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增强上下文特征交互的实时无人机影像分割算法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：李云红张富星苏雪平李丽敏王梅梁成名西安工程大学电子信息学院

针对无人机影像语义分割任务中轻量级算法缺乏全局信息交互导致分割结果中目标漏检与不完整问题，提出了一种增强上下文特征交互的实时无人机影像分割算法。算法采用双分支结构，利用不同方向的全局平均池化对通道和空间信息进行编码，... 详细信息

针对无人机影像语义分割任务中轻量级算法缺乏全局信息交互导致分割结果中目标漏检与不完整问题，提出了一种增强上下文特征交互的实时无人机影像分割算法。算法采用双分支结构，利用不同方向的全局平均池化对通道和空间信息进行编码，保留了精准的位置信息，并增强了对图像中局部细节信息的关注；利用位置感知循环卷积和空间加权构建全局感知提取模块，实现了全局上下文信息捕获；对不同尺度特征采用加权操作进行融合，降低了融合过程中的信息损失与算法的计算量。在UAVid 和AeroScapes数据集上对所提算法进行验证，结果显示，mIoU分别达到66.5%和63.0%，相比BiseNetV2提升了2.6%和2.2%，FPS分别达到79.9帧/s和71.4帧/s，相比BiseNetV2提升了8.3帧/s和6.9帧/s，在保证实时分割速度的同时取得了较好的分割精度。

关键词：语义分割无人机影像卷积神经网络上下文信息特征融合

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空间目标监视雷达大气折射修正技术研究

电波科学学报 2024年第1期39卷 148-155页

作者：唐新杰刘默然乔建东周晨武汉大学电子信息学院武汉430072

无线电波在大气层中传播时,大气介质的不均匀分布会对电波产生折射效应,从而影响雷达的探测精度。对于航天目标的雷达探测,影响无线电波的介质主要是电离层。本文利用实时TEC数据同化的方式,建立了电离层电子密度现报模型,实现了电离层... 详细信息

无线电波在大气层中传播时,大气介质的不均匀分布会对电波产生折射效应,从而影响雷达的探测精度。对于航天目标的雷达探测,影响无线电波的介质主要是电离层。本文利用实时TEC数据同化的方式,建立了电离层电子密度现报模型,实现了电离层折射率剖面的实时构建。在此基础上,利用射线描迹法完成了航天目标雷达探测的折射误差修正。结果表明,相对于单纯使用电离层经验模型-国际参考电离层(International Reference Ionosphere,IRI)模型,利用电离层同化现报模型建立的电离层折射率剖面可大大提高折射误差修正的精度。

关键词：电波传播大气折射修正电离层数据同化大气不均匀性

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基于动态事件触发通信的时变时延遥操作系统的位置和力控制

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信息与控制 2024年

作者：文辉刘霞杨勇西华大学电气与电子信息学院

针对具有时变时延和通信信道带宽有限的机器人遥操作系统，提出了一种基于动态事件触发通信的位置和力控制方法。通过主从机器人端的位置、速度和力等状态信息以及动态变量来设计动态事件触发方案，使得事件触发频率可以随系统的变化而... 详细信息

针对具有时变时延和通信信道带宽有限的机器人遥操作系统，提出了一种基于动态事件触发通信的位置和力控制方法。通过主从机器人端的位置、速度和力等状态信息以及动态变量来设计动态事件触发方案，使得事件触发频率可以随系统的变化而实时调整，并避免Zeno行为的发生。基于状态信息和所提出的触发机制，主从机器人只有在满足触发条件时才通过通信网络传输信号。在此基础上，设计了一种基于动态事件触发的类PD (proportional derivative) 控制器来处理时变时延，从而保证遥操作系统的稳定性并实现主从机器人之间的位置跟踪和力跟踪。通过李雅普诺夫函数法证明了系统的稳定性以及跟踪性能，并通过对比仿真验证了所提控制方法的有效性。该方法可以有效缓解时变时延、网络拥塞等因素对系统造成的影响，节约有限的网络资源，同时提高了时变时延遥操作系统位置和力的跟踪精度。

关键词：遥操作系统时变时延通信网络动态事件触发位置和力控制

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红外阵列成像精确测温及温度补偿

红外与激光工程 2024年第10期53卷 117-126页

作者：李云红曹彬苏雪平陈锦妮李丽敏张刚朱耀麟西安工程大学电子信息学院

针对现有红外热像测温存在精度低、成本高等问题，利用MLX90640搭建了红外阵列成像精确测温系统，建立了改进最小二乘曲线拟合的温度补偿模型提高测温精度。首先，通过红外阵列探测器采集物体温度信息，同时，采用改进双线性插值算法对... 详细信息

