWSP。首先，提出了一种基于共享卷积和任务对齐的轻量化检测头，减少了参数量，实现了定位任务和分类任务的对齐，其次，在模型颈部使用了深度可分离卷积和逐元素乘法操作，降低了模型的参数量和计算量。然后，设计了一种融合多尺度局部信息的分组坐标注意力机制，增强了主干部分特征提取能力，并采用参数剪枝技术减少模型冗余参数。实验结果表明，与基线模型YOLOv8n相比，YOLO-WWSP的参数量下降了69.8%，计算量下降了39.1%,m AP@0.5和m AP@0.5:0.95分别提升了0.7和1.5，展示了YOLO-WWSP在检测工作服不规范穿戴方面的有效性。

关键词： YOLOv8n 任务对齐多尺度局部特征元素相乘参数剪枝

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基于二维光子晶体非线性效应的全光逻辑门

中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 456-467页

作者：吴蓉杨建业张皓辰兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070

基于光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了全光异或、非和与逻辑门。应用反演定理拆分较复杂逻辑表达式,通过级联组合设计了全光或非门和四输入与门逻辑器件。本文利用时域有限差分法进行仿真模拟计算,对非线性环形腔的耦合特性进行... 详细信息

基于光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了全光异或、非和与逻辑门。应用反演定理拆分较复杂逻辑表达式,通过级联组合设计了全光或非门和四输入与门逻辑器件。本文利用时域有限差分法进行仿真模拟计算,对非线性环形腔的耦合特性进行了分析,然后在信号波长为1.47μm条件下设计了上述逻辑器件,且通过可扩展输入端可设计出更多输入的器件。分析了信号功率对四输入与逻辑器件逻辑功能的影响。结果表明信号光源功率在1.1 W/μm2到3.4 W/μm2之间时,输出端的逻辑对比度均大于10 dB。所设计器件响应时间最短仅1.6 ps,占用面积小,易于扩展与集成,在光处理系统和集成光路中有较大应用前景。

关键词：环形谐振腔微腔光逻辑非线性效应

基于结构功能交叉神经网络的多模态医学图像融合

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光学精密工程 2024年第2期32卷 252-267页

作者：邸敬郭文庆任莉杨燕廉敬兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070

针对多模态医学图像融合中存在纹理细节模糊和对比度低的问题,提出了一种结构功能交叉神经网络的多模态医学图像融合方法。首先,根据医学图像的结构信息和功能信息设计了结构功能交叉神经网络模型,不仅有效地提取解剖学和功能学医学图... 详细信息

针对多模态医学图像融合中存在纹理细节模糊和对比度低的问题,提出了一种结构功能交叉神经网络的多模态医学图像融合方法。首先,根据医学图像的结构信息和功能信息设计了结构功能交叉神经网络模型,不仅有效地提取解剖学和功能学医学图像的结构信息和功能信息,而且能够实现这两种信息之间的交互,从而很好地提取医学图像的纹理细节信息。其次,利用交叉网络通道和空间特征变化构造了一种新的注意力机制,通过不断调整结构信息和功能信息权重来融合图像,提高了融合图像的对比度和轮廓信息。最后,设计了一个从融合图像到源图像的分解过程,由于分解图像的质量直接取决于融合结果,因此分解过程可以使融合图像包含更多的细节信息。通过与近年来提出的7种高水平方法相比,本文方法的AG,EN,SF,MI,QAB/F和CC客观评价指标分别平均提高了22.87%,19.64%,23.02%,12.70%,6.79%,30.35%,说明本文方法能够获得纹理细节更清晰、对比度更好的融合结果,在主观视觉和客观指标上都优于其他对比算法。

关键词：多模态医学图像融合结构功能信息交叉网络注意力机制分解网络

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注意力去噪与复数LSTM的时变信道预测算法

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西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 29-40页

作者：陈永蒋丰源兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070

随着无线通信技术的发展,高速场景下通信技术的研究也越来越广泛,其中获取到准确的信道状态信息对提升无线通信系统的性能具有重要的意义。针对正交频分复用系统在高速场景下,现有信道预测算法未考虑噪声影响及预测精度低的问题,提出了... 详细信息

随着无线通信技术的发展,高速场景下通信技术的研究也越来越广泛,其中获取到准确的信道状态信息对提升无线通信系统的性能具有重要的意义。针对正交频分复用系统在高速场景下,现有信道预测算法未考虑噪声影响及预测精度低的问题,提出了一种注意力去噪与复数卷积LSTM的时变信道预测算法。首先,设计了一种通道注意力信道去噪网络对信道状态信息进行去噪处理,降低了噪声对信道状态信息的影响。然后,提出了基于复数卷积层和长短期记忆网络的信道预测模型,对去噪后历史时刻的信道状态信息进行特征提取,并且对未来时刻的信道状态信息进行预测;改进后的LSTM预测模型增强了对信道时序特征的提取能力,提高了信道预测的精度。最后,结合Adam优化器对未来时刻信道状态信息进行预测输出。仿真结果表明:与对比算法相比,所提基于注意力去噪与复数卷积LSTM的时变信道预测算法对信道状态信息的预测精度更高,能够适用于高速移动场景下的时变信道预测。

关键词：时变信道预测高速场景通道注意力去噪复数卷积长短期记忆网络正交频分复用

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