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基于YOLOv8的林区行人目标检测研究

森林工程 2025年第1期41卷 138-150页

作者：李琳琳孙海龙东北林业大学计算机与控制工程学院哈尔滨150040

为解决目标检测算法在林区行人检测中容易出现漏检及检测精度不足的问题,提出一种基于改进YOLOv8的林区行人目标检测算法。采用C2f_DWRSeg模块替换C2f模块,扩展初始卷积通道数,使网络能更高效地进行多尺度特征提取;提出一种重构的检测头... 详细信息

为解决目标检测算法在林区行人检测中容易出现漏检及检测精度不足的问题,提出一种基于改进YOLOv8的林区行人目标检测算法。采用C2f_DWRSeg模块替换C2f模块,扩展初始卷积通道数,使网络能更高效地进行多尺度特征提取;提出一种重构的检测头,训练时增加卷积层的复杂性,推理时使用单分支结构,从而丰富网络的特征表示能力,并保持高效的推理速度;在特征融合前增加了卷积注意力机制模块CGA,减少计算量;使用Focaler-ShapeIoU损失函数代替CIoU损失函数,弥补边界框回归方法的不足,进一步提高检测能力。试验结果表明,与基准模型相比,改进后的算法mAP50提高了2%,mAP50-95提高了2.4%,模型的处理速度(FPS)提高了4.33%,证明改进后的算法能够更好地应用在林区行人检测的任务中。

关键词：林区管理行人检测 YOLOv8 注意力机制损失函数改进算法深度学习识别

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服务器无感知计算系统性能优化技术研究综述

软件学报 2025年第1期36卷 47-78页

作者：杨光刘杰曲慕子王帅叶丹钟华中国科学院大学中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所)

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基... 详细信息

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基础设施管理的负担,专注于业务层的开发和创新;对于服务提供商,服务器无感知计算将应用分解为细粒度的函数,极大地提高了调度效率和资源利用率.显著的优势让服务器无感知计算迅速吸引了业界的注意,然而,服务器无感知计算与传统云计算迥然不同的计算模式以及对任务各方面的严格限制给应用的迁移带来了诸多障碍,各种越来越复杂的任务也对服务器无感知计算的性能提出了越来越高的要求,服务器无感知计算的性能优化成为一个重要的研究课题.从4个方面对服务器无感知计算系统性能优化技术的相关研究工作进行梳理和综述,并介绍现有的系统实现.(1)介绍面向典型任务的优化技术,包括任务适配和针对特定任务的系统优化;(2)综述沙箱环境的优化工作,包括沙箱方案和冷启动优化技术,它们是决定函数运行速度的核心;(3)概括I/O和通信技术的优化,它们是服务器无感知计算应用程序的主要性能瓶颈;(4)简述相关的资源调度技术,包括面向平台和面向用户的调度策略,它们决定着系统的资源利用率和任务的执行效率.最后,总结当前服务器无感知计算性能优化技术所面临的问题和挑战,并展望未来可能的发展方向.

关键词：服务器无感知计算函数即服务云函数云计算性能优化

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超临界直流炉机组建模及模型复杂方程优化

热力发电 2025年第1期 88-98页

作者：韩程浩杜鸣牛玉广崔召飞李青华北电力大学控制与计算机工程学院

为了根据超临界直流炉机组动态特性设计直流炉机组协调控制算法，以某超临界600 MW直流炉燃煤机组为研究对象，建立该机组的机理模型。考虑到长短时记忆（long short-term memory,LSTM）神经网络算法在处理长时序列数据的优越性，对于... 详细信息

为了根据超临界直流炉机组动态特性设计直流炉机组协调控制算法，以某超临界600 MW直流炉燃煤机组为研究对象，建立该机组的机理模型。考虑到长短时记忆（long short-term memory,LSTM）神经网络算法在处理长时序列数据的优越性，对于所建机理模型中锅炉部分复杂的工质吸热方程和蒸汽压差方程以及汽轮机部分复杂的过热蒸汽流量方程和负荷系数方程，采用LSTM神经网络结合机组真实运行数据进行方程拟合，建立了能够捕获机组各状态运行特性的复杂方程优化子模型。对于所建立模型中的动态参数，结合机组的动态运行数据，采用改进的差分进化算法进行参数寻优，最终得出机组完整的状态方程模型。对于所建立的模型进行开环阶跃扰动测试和闭环运行验证，结果表明所建立的模型能够精确地反映超临界机组的动态运行特性，模型闭环运行过程中的主蒸汽压力、分离器蒸汽焓值和机组负荷的平均绝对百分比误差均小于1.76%，故所建立模型可用于超临界机组协调控制算法研究。