针对现有红外热像测温存在精度低、成本高等问题，利用MLX90640搭建了红外阵列成像精确测温系统，建立了改进最小二乘曲线拟合的温度补偿模型提高测温精度。首先，通过红外阵列探测器采集物体温度信息，同时，采用改进双线性插值算法对温度数据进行扩充，增强红外图像细节特征显示。然后，利用BR125黑体校准源进行30～100℃的系统温度校准标定，通过采集不同设定距离下多种温度测试数据，对多种不同曲线拟合模型的拟合程度分析，进行温度误差拟合曲线修正优化，建立温度修正优化模型，实现了在不同距离下对红外测温估计值的精准预测。实验测试结果表明，所提修正模型在进行优化补偿后最大温度误差不超过1.0℃，平均温度误差从5.70℃减少到0.24℃，使得测温精度大幅提升。为了评估实验结果的偏差程度，进行了不确定度分析，平均标准偏差为0.848℃，达到了实验预期结果，验证了该方法测温的精确性及所提模型的可靠性。该系统实现了对物体温度快速精确测量，可实时观测出区域内物体温度分布情况，具有广泛的应用场景。

关键词：红外成像测温图像增强黑体温度修正

改进蜣螂算法优化混合核极限学习机的系统谐波阻抗估计

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：夏焰坤黄鹏任俊杰朱赵晴王宛婷西华大学电气与电子信息学院

为准确估计系统谐波阻抗，提出一种改进蜣螂算法（IDBO）优化混合核极限学习机（HKELM)）的系统谐波阻抗估计方法。首先，在传统蜣螂算法基础上引入Cubic混沌映射、t分布扰动和高斯柯西变异扰动等方法，通过使用IDBO算法对HKELM进行多... 详细信息

为准确估计系统谐波阻抗，提出一种改进蜣螂算法（IDBO）优化混合核极限学习机（HKELM)）的系统谐波阻抗估计方法。首先，在传统蜣螂算法基础上引入Cubic混沌映射、t分布扰动和高斯柯西变异扰动等方法，通过使用IDBO算法对HKELM进行多参数寻优。其次，将公共连接点处谐波电压和电流数据代入IDBO-HKELM，实现对系统谐波阻抗的精确估计。仿真和实例分析并对比多种方法表明本文方法在不同背景谐波波动条件和两侧阻抗差异场景下具有更好的估计精度。

关键词：谐波阻抗估计蜣螂算法混合核极限学习机谐波责任划分

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结合注意力与上下文融合的遥感图像道路提取

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：李云红王梅苏雪平李丽敏张富星郝特吉西安工程大学电子信息学院

针对遥感图像地物复杂，道路存在细长、连续分布且易受遮挡的问题，提出一种结合注意力与上下文融合的遥感图像道路提取模型（Road Extraction Model for Remote Sensing Images Combining Attention and Context Fusion， ACFD-LinkNe... 详细信息

针对遥感图像地物复杂，道路存在细长、连续分布且易受遮挡的问题，提出一种结合注意力与上下文融合的遥感图像道路提取模型（Road Extraction Model for Remote Sensing Images Combining Attention and Context Fusion， ACFD-LinkNet）。该模型以D-LinkNet网络为基础，首先，在D-LinkNet网络编码器最后卷积层后采用条带注意力模块增强不同尺度道路的特征提取能力，更好地捕捉道路的全局特征，捕获道路的长距离信息；其次，提出了一种上下文融合模块（Context Fusion Module， CFM），并添加至网络编解码的特征传递部分预测相邻像素之间的道路连接，融合上下文不同层级之间的道路信息，解决障碍物遮挡干扰道路连接的问题；最后，对改进模型的交叉熵损失函数和Dice损失函数设置多损失函数超参数权重分配解决数据集正负样本不均，通过调整权重比值获取最佳分割精度。在DeepGlobe和CHN6-CUG数据集上进行实验，综合指标F1值分别达到了86.76%、92.12%，相比D-LinkNet模型分别提高了3.96%、1.13%，此外相比于Unet、Deeplabv3+、A2-FPN等网络，有最优的性能表现。

