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基于自组织聚类的多机协同编批方法

工程科学学报 2024年第7期46卷 1269-1278页

作者：张世辉金同清张运杰周锐冉华明周礼亮中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035 中国航天科技创新研究院北京100176 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 中国电子科技集团公司航空电子信息系统技术重点实验室成都610036

针对多机协同对抗过程中的编批问题,设计了一种基于改进自组织迭代聚类的多机协同编批方法.该方法解决了传统自组织迭代聚类算法中人工参数设置不便利不直观的问题,能够在给定少数直观超参数条件下,使多机自主调整聚类过程中所涉及的参... 详细信息

针对多机协同对抗过程中的编批问题,设计了一种基于改进自组织迭代聚类的多机协同编批方法.该方法解决了传统自组织迭代聚类算法中人工参数设置不便利不直观的问题,能够在给定少数直观超参数条件下,使多机自主调整聚类过程中所涉及的参数,最终迭代出合理的编批结果.首先对高维多机态势信息进行标准化和主成分分析处理,从而确认新的向量空间;然后引入密度聚类中的邻域密度判别思想对传统自组织迭代聚类方法的合并和分裂操作进行改进,优化并减少了传统方法进行分裂和合并操作所涉及的人工参数,提升了执行编批聚类任务的智能自主性;最后选取算法评价指标,使用所提算法以及传统算法对多个人工合成数据以及实际想定场景进行聚类测试并对测试结果进行评价.人工合成数据仿真表明改进自组织迭代聚类算法在优化聚类过程中的人工参数后仍与原始算法表现出相当的性能,实际想定场景的编批结果进一步说明了改进自组织迭代聚类算法在具体应用场景中的有效性以及在未来实际场景中的实用性.

关键词：多机协同编批高维态势信息自组织聚类超参数

基于语义一致性约束与局部-全局感知的多模态3D视觉定位

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计算机应用研究 2024年第7期41卷 2203-2208页

作者：罗寒马浩统刘杰严华雷印杰四川大学电子信息学院成都610065 中国科学院光电技术研究所中国科学院光束控制重点实验室成都610209 中国电子科技集团公司第十研究所航空电子信息系统技术重点实验室成都610036

3D多模态数据稀缺,使得传统方法进行监督训练时文本与视觉特征缺乏语义一致性。同时传统方法还易忽视局部关系与全局信息,从而导致性能不佳。针对上述问题,提出了一种基于语义一致性约束与局部-全局感知的多模态3D视觉定位方法。首先,... 详细信息

3D多模态数据稀缺,使得传统方法进行监督训练时文本与视觉特征缺乏语义一致性。同时传统方法还易忽视局部关系与全局信息,从而导致性能不佳。针对上述问题,提出了一种基于语义一致性约束与局部-全局感知的多模态3D视觉定位方法。首先,该方法通过蒸馏2D预训练视觉语言模型知识,帮助3D模型提取到点云-文本语义一致性特征;其次设计了局部-全局感知模块,不断补充增强候选目标特征,以更精确匹配目标。在现有的3D视觉定位数据集ScanRefer上进行的实验表明,该方法在Acc@0.25 IoU和Acc@0.5 IoU两个指标上分别达到了50.53%和37.67%,超越了现有大多数3D视觉定位算法,证实了该方法的有效性。

关键词： 3D视觉定位多模态特征一致性约束局部关系全局位置信息

基于多模态特征频域融合的零样本指称图像分割

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计算机应用研究 2024年第5期41卷 1562-1568页

作者：林浩然刘春黔薛榕融谢勋伟雷印杰四川大学电子信息学院成都610065 中国科学院光电技术研究所中国科学院光束控制重点实验室成都610209 中国电子科技集团公司第十研究所航空电子信息系统技术重点实验室成都610036

为了解决语义分割应用到现实世界的下游任务时无法处理未定义类别的问题,提出了指称图像分割任务。该任务根据自然语言文本的描述找到图像中对应的目标。现有方法大多使用一个跨模态解码器来融合从视觉编码器和语言编码器中独立提取的特... 详细信息

为了解决语义分割应用到现实世界的下游任务时无法处理未定义类别的问题,提出了指称图像分割任务。该任务根据自然语言文本的描述找到图像中对应的目标。现有方法大多使用一个跨模态解码器来融合从视觉编码器和语言编码器中独立提取的特征,但是这种方法无法有效利用图像的边缘特征且训练复杂。CLIP(contrastive language-image pre-training)是一个强大的预训练视觉语言跨模态模型,能够有效提取图像与文本特征,因此提出一种在频域融合CLIP编码后的多模态特征方法。首先,使用无监督模型对图像进行粗粒度分割,并提取自然语言文本中的名词用于后续任务;接着利用CLIP的图像编码器与文本编码器分别对图像与文本进行编码;然后使用小波变换分解图像与文本特征,可以充分利用图像的边缘特征与图像内的位置信息在频域进行分解并融合,并在频域分别对图像特征与文本特征进行融合,并将融合后的特征进行反变换;最后将文本特征与图像特征进行逐像素匹配,得到分割结果,并在常用的数据集上进行了测试。实验结果证明,网络在无训练零样本的条件下取得了良好的效果,并且具有较好的鲁棒性与泛化能力。

