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基于背衬层匹配的压电式柔性超声传感器优化

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 98-104,112页

作者：于永洁杜昱錡黄仕磊甘芳吉四川大学机械工程学院四川成都610065 成都大学电子信息与电气工程学院四川成都610106

基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的柔性超声传感器具有体积小、质量轻、易于阵列化等优点,但容易受到背部杂波干扰和阻抗不匹配的影响,导致回波信号频率成分复杂且信噪比较低。为有效吸收传感器背部杂波,提升超声波单向辐射的能力,利用钨... 详细信息

基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的柔性超声传感器具有体积小、质量轻、易于阵列化等优点,但容易受到背部杂波干扰和阻抗不匹配的影响,导致回波信号频率成分复杂且信噪比较低。为有效吸收传感器背部杂波,提升超声波单向辐射的能力,利用钨粉和硅胶设计针对柔性超声传感器的背衬层,在保持传感器整体柔性的同时使传感器的信号电压幅值提高了200%。其次,根据柔性超声传感器的电学特性提出了柔性超声传感器阻抗匹配优化方法,并通过梯度实验获得最佳匹配参数,使传感器的信噪比从2 dB提高到30 dB。优化后的柔性超声传感器具有宽频带、高频率、窄脉冲的优良性能,对不同曲率、不同壁厚的管道试件厚度的测量实验结果表明其可以达到0.01 mm的精度。

关键词：柔性超声传感器背衬层匹配阻抗匹配信噪比

基于改进Informed-RRT^(*)的机械臂抓取运动规划

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工程科学学报 2025年第1期47卷 113-120页

作者：殷雄陈炎郭文豪杨子辰陈汉歆廖安姚道金华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013

为提高工业机械臂对目标物体抓取及对障碍物躲避的效率和成功率,提出一种基于改进抓取信息引导的快速随机树星(GI-RRT^(*))的机械臂路径规划算法.首先,预先设定最大迭代次数和自适应函数,缩短机械臂运动轨迹生成时间,增强采样导向性和质... 详细信息

为提高工业机械臂对目标物体抓取及对障碍物躲避的效率和成功率,提出一种基于改进抓取信息引导的快速随机树星(GI-RRT^(*))的机械臂路径规划算法.首先,预先设定最大迭代次数和自适应函数,缩短机械臂运动轨迹生成时间,增强采样导向性和质量;其次,基于椭圆形子集直接采样,对采样点位置进行约束,提高采样效率;最后,采用贪心算法删除机械臂运动轨迹的冗余点,并使用三次B样条曲线平滑约束机械臂运动轨迹,提高机械臂运动轨迹的柔顺性.利用生成残差卷积神经网络模型预测,输入深度相机采集的彩色图像和深度图像,输出视场中物体的适当映射抓取位姿.为验证机械臂的抓取效果,选择三指气动柔性夹爪,设计柔性抓取模块,并结合法奥(FR3)协作机械臂构建自主抓取系统,进行二维地图仿真和机械臂样机实验.结果表明,与传统的信息引导的快速随机树星算法相比,GI-RRT^(*)算法运动轨迹长度缩短10.11%,轨迹生成时间缩短62.68%.同时,算法具有较强的鲁棒性.机械臂能独立地避开障碍物、抓取目标物体,满足其自主抓取的需求.

关键词：柔性夹爪机械臂运动规划信息引导的快速随机树星算法神经网络

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UMTransNet：结合U-Net和多尺度感知Transformer的图像拼接定位方法

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现代电子技术 2025年第01期48卷 33-39页

作者：张维何月顺谢浩浩杨安博杨超文吕熊东华理工大学信息工程学院

当前基于深度学习的图像拼接定位方法大多只关注深层次特征，且感受野有限，忽略了浅层次特征，影响图像拼接定位的准确性。针对上述问题，文中提出一种结合改进U-Net和多尺度多视角Transformer的图像拼接定位网络UMTransNet。改进U-Ne... 详细信息

当前基于深度学习的图像拼接定位方法大多只关注深层次特征，且感受野有限，忽略了浅层次特征，影响图像拼接定位的准确性。针对上述问题，文中提出一种结合改进U-Net和多尺度多视角Transformer的图像拼接定位网络UMTransNet。改进U-Net模型的编码器，将编码器中的最大池化层替换成卷积层，防止浅层次特征的流失；将多尺度多视角Transformer嵌入到U-Net的跳跃连接中，Transformer的输出特征与U-Net的上采样特征进行有效融合，实现深层次特征与浅层次特征的平衡，从而提高图像拼接定位的准确性。通过可视化检测结果图显示，所提方法在定位拼接篡改区域方面表现得更加出色。

