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基于动态混合注意力与多尺度特征的遥感图像配准

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激光与光电子学进展 2025年

作者：魏庭旭陈颖李铖昊马文浩上海应用技术大学计算机科学与信息工程学院同济大学中德工程学院

针对遥感图像的高分辨率、目标尺度变化大等特点导致现有的主流配准模型精度和效率较低的问题，本文提出了一种基于动态混合注意力和多尺度特征的配准模型。首先，在特征提取阶段引入ConvNeXtV2网络，通过嵌入动态混合注意力增强动态联... 详细信息

针对遥感图像的高分辨率、目标尺度变化大等特点导致现有的主流配准模型精度和效率较低的问题，本文提出了一种基于动态混合注意力和多尺度特征的配准模型。首先，在特征提取阶段引入ConvNeXtV2网络，通过嵌入动态混合注意力增强动态联系全局上下文与局部细节的能力。接着，提出多尺度特征校准模块，将低层次纹理信息与高层次语义信息聚合在多个感受野中以提高配准精度。其次，在匹配阶段使用基于预测矩阵加权的双向匹配方法计算密集对应关系得到双向参数，最后通过仿射变换完成图像配准。在Aerial Image等三个数据集上的实验结果表明，归一化距离阈值为0.01,0.03和0.05的情况下，配准精度达到40.9%,86.4%和95.3%，平均配准时间为0.87秒，证明了该模型有效提高了遥感图像配准的精度和效率。

关键词：遥感图像配准线性注意力多尺度特征特征融合双向匹配

自适应多保真度Kriging模型辅助的一阶可靠性分析方法

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机械工程学报 2025年

作者：孟德彪杨恒飞杨世源苏晓燕朱顺鹏电子科技大学机械与电气工程学院电子科技大学广东电子信息工程学院波尔图大学工程系上海电力大学自动化工程学院

结构可靠性分析对于保障工程装备安全可靠运行至关重要。传统的一阶可靠性方法及其改进算法精度受限于极限状态函数的类型与梯度信息，往往无法适用于复杂工程案例。面对日益复杂的工程场景，虽然多保真度模型的建立策略被广泛研究，但... 详细信息

结构可靠性分析对于保障工程装备安全可靠运行至关重要。传统的一阶可靠性方法及其改进算法精度受限于极限状态函数的类型与梯度信息，往往无法适用于复杂工程案例。面对日益复杂的工程场景，虽然多保真度模型的建立策略被广泛研究，但在可靠性分析中，其应用潜力尚有待进一步开发。为此，发展了一种自适应多保真度Kriging(Multi-fidelity Kriging,MF-Kriging)模型辅助的一阶可靠性分析方法。首先，通过增广拉格朗日函数将一阶可靠性分析问题转化为无约束优化问题，从而使其能够采用启发式优化算法求解。其次，通过融合多个数据源进行自适应MF-Kriging建模，以进一步降低可靠性分析的计算成本。基于该可靠性分析方法，任意自适应MF-Kriging建模策略不论是全局搜索或者是局部搜索均可嵌套使用。另外，考虑到一阶可靠性方法的重要步骤之一是精确定位设计验算点(Most probable point,MPP)，提出了一种混合MF-Kriging建模策略。通过权衡全局搜索策略和基于迭代MPP邻域的局部搜索策略，平衡了可靠性分析的局部精确度以及全局收敛性。最后，利用四个数学算例和三个工程案例对所提出方法进行了应用。结果表明，该可靠性分析方法在精度、效率和鲁棒性方面均具有显著优势。

关键词：结构可靠性分析一阶可靠性方法多保真度Kriging模型启发式优化算法

具有反馈延迟分布式在线复合优化的动态遗憾性能

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自动化学报 2025年

作者：侯瑞捷李修贤易新蕾洪奕光谢立华同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系自主智能无人系统全国重点实验室教育部自主智能无人系统前沿科学中心上海自主智能无人系统科学中心上海智能科学与技术中心同济大学麻省理工学院信息与决策系统实验室南洋理工大学电气与电子工程学院