关键词：直流炉机组机理建模长短时记忆神经网络差分进化算法状态空间方程模型

SWARM-LLM:基于大语言模型的无人集群任务规划系统

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计算机科学 2025年第1期52卷 72-79页

作者：李婷婷王琪王嘉康徐勇军中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

针对无人集群系统自主智能性不足、异构无人集群协同效率低、任务分配不均衡等问题,文中面向无人集群自主规划、高效协作、智能决策的需求,首先提出了一种新的基于大语言模型的无人集群任务规划系统框架(SWARM-LLM)。该框架利用大语言... 详细信息

针对无人集群系统自主智能性不足、异构无人集群协同效率低、任务分配不均衡等问题,文中面向无人集群自主规划、高效协作、智能决策的需求,首先提出了一种新的基于大语言模型的无人集群任务规划系统框架(SWARM-LLM)。该框架利用大语言模型将高层次的任务指令转化为具体的智能无人集群任务规划方案,通过任务分解、任务分配、任务执行等多个阶段来实现无人集群协同任务。进一步地,设计了一套适用于无人集群规划的提示工程方法-规划链(Planning Chain, PC),用来指导和优化上述各阶段的实施。最终,在无人集群仿真环境(AirSim)中构建了不同类别和复杂度的任务,并进行了评估实验。与其他基于优化算法和机器学习的算法相比,实验结果证明了SWARM-LLM框架的有效性,并在任务成功率上展现出了显著的优势,平均性能提升了47.8%。

关键词：任务规划无人集群大语言模型协同策略智能决策

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自适应门控低信噪比非视域成像

物理学报 2025年

作者：李敏罗一涵李泰霖赵开元谭毅谢宗良中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室中国科学院光束控制重点实验室中国科学院光电技术研究所中国科学院大学

非视域成像技术是对视域外隐藏目标进行光学成像的新兴技术。由于历经多次漫反射，信号回波微弱，门控SPAD在低信噪比环境中探测信号发挥了重要作用。然而，实际使用门控SPAD进行目标信号探测时，现有方法多需要借助先验信息进行门宽位... 详细信息

非视域成像技术是对视域外隐藏目标进行光学成像的新兴技术。由于历经多次漫反射，信号回波微弱，门控SPAD在低信噪比环境中探测信号发挥了重要作用。然而，实际使用门控SPAD进行目标信号探测时，现有方法多需要借助先验信息进行门宽位置预设，无法完全避免非目标信号干扰和信号丢失，并且存在数据采集量大、耗时长等问题。针对上述问题，本文利用三角定位原理和少量特征点信息，提出一种自适应门控算法，该算法可自动识别回波信号并计算其宽度，无需额外先验信息或人工干预，降低数据采集量，提高处理效率等功能。同时，搭建了基于门控SPAD的共焦非视域成像系统，对提出的算法进行验证。此外，本文就门控SPAD对目标信号提升效果和目标成像质量进行了定量评估，并对比了主流的非视域图像重构算法成像质量。实验结果表明，自适应门控算法可以有效识别回波信号，实现门控参数的自动调节，并在减少数据采集量、提升处理效率的同时，提高目标成像质量。

关键词：非视域成像自适应门控信噪比

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一种针对SAR图像的舰船目标检测算法

电光与控制 2025年第1期32卷 74-79页

作者：孟凡龙齐向阳范怀涛中国科学院空天信息创新研究院北京100000 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100000

由于环境复杂、舰船目标散焦和尺度的多样性,基于SAR图像的舰船目标检测仍然存在一些问题。提出了一种针对SAR图像的舰船目标检测算法。首先,基于可变形卷积构建舰船目标特征细化模块,提高对大长宽比姿态的舰船目标的特征提取能力;其次... 详细信息

由于环境复杂、舰船目标散焦和尺度的多样性,基于SAR图像的舰船目标检测仍然存在一些问题。提出了一种针对SAR图像的舰船目标检测算法。首先,基于可变形卷积构建舰船目标特征细化模块,提高对大长宽比姿态的舰船目标的特征提取能力;其次,在主干网络末尾引入了舰船空间金字塔聚合结构,增强对舰船目标的全局特征提取能力;最后,设计了尺度扩展特征金字塔网络,增强舰船浅层和深层特征信息的交互,提高对多尺度舰船目标的检测能力。实验结果表明,所提算法在HRSID数据集上的mAP达到了93.72%,F1分数达到了89.70%,优于所有比较算法,具有良好的检测效果。