关键词：数字图像取证图像拼接定位 U-Net 多尺度感知自注意力机制交叉注意力机制

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基于测量波阻抗的同杆双回输电线路故障识别

浙江大学学报（工学版） 2019年第12期53卷 2412-2422页

作者：叶睿恺吴浩董星星四川轻化工大学自动化与信息工程学院

为提高行波保护在同杆双回输电线路上的灵敏性与可靠性,提出一种基于S变换的测量波阻抗比率制动故障识别算法.利用S变换获取母线电压与线路电流的初始行波相量,据此计算线路测量波阻抗,给出和波阻抗与差波阻抗概念,引入综合和波阻抗和... 详细信息

为提高行波保护在同杆双回输电线路上的灵敏性与可靠性,提出一种基于S变换的测量波阻抗比率制动故障识别算法.利用S变换获取母线电压与线路电流的初始行波相量,据此计算线路测量波阻抗,给出和波阻抗与差波阻抗概念,引入综合和波阻抗和综合差波阻抗.理论分析表明:当发生区内故障时,综合和波阻抗小于综合差波阻抗;当发生区外故障时,综合和波阻抗远大于综合差波阻抗.引入比率制动系数,将综合和波阻抗作为制动量,综合差波阻抗作为动作量,建立比率制动保护判据进行区内、外故障识别.大量仿真结果表明,该算法判据简单,性能可靠,动作灵敏、迅速,基本不受故障初始角、故障类型、过渡电阻、噪声干扰等因素影响.

关键词：同杆双回输电线路测量波阻抗变换综合和波阻抗综合差波阻抗故障识别

基于初始行波相位差的同杆双回输电线路故障识别

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电力系统保护与控制 2019年第3期47卷 118-128页

作者：叶睿恺吴浩董星星四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川自贡643000

为提高行波保护的灵敏性和可靠性,提出一种基于初始电流行波相位比较的同杆双回线路快速保护新算法。基于S变换计算初始行波相位,通过分析同杆双回线路同端和对端上的初始电流行波相位关系构建保护判据。当内部单回线故障时,双回线路同... 详细信息

为提高行波保护的灵敏性和可靠性,提出一种基于初始电流行波相位比较的同杆双回线路快速保护新算法。基于S变换计算初始行波相位,通过分析同杆双回线路同端和对端上的初始电流行波相位关系构建保护判据。当内部单回线故障时,双回线路同一侧上电流行波相位近乎相反;内部同名相跨线接地故障时,线路同一侧上的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相同;区外故障时,两条线路同一侧的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相反。引入行波相位差的概念,通过分析电流行波相位差的变化特征识别同杆双回线路区内外故障。大量的仿真结果表明,该保护性能灵敏、可靠,动作速度快,判据简单,基本不受故障初始角、故障类型和过渡电阻等因素影响。

关键词：同杆双回线路初始电流行波 S变换相位比较故障识别

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基于优化变分模态分解的磁瓦内部缺陷检测

浙江大学学报（工学版） 2020年第11期54卷 2158-2168,2213页

作者：冉茂霞黄沁元刘鑫宋弘吴浩四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川自贡643000

针对磁瓦内部缺陷声振检测存在的信号处理和特征识别问题,提出结合变分模态分解(VMD)、粒子群优化(PSO)和随机森林(RF)的信号分析方法.该方法以模态能量和相邻模态中心频率差值构建代表VMD处理性能的适应度函数,其中以VMD的分解层数和... 详细信息

针对磁瓦内部缺陷声振检测存在的信号处理和特征识别问题,提出结合变分模态分解(VMD)、粒子群优化(PSO)和随机森林(RF)的信号分析方法.该方法以模态能量和相邻模态中心频率差值构建代表VMD处理性能的适应度函数,其中以VMD的分解层数和惩罚因子2个参数作为该适应度函数的变量;通过PSO在VMD参数选择空间中搜索该函数的最小值以执行VMD的参数优化,最小值所对应的参数设置即为VMD的最优参数;利用得到的参数实现信号的最优VMD分解并通过计算模态分量的能量来筛选特征模态,从中提取过零率、谱质心和最大峰值频点以联合反映磁瓦内部缺陷的特征信息;经RF分类器对这些特征进行识别进而对内部缺陷的存在情况做出判断.实验证明所提出的方法能够准确、高效地实现不同类型磁瓦的内部缺陷检测.

