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微波光子W波段宽带雷达成像技术研究

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 130-136页

作者：江利中颜露新谭姗姗茹海忠杨明远华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074 上海无线电设备研究所上海201109 上海卫星工程研究所上海200240

W波段逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)具有成像分辨率高、成像距离远、体积小、重量轻等特点,适用于机载、弹载、星载等应用领域,是雷达系统中的一个重要的研究方向。微波光子技术由于具有高频、大带宽、低传输... 详细信息

W波段逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)具有成像分辨率高、成像距离远、体积小、重量轻等特点,适用于机载、弹载、星载等应用领域,是雷达系统中的一个重要的研究方向。微波光子技术由于具有高频、大带宽、低传输损耗等优势,是克服传统雷达面临“电子瓶颈”效应的主要手段。本文提出一种基于微波光子技术实现的W波段调频信号体制ISAR成像系统。在发射端,使用微波光子倍频技术实现了瞬时带宽为8 GHz的W波段线性调频(linearly frequency-modulated,LFM)信号生成。在接收端,基于微波光子去斜技术实现回波信号去斜处理。ISAR成像仿真结果表明,不同姿态下的目标轮廓清晰可辨。

关键词：微波光子 W波段成像雷达逆合成孔径

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光纤陀螺热致漂移分析及算法补偿技术研究

光学学报 2024年第2期44卷 127-134页

作者：冷悦钟胜华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074 多谱信息智能处理技术全国重点实验室湖北武汉430074 华中光电技术研究所武汉光电国家研究中心湖北武汉430223

通过对光纤陀螺温度漂移的剖析推导,分析了温度扰动引起陀螺漂移误差的深层次原因,并结合过程相关性理论,对各个温度项影响因子与光纤陀螺实际输出相关性进行验证分析,提出一种同时考虑温度、温变速率、温度梯度以及三者乘积耦合项的算... 详细信息

通过对光纤陀螺温度漂移的剖析推导,分析了温度扰动引起陀螺漂移误差的深层次原因,并结合过程相关性理论,对各个温度项影响因子与光纤陀螺实际输出相关性进行验证分析,提出一种同时考虑温度、温变速率、温度梯度以及三者乘积耦合项的算法补偿模型。对该模型的补偿效果进行离线补偿验证,结果表明,采用该算法补偿模型能明显抑制光纤陀螺的变温零漂。为了进一步验证该模型的有效性,把离线获得的补偿参数载入陀螺存储器,经过多样本实验测试,补偿后可有效提高光纤陀螺的全变温零偏稳定性,验证了该补偿算法在工程上的可实施性和推广价值。

关键词：光纤光学光纤陀螺 Shupe效应光纤环圈温变速率补偿算法

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基于多模型的体系架构迭代设计方法

系统仿真学报 2024年

作者：赵雪梦任天助方哲梅华中科技大学人工智能与自动化学院北京宇航系统工程研究所华中科技大学多谱信息处理技术国家级重点实验室

体系架构是复杂作战体系的设计蓝图，是提升体系互操作能力的基本保障。基于国防部体系架构框架（Department of Defense Architecture Framework，DoDAF）的视图模型存在动态特性表达困难、决策分析支持缺乏等问题，导致架构模型设计... 详细信息

体系架构是复杂作战体系的设计蓝图，是提升体系互操作能力的基本保障。基于国防部体系架构框架（Department of Defense Architecture Framework，DoDAF）的视图模型存在动态特性表达困难、决策分析支持缺乏等问题，导致架构模型设计始终难以落地。为此，提出一套体系架构集成迭代设计方法，以DoDAF视图模型从多视角整合和表达作战相关信息，以ExtendSim可执行模型模拟作战体系架构在多场景下的涌现行为和动态特性，以决策模型通过多目标决策规则对架构方案进行量化分析和选择，最终形成“视图-仿真-决策-迭代”的体系架构集成迭代设计方法，并明确架构模型设计流程与模型间数据交互路径。该方法在某反潜作战体系示例中验证了其可行性。

关键词：作战体系体系架构国防部体系架构框架可执行模型迭代设计

De-DDPM:可控、可迁移的缺陷图像生成方法

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自动化学报 2024年第8期50卷 1539-1549页

