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基于双模编码器-解码器框架的联机手写数学公式识别

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北京工业大学学报 2024年第1期50卷 50-60页

作者：付鹏斌李树军杨惠荣北京工业大学信息学部北京100124

为了充分利用联机手写数学公式的笔迹特征和全局二维结构特征,将联机模式和脱机模式联合,设计了一种基于编码器-解码器框架的双模识别模型。该模型可接受一维坐标点序列和二维静态图像形式的手写数学公式数据,通过联机编码器从输入的坐... 详细信息

为了充分利用联机手写数学公式的笔迹特征和全局二维结构特征,将联机模式和脱机模式联合,设计了一种基于编码器-解码器框架的双模识别模型。该模型可接受一维坐标点序列和二维静态图像形式的手写数学公式数据,通过联机编码器从输入的坐标点序列中提取笔迹特征信息,并通过脱机编码器从静态图像中提取二维结构特征信息,进而充分保留手写笔迹特征和全局二维结构特征。在编码器阶段,针对联机模式提出正弦编码,对输入的坐标点序列进行编码,补充笔画级别的信息,能够有效避免笔画间隔模糊导致的笔画信息丢失的问题;针对脱机模式提出平滑注意力机制,通过引入平滑窗口的方式,实现特征图中每个像素特征的感受野的自适应调整,在一定程度上解决了普通的注意力机制无法同时对尺寸相差较大的手写符号筛选有效特征信息的问题,有效提升了注意力机制捕捉有效手写区域的能力。实验结果表明,该模型的公式识别准确率可达58.76%,并且与相同领域内其他的识别模型相比,其可将公式识别准确率提升1.56%~4.71%,达到较高水平。

关键词：编码器-解码器联机脱机双模数学公式识别注意力机制

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月壤-柔性充气膜组合式防护层力热性能分析

宇航学报 2024年第5期45卷 778-789页

作者：迟海义袁帅潘文特高飞宇张泽旭王永滨哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150090 北京空间机电研究所北京100094

面向未来月球驻人基地建设速度快、运输成本低、可靠性高的需求,提出了月壤-柔性充气膜组合式防护层结构与刚性舱体相结合的月球基地建造方案。该建造方案以柔性充气膜作为主体承力结构,下方放置刚性舱体。对柔性充气膜单元进行模态分析... 详细信息

面向未来月球驻人基地建设速度快、运输成本低、可靠性高的需求,提出了月壤-柔性充气膜组合式防护层结构与刚性舱体相结合的月球基地建造方案。该建造方案以柔性充气膜作为主体承力结构,下方放置刚性舱体。对柔性充气膜单元进行模态分析,探究柔性充气膜单元固有振动频率与内压、覆盖月壤的厚度的关系,通过调整防护层参数改变结构频率从而避免与月震发生共振;在柔性充气膜上覆盖松软月壤并烧结表层月壤,通过热学与辐射仿真分析,对松软月壤隔热效果与防护层屏蔽辐射效果进行模拟,确定二者厚度,并对隔热性能与物性参数的敏感性进行探究;通过力学分析,探究柔性充气膜在给定厚度防护层下的变形量与膜厚、内压、肋径的关系。计算与仿真结果表明,该建造方案可以有效应对月面粒子辐射、月震与大交变温差环境,结构具有良好的力学稳定性,可为未来月球基地建造方式提供参考。

关键词：月球基地月壤-柔性防护层极端温度静力学分析

45钢表面硬化层深度的高鲁棒性微磁定量预测方法

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北京工业大学学报 2024年第9期50卷 1049-1060页

作者：邢智翔刘秀成王贤贤宁梦帅张猛高铭何存富北京工业大学材料与制造学部北京100124

考虑多功能微磁检测系统对微磁参量的重复测试性能,研究利用系统对45钢表面硬化层深度进行高鲁棒性定量预测的方法。首先,利用测试数据的变异系数β统计方法,定量评价了系统对41项微磁参量的重复测试能力,结合指标β和微磁参量对硬化层... 详细信息

考虑多功能微磁检测系统对微磁参量的重复测试性能,研究利用系统对45钢表面硬化层深度进行高鲁棒性定量预测的方法。首先,利用测试数据的变异系数β统计方法,定量评价了系统对41项微磁参量的重复测试能力,结合指标β和微磁参量对硬化层深度的敏感性指标S,对微磁参量进行了筛选;其次,融合多项微磁参量建立了硬化层深度的前馈神经网络定量预测模型,提出了改善模型鲁棒性的建模策略及鲁棒性评价方法;最后,讨论了输入节点逐项剔除和有条件保留规则对模型鲁棒性的影响规律。与传统建模方法相比,利用规则剔除微磁参量项数为8时,模型的MAE均值和MAE值小于5%的模型数量P分别下降约68.8%和增加约150%,表明提出的建模策略可以有效改善仪器在45钢表面硬化层深度定量预测过程中的鲁棒性。

