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面向多类物体草图的三维形状生成统一模型

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：徐晋杨彬鑫陈雪锦中国科学技术大学电子工程与信息科学系

现有基于草图的三维建模深度神经网络普遍需要针对特定类别单独训练，泛化性差; 而多类同时训练容易产生类别混淆及三维模型细节缺失. 基于无监督的草图到模型生成框架，提出适用于多类物体统一训练的三维模型生成网络MC-SketchModNe... 详细信息

现有基于草图的三维建模深度神经网络普遍需要针对特定类别单独训练，泛化性差; 而多类同时训练容易产生类别混淆及三维模型细节缺失. 基于无监督的草图到模型生成框架，提出适用于多类物体统一训练的三维模型生成网络MC-SketchModNet. 首先在生成过程中，通过草图类别编码融合草图特征共同输入生成网络，建立草图表达的三维模型与物体类别之间的关联; 然后在训练阶段增加监督视角，提供更多草图生成三维模型的约束，消除生成模型的类别歧义性. 在ShapeNet的合成草图数据集和手绘草图数据集上的实验结果表明， MC-SketchModNet能够有效地消除生成三维模型的类别混淆现象，获得质量更高、细节更丰富的三维模型，在体素交并比指标上，比多类训练的基线方法SoftRas提升4.91%; 该网络中引入的类别编码能够支持生成模型目标类别的交互调控，在草图轮廓语义模糊时进行类别引导的模型生成.

关键词：草图三维模型生成多类训练无监督学习

基于改进SHKF算法的UWB/IMU组合定位方法

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中国惯性技术学报 2024年第1期32卷 34-41页

作者：黄卫华梅宇恒章政赵广营刘思贤武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

针对复杂环境下超宽带(UWB)无线定位系统存在非视距(NLOS)及随机误差的问题,提出一种基于改进Sage-Husa卡尔曼滤波算法(SHKF)的UWB/IMU组合定位方法。首先,设计了一种基于概率密度的提升树,将UWB/IMU特征数据的概率分布密度引入提升树... 详细信息

针对复杂环境下超宽带(UWB)无线定位系统存在非视距(NLOS)及随机误差的问题,提出一种基于改进Sage-Husa卡尔曼滤波算法(SHKF)的UWB/IMU组合定位方法。首先,设计了一种基于概率密度的提升树,将UWB/IMU特征数据的概率分布密度引入提升树的损失函数中,鉴别出NLOS信号;然后,设计了一种改进SHKF算法,根据新息变化趋势定义自适应因子,实时调整对新息误差修正的策略以调节历史噪声对当前定位的影响,进而提升UWB/IMU组合定位的稳定性和精度。实验结果表明,所提方法将NLOS信号鉴别精度提升至99.12%,定位均方根误差降低至4.30 cm,提升了复杂环境下UWB/IMU组合系统定位精度。

关键词：非视距 Sage-Husa卡尔曼滤波 UWB/IMU组合定位提升树

基于人工表面等离激元的小型化电可调缺口带滤波器

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太赫兹光谱在转基因菜籽油鉴别中的应用:基于改进蜉蝣算法的支持向量机模型

物理学报 2024年第3期73卷 48-54页

作者：孙淑鹏程用志罗辉陈浮杨玲玲李享成武汉科技大学信息科学与工程学院武汉 430081 武汉科技大学信息科学与工程学院武汉 430081 湖北隆中实验室襄阳 441000 武汉软件工程职业学院电子工程学院武汉 430205 武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室武汉 430081 湖北隆中实验室襄阳 441000

具有小型化的缺口带滤波器在微波集成系统中具有广泛的应用前景.本文基于倒山形单元的人工表面等离激元(spoof surface plasmon polariton,SSPP)提出了一种新型小型化电可调缺口带滤波器.与相同横向尺寸的传统SSPP单元相比,所提出的倒... 详细信息

具有小型化的缺口带滤波器在微波集成系统中具有广泛的应用前景.本文基于倒山形单元的人工表面等离激元(spoof surface plasmon polariton,SSPP)提出了一种新型小型化电可调缺口带滤波器.与相同横向尺寸的传统SSPP单元相比,所提出的倒山形单元的色散曲线表现出更好的慢波特性,渐近频率降低至原来的 55%.缺口带的频率可通过调整变容二极管两端的偏置电压来动态控制.随着偏置电压从 0.5 V增至 30 V,缺口带频率从 2.1 GHz移动到 2.3 GHz,实现动态调节.仿真结果表明,缺口带滤波器通带内实现了较低的插入损耗(S21-10 dB),并且具有小型化的优势,尺寸仅为 0.78λg×0.35λg,λg是中心频率处的波长.采用印刷电路板技术实际加工了缺口带滤波器.实物测量和仿真结果吻合较好,验证了设计的可靠性.