关键词：图像处理遥感图像道路提取注意力机制上下文特征融合超参数权重分配

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冰雪积聚对太阳能电池板发电功率的影响研究

高压电器 2024年

作者：朱永灿杨暑森田毅纪超胡杰高梧西安工程大学电子信息学院

覆冰雪是影响光伏电站冬季运行的主要因素之一，研究冰雪积聚对光伏组件发电功率的影响可对冬季光伏电站发电预测及人工除冰进行有效支撑。为此，首先设计人工覆冰雪实验平台，进行辐照度对覆冰雪组件的影响研究，发现在200～1 000 W·... 详细信息

覆冰雪是影响光伏电站冬季运行的主要因素之一，研究冰雪积聚对光伏组件发电功率的影响可对冬季光伏电站发电预测及人工除冰进行有效支撑。为此，首先设计人工覆冰雪实验平台，进行辐照度对覆冰雪组件的影响研究，发现在200～1 000 W·m-2辐照度范围内，轻度覆冰雪后的光伏组件发电功率与辐照度仍基本呈正比例关系。随后，开展了不同冰雪密度实验，发现雪层的密度越高，造成的发电损耗越大，但高密度的雨凇覆冰透光性强，组件发电功率高于等厚度的雪层和雾凇层。最后，通过覆冰雪厚度与光伏组件发电功率的关系研究发现，发电功率与覆冰雪厚度基本成反比，当覆冰厚度达到6 cm时，雨凇覆冰造成的光伏组件的发电损耗已达到93%，冰雪混合物、半融冰雪造成的发电损耗均达到99%，光伏组件基本无发电能力。

关键词：光伏发电发电功率覆冰雪辐照强度覆冰密度

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基于改进DQN的移动机器人避障路径规划

中国惯性技术学报 2024年第4期32卷 406-416页

作者：田箫源董秀成西华大学电气与电子信息学院成都610000 四川大学锦江学院眉山620860

针对一般强化学习方法下机器人在避障路径规划上学习时间长、探索能力差和奖励稀疏等问题,提出了一种基于改进深度Q网络(DQN)的移动机器人避障路径规划。首先在传统DQN算法基础上设计了障碍学习规则,避免对同一障碍重复学习,提升学习效... 详细信息

针对一般强化学习方法下机器人在避障路径规划上学习时间长、探索能力差和奖励稀疏等问题,提出了一种基于改进深度Q网络(DQN)的移动机器人避障路径规划。首先在传统DQN算法基础上设计了障碍学习规则,避免对同一障碍重复学习,提升学习效率和成功率。其次提出奖励优化方法,利用状态间的访问次数差异给予奖励,平衡状态点的访问次数,避免过度访问;同时通过计算与目标点的欧氏距离,使其偏向于选择接近目标的路径,并取消远离目标惩罚,实现奖励机制的自适应优化。最后设计了动态探索因子函数,在后期训练中侧重利用强化学习策略选取动作和学习,提高算法性能和学习效率。实验仿真结果显示,与传统DQN算法相比,改进算法在训练时间上缩短了40.25%,避障成功率上提升了79.8%以及路径长度上缩短了2.25%,均体现了更好的性能。

关键词：移动机器人 DQN算法路径规划避障深度强化学习

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基于磁环的海上风电场高频重燃过电压的抑制研究

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高压电器 2024年

作者：方春恩王渊朝潘麟李伟牟霖西华大学电气与电子信息学院

随着“低碳环保”的发展，国家在节能减排和环境污染上愈发的重视，作为清洁能源之一的风电，成为国家政策大力支持的产业。为了准确模拟出海上风电场的高电压暂态特性及抑制措施，对海上风电场重燃过电压进行了建模仿真，在分析了海上... 详细信息

随着“低碳环保”的发展，国家在节能减排和环境污染上愈发的重视，作为清洁能源之一的风电，成为国家政策大力支持的产业。为了准确模拟出海上风电场的高电压暂态特性及抑制措施，对海上风电场重燃过电压进行了建模仿真，在分析了海上风电场过电压的机理上，基于ATP-EMTP进行了真空断路器、变压器、高频磁环的建模，建立了海上风电系统并仿真了真空断路器的分闸重燃现象。提出了利用高频磁环对重燃过电压的抑制措施，分析了不同磁环材质、不同磁环长度、不同磁环内外径、不同磁环形状大小对重燃过电压的抑制效果，得出磁环对海上风电场重燃过电压抑制的可行性及有效性。

关键词：高频磁环真空断路器重燃过电压 ATP-EMTP 过电压抑制