关键词： SAR图像舰船检测可变形卷积舰船空间金字塔聚合结构尺度扩展特征金字塔网络

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主动声呐实时信号处理算法的MPSoC优化实现

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系统工程与电子技术 2025年

作者：邹佳运师英杰吴永清郝程鹏王东辉中国科学院声学研究所水下航行器实验室中国科学院大学

本文基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip， MPSoC)，采用模块化设计以及软硬件协同设计思想，提出了一种主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究了适合边缘端部署的声呐信号处理算法，然后设计了基于MPSo... 详细信息

本文基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip， MPSoC)，采用模块化设计以及软硬件协同设计思想，提出了一种主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究了适合边缘端部署的声呐信号处理算法，然后设计了基于MPSoC的加速计算结构，将数字下变频、逆/快速傅里叶变换(inverse/fast fourier transform， IFFT/FFT)、波束形成等具有高计算复杂性的处理步骤移植到可编程逻辑端，实现了显著加速。将目标检测等复杂度较低的步骤部署在处理器系统端，实现了更高的灵活性。仿真及湖上实验结果表明，本文提出的方案可在数据更新周期的41%时间内完成1帧回波数据的实时处理，并可在复杂水下环境下实时有效探测运动目标，在水下无人航行器主动声呐探测领域具有广阔的应用前景。

关键词：水下无人航行器主动声呐多处理器片上系统实时信号处理硬件加速

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低轨卫星非奇异平均根数估计算法研究

系统工程与电子技术 2025年

作者：王志豪仲惟超张皓中国科学院空间应用工程与技术中心中国科学院大学航空宇航学院上海卫星工程研究所

针对低轨（low earth orbit， LEO）巨型星座这类近圆轨道卫星自主构型保持的需求，研究了一种基于非奇异轨道根数和扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）的自主实时平均轨道根数估计算法。推导了非球形摄动带谐项、田谐项和... 详细信息

针对低轨（low earth orbit， LEO）巨型星座这类近圆轨道卫星自主构型保持的需求，研究了一种基于非奇异轨道根数和扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）的自主实时平均轨道根数估计算法。推导了非球形摄动带谐项、田谐项和大气阻力摄动作用下的平均根数动力学模型，并以此建立滤波模型，设计了基于EKF的平均根数估计算法。仿真结果表明该算法可以长期应用于平均根数的在轨估计，精度相比数值迭代法和快速傅里叶变化法(fast Fourier transform，FFT)可以提升一个量级，其中半长轴估计误差可达米级，而且全部轨道根数的估计误差均具有稳定性。最后将算法应用于卫星真实测量数据，验证了算法在实际工程中的可行性以及对不同轨道高度的适用性。

关键词：低轨巨型星座平均根数估计扩展卡尔曼滤波非奇异轨道根数轨道摄动

基于改进最小边际代价算法的多USV多AUV任务分配

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控制与决策 2025年第1期40卷 119-127页

作者：白小山佘桉奇郑心泉吴宗泽深圳大学机电与控制工程学院燕山大学电气工程学院

随着自主水下机器人(AUV)和无人水面艇(USV)在民用和军事领域的应用不断扩展, USV与AUV协同完成相关任务的作业模式受到了广泛关注.针对多USV和多AUV协同访问多目标点的任务分配问题进行研究,旨在最小化多USV和AUV系统访问所有目标点的... 详细信息

随着自主水下机器人(AUV)和无人水面艇(USV)在民用和军事领域的应用不断扩展, USV与AUV协同完成相关任务的作业模式受到了广泛关注.针对多USV和多AUV协同访问多目标点的任务分配问题进行研究,旨在最小化多USV和AUV系统访问所有目标点的总旅行距离.首先,建立考虑通信约束和AUV最大航程约束的多USV多AUV协同多点访问任务分配问题的数学模型,并对问题的NP-hard属性进行分析.其次,提出一个两阶段任务分配算法:1)先利用最小边际代价算法构建各USV访问完所有水面目标点的路径,再采用最近插入策略分配水下目标点; 2)通过多个邻域搜索算子对初始解进行优化,得到可行最终解.相对于已有流行的自组织映射算法,仿真实验表明所提出任务分配算法能在较短计算时间内得到质量较优的任务分配方案.

关键词：任务分配 USV-AUV协同启发式算法协同控制邻域搜索通讯约束