关键词：人工表面等离激元电子控制缺口带滤波器谐振器

来源：博看期刊评论

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物理学报 2024年第5期73卷 360-368页

作者：陈涛李欣桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004

为实现对转基因和非转基因菜籽油的快速准确鉴别,结合太赫兹时域光谱技术,提出了一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型.以两种转基因和两种非转基因菜籽油为研究对象,应用太赫兹时域光谱技术获取其光谱信息,发现相比于非转基因菜籽... 详细信息

为实现对转基因和非转基因菜籽油的快速准确鉴别,结合太赫兹时域光谱技术,提出了一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型.以两种转基因和两种非转基因菜籽油为研究对象,应用太赫兹时域光谱技术获取其光谱信息,发现相比于非转基因菜籽油,转基因菜籽油在太赫兹波段具有更强的吸收特性,同时它们的吸收光谱极为相似,难以通过观察法进行准确区分.为此,提出一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型,通过采用蜉蝣优化算法对支持向量机参数进行寻优,并引入自适应惯性权重和Lévy飞行两种策略改进蜉蝣优化算法在寻优过程容易陷入局部最优解的问题,增强蜉蝣优化算法的全局搜索能力和稳健性.实验结果表明:改进后的蜉蝣优化算法能够更有效地寻找到支持向量机的最优参数组合,提升鉴别模型的整体性能,该模型对4种菜籽油的识别精度为100%.因此,本研究为转基因菜籽油的类型鉴别提供了一种快速有效的新方法,也为其他转基因物质的鉴别提供了有价值的参考.

关键词：转基因菜籽油太赫兹光谱分类鉴别蜉蝣优化算法

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互补特征交互融合的RGB_D实时显著目标检测

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中国图象图形学报 2024年第5期29卷 1252-1264页

作者：叶欣悦朱磊王文武付云武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

目的通过融合颜色、深度和空间信息,利用RGB_D这两种模态数据的显著目标检测方案通常能比单一模态数据取得更加准确的预测结果。深度学习进一步推动RGB_D显著目标检测领域的发展。然而,现有RGB_D显著目标检测深度网络模型容易忽略模态... 详细信息

目的通过融合颜色、深度和空间信息,利用RGB_D这两种模态数据的显著目标检测方案通常能比单一模态数据取得更加准确的预测结果。深度学习进一步推动RGB_D显著目标检测领域的发展。然而,现有RGB_D显著目标检测深度网络模型容易忽略模态的特异性,通常仅通过简单的元素相加、相乘或特征串联来融合多模态特征,如何实现RGB图像和深度图像之间的信息交互则缺乏合理性解释。为了探求两种模态数据中的互补信息重要性及更有效的交互方式,在分析了传统卷积网络中修正线性单元(rectified linear unit,ReLU)选通特性的基础上,设计了一种新的RGB和深度特征互补信息交互机制,并首次应用于RGB_D显著目标检测中。方法首先,根据该机制提出了互补信息交互模块将模态各自的“冗余”特征用于辅助对方。然后,将其阶段式插入两个轻量级主干网络分别用于提取RGB和深度特征并实施两者的交互。该模块核心功能基于修改的ReLU,具有结构简单的特点。在网络的顶层还设计了跨模态特征融合模块用于提取融合后特征的全局语义信息。该特征被馈送至主干网络每个尺度,并通过邻域尺度特征增强模块与多个尺度特征进行聚合。最后,采用了深度恢复监督、边缘监督和深度监督3种监督策略以有效监督提出模型的优化过程。结果在4个广泛使用的公开数据集NJU2K(Nanjing University2K)、NLPR(national laboratory of pattern recognition)、STERE(stereo dataset)和SIP(salient person)上的定量和定性的实验结果表明,以Max F-measure、MAE(mean absolute error)以及Max E-measure共3种主流测度评估,本文提出的显著目标检测模型相比较其他方法取得了更优秀的性能和显著的推理速度优势(373.8帧/s)。结论本文论证了在RGB_D显著目标检测中两种模态数据具有信息互补特点,提出的模型具有较好的性能和高效率推理能力,有较好的实际应用价值。

关键词：显著目标检测(SOD) RGB_D 深度卷积网络互补信息交互跨模态特征融合

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基于双面平行带线的全空间扫描漏波天线

电子与信息学报 2024年第2期46卷 705-712页

作者：王亨辉孙胜刘能武刘元安电子科技大学电子科学与工程学院成都611731 西安电子科技大学电子工程学院西安710071 北京邮电大学电子工程学院北京100876

为了实现从后向端射到前向端射的连续波束扫描天线,该文基于双面平行带线结构提出了一种具有全空间扫描能力的漏波天线。天线单元由双面平行带线传输线和一对反向加载的开路枝节组成,两个开路枝节分别位于传输线的上导带和下导带。加载... 详细信息

