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基于FBG的微小型三轴振动传感器研究

红外与激光工程 2024年第2期53卷 197-205页

作者：唐翔吴俊黎琪慧辛璟焘董明利北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京空间机电研究所北京100089 广州南沙光子感知技术研究院广东广州511462

为了研制一种微小型、三轴测量的高灵敏度振动传感器,提出一种分立元件交错组合的超紧凑光纤光栅三轴振动传感器设计方法。采用分立元件组合设计方法降低了设计加工难度,与一体化设计对比,分立元件组合结构的零件结构简单、易于加工、... 详细信息

为了研制一种微小型、三轴测量的高灵敏度振动传感器,提出一种分立元件交错组合的超紧凑光纤光栅三轴振动传感器设计方法。采用分立元件组合设计方法降低了设计加工难度,与一体化设计对比,分立元件组合结构的零件结构简单、易于加工、结构设计也更为灵活,缩短了传感器结构的优化迭代周期。通过理论模型分析和有限元仿真,优化传感器结构参数,最终封装完成的尺寸为15 mm×15 mm×15 mm,质量约为24.26 g。最后进行实验测试和传感器性能分析。实验结果表明:该传感器的工作频段为0~1 200 Hz,在X、Y、Z轴方向的固有频率分别为1 850 Hz、1 770 Hz和1 860 Hz,三个轴向的灵敏度分别达到77.37 pm/g、80.73 pm/g和75.04 pm/g,横向抗干扰小于5%。该传感器满足航天振动测量轻量化、工作范围和灵敏度的应用需求,在遥感卫星微振动测量等领域具有重要应用前景。

关键词：光纤布拉格光栅三轴振动传感器微型化高灵敏度

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面向联邦学习的无人机轨迹与资源联合优化

计算机工程与应用 2024年第11期60卷 336-345页

作者：姚献财郑建超郑鑫杨小龙军事科学院国防科技创新研究院北京100071 北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100101

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)因其机动、灵活的特点被广泛地应用于搜索、跟踪等任务。在任务执行过程中会产生的大量数据,通过机器学习(machine learning,ML)算法加以利用,可以显著提高无人机集群的智能。联邦学习(federated le... 详细信息

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)因其机动、灵活的特点被广泛地应用于搜索、跟踪等任务。在任务执行过程中会产生的大量数据,通过机器学习(machine learning,ML)算法加以利用,可以显著提高无人机集群的智能。联邦学习(federated learning,FL)作为一种分布式机器学习架构,因训练过程中只需要进行模型参数传输,更加适用于带宽和能量预算有限的无人机网络。为充分发挥无人机网络中联邦学习的优势,从影响训练能耗的带宽、计算频率、联邦学习精度和训练延迟等因素进行建模,通过联合优化训练参数设置、无人机轨迹、无人机网络中通信以及计算资源分配来最小化联邦学习整体的训练能耗。提出的联合优化算法将所建模的混合整数非线性规划问题(mixed integer nonlinear integer programming problem,MINLP)分解为三个子问题,并对非凸的子问题进行转化,通过逐次凸逼近(successive convex approximation,SCA)和块坐标下降等方式求得问题的次优解。仿真结果表明,在满足训练精度、无人机运动和联邦学习延迟等约束的基础上,提出的算法与现有的联合训练与资源优化的方案相比,降低无人机的整体训练能耗15%以上。

关键词：联邦学习无人机群降低能耗轨迹优化资源分配

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中红外量子级联激光器1×16锁相阵列设计

红外与激光工程 2024年第5期53卷 46-56页

作者：王锐张东亮张程程林青华罗明馨郑显通祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100016 广州南沙北科光子感知技术研究院广东广州511462

针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确定器... 详细信息

针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确定器件各层材料外延厚度;通过设计由100%反射率和50%反射率的布拉格反射镜组成的种子激光器实现4.6μm单波长激光输出;通过设计由1×2多模干涉耦合器(MMI)和弯曲波导组成的1×16分束器实现低损耗均匀分束并锁相;通过设计输出端口的Al_(2)O_(3)增透膜厚度并利用电注入放大的方式实现激光器阵列的大功率输出。最终确定波导上GaInAs层厚度为0.25μm,下GaInAs层厚度为0.1μm,上包层InP厚度为3μm,下包层InP厚度为1μm。当单模波导宽度为5μm时,波导损耗为0.055 dB·cm^(-1),光限制因子为0.733。100%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为728 nm,占空比为0.5,周期数为1000;50%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为727 nm,占空比为0.1,周期数为690;当阵列间距为35μm时,分束器尺寸为3080μm×605μm,损耗为0.254 dB,其中MMI尺寸为19μm×126μm;出射端口采用0.7μm的Al_(2)O_(3)增透膜,透射率达到0.975。最后比较了不同放大器阵列间距的温度与远场分布,相关研究结论可为量子级联激光器锁相阵列的研制提供设计参考。