作者：岳忠牧张喆吕武赵瑞祥马杰华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 中国船舶集团有限公司航海科技有限责任公司北京100070

基于深度学习的表面缺陷检测技术是工业上的一项重要应用,而缺陷图像数据集质量对缺陷检测性能有重要影响.为解决实际工业生产过程中缺陷样本获取成本高、缺陷数据量少的痛点,提出了一种基于去噪扩散概率模型(Denoising diffusion proba... 详细信息

基于深度学习的表面缺陷检测技术是工业上的一项重要应用,而缺陷图像数据集质量对缺陷检测性能有重要影响.为解决实际工业生产过程中缺陷样本获取成本高、缺陷数据量少的痛点,提出了一种基于去噪扩散概率模型(Denoising diffusion probabilistic model,DDPM)的缺陷图像生成方法.该方法在训练过程中加强了模型对缺陷部位和无缺陷背景的差异化学习.在生成过程中通过缺陷控制模块对生成缺陷的类别、形态、显著性等特征进行精准控制,通过背景融合模块,能将缺陷在不同的无缺陷背景上进行迁移,大大降低新背景上缺陷样本的获取难度.实验验证了该模型的缺陷控制和缺陷迁移能力,其生成结果能有效扩充训练数据集,提升下游缺陷检测任务的准确率.

关键词：数据增强数据集扩充缺陷图像生成深度学习

面向时变目标协同跟踪的多自主无人船分层有限时间优化调控

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控制与决策 2024年

作者：葛明峰李一凡刘智伟谷志威陈谦华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院华中科技大学人工智能与自动化学院

针对多自主无人船(ASVs)系统的时变多目标协同跟踪问题，本文提出一种新型分层有限时间优化调控算法。设计一个反映多ASVs系统在跟踪过程中能量消耗的目标函数，接着开发一个有限时间优化估计器(FTOE)，以在ASV形成特定编队同时遵循期... 详细信息

针对多自主无人船(ASVs)系统的时变多目标协同跟踪问题，本文提出一种新型分层有限时间优化调控算法。设计一个反映多ASVs系统在跟踪过程中能量消耗的目标函数，接着开发一个有限时间优化估计器(FTOE)，以在ASV形成特定编队同时遵循期望轨迹的情况下最小化目标函数。同时，目标轨迹是可变的，不恒定的。在有限时间本地控制器(FTLC)中，通过跟踪FTOE，多ASVs系统的航行状态可以在有限时间内以最小化目标函数的方式稳定在多个预定的各种时变轨迹附近。给出了有限时间稳定性的证明，并计算了沉降时间。最后，仿真结果证明了所提出的分层算法的有效性。

关键词：时变参考信号的优化多目标编队跟踪多自主无人船(ASVs)系统有限时间优化控制

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红外图像量化影响目标检测性能实验研究

实验室研究与探索 2024年第5期43卷 15-20页

作者：徐文辉钟胜邹旭何顶新华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学多谱信息智能处理技术全国重点实验室武汉430074

为了研究不同红外图像量化方法对目标检测网络性能影响的差异,将红外图像量化对深度学习目标检测网络性能影响的研究和分析设计成教学实验。实验内容涉及图像处理、模式识别、计算机视觉等多个专业课程。实验过程包括红外图像量化、网... 详细信息

为了研究不同红外图像量化方法对目标检测网络性能影响的差异,将红外图像量化对深度学习目标检测网络性能影响的研究和分析设计成教学实验。实验内容涉及图像处理、模式识别、计算机视觉等多个专业课程。实验过程包括红外图像量化、网络模型训练、测试分析等多个环节,贯穿基于深度学习的高层视觉任务开发全流程。该实验紧跟学科前沿,促进学生科研能力和综合素质的培养。

关键词：红外图像量化目标检测人工智能教研协同

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群体智能的四个发展阶段（英文）

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2024年第7期 903-917页

作者：肖人彬华中科技大学人工智能与自动化学院图像信息处理与智能控制教育部重点实验室

中国学者发起的新一代人工智能研究顺应了信息新环境变化的需求，力图将传统人工智能（人工智能1.0）推进到人工智能2.0的新阶段。作为人工智能的重要组成部分之一，群体智能1.0（群智能）正在向群体智能2.0（众智能）阶段发展。通过深... 详细信息