为了实现从后向端射到前向端射的连续波束扫描天线,该文基于双面平行带线结构提出了一种具有全空间扫描能力的漏波天线。天线单元由双面平行带线传输线和一对反向加载的开路枝节组成,两个开路枝节分别位于传输线的上导带和下导带。加载的反向开路枝节等效为一个偶极子,使得天线单元具有全向辐射性能,作为整个全空间扫描漏波天线的基础单元。为了抑制周期漏波天线中的开阻带问题,又在天线基础单元上加载了一对平衡槽以实现频率平衡条件,还加载了一对匹配槽以匹配周期结构的阻抗。最后实现了一款天线原型,经仿真与实验验证,该天线能够在7.6 GHz到14.0 GHz的频率范围内,实现从后向端射,经侧向辐射,然后到前向端射的全空间扫描能力。

关键词：漏波天线全空间波束扫描 Bloch阻抗开阻带抑制双面平行带线

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基于改进哈里斯鹰算法的系统能效优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 58-64页

作者：苏佳杨志华刘彦明河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200030

为有效提升多小区多用户通信系统能效,针对哈里斯鹰优化算法易陷入局部最优导致无法得到最优系统能效这一问题,提出一种改进的哈里斯鹰能效优化算法.首先,建立考虑小区间干扰因素的多小区多用户通信系统模型,得出该系统的能量效率方程;... 详细信息

为有效提升多小区多用户通信系统能效,针对哈里斯鹰优化算法易陷入局部最优导致无法得到最优系统能效这一问题,提出一种改进的哈里斯鹰能效优化算法.首先,建立考虑小区间干扰因素的多小区多用户通信系统模型,得出该系统的能量效率方程;在运用哈里斯鹰算法求解系统能效过程中,将Sobol混沌初始化与莱维飞行变异策略结合到算法中以对原始算法进行改进.仿真结果表明:相较于原始算法,本文算法改善了原算法陷入局部最优问题,并将系统能效提高了15.1%.

关键词：多小区多用户通信系统小区间干扰能量效率哈里斯鹰优化算法局部最优

利用参考电压注入的Buck变换器电感电容估计

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 114-120页

作者：彭程陈晨姜东升闵闰童乔凌武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 北京空间飞行器总体设计部北京100094 华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074

电路的元件参数,尤其是电感和电容值,严重影响着Buck变换器的控制性能。提出了一种参考电压脉冲注入法用于电感和电容的在线估计。为了提高Buck变换器中电感和电容值的估计精度,利用原稳态和新稳态构建满秩状态方程,在线推导算法所需寄... 详细信息

电路的元件参数,尤其是电感和电容值,严重影响着Buck变换器的控制性能。提出了一种参考电压脉冲注入法用于电感和电容的在线估计。为了提高Buck变换器中电感和电容值的估计精度,利用原稳态和新稳态构建满秩状态方程,在线推导算法所需寄生参数和负载电阻。研究基于电感伏秒特性和电容电荷平衡特性的精确离散时间变换器模型,为元件参数估计奠定了基础。通过给参考电压注入短脉冲信号,并使用PID控制器对电路中的电感电流和输出电压进行调节,建立了用于参数估计的瞬态和新稳态。利用瞬态中采样的电压和电感电流估计电感和电容值,避免了稳态时的收敛问题。基于提出的平均电感电流估计算法,电流采样频率降低至开关频率。最后,在Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证,结果表明:即使在考虑实际噪声的情况下,电感和电容值的最大估计误差分别小于2%和4.2%;相较于其他参数估计算法,参考电压脉冲注入方法的引入有效提高了参数辨识的估计精度,有助于Buck变换器系统控制性能的提升。

关键词： Buck变换器参数估计脉冲注入电感电容

基于端部漏磁场分析的集成式电机驱动系统在线匝间短路故障诊断

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科学技术与工程 2024年第27期 11693-11702页

作者：柴琳周菁陈天宇刘毅刘志伟武汉科技大学信息科学与工程学院华中科技大学电气与电子工程学院

基于宽禁带器件的变频器具有高功率密度和耐高温工作的优势，通过小型化和轻薄化设计可以将变频器置于电机端盖与端绕组之间，构成结构紧凑的集成式电机驱动系统。该系统发生匝间短路故障时，短路绕组电流增大不仅会使电机内部温度升高... 详细信息

基于宽禁带器件的变频器具有高功率密度和耐高温工作的优势，通过小型化和轻薄化设计可以将变频器置于电机端盖与端绕组之间，构成结构紧凑的集成式电机驱动系统。该系统发生匝间短路故障时，短路绕组电流增大不仅会使电机内部温度升高导致电机绝缘性能降低，还将引起磁场变化影响变频器的正常工作。以一台1.5 kW的交流感应电机为例，搭建基于宽禁带器件的集成式电机驱动系统三维物理模型，利用数学解析法分析并计算匝间短路故障前后的端部漏磁场，并提取电机内端部印制电路板(printed circuit board, PCB)表面与轴心距离相等、机械角度相差45°的两点处磁感应强度在直角坐标系下椭圆曲线的离心率反映端部漏磁场的对称性，以此为特征指标判断电机是否出现匝间短路故障。仿真与实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：集成式电机驱动系统匝间短路故障端部漏磁场有限元分析