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基于TransUNet的机动微弱目标智能检测前跟踪算法

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航空学报 2024年第12期45卷 254-268页

作者：武星蕊彭锐晖孙殿星谭顺成张一泓韦文斌哈尔滨工程大学青岛创新发展中心青岛266000 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001 海军航空大学信息融合研究所烟台264001

隐身技术的发展和运用给雷达目标探测带来了极大的挑战,检测前跟踪技术作为微弱目标探测的重要技术方向之一,常被用于雷达探测中,但传统的检测前跟踪算法计算量大、受目标运动模型限制,难以有效检测各种不同运动状态的机动目标。针对该... 详细信息

隐身技术的发展和运用给雷达目标探测带来了极大的挑战,检测前跟踪技术作为微弱目标探测的重要技术方向之一,常被用于雷达探测中,但传统的检测前跟踪算法计算量大、受目标运动模型限制,难以有效检测各种不同运动状态的机动目标。针对该问题,提出基于TransUNet的微弱目标智能检测前跟踪算法,算法不受任何运动模型限制,可以有效识别各种运动状态的机动目标。首先,利用目标运动轨迹的空-时相关性特征,基于TransUNet模型设计了一种适用于不同运动状态的机动微弱目标粗检测算法,实现微弱机动目标的初步检测;然后,利用初步检测结果对目标量测进行区域搜索,实现微弱机动目标点迹的回溯;最后,针对低信噪比情况下初步回溯点迹的漏检问题,利用部分成功检测点迹的辅助信息,结合最佳抛物线值函数实现目标点迹的精细检测和航迹的完整回溯。仿真试验验证了本方法能够对多种运动状态的微弱机动目标实现有效检测。

关键词：检测前跟踪微弱目标 TransUNet网络空-时相关性特征目标检测最佳抛物线值函数

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基于点云分割网络的雷达信号分选方法

电子与信息学报 2024年第4期46卷 1391-1398页

作者：陈涛邱宝传肖易寒杨博溢哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001

针对现有基于图像分割的端到端雷达信号分选方法存在的像素点重叠与处理效率不高的问题,该文提出一种基于点云分割网络的端到端分选方法。首先将雷达脉冲流的脉冲描述字(PDW)映射为点云;之后利用点云分割网络(PointNet++)对该点云中各... 详细信息

针对现有基于图像分割的端到端雷达信号分选方法存在的像素点重叠与处理效率不高的问题,该文提出一种基于点云分割网络的端到端分选方法。首先将雷达脉冲流的脉冲描述字(PDW)映射为点云;之后利用点云分割网络(PointNet++)对该点云中各点依据其所属辐射源进行分割;最后将具有相同标签的点聚类形成脉冲集合,分别提取各脉冲集合所包含的辐射源并形成相应的辐射源描述字。仿真结果表明:所提方法能够有效对未知雷达信号进行分选,在脉冲丢失和虚假脉冲干扰的分选环境下也表现出较强的可靠性与稳定性,并且由于采用具有轻量化特点的模型使得该方法的执行效率更高。

关键词：电子侦察信号分选端到端脉冲描述字点云

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基于改进粒子群的密度聚类算法混合矩阵估计

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2211-2219页

作者：刘成浩张晓林孙溶辰李铭哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对混合矩阵估计算法中传统的噪声环境下基于密度的空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法需要人为设定邻域半径以及核心点数这一问题,提出双约束粒子群优化(double constrained particle... 详细信息

针对混合矩阵估计算法中传统的噪声环境下基于密度的空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法需要人为设定邻域半径以及核心点数这一问题,提出双约束粒子群优化(double constrained particle swarm optimization,DCPSO)算法,对DBSCAN算法的邻域半径参数进行寻优,将得到的最优参数作为DBSCAN算法的参数输入,然后计算聚类中心,完成混合矩阵估计。针对基于距离排序的源信号数目估计算法存在依靠经验参数的选取且不具备噪声点剔除能力的问题,提出了最大距离排序算法。实验结果表明,所提算法较相应的对比算法皆有提升,源信号数目估计准确率较原算法提高近40%,混合矩阵估计的误差较对比算法提升3 dB以上,且所提算法在收敛速度上优于原算法。

