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光控仿生液晶弹性体软执行器

液晶与显示 2024年第5期39卷 707-724页

作者：雷冰陈鹭剑厦门大学电子科学与技术学院电子工程系福建厦门361104 厦门大学福建省超快激光技术及应用重点实验室福建厦门361104

随着自然界的不断进化,许多生物都表现出了适应环境的独特行为,为研究人员开发适应环境的智能材料和仿生软执行器提供了灵感。液晶弹性体(Liquid Crystal Elastomers,LCEs)软执行器作为智能软机器人的代表性执行元件,具有液晶各向异性... 详细信息

随着自然界的不断进化,许多生物都表现出了适应环境的独特行为,为研究人员开发适应环境的智能材料和仿生软执行器提供了灵感。液晶弹性体(Liquid Crystal Elastomers,LCEs)软执行器作为智能软机器人的代表性执行元件,具有液晶各向异性和橡胶软弹性,在外部环境刺激下能够实现可逆、复杂的形状变化和运动能力。基于光驱动的LCEs执行器具备多种优势,包括强大的远程控制能力、迅速的响应时间以及高效的能量积累和释放机制。本文介绍了光控仿生LCEs软执行器中的LCEs形状变化响应机制及其性能,并展望了基于仿生设计的光控LCEs软执行器在智能机器人领域的应用前景。

关键词：液晶弹性体仿生执行器光致形变智能机器人

考虑电化学模型的配电网侧光储系统分布式优化调度

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 37-47页

作者：陈远博郑可迪顾宇轩陈启鑫清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京市100084

配电网侧广泛接入的光储系统具备成为电网调度中灵活性资源的潜力。为了提高光储系统调控的精细程度,分析建模了光储系统运行的动态特性,构建了考虑电化学模型的光储调度模型。针对保护节点用户隐私和调用分布式计算资源的需求,根据该... 详细信息

配电网侧广泛接入的光储系统具备成为电网调度中灵活性资源的潜力。为了提高光储系统调控的精细程度,分析建模了光储系统运行的动态特性,构建了考虑电化学模型的光储调度模型。针对保护节点用户隐私和调用分布式计算资源的需求,根据该光储调度模型给出了适用于计算的矩阵化形式,并构建了各节点处含光储系统的配电网调度优化的分布式子问题,实现了该调度优化问题的分布式求解。基于IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法给出的调度方案在可行性、储能运行高效性和老化衰退抑制能力等方面具有优势。

关键词：光储系统配电网电化学模型分布式优化调度辅助服务

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基于深度学习的图像拼接算法研究综述

计算机应用研究 2024年第7期41卷 1930-1939页

作者：杨利春田彬党建武兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070 兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

图像拼接是计算机视觉和计算机图形学中的一个重要分支,在三维成像等方面具有广泛的应用。相较于传统基于特征点检测的图像拼接框架,基于深度学习的图像拼接框架具有更强的场景泛化表现。目前虽然关于基于深度学习的图像拼接研究成果众... 详细信息

图像拼接是计算机视觉和计算机图形学中的一个重要分支,在三维成像等方面具有广泛的应用。相较于传统基于特征点检测的图像拼接框架,基于深度学习的图像拼接框架具有更强的场景泛化表现。目前虽然关于基于深度学习的图像拼接研究成果众多,但仍缺少相应研究的全面分析和总结。为了便于该领域后续工作的开展,梳理了该领域近10年的代表性成果。在对传统拼接方法与基于深度学习的图像拼接方法对比的基础上,从图像拼接研究领域中的单应性估计、图像拼接和图像矩形化三个子问题出发,进行了学习策略及模型架构设计、经典模型回顾、数据集等方面的整理与分析。总结了基于深度学习的图像拼接研究方法的一些特点和当前该领域的研究现状,并对未来研究前景进行了展望。

关键词：单应性估计图像拼接图像矩形化深度学习

基于惠更斯等效原理的高速高密度PCB分级建模方法

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电子学报 2024年第4期52卷 1118-1131页

作者：刘元安高兆栋孙胜苏明郑少勇吴帆郭星月穆冬梅北京邮电大学电子工程学院安全生产智能监控北京市重点实验室北京100876 电子科技大学电子科学与工程学院四川成都611731 中山大学电子与信息工程学院(微电子学院) 广东广州510006

当带宽达到20 GHz以上时(波长从15 mm到无穷小),高速高密度电子系统的内部电路电磁环境变得十分复杂,越来越难以建模和分析预测,进一步当带宽达到40 GHz以上时,电路电磁环境问题将变得更加尖锐.为在设计阶段能够对电磁作用过程、作用效... 详细信息