研究了分布式在线复合优化场景中的几种反馈延迟,包括梯度反馈、单点Bandit反馈和两点Bandit反馈,其中,每个智能体的局部目标函数由一个强凸光滑函数与一个凸的非光滑正则项组成.在分布式场景下,研究了每个智能体具有不同的时变延迟.基... 详细信息

研究了分布式在线复合优化场景中的几种反馈延迟,包括梯度反馈、单点Bandit反馈和两点Bandit反馈,其中,每个智能体的局部目标函数由一个强凸光滑函数与一个凸的非光滑正则项组成.在分布式场景下,研究了每个智能体具有不同的时变延迟.基于近端梯度下降算法,分别设计了这三种延迟反馈的分布式在线复合优化算法,并且对动态遗憾上界进行了分析.分析结果表示,延迟梯度反馈和延迟两点Bandit反馈的动态遗憾上界阶数在期望意义下相同,均为■,而延迟单点Bandit反馈的动态遗憾上界中T的次数稍差于前两者,为■,其中,■为所有智能体的平均延迟,T为总迭代次数,CT和DT是问题的复杂度度量,分别称为路径长度和梯度变化度.这意味着,存在延迟时,两点Bandit反馈可以在期望意义下达到与梯度反馈相同阶数的动态遗憾上界,且在步长选择合适的情况下,三种反馈类型的平均延迟在动态遗憾上具有相同的阶数.最后通过仿真实验验证了算法的性能和理论分析结果.

关键词：分布式在线凸优化复合优化反馈延迟 Bandit反馈动态遗憾

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基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割研究

光电子·激光 2025年第2期 216-224页

作者：熊炜张丽真杨茜孟圣哲李利荣湖北工业大学电气与电子工程学院美国南卡罗来纳大学计算机科学与工程系

针对结肠息肉大小差异较大、边界不明确、位置分布较散的问题，提出一种基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割方法。主支路通过重构减法单元与注意力模型进行相邻特征图的融合，加强息肉的边界信息以及息肉特征的提取能力，同时引入可... 详细信息

针对结肠息肉大小差异较大、边界不明确、位置分布较散的问题，提出一种基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割方法。主支路通过重构减法单元与注意力模型进行相邻特征图的融合，加强息肉的边界信息以及息肉特征的提取能力，同时引入可学习的视觉中心(learnable visual center, LVC)来聚合输入图像的局部角落关键区域；副支路设计多尺度提取模块与倒置残差上采样(conv-transpose upsample, CT-upsample)模块融合而成的AGG模块(aggregation, AGG)进行多尺度大小息肉提取，还原及补充更多的细节信息。提出的方法在4个公共数据集上进行了实验分析，实验结果表明该方法具有良好的息肉分割泛化性能，其中在CVC-ClinicDB数据集上，mDice和mIoU分别达到了93.28%和88.98%。

关键词：结肠息肉分割多尺度减法可学习的视觉中心(LVC) 倒置残差上采样(CT-upsample)

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基于自触发的异构多智能体协同输出调节

自动化学报 2019年第10期45卷 1893-1902页

作者：刘娟张皓王祝萍同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系

本文针对线性异构多智能体系统,基于自适应自触发条件,分别设计了状态和输出反馈协同控制器.其中自适应控制策略可以避免使用多智能体系统的全局信息,从而实现分布式控制;自触发控制不仅可以避免对触发条件进行连续监测,还可以有效地降... 详细信息

本文针对线性异构多智能体系统,基于自适应自触发条件,分别设计了状态和输出反馈协同控制器.其中自适应控制策略可以避免使用多智能体系统的全局信息,从而实现分布式控制;自触发控制不仅可以避免对触发条件进行连续监测,还可以有效地降低网络的通信负载和控制器的更新次数,且不存在芝诺现象.最后通过4个跟随智能体和一个领导智能体进行了协同输出直角编队仿真实验,实现了多智能体系统对外部系统的渐近跟踪和干扰抑制,验证了结果的有效性.