关键词：欠定盲源分离粒子群优化密度空间聚类混合矩阵估计

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大数据背景下批处理优化

中国新通信 2024年第5期26卷 37-40页

作者：郭俊武汉工程大学网络信息中心

随着互联网的飞速发展,网络用户量呈现爆炸式增长,各应用系统的数据量正在急剧增加。海量的数据对于批处理程序的效率提出了更高的要求,原始的基于单实例数据库单节点应用部署的处理方式已经无法满足需求。因此,在底层数据存储方面,技... 详细信息

随着互联网的飞速发展,网络用户量呈现爆炸式增长,各应用系统的数据量正在急剧增加。海量的数据对于批处理程序的效率提出了更高的要求,原始的基于单实例数据库单节点应用部署的处理方式已经无法满足需求。因此,在底层数据存储方面,技术人员可以根据业务特点,使用分布式数据库并按照特定字段进行分片存储;在应用程序的算法设计方面,技术人员则可以利用分布式服务多节点多线程并发处理优势,并基于生产者消费者模型优化异步处理模式。

关键词：大数据分布式数据库分布式服务批处理

基于光流卷积网络的粒子图像测速自动掩模及速度场计算

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船舶力学 2024年第3期28卷 379-391页

作者：郭春雨范毅伟韩阳于长东徐鹏毕晓君哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学信息通信学院哈尔滨150001 中央民族大学信息工程学院北京100081

粒子图像测速(PIV)技术是一种定量的非接触式全局速度场测量技术。在船舶与海洋工程领域,PIV实验中拍摄的粒子图像常出现结构物遮挡或自由液面等干扰现象,需要对其进行掩模后计算液相区域速度场。因此,实现PIV图像中干扰区域自动掩模及... 详细信息

粒子图像测速(PIV)技术是一种定量的非接触式全局速度场测量技术。在船舶与海洋工程领域,PIV实验中拍摄的粒子图像常出现结构物遮挡或自由液面等干扰现象,需要对其进行掩模后计算液相区域速度场。因此,实现PIV图像中干扰区域自动掩模及液相区域速度场高精度计算具有重要的意义。本文基于光流卷积神经网络LiteFlowNet,设计了一种可实现自动掩模及速度场计算的深度学习模型Mask-PIV-LiteFlowNet,并使用基于物体入水PIV实验图像掩模数据集和PIV速度场计算数据集制作的数据集对其进行训练和测试。测试结果表明,该模型能够有效减少临近掩模边界区域的速度场计算错误并能够精细地提取流场小尺度流动信息,相比于当前先进的PIV深度学习模型PIV-LiteFlowNet-en,本文提出的模型在对带结构物的合成粒子图像进行流场计算时精度获得了至少14.5%的提升,计算速度上获得了5.7%的提升。最后,使用楔形体入水PIV图像对提出的模型进行了测试,验证了模型的泛化能力。

关键词：粒子图像测速深度学习自动掩模速度场计算

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单站水下方位频率机动目标运动分析方法

声学学报 2024年第4期49卷 683-695页

作者：孙大军张艺翱滕婷婷胡哲健哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

水下方位频率机动目标运动分析常需已知中心频率先验信息且存在机动检测错误等,因此提出了一种基于方位与多线谱信息融合的自适应无迹卡尔曼滤波算法。该算法将方位与多线谱频率信息融合处理,重新构建了方位−多线谱目标运动分析模型。... 详细信息

水下方位频率机动目标运动分析常需已知中心频率先验信息且存在机动检测错误等,因此提出了一种基于方位与多线谱信息融合的自适应无迹卡尔曼滤波算法。该算法将方位与多线谱频率信息融合处理,重新构建了方位−多线谱目标运动分析模型。将中心频率信息引入状态向量中构建实时迭代估计,同时引入了自适应时变渐消因子,实时调整过程噪声协方差矩阵使其适应机动目标。仿真与海试数据处理结果表明,所提方法的机动目标运动分析性能最优,其目标运动分析结果能以最快的速度逼近克拉美罗下界。

