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具有隐私保护功能的半监督小样本齿轮箱故障诊断

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1105-1119页

作者：何心段亚穷王子栋张永华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 Department of Computer Science Brunel University LondonLondon UB83PHUnited Kingdom 元始智能科技有限公司南通226000

齿轮箱作为机械传动系统的关键组成部分,面对有限标记数据和数据隐私保护的需求,传统故障诊断方法存在数据泄露和模型精度不高等问题.因此,本研究提出了一种基于联邦学习的隐私保护框架,采用半监督原型网络与对比学习相结合的小样本齿... 详细信息

齿轮箱作为机械传动系统的关键组成部分,面对有限标记数据和数据隐私保护的需求,传统故障诊断方法存在数据泄露和模型精度不高等问题.因此,本研究提出了一种基于联邦学习的隐私保护框架,采用半监督原型网络与对比学习相结合的小样本齿轮箱故障诊断方法.首先,构建了DeceFL联邦学习框架,在每个客户端上使用有限数量的标记样本构建正负样本对.同时,采用对比学习的预训练方法,为自动编码器提供了初始化参数.随后,将自动编码器作为原型网络的特征映射函数,使用有限数量的标记样本计算类别原型.最后,通过原型细化方法对原型进行微调,减少异常数据的干扰,获得更加稳定和准确的原型.经过实际齿轮箱数据的验证,结果表明,本研究提出的隐私保护框架下的半监督小样本故障诊断方法能够仅使用极少数量的样本即实现更为出色的故障识别精度.这一研究为应对现实工业应用中的数据挑战提供了创新性的方法,推动齿轮箱故障诊断领域的进一步研究.

关键词：齿轮箱故障诊断隐私保护小样本半监督学习

基于磁性传感器的低失调温度补偿接口电路设计

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1521-1528页

作者：樊华常伟鹏王策李国刘建明李宗霖魏琦冯全源电子科技大学重庆微电子产业技术研究院重庆401331 电子科技大学集成电路科学与工程学院(示范性微电子学院) 成都611731 电子科技大学广东电子信息工程研究院东莞523808 成都华微电子科技股份有限公司成都610041 清华大学精密仪器系北京100084 西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

面向磁性传感器在物联网(IoT)技术中的广泛应用,该文基于180 nm CMOS工艺设计了一种具有低失调电压,低温度漂移特性的霍尔传感器接口电路。针对霍尔传感器灵敏度的温度漂移特性,该文设计了一种感温电路并与查表法相结合,调节可编程增益... 详细信息

面向磁性传感器在物联网(IoT)技术中的广泛应用,该文基于180 nm CMOS工艺设计了一种具有低失调电压,低温度漂移特性的霍尔传感器接口电路。针对霍尔传感器灵敏度的温度漂移特性,该文设计了一种感温电路并与查表法相结合,调节可编程增益放大器(PGA)的增益有效地降低了霍尔传感器的温度系数(TC)。在此基础上,通过在信号主通路中使用相关双采样(CDS)技术,极大程度上消除了霍尔传感器的失调电压。仿真结果表明,在–40°C~125°C温度范围内,霍尔传感器的TC从966.4 ppm/°C减小到了58.1 ppm/°C。信号主通路的流片结果表明,霍尔传感器的失调电压从25 mV左右减小到了4 mV左右,霍尔传感器的非线性误差为0.50%。芯片的总面积为0.69 mm^(2)。

关键词：霍尔传感器接口电路温度补偿低失调电压

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基于参考标准件的多结构光三维测量方法

中国激光 2024年第17期 174-183页

作者：冯创罗明灵邓高旭伍世虔武汉科技大学信息科学与工程学院太原科技大学机械工程学院武汉科技大学机器人与智能系统研究院

针对现有多结构光系统设备数量多、相邻相机间需要有较大重叠视角、标定流程繁琐的问题，提出了基于参考标准件的多结构光三维测量方法。首先，标定多个单相机单投影仪结构光系统；然后，使用立体标定板获取多相机外参的初始估计，并基... 详细信息

针对现有多结构光系统设备数量多、相邻相机间需要有较大重叠视角、标定流程繁琐的问题，提出了基于参考标准件的多结构光三维测量方法。首先，标定多个单相机单投影仪结构光系统；然后，使用立体标定板获取多相机外参的初始估计，并基于该外参进行点云坐标系的统一；最后，通过重建标准件来分别优化多相机初始外参的旋转向量和平移向量，提高多结构光系统的测量精度。实验结果表明，所提方法不需要多结构光系统的相邻相机间有重叠视角，多视角重建大体积球体的球面拟合误差为0.26 mm，可应用于冶金行业中管棒材面形特征检测等多视角三维在线测量场景。