关键词：微磁检测硬化层深度定量预测神经网络鲁棒性重复性

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多智能体路径规划技术研究综述

北京工业大学学报 2024年第10期50卷 1263-1272页

作者：吴文君王腾达孙阳高强北京工业大学信息学部北京100124

针对多智能体路径规划(multi-agent path finding, MAPF)问题研究的算法在户外危险场地、智能仓储系统和城市道路网络等领域有着广泛的应用。根据不同的求解思路,关于MAPF问题研究设计的算法主要可以分为基于搜索的传统算法和基于学习... 详细信息

针对多智能体路径规划(multi-agent path finding, MAPF)问题研究的算法在户外危险场地、智能仓储系统和城市道路网络等领域有着广泛的应用。根据不同的求解思路,关于MAPF问题研究设计的算法主要可以分为基于搜索的传统算法和基于学习的智能算法2类。在基于搜索的传统算法研究中,按照路径规划效果不同,又可分为最优MAPF算法和次优MAPF算法。最优MAPF算法主要分为基于A~*的搜索、基于代价增长树的搜索(increasing cost tree search, ICTS)和基于冲突的搜索(conflict-based search, CBS)这3类;次优MAPF算法主要分为无边界次优的算法和有边界次优的算法2类。基于学习的智能MAPF算法可以大致分为结合专家经验的算法和基于图神经网络(graph neural network, GNN)的算法2类。根据上述分类介绍了近年来具有代表性的研究成果,分析了各种算法的特点,并对MAPF问题未来的研究方向进行了展望。

关键词：机器学习多智能体系统路径规划最优路径集合人工智能移动机器人

非铅金属卤化物闪烁体材料与薄膜成像器件研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 151-167页

作者：林俊哲郭丹翟天瑞北京工业大学理学部北京100124

高能射线探测成像技术在高能物理研究、医疗影像和工业探测等领域具有重要应用。非铅金属卤化物具有毒性低、稳定性良好、发光效率高、Stokes位移大的优点,在X射线间接探测领域表现出重要的应用潜力。本文综述了近年来非铅金属卤化物闪... 详细信息

高能射线探测成像技术在高能物理研究、医疗影像和工业探测等领域具有重要应用。非铅金属卤化物具有毒性低、稳定性良好、发光效率高、Stokes位移大的优点,在X射线间接探测领域表现出重要的应用潜力。本文综述了近年来非铅金属卤化物闪烁体及薄膜成像器件的研究进展,首先介绍了材料组分与发光机理,然后列举了与闪烁体性能相关的关键参数,概述了单晶、粉末与纳米晶材料合成方法,阐述了近些年研究工作中关于提高成像器件分辨率的新颖思路,重点讨论了复合薄膜、陶瓷玻璃、结构化闪烁体等形式的新型闪烁体成像器件。最后,对目前闪烁体探测成像面对的挑战和潜在解决方案进行了总结与展望。

关键词：非铅金属卤化物闪烁体成像薄膜发光

维普期刊数据库评论

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基于三元深度融合的行为驱动成绩预警模型

计算机工程与应用 2024年第9期60卷 346-356页

作者：庄俊玺王琪赖英旭刘静靳晓宁北京工业大学信息学部北京100124

随着信息技术的迅猛发展和教育教学工作的信息化改革,学生的相关信息以多样的形式被记录,如何在复杂的教育数据中对学生行为做出全面分析并进行成绩预测预警具有重要意义。针对现有研究在预测学生成绩时存在的对日常行为数据关注较少、... 详细信息

随着信息技术的迅猛发展和教育教学工作的信息化改革,学生的相关信息以多样的形式被记录,如何在复杂的教育数据中对学生行为做出全面分析并进行成绩预测预警具有重要意义。针对现有研究在预测学生成绩时存在的对日常行为数据关注较少、对行为数据的利用不充分、使用的数据特征单一、数据粒度粗等问题,提出一种基于三元深度融合的成绩预警模型。它从群体行为和个体行为的角度出发,使用规律性特征提取模块提取群体消费行为、活动行为中的规律性特征,使用活跃性特征提取模块提取个体消费行为中的活跃性特征,使用勤奋性特征提取模块提取个体进出图书馆行为中的勤奋性特征,然后融合三类特征对学生分类进而进行成绩预警。公开数据集上的实验表明,提出的模型方法具有一定的成绩预测预警能力。