关键词：量子级联激光器锁相阵列分束布拉格反射镜多模干涉耦合器

基于能量阈值的双参数阈值函数在生理信号降噪中的应用

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兵工学报 2024年第4期45卷 1264-1272页

作者：赵薇卓智海张月霞北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100101

针对弱生理信号在采集过程中易被噪声淹没,传统小波去噪算法存在去噪效果差和信号提取失真的问题,根据小波系数的能量分布特点,提出一种改进的小波阈值去噪算法。通过计算各层小波系数的能量来确定阈值,避免阈值计算的不平衡性,同时提... 详细信息

针对弱生理信号在采集过程中易被噪声淹没,传统小波去噪算法存在去噪效果差和信号提取失真的问题,根据小波系数的能量分布特点,提出一种改进的小波阈值去噪算法。通过计算各层小波系数的能量来确定阈值,避免阈值计算的不平衡性,同时提高自适应性和弱信号的保真度;采用一种改进的可调节的双参数阈值函数对小波系数进行处理,在小波系数压缩程度可控的同时可以自由调节阈值函数的变化趋势。实验结果表明:改进的小波阈值去噪算法相较于两种传统去噪算法(经验模态分解算法和滤波器算法)以及12种传统小波阈值和阈值函数组合算法,在信噪比、均方根百分比和均方根误差上都具有明显的优势,并且在实测生理信号中取得了最小的平均相对误差和最小的波动性。

关键词：小波变换能量梯度阈值改进阈值函数生理信号去噪

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中文学术论文全文语步识别研究

数据分析与知识发现 2024年第2期8卷 74-83页

作者：杜新玉李宁北京信息科技大学计算机学院北京100101

【目的】针对学术论文语步识别相关研究存在只能处理少量的语步、语步识别粒度较粗、缺少公开的语步分类数据集等问题,研究学术论文的全文语步识别,为机器自动理解论文内容提供基础。【方法】基于BERT模型,采用多阶段微调的方式构建学... 详细信息

【目的】针对学术论文语步识别相关研究存在只能处理少量的语步、语步识别粒度较粗、缺少公开的语步分类数据集等问题,研究学术论文的全文语步识别,为机器自动理解论文内容提供基础。【方法】基于BERT模型,采用多阶段微调的方式构建学术论文语步分类数据集,并提出一种融入章节标题文本的语步识别方法,在细粒度层面实现中文学术论文全文语步的识别。【结果】实验结果表明,学术论文语步的22类别分类任务中,RoBERTa-wwm-ext模型总体准确率提升0.031,达到0.909,Micro-F1值提升0.022,达到0.837。【局限】所构建的学术论文语步分类数据集尚存在少量数据不平衡问题,所提方法受限于论文质量,这些问题得到改进后,模型对语步的识别能力应能得到进一步提高。【结论】所提方法取得了较高的语步识别准确率,研究成果可用于学术论文的自动理解、论文质量评价及论文语义检索等领域,对科技文献的有效利用具有重要作用。

关键词：学术论文理解语步识别预训练模型

融合知识的文博领域低资源命名实体识别方法研究

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 13-22页

作者：李超侯霞乔秀明北京信息科技大学计算机学院北京100192

文物数据的实体嵌套问题明显,实体边界不唯一,且文博领域已标注数据极度缺乏,导致该领域命名实体识别性能较低。针对这些问题,构建一个可用于文物命名实体识别的数据集FewRlicsData,提出一种融合知识的文博领域低资源命名实体识别方法Re... 详细信息

文物数据的实体嵌套问题明显,实体边界不唯一,且文博领域已标注数据极度缺乏,导致该领域命名实体识别性能较低。针对这些问题,构建一个可用于文物命名实体识别的数据集FewRlicsData,提出一种融合知识的文博领域低资源命名实体识别方法RelicsNER。该方法将类别描述信息的语义知识融入文物文本中,使用基于跨度的方式进行解码,用于改善实体嵌套问题,并采用边界平滑的方式缓解跨度识别模型的过度自信问题。与基线模型相比,该方法在FewRlicsData数据集上的F1值有所提升,在文博领域命名实体识别任务中取得较好的性能。在公开数据集OntoNotes 4.0上的实验结果证明该方法具有较好的泛化性,同时在数据集OntoNotes 4.0和MSRA上进行小规模数据实验,性能均高于基线模型,说明所提方法适用于低资源场景。