关键词：指称图像分割 CLIP 小波变换零样本

面向多模态交互式融合与渐进式优化的三维视觉理解

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计算机应用研究 2024年第5期41卷 1554-1561页

作者：何鸿添陈晗刘洋周礼亮张敏雷印杰四川大学电子信息学院成都610065 中国科学院光电技术研究所中国科学院光束控制重点实验室成都610209 中国电子科技集团公司第十研究所航空电子信息系统技术重点实验室成都610036

三维视觉理解旨在智能地感知和解释三维场景,实现对物体、环境和动态变化的深入理解与分析。三维目标检测作为其核心技术,发挥着不可或缺的作用。针对当前的三维检测算法对于远距离目标和小目标检测精度较低的问题,提出了一种面向多模... 详细信息

三维视觉理解旨在智能地感知和解释三维场景,实现对物体、环境和动态变化的深入理解与分析。三维目标检测作为其核心技术,发挥着不可或缺的作用。针对当前的三维检测算法对于远距离目标和小目标检测精度较低的问题,提出了一种面向多模态交互式融合与渐进式优化的三维目标检测方法MIFPR。在特征提取阶段,首先引入自适应门控信息融合模块。通过把点云的几何特征融入图像特征中,能够获取对光照变化更有辨别力的图像表示。随后提出基于体素质心的可变形跨模态注意力模块,以驱使图像中丰富的语义特征和上下文信息融合到点云特征中。在目标框优化阶段,提出渐进式注意力模块,通过学习、聚合不同阶段的特征,不断增强模型对于精细化特征的提取与建模能力,逐步优化目标框,以提升对于远距离、小目标的检测精度,进而提高对于视觉场景理解的能力。在KITTI数据集上,所提方法对于pedestrian和cyclist等小目标的检测精度较最优基线有明显提升,证实了该方法的有效性。

关键词：三维视觉理解多模态交互式融合渐进式注意力目标检测

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相干光通信消相位模糊载波同步算法

光学学报 2024年第5期44卷 77-85页

作者：李华贵李少波刘旭超马树泉中国电子科技集团公司第五十四研究所光通信研发中心河北石家庄050081 河北省光子信息技术与应用重点实验室河北石家庄050081

相针对基于相位增量的M次方载波同步算法存在的相位模糊问题,分析了相位模糊与系统调制参数之间的关系,并通过对帧同步过程进行改进,实现了载波同步相位模糊的消除。分别基于OptiSystem和集成相干光通信收发机搭建了空间相干光通信仿真... 详细信息

相针对基于相位增量的M次方载波同步算法存在的相位模糊问题,分析了相位模糊与系统调制参数之间的关系,并通过对帧同步过程进行改进,实现了载波同步相位模糊的消除。分别基于OptiSystem和集成相干光通信收发机搭建了空间相干光通信仿真系统和实验系统,并利用所提的消相位模糊载波同步算法对接收信号进行了处理。仿真和实验结果表明,所提出的消相位模糊载波同步算法频偏补偿和相差补偿范围不受系统调制速率、调制阶数的约束,具有更好的应用前景。

关键词：光通信相干光通信相干探测载波同步消相位模糊帧同步

基于L-FPN的无人机上小目标识别模型轻量化方法

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航空兵器 2024年第1期31卷 97-102页

作者：魏昊坤刘敬一陈金勇楚博策孙裕鑫朱进中国电子科技集团公司第五十四研究所航天信息应用技术重点实验室石家庄050081 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

由于遥感图像拍摄的高度和设备不同导致每张图像的地面采样间隔(GSD)也不同,许多小目标往往易被忽略,遥感图像中旋转框目标检测成为当下研究热点。现有的旋转框检测算法主要面向通用场景下的多尺度目标检测,特征金字塔中特征融合计算操... 详细信息

由于遥感图像拍摄的高度和设备不同导致每张图像的地面采样间隔(GSD)也不同,许多小目标往往易被忽略,遥感图像中旋转框目标检测成为当下研究热点。现有的旋转框检测算法主要面向通用场景下的多尺度目标检测,特征金字塔中特征融合计算操作复杂且耗时,部署到无人机上的边缘端设备时面临很大的挑战。因此本文针对该场景下的小目标检测提出基于L-FPN的无人机上小目标识别模型轻量化方法,首先依据图像的GSD信息进行尺度归一化,然后去除特征金字塔中冗余的高层特征图,最后针对小目标检测调整锚框的尺寸。本方法在DOTA数据集上进行训练验证,结果表明本文提出的基于L-FPN的无人机上小目标识别模型轻量化方法在识别精度与传统模型一致的情况下,模型参数量较原模型减少2.7%,模型大小减少28%,推理速度提升13.24%。