关键词：成绩预警群体行为特征融合特征选择学生行为教育数据挖掘

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模型异构的联邦学习入侵检测

北京工业大学学报 2024年第5期50卷 543-557页

作者：高迢康靳晓宁赖英旭北京工业大学信息学部北京100124

针对模型异构和代理数据稀缺问题,提出模型异构的联邦学习入侵检测(model heterogeneous federated learning for intrusion detection, MHFL-ID)框架。首先,MHFL-ID根据模型异同对节点进行分组,将结构相同的模型分到同一组;其次,在组... 详细信息

针对模型异构和代理数据稀缺问题,提出模型异构的联邦学习入侵检测(model heterogeneous federated learning for intrusion detection, MHFL-ID)框架。首先,MHFL-ID根据模型异同对节点进行分组,将结构相同的模型分到同一组;其次,在组内采用以组长为中心的同构聚合方法,根据目标函数投影值选取组长,并引导组内节点的优化方向以提升全组模型能力;最后,在组间采用基于知识蒸馏的异构聚合方法,不需要代理数据就能用局部平均软标签和全局软标签传递异构模型中的知识。在NSL-KDD和UNSW-NB15这2个数据集上进行了对比实验,与当前先进方法相比,MHFL-ID框架及所提方法能有效解决联邦学习中模型异构聚合的问题,在准确率方面也取得了较好结果。

关键词：入侵检测模型异构联邦学习知识蒸馏多目标异构聚合

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基于相关性的大型救援装备模块划分方法

北京工业大学学报 2024年第3期50卷 271-281页

作者：赵京张晓丹张自强苗磊北京工业大学材料与制造学部北京100124

为了解决大型救援装备在灾时转运投用效率低的问题,提出了一种基于相关性的大型救援装备模块划分方法。首先建立了零部件相关性评价数学模型,对救援装备零部件之间的相关性进行评价,得到综合相关性矩阵;然后针对救援装备改进了一种层次... 详细信息

为了解决大型救援装备在灾时转运投用效率低的问题,提出了一种基于相关性的大型救援装备模块划分方法。首先建立了零部件相关性评价数学模型,对救援装备零部件之间的相关性进行评价,得到综合相关性矩阵;然后针对救援装备改进了一种层次聚类算法,基于综合相关性矩阵对零部件进行聚类,得到层次聚类结构;最后建立了救援装备模块划分方案多目标优化模型,基于遗传算法对其中各步骤进行适应性改造,从而求得救援装备的最优模块划分方案。该方法解决了现有方法在救援装备上无法应用的若干问题,其有效性在YS220液压挖掘机上得到应用验证。

关键词：模块化救援装备相关性聚类挖掘机多目标优化

温度对Ga_(0.84)In_(0.16)As/Ge_(0.93)Sn_(0.07)双结太阳电池的性能影响

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北京工业大学学报 2024年第10期50卷 1179-1187页

作者：崔敏于添景李倩影邓金祥高红丽北京工业大学理学部北京100124

基于Varshni半导体材料带隙对温度的响应模型和Caughey-Thomas经验模型对晶格匹配的Ga_(0.84)In_(0.16)As/Ge_(0.93)Sn_(0.07)双结太阳能电池进行模拟,研究温度对材料带隙E_(g)和反向饱和电流密度J_(0)的影响,探索太阳能电池性能参数如... 详细信息

基于Varshni半导体材料带隙对温度的响应模型和Caughey-Thomas经验模型对晶格匹配的Ga_(0.84)In_(0.16)As/Ge_(0.93)Sn_(0.07)双结太阳能电池进行模拟,研究温度对材料带隙E_(g)和反向饱和电流密度J_(0)的影响,探索太阳能电池性能参数如短路电流密度J_(sc)、开路电压V_(oc)、填充因子FF和转换效率η的温度依赖性。结果表明,250~400 K温度范围内,Ga_(0.84)In_(0.16)As和Ge_(0.93)Sn_(0.07)带隙随着温度的升高分别以-0.412、-0.274 meV/K的速率呈近似线性下降;随着材料内部温度的增加,各子电池的J_0呈指数型增长,J_(sc)和V_(oc)的温度系数分别约为12.86μA/(cm^(2)·K)和-3.48 mV/K,FF从0.87降低至0.78,η从31.39%降低至17.69%。其中,Ge_(0.93)Sn_(0.07)子电池的J_(sc)、V_(oc)、FF和η的温度系数分别约6.59μA/(cm^(2)·K)、-1.76 mV/K、-0.213%/K和-0.042%/K,表明GeSn材料的温度特性不同程度地优于常规Ⅲ-Ⅴ多结电池中的Ge子电池的温度特性。该研究结果有助于推动GaInAs/GeSn基多结太阳电池的低成本发展与应用。

关键词： GeSn GaInAs 多结太阳电池温度光伏温度特性