关键词：文博领域命名实体识别知识融合注意力机制

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融合内容和图片特征的中文摘要生成方法研究

数据分析与知识发现 2024年第3期8卷 110-119页

作者：全安坤李红莲张乐吕学强北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100101 北京信息科技大学网络文化与数字传播北京市重点实验室北京100101

【目的】为解决现有根据单一文本特征生成的中文摘要质量不佳问题,提出一种融合内容和图片特征的中文摘要生成方法。【方法】使用BERT提取文本特征,使用ResNet提取图片特征,该特征能够对文本特征进行补充与验证,并利用注意力机制将两种... 详细信息

【目的】为解决现有根据单一文本特征生成的中文摘要质量不佳问题,提出一种融合内容和图片特征的中文摘要生成方法。【方法】使用BERT提取文本特征,使用ResNet提取图片特征,该特征能够对文本特征进行补充与验证,并利用注意力机制将两种模态特征进行融合,最终将融合后的特征送入指针生成网络模型进一步生成质量更高的中文摘要。【结果】实验结果表明,所提方法相较于仅使用单一文本模态生成中文摘要的方法,在ROUGE-1、ROUGE-2和ROUGE-L指标上分别有1.9、1.3和1.4个百分点的提升。【局限】实验数据主要来源于新闻领域,在其他领域中的效果有待验证。【结论】加入图片信息能够使融合后的特征保存更多重要信息,帮助模型更好地定位关键内容,使生成的摘要更具有概括性和可读性。

关键词：特征融合 BERT ResNet 注意力机制摘要生成

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建筑企业推进数字化转型的路径与实践研究

铁道工程学报 2024年第1期41卷 88-92页

作者：江文化谢学文杨向歌中铁云网信息科技有限公司北京100039

研究目的:全球数字经济进入高速发展期,由于数字化转型起点较低、启动较晚,建筑企业在数字化转型过程中缺乏统一的顶层设计、技术路径、实施路径和有效的应用场景,无法适应数字化转型升级的发展要求。为提高建筑企业数字化转型水平,本... 详细信息

研究目的:全球数字经济进入高速发展期,由于数字化转型起点较低、启动较晚,建筑企业在数字化转型过程中缺乏统一的顶层设计、技术路径、实施路径和有效的应用场景,无法适应数字化转型升级的发展要求。为提高建筑企业数字化转型水平,本文结合某建筑央企数字化转型实践,对建筑企业推进数字化转型的路径和实践进行研究。研究结论:(1)建筑业数字化存在数字化应用年限底、应用程度不高、应用不够全面等现状,分析其原因为BIM正向设计推广难度大、缺少专业数字化人才、工程项目全生命期存在数据孤岛、信息化基础设施难以满足数字化转型要求;(2)提出了建筑企业数字化转型的技术路径和实施路径;(3)提出了应用BIM技术打造建筑业数据资产、信息化技术打通数据孤岛、数字化技术赋能智能建造、新一代信息技术助力智能运营等数字化转型的应用场景;(4)本文研究可为建筑企业数字化转型升级提供借鉴或参考。

关键词：建筑企业数字化转型实施路径实践研究

基于DRSN的MG-Y激光器快速准连续波长调谐方法

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光子学报 2024年第8期53卷 160-169页

作者：杜雨蒙庄炜张旭王乐董明利北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

针对调制光栅Y分支(Modulated Grating Y-branch,MG-Y)可调谐半导体激光器难以在调谐范围内进行快速、准确的准连续波长调谐问题,提出了一种基于深度残差收缩网络的MG-Y激光器控制参数表快速生成方法。该方法使用光电二极管采集光功率,... 详细信息

针对调制光栅Y分支(Modulated Grating Y-branch,MG-Y)可调谐半导体激光器难以在调谐范围内进行快速、准确的准连续波长调谐问题,提出了一种基于深度残差收缩网络的MG-Y激光器控制参数表快速生成方法。该方法使用光电二极管采集光功率,相较光谱仪采集波长的方法,其采集速率可大幅提高;采用深度残差收缩神经网络模型对MG-Y激光器电流调谐区域进行快速分类;结合激光器的电流调谐特性,采用拉格朗日插值方法,生成高精度控制参数表,实现MG-Y激光器快速、准确的准连续波长调谐。实验结果表明,用深度残差收缩模型对电流调谐区域分类的时间小于20 s,生成的控制参数表控制激光器输出波长精度为1 pm,稳定性为0.28 pm,法布里-珀罗标准具解调波长稳定性为1.8 pm,对光纤布拉格光栅应变传感器的应变解调精度为1με,稳定性为0.6με。该方法大幅提升了生成控制参数表的速度,满足光纤传感解调应用需求。

关键词：调制光栅Y分支激光器波长控制深度残差收缩网络控制参数表快速光功率采集