关键词：目标运动分析多线谱信息融合机动目标跟踪无迹卡尔曼滤波渐消因子

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结合容错编码的量子化学分布式计算

化学学报 2024年第2期82卷 138-145页

作者：李宁徐丽娜方国勇马英晋中国科学院计算机网络信息中心北京100190 温州大学化学与材料工程学院温州325035

随着大尺度模拟、机器学习等前沿应用的兴起,分布式计算越发成为重要的计算研究手段.然而分布式计算由于多节点导致的软硬件局限,在科学计算、机器学习等领域的应用仍会存在一些问题.本工作将编码分布式计算应用到量子化学领域,通过借... 详细信息

随着大尺度模拟、机器学习等前沿应用的兴起,分布式计算越发成为重要的计算研究手段.然而分布式计算由于多节点导致的软硬件局限,在科学计算、机器学习等领域的应用仍会存在一些问题.本工作将编码分布式计算应用到量子化学领域,通过借鉴梯度编码方案,一方面解决分布式量子化学计算中的掉队节点问题;另一方面增加量子化学分布式计算的自动纠错能力,减少计算过程耗费的人力物力,以期实现自动化的容错量子化学计算.此外,也提出了编码复用的计算思路,能够简单有效地使用更多的计算资源在设定的容错能力上进行分布式计算.最后将此计算方案应用到计算P38蛋白与配体的结合能上,将使用编码计算得到的结果与真实的结果进行对比,验证此方案的准确性及其在自动化容错量子化学计算方面的应用潜力.

关键词：量子化学计算编码计算梯度编码容错自动化结合能

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混沌自适应非洲秃鹫优化算法训练多层感知器

计算机工程与设计 2024年第2期45卷 546-552页

作者：申晋祥鲍美英张景安周建慧山西大同大学计算机与网络工程学院山西大同037009 山西大同大学网络信息中心山西大同037009

针对训练多层感知器(MLP)时,算法对初始值敏感、易陷入局部最优和收敛速度慢等问题,对新型启发式算法非洲秃鹫优化算法提出改进算法IAVOA。在初始化种群时引入Logistic混沌映射,增加种群的多样性;对最优秃鹫和次优秃鹫增加自适应权重系... 详细信息

针对训练多层感知器(MLP)时,算法对初始值敏感、易陷入局部最优和收敛速度慢等问题,对新型启发式算法非洲秃鹫优化算法提出改进算法IAVOA。在初始化种群时引入Logistic混沌映射,增加种群的多样性;对最优秃鹫和次优秃鹫增加自适应权重系数,自动调整这两类秃鹫对普通秃鹫的引导作用;IAVOA用于MLP的训练,采用均方误差的平均值作为适应度函数寻找MLP的连接权重和偏差的最佳组合。选取4个不同复杂度的分类数据集,比较IAVOA算法与现有启发式算法对MLP训练后,MLP对数据分类的性能,仿真结果表明,IAVOA算法训练的MLP在数据分类准确率、全局搜索能力、收敛速度和稳定性方面均具有良好的性能。

关键词：优化分类非洲秃鹫算法多层感知器前馈神经网络自适应系数收敛

针对周期偏移声信标的广义二阶时延差水声定位模型

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声学学报 2024年第1期49卷 28-37页

作者：刘淼杨卓万光明孙思博付进哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 中国舰船研究设计中心武汉430064 北京锐智集数电子有限公司北京100195

针对具有周期偏移的声信标定位问题,提出了一种广义二阶时延差水声定位模型。将传统二阶时延差拓展至不需要等周期间隔选取定位节点的广义情况,从而进一步提高定位精度;同时,引入松弛算法实现定位节点的最优化,并引入密度聚类算法以提... 详细信息

针对具有周期偏移的声信标定位问题,提出了一种广义二阶时延差水声定位模型。将传统二阶时延差拓展至不需要等周期间隔选取定位节点的广义情况,从而进一步提高定位精度;同时,引入松弛算法实现定位节点的最优化,并引入密度聚类算法以提高输入时延野值的鲁棒性。仿真及湖试数据处理结果表明,该模型相对于传统时延差模型或二阶时延差模型具有更高的定位精度。所提模型实现了针对周期漂移声信标的高精度定位,典型使用场景下的定位精度可达到3 m。

关键词：水声定位声信标长基线定位定位模型