当带宽达到20 GHz以上时(波长从15 mm到无穷小),高速高密度电子系统的内部电路电磁环境变得十分复杂,越来越难以建模和分析预测,进一步当带宽达到40 GHz以上时,电路电磁环境问题将变得更加尖锐.为在设计阶段能够对电磁作用过程、作用效应进行预测评估及控制,需要精确的建模方法和针对大尺度问题的快速计算技术,尤其是超大带宽超高速混合电路和集成电路.本文提出了基于混合电路环境电磁计算基础理论的跨尺度处理技术,通过惠更斯等效原理和电磁奇异性几何结构的电磁收敛降速机理的利用,解决了多维交叉多尺度电路电磁环境场路融合的高效率高精度建模技术挑战;利用惠更斯等效原理和基尔霍夫积分方程,在区域边界面上定义了惠更斯端口,提出了对于任意复杂印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)同时垂直方向和水平方向区域分解的一般方法,实现了任意PCB结构的分级分类处理和模块化封装,提高了高速高密度电子系统分析的灵活度;提出了基于几何结构电磁学多重本地本征展开的技术途径,发展了基于模式和区域分解分割的快速并行处理技术,通过电磁锐变区域本征描述及场分布的本征基函数表征,实现了高精度和高计算速度兼得,减少了复杂电子系统的计算时间和设计时间.统计数据表明,本文提出的方法在0~40 GHz大带宽频率范围内频偏误差为3.7%、幅度偏差为±3 dB.本文提出的PCB分级建模分析方法可以应用于高端电子通信系统设计,提升我国宽带高速数模系统的高效电路设计和环境电磁调控能力,缩短产品研发周期.

关键词：等效原理本征模式展开电路建模区域分解信号完整性集成电路芯片封装

面向运动决策识别的fNIRS-BCI应用研究

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中国激光 2024年第15期 192-201页

作者：秦转萍刘欣霖路光达张伟刘东远高峰天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院天津市信息传感与智能控制重点实验室中国民航大学交通科学与工程学院天津大学精密仪器与光电子工程学院

便捷可靠地获得日常情境下的脑激活模式是实现脑机接口实用化的重要前提。额叶作为参与人认知、决策和执行过程的重要脑区，其结构平整且无毛发遮挡，特别适合使用基于功能性近红外光谱技术（fNIRS）的便携式设备进行日常情境脑激活信... 详细信息

便捷可靠地获得日常情境下的脑激活模式是实现脑机接口实用化的重要前提。额叶作为参与人认知、决策和执行过程的重要脑区，其结构平整且无毛发遮挡，特别适合使用基于功能性近红外光谱技术（fNIRS）的便携式设备进行日常情境脑激活信息的可靠测量。以实用化fNIRS脑机接口应用为目标，发展一种基于统计参数特征的优选策略，实现单周期下不同运动任务的实时分类。首先，使用三次样条插值和Savitzky-Golay等融合滤波算法对测量信息进行平滑滤波，以检测和校正运动伪影。然后将统计优选后的脑激活特征输入到分类模型中，实现左、右手抓握运动和左、右手指敲击，以及静息状态三种动作模式的准确分类。进一步地，根据分类模型开发在线运动执行交互式分类界面，利用训练好的分类模型可实时显示受试者的动作执行意图，为面向运动决策识别的实用化脑机接口应用提供重要工具和方法参考。

关键词：功能性近红外光谱技术脑机接口额叶运动决策识别

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宽角度位相调控反射镜的设计与研制

红外与激光工程 2024年第4期53卷 215-222页

作者：李大琪刘保剑余德明段微波刘定权中国科学院上海技术物理研究所光学薄膜与材料研究室上海200083 上海市光学薄膜与光谱调控重点实验室上海200083 复旦大学信息科学与工程学院光科学与工程系上海200433 重庆理工大学机械工程学院重庆400054

宽角度位相调控反射镜是下一代中高轨量子通信系统中的核心元件,用于宽角度范围内信号光的高效传递与偏振态的精确调控。基于等效多层膜理论,采用介质反射膜堆加非规整位相调控膜的膜系结构,设计了一种宽角度位相调控反射镜。选择Nb2O5... 详细信息

宽角度位相调控反射镜是下一代中高轨量子通信系统中的核心元件,用于宽角度范围内信号光的高效传递与偏振态的精确调控。基于等效多层膜理论,采用介质反射膜堆加非规整位相调控膜的膜系结构,设计了一种宽角度位相调控反射镜。选择Nb2O5和SiO2分别作为高、低折射率薄膜材料,通过误差分析,优化沉积工艺,采用电子束蒸发结合离子辅助沉积的方式,在德国莱宝Lab900-plus设备上制备出该薄膜元件。研制结果表明,反射镜在780 nm处、45°±7.5°入射范围内,其反射率大于99.3%,位相差控制在3°以内,满足量子通信系统的反射率及位相差控制要求,且通过相关环境模拟实验,满足可靠性要求,为该类偏振调控薄膜元件在下一代中高轨量子卫星中的工程应用打下了坚实的基础。

关键词：光学薄膜位相调控反射镜偏振宽角度

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智能行车记录仪图像去雾系统的FPGA设计

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 565-578页

作者：黄鹤胡凯益杨澜王浩高涛王会峰长安大学智慧高速公路信息融合与控制西安市重点实验室西安710064 长安大学电子与控制工程学院西安710064 长安大学信息工程学院西安710064

雾霾天气下,交通道