关键词：测量三维重建结构光重叠视角标准件

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基于深度学习的多特征融合海面目标检测方法

雷达学报（中英文） 2024年第3期13卷 554-564页

作者：汪翔汪育苗陈星宇臧传飞崔国龙电子科技大学信息与通信工程学院成都611731 电子科技大学长三角研究院衢州324000

该文考虑了海杂波环境下的雷达目标检测问题,提出了一种基于深度学习的海面目标检测器。该检测器通过融合从不同数据源中提取的多种互补性特征以增加目标和杂波的差异性,从而提升对海面目标的检测性能。具体来说,该检测器首先利用两个... 详细信息

该文考虑了海杂波环境下的雷达目标检测问题,提出了一种基于深度学习的海面目标检测器。该检测器通过融合从不同数据源中提取的多种互补性特征以增加目标和杂波的差异性,从而提升对海面目标的检测性能。具体来说,该检测器首先利用两个特征提取分支分别从距离像和距离多普勒谱图中提取多层次快时间特征和距离特征;然后,设计局部-全局特征提取结构从特征的慢时间维度或多普勒维度提取序列关联性;接着,提出基于自适应卷积权重学习的特征融合模块,实现快慢时间特征和距离多普勒特征的高效融合;最后,对多层次特征进行融合、上采样和非线性映射获得检测结果。基于两个公开雷达数据集上的实验验证了所提检测器的检测性能。

关键词：雷达目标检测海杂波深度学习卷积神经网络特征融合

基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化

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中国机械工程 2024年第4期35卷 614-623,635页

作者：胡福清孙江宏孙英杰孙雨彤马超周福强北京信息科技大学机电工程学院北京100192 清华大学机械电子工程研究所北京100084 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对现有糕点切片机切片效率和质量低下的问题,进行基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化。首先对切片机构型设计及椭圆导轨长短径比和转速进行计算,然后进行运动学和静力学分析,接着分别在不同长短径比和转速动力学仿... 详细信息

针对现有糕点切片机切片效率和质量低下的问题,进行基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化。首先对切片机构型设计及椭圆导轨长短径比和转速进行计算,然后进行运动学和静力学分析,接着分别在不同长短径比和转速动力学仿真分析基础上,构建切刀的加速度均值和均方根值三次多项式拟合方程作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行长短径多目标参数优化及转速择优,最后搭建样机完成不同转速对比实验及玉米饼切片性能测试。结果表明,最优长短径和转速分别为190 mm、120 mm和20 r/min,优化后切刀效率提高75%,切刀进刀加速度的最大和平均误差分别减小26%和49%,退刀加速度的最大和平均误差分别减小60%和63%,玉米饼切面整齐美观,验证了设计的可行性。

关键词：切片机新型旋转-直线往复机构运动学分析多目标优化

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适用于点群共存场景的TPMBM跟踪算法

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2201-2210页

作者：张双武李翠芸赵竞哲衡博文西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 中国电子科技集团公司第二十七研究所河南郑州450047

针对传统群目标跟踪算法在点群共存场景下跟踪精度低的问题,提出了可以同时对点目标和群目标进行跟踪的轨迹泊松多伯努利混合(trajectory Poisson multi-Bernoulli mixture,TPMBM)滤波算法。该算法对目标的状态空间进行扩展,在标准点目... 详细信息

针对传统群目标跟踪算法在点群共存场景下跟踪精度低的问题,提出了可以同时对点目标和群目标进行跟踪的轨迹泊松多伯努利混合(trajectory Poisson multi-Bernoulli mixture,TPMBM)滤波算法。该算法对目标的状态空间进行扩展,在标准点目标和群目标模型的基础上引入关于目标类别的概率信息,通过TPMBM滤波器的预测和更新过程实现对目标类别的判断和对目标运动状态的估计。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法在点目标和群目标共存时漏检误差明显降低,具有更优的跟踪性能。