关键词：粒子群优化算法变分模态分解磁瓦声振信号内部缺陷

基于卷积神经网络和近红外光谱的酒醅酸度分析方法研究

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光谱学与光谱分析 2023年第12期43卷 3726-3731页

作者：王琦标何余锴罗雨诗王淑君谢波邓超刘勇庹先国四川轻化工大学计算机科学与工程学院四川宜宾644000 四川轻化工大学物理与电子工程学院四川宜宾644000 四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川宜宾644000

快速、准确检测酒醅酸度,可显著提高白酒出酒率和成品酒品质。近红外光谱(NIR)提供了分子的倍频和合频,即有机物中含氢基团(C—H、 N—H、 O—H)的振动信息,通常用于样品中含氢化合物的定性和定量分析。采用NIR能简单、迅速的测定酒醅酸... 详细信息

快速、准确检测酒醅酸度,可显著提高白酒出酒率和成品酒品质。近红外光谱(NIR)提供了分子的倍频和合频,即有机物中含氢基团(C—H、 N—H、 O—H)的振动信息,通常用于样品中含氢化合物的定性和定量分析。采用NIR能简单、迅速的测定酒醅酸度,克服了传统化学分析方法检测周期长、试剂消耗大、人为误差等不足。由于NIR是一种间接分析技术,如何建立校正模型是准确检测酒醅酸度的关键。作为深度学习中的典型模型,卷积神经网络(CNN)具有局部区域连接,分享权值等优点,不仅能从复杂的光谱数据中提取关键特征,还能减少网络模型的复杂度。因此,提出基于CNN和NIR的酒醅酸度定量分析方法,以某酒企生产线中采集的545个酒醅样本光谱数据作为研究对象,采用标准正态变换(SNV)、 Savitzky-Golay (SG)滤波和一阶求导(1stD)三种算法相结合对原始光谱进行预处理;利用无信息变量消除法(UVE)选择光谱数据的特征波长;使用CNN建立酒醅酸度模型。结果表明:(1)对光谱数据进行预处理后,消除了原始光谱中的基线偏移,噪声等问题;经过预处理后的光谱数据模型相较于原始光谱建模,预测集决定系数提升了22.85%,预测集均方根误差降低了0.049 5,提高了酒醅酸度与光谱反射率的相关性。(2)对光谱数据进行波长筛选后所建立的模型相较于全波段建模,预测集决定系数提升了2.04%,预测集均方根误差降低了0.004 8。(3)基于CNN建立的酸度预测模型,预测集决定系数为0.955 5,预测集均方根误差为0.039 1。相较于偏最小二乘回归模型,预测集决定系数提升了1.03%,预测集均方根误差降低了0.097 6;相较于反向传播神经网络模型,预测集决定系数提升了1.16%,预测集均方根误差降低了0.099 4。该方法可实现对酒醅酸度的快速、准确测量,为后续酒醅酸度在线检测提供方法支撑。

关键词：卷积神经网络近红外光谱酒醅酸度白酒

面向DAG任务的分布式智能计算卸载和服务缓存联合优化

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 71-82页

作者：李云南子煜姚枝秀夏士超鲜永菊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学软件工程学院重庆400065

建立了一种有向无环图(DAG,directed acyclic graph)任务卸载和资源优化问题,旨在应用最大可容忍时延等约束实现系统能耗最小化。考虑到网络中计算请求高度动态、完整的系统状态信息难以获取等因素,最后使用多智能体深度确定性策略梯度(... 详细信息

建立了一种有向无环图(DAG,directed acyclic graph)任务卸载和资源优化问题,旨在应用最大可容忍时延等约束实现系统能耗最小化。考虑到网络中计算请求高度动态、完整的系统状态信息难以获取等因素,最后使用多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG,multi-agent deep deterministic policy gradient)算法来探寻最优的策略。相比于现有的任务卸载算法,MADDPG算法能够降低14.2%至40.8%的系统平均能耗,并且本地缓存命中率提高3.7%至4.1%。

关键词：移动边缘计算多智能体深度强化学习计算卸载资源分配服务缓存

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改进YOLOv7的结直肠息肉检测算法

计算机工程与应用 2025年第01期 243-251页

作者：薛钦原胡珊珊胡新军严松才四川轻化工大学机械工程学院四川省人民医院消化内科中心

计算机辅助诊断对提高息肉诊断准确率和降低结直肠癌死亡率至关重要，但息肉形态各异，息肉类似物和肠内的复杂环境导致目前的方法存在较多的误诊和漏诊。因此提出了一种改进的YOLOv7结直肠息肉检测算法（YOLOv7-IDH），使用含隐式知识... 详细信息

计算机辅助诊断对提高息肉诊断准确率和降低结直肠癌死亡率至关重要，但息肉形态各异，息肉类似物和肠内的复杂环境导致目前的方法存在较多的误诊和漏诊。因此提出了一种改进的YOLOv7结直肠息肉检测算法（YOLOv7-IDH），使用含隐式知识的高效解耦头，充分利用隐含信息并防止分类和回归任务之间相互干扰；引入全局注意力机制，增强模型对浅层特征的提取能力；对SPPCSPC模块进行优化，减少模型参数和提高收敛速度。实验结果表明，改进模型在组合数据集上的F1分数和mAP@0.5分别达到了94.8%和97.1%，可以满足息肉自动检测的要求。

关键词：息肉检测深度学习计算机辅助诊断解耦头注意力机制