关键词：异构多智能体系统协同输出调节自适应控制自触发控制

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基于垂直约束的激光扫描机构外参标定算法

自动化学报 2021年第5期47卷 1058-1066页

作者：熊峰刘成菊陈启军同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系上海201804

为了解决人造特征点标定法中特征匹配不精确等缺陷,本文针对二轴传动的高精度平面激光扫描机构提出了利用线特征的垂直约束进行外参标定的新算法.不仅如此,在该算法中为了简化建立标定方程的流程,避免计算与标定目标无关的冗余中间量,... 详细信息

为了解决人造特征点标定法中特征匹配不精确等缺陷,本文针对二轴传动的高精度平面激光扫描机构提出了利用线特征的垂直约束进行外参标定的新算法.不仅如此,在该算法中为了简化建立标定方程的流程,避免计算与标定目标无关的冗余中间量,提出了一种快速确定标定方程参数的方法.首先将扫描结果按待标定参数标准值转换至同一坐标系形成点云,再提取其中的线特征;接着根据线特征的垂直约束建立外参方程,并根据线特征的测量值和实际值间的转换计算方程参数;最终,将多次测量得到的方程组求解转化为最优化问题,并得到外参的数值解.在对比实验中,本算法比基于特征点的标定方法表现更好.

关键词：激光扫描点云外参标定最优化

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微网混合式孤岛检测及运行模式切换研究

电力系统保护与控制 2020年第2期48卷 1-8页

作者：张明锐王俊凯王佳莹韦莉同济大学电子与信息工程学院

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时... 详细信息

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时感知非计划孤岛。通过负荷调度,快速实现网内功率平衡,保证网内负荷的供电连续性。在Matlab/Simulink中搭建微网系统模型,通过多复杂工况对所提方法进行仿真验证。

关键词：微网下垂控制混合式孤岛检测功率调节模式切换

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微网系统稳定运行及模式平滑切换研究

电力系统保护与控制 2019年第20期47卷 7-15页

作者：张明锐王佳莹宋柏慧韦莉同济大学电子与信息工程学院

提出了一种基于对等结构的控制策略,实现微网系统在并网和孤岛两种模式下的稳定运行和平滑切换。稳定运行时的多环控制策略包含电压-相角下垂控制、虚拟阻抗控制和电压电流双环控制,可按逆变器额定容量之比精确分配负荷功率,保持系统电... 详细信息

提出了一种基于对等结构的控制策略,实现微网系统在并网和孤岛两种模式下的稳定运行和平滑切换。稳定运行时的多环控制策略包含电压-相角下垂控制、虚拟阻抗控制和电压电流双环控制,可按逆变器额定容量之比精确分配负荷功率,保持系统电压幅值、频率的稳定。并网时采用基于双二阶广义积分器及锁频环的电压同步策略,使微网的电压幅值、相角快速向主网同步,从而平滑并网。解列时设计了功率同步策略,通过降低微网与主网间的交互功率,抑制切换时的功率冲击。仿真结果表明,所提控制策略能够保证微网系统的稳定运行,同时在过渡模式下,减小网络冲击,稳定系统频率,实现模式平滑切换。

关键词：下垂控制模式切换双二阶广义积分器电压同步功率同步

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基于生态算法的城市建设用地结构优化

同济大学学报（自然科学版） 2016年第7期44卷 1130-1138页

作者：吕涛郝泳涛王力生同济大学电子与信息工程学院

借鉴自然生态系统解决优化问题的思想和机制,提出了"城市土地生态系统"概念.首先定义城市土地生态系统的结构及其自主进化机理,然后创建城市土地生态系统自主进化过程的算法模型——城市土地生态系统进化算法(简称城市生态算法).最后,... 详细信息

借鉴自然生态系统解决优化问题的思想和机制,提出了"城市土地生态系统"概念.首先定义城市土地生态系统的结构及其自主进化机理,然后创建城市土地生态系统自主进化过程的算法模型——城市土地生态系统进化算法(简称城市生态算法).最后,构建城市建设用地结构优化数学模型,并使用城市生态算法进行求解.选取上海市作为算法应用实例,结果表明城市生态算法能够很好地解决城市建设用地结构优化问题.

关键词：进化计算城市生态算法土地结构优化城市建设用地食物链