关键词：目标跟踪点群共存轨迹泊松多伯努利混合滤波

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基于跨度边界感知的嵌套命名实体识别

软件学报 2024年

作者：蔡宇翔骆妲甘洋镭侯睿刘雪怡刘峤石晓军中国电子科技集团公司信息科学研究院电子科技大学计算机科学与工程学院

命名实体识别任务是信息抽取领域中的一个基础任务,旨在定位句子中实体所在位置的边界,并对该实体进行分类.针对现有基于跨度检测的模型存在的嵌套实体边界模糊问题,提出一种基于跨度边界感知的嵌套命名实体识别模型.首先,利用双仿射注... 详细信息

命名实体识别任务是信息抽取领域中的一个基础任务,旨在定位句子中实体所在位置的边界,并对该实体进行分类.针对现有基于跨度检测的模型存在的嵌套实体边界模糊问题,提出一种基于跨度边界感知的嵌套命名实体识别模型.首先,利用双仿射注意力机制,捕获词元间的语义相关性,进而生成跨度语义表示矩阵;其次,通过设计一种二阶对角邻域差分算子,建立跨度语义差分机制,以提取跨度间的语义差异信息.此外,引入一种跨度边界感知机制,利用滑动窗口的局部特征提取能力,强化跨度的边界语义差异,从而准确定位实体跨度位置.为验证模型的有效性,在3个基准数据集上进行测试,包括ACE04、ACE05和Genia数据集.实验结果表明,提出的模型在实体识别准确率的表现优于相关工作.此外,还设计消融实验和案例分析以验证提出的语义差分机制和跨度边界感知机制的有效性,为进一步研究命名实体识别问题提供新的思路和实验证据.

关键词：嵌套命名实体识别跨度分类差分算子双仿射注意力机制跨度语义感知

STAR-RIS辅助的NOMA系统物理层安全性能优化

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通信学报 2024年第5期45卷 214-225页

作者：李美玲王玉旻王思敬张海君太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024 北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

针对实际通信场景中非理想信道状态信息以及非理想串行干扰删除等非理想因素的强耦合特性使可同时反射和透射的可重构智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)传输系统安全性能无法准确衡量的问题,提出了基于惩罚对偶分解(PDD)... 详细信息

针对实际通信场景中非理想信道状态信息以及非理想串行干扰删除等非理想因素的强耦合特性使可同时反射和透射的可重构智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)传输系统安全性能无法准确衡量的问题,提出了基于惩罚对偶分解(PDD)和块坐标下降(BCD)的融合算法,联合优化基站的波束成形矢量和STAR-RIS相移系数,实现系统最低安全传输速率的最大化。结果表明,所提融合算法相比BCD算法可以明显增加最低安全传输速率,性能至少提升10%。

关键词：可同时反射和透射的可重构智能超表面非正交多址接入物理层安全块坐标下降惩罚对偶分解

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基于改进灰狼遗传算法的相机标定

激光与光电子学进展 2024年第18期 218-227页

作者：李春明吕大勇远松灵河北科技大学信息科学与工程学院石家庄市京华电子实业有限公司

为解决传统相机标定中标定精度低、可重复性差、鲁棒性弱等问题，提出一种基于改进灰狼遗传算法的相机标定优化方法。对灰狼算法中的种群初始化、线性收敛因子及位置更新策略进行改进，并融入了基于维度学习的搜索策略和改进的选择、交... 详细信息

为解决传统相机标定中标定精度低、可重复性差、鲁棒性弱等问题，提出一种基于改进灰狼遗传算法的相机标定优化方法。对灰狼算法中的种群初始化、线性收敛因子及位置更新策略进行改进，并融入了基于维度学习的搜索策略和改进的选择、交叉、变异算子，以优化相机标定参数。首先，利用MATLAB标定工具箱对标定板图像进行角点提取，基于相机标定原理，建立标定板角点坐标与空间三维点坐标的对应关系，以获取相机内参及畸变系数的初估值，并据此设定待优化参数的寻优范围。接着，以初估值为基础在寻优范围内生成灰狼遗传算法的初始种群。然后，构建平均重投影误差方程，以最小化该误差为目标函数，利用改进的灰狼遗传算法对标定参数进行优化。最后，将该方法与其他优化方法进行实验对比。结果表明，基于改进灰狼遗传算法的相机标定方法在平均重投影误差最小(0.02054 pixel)的同时，也展现了最佳的可重复性和鲁棒性。

关键词：计算机视觉相机标定灰狼算法遗传算法维度学习重投影误差