关键词：目标检测特征金字塔模型轻量化遥感图像无人机

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面向韧性拓扑构造的无人机集群功率分配策略

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 28-45页

作者：胡嘉琳任智源刘安妮程文驰梁晓东李少波西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室陕西西安710071 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081 河北省光子信息技术与应用重点实验室河北石家庄050081

针对无人机作战网络因自身内部故障或受到敌方攻击干扰而造成的网络性能下降及网络瘫痪问题,提出了一种基于功率分配的强韧性无人机作战网络拓扑构造方法。该方法首先以边连通度作为网络的韧性指标;其次,基于最大流最小割定理将最小割... 详细信息

针对无人机作战网络因自身内部故障或受到敌方攻击干扰而造成的网络性能下降及网络瘫痪问题,提出了一种基于功率分配的强韧性无人机作战网络拓扑构造方法。该方法首先以边连通度作为网络的韧性指标;其次,基于最大流最小割定理将最小割作为韧性指标的测度;在此基础上,考虑到单架无人机及系统整体功率有限,从物理层角度出发,通过调节无人机节点的发射功率以构造拓扑,从而提高网络韧性,提出了功率约束下的无人机作战网络功率分配策略;最后,采用粒子群优化算法解决功率约束下的拓扑结构韧性优化问题。仿真结果表明,在相同的调制方式及功率约束下,面对链路失效模式和节点失效模式,对比其它功率分配算法,基于粒子群优化算法得到的功率分配方案能有效提高无人机作战网络韧性,其所构建的网络在约66.7%的链路失效情况下,平均业务成功到达率仍保持在95%以上,满足实际作战需求。

关键词：无人机韧性最小割约束优化

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临近空间太阳能飞行器能源系统控制综述

控制与决策 2024年第6期39卷 1761-1777页

作者：张志成李鹏左志强王一晶呼文韬倪旺刘兴江天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384 天津市智能无人集群技术与系统重点实验室天津300072

临近空间太阳能飞行器是由太阳能驱动、可在临近空间连续飞行的长航时无人飞行器,近年来其相关研究已成为各国关注的焦点.能源系统是支撑太阳能飞行器长时驻空的关键,实现连续跨昼夜的不间断能量供给是能源系统领域研究的首要目标.围绕... 详细信息

临近空间太阳能飞行器是由太阳能驱动、可在临近空间连续飞行的长航时无人飞行器,近年来其相关研究已成为各国关注的焦点.能源系统是支撑太阳能飞行器长时驻空的关键,实现连续跨昼夜的不间断能量供给是能源系统领域研究的首要目标.围绕临近空间太阳能飞行器集群化能源系统发展过程中的主要问题和研究现状,首先梳理飞行器应用场景下能源系统的控制目标与多重约束,进而系统论述集群化能源系统结构、功能及建模方法;然后,总结集群化能源系统功率分配、储能均衡以及通信受限下能流控制的发展现状,阐述基于强化学习的能量在线调度策略的最新成果,分析现有策略的有效性及不足之处;最后,结合太阳能飞行器的实际需求,探讨能源系统的未来发展趋势与研究方向.

关键词：集群化能源系统临近空间太阳能飞行器目标与约束分布式控制储能均衡能量调度

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一种消除采样频偏的定时同步架构

微电子学与计算机 2024年

作者：肖磊张宴槐李浩李旭阳别智恒卫洋斌电子科技大学自动化工程学院中国电子科技集团公司航空电子信息系统技术重点实验室

针对传统定时同步技术难以满足高速率通信传输的问题，本文基于任意分数倍重采样提出了一种消除采样频偏的定时同步架构，提出的同步架构适用于在硬件平台中以并行方式实现。本文提出的定时同步架构包括定时相偏反馈校正环路和采样频偏... 详细信息

针对传统定时同步技术难以满足高速率通信传输的问题，本文基于任意分数倍重采样提出了一种消除采样频偏的定时同步架构，提出的同步架构适用于在硬件平台中以并行方式实现。本文提出的定时同步架构包括定时相偏反馈校正环路和采样频偏前馈校正环路，具体地，定时相偏反馈校正环路采用数字平方滤波法实现；采样频偏前馈校正环路采用滑动窗口实现。首先通过任意倍率重采样对采样频偏进行粗调，然后通过采样频偏校正模块完成采样频偏的细调。进一步，本文通过理论推导和分析，给出了定时同步架构中各个模块的并行FPGA实现架构。最后，在MATLAB和FPGA平台中设置调制格式为QPSK、载波频率为800MHz、符号率为100MHz，本文对提出的并行联合定时同步架构进行了仿真验证，结果表明：本定时同步架构能通过消除采样频偏使输出结果与MATLAB仿真中理想无采样频偏的结果保持一致。通过硬件实现平台验证了并行定时同步架构的有效性。

关键词：定时同步采样时钟偏移数字滤波平方重采样 FPGA实现