中国学者发起的新一代人工智能研究顺应了信息新环境变化的需求，力图将传统人工智能（人工智能1.0）推进到人工智能2.0的新阶段。作为人工智能的重要组成部分之一，群体智能1.0（群智能）正在向群体智能2.0（众智能）阶段发展。通过深度剖析和翔实论证，发现群体智能1.0与群体智能2.0存在不相容性，据此搭建它们之间的桥梁——以生物合作行为仿生为主的群体智能1.5，作为群体智能1.0到群体智能2.0的过渡，以实现两者的相容。进而对钱学森提出的大成智慧进行新的诠释，将其作为人类智慧仿生的高级阶段——群体智能3.0，指出在深度不确定性下的大模型和大数据的双轮驱动是从群体智能2.0通向群体智能3.0的进化途径并加以阐述，由此提出群体智能的4个发展阶段，形成由上述阶段共居一体所组成的群体智能发展的完整架构，这些不同阶段渐进发展，具有良好的相容性。鉴于合作在群体智能发展阶段中的主导作用，分别论述群体智能中的3种合作类型：低等生物的间接调节型合作、高等生物的直接沟通型合作和人的共享意向型合作。在群体智能中，分工乃是实现合作的主要形式，为此阐释分工行为复杂性与分工类型的关系。最后，基于对所提出的群体智能4个发展阶段整体架构的全方位认识，对群体智能未来的发展方向和研究前景进行展望。

关键词：群体智能大成智慧不相容性劳动分工合作行为群智涌现大语言模型

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基于深度学习的单图像三维人体重建研究综述

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 98-122页

作者：刘乐元孙见弛高韵琪高常鑫陈靓影华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心湖北武汉430079 华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074

对近年来基于深度学习的单图像三维人体重建的研究现状和发展趋势进行了总结.首先,从模型表示和计算方法两个方面梳理了当前主要的单图像三维人体重建算法.在模型表示上详细介绍了四种常见表示方式及它们之间的相互转化关系,包括深度图... 详细信息

对近年来基于深度学习的单图像三维人体重建的研究现状和发展趋势进行了总结.首先,从模型表示和计算方法两个方面梳理了当前主要的单图像三维人体重建算法.在模型表示上详细介绍了四种常见表示方式及它们之间的相互转化关系,包括深度图像与点云表示、参数化人体模型表示、体素及语义体素表示及隐式曲面函数表示.在计算方法上深入描述了基于上述四种表示方式所提出的算法,并分析了其优缺点;接着,介绍了单图像三维人体重建常用的公共数据集和客观评价指标;然后,在公共数据集上从客观指标和可视化两个角度对当前先进方法进行了评价和对比;最后,在实验结果的基础上总结了当前方法存在的问题和挑战,并展望了单图像三维人体重建未来潜在的研究方向.

关键词：三维着衣人体重建单图像三维重建深度学习点云体素参数化模型隐式曲面函数混合模型

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基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码

信息网络安全 2024年第3期24卷 385-397页

作者：杨杰超胡汉平帅燕邓宇昕华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074

文章针对资源受限的物联网环境下的数据加密传输问题,设计了一种基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码。以Tent和Arnold混沌映射为基础,通过引入累加器和耦合项,构造一种用于序列密码内部状态更新的时变双混沌系统,基于位操作,对... 详细信息

文章针对资源受限的物联网环境下的数据加密传输问题,设计了一种基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码。以Tent和Arnold混沌映射为基础,通过引入累加器和耦合项,构造一种用于序列密码内部状态更新的时变双混沌系统,基于位操作,对密钥流输出部分进行设计。文章对算法的基本运算、参数、精度、实现方式和策略进行设计并在FPGA上实现,硬件资源消耗为2370个等效门,密钥流输出速率为1.68 bit/clk。分析表明,该密码具有良好的安全性和抗攻击能力,与ISO/IEC标准的轻量级序列密码相比,安全性、资源消耗和吞吐量均有显著优势。

关键词：物联网双混沌系统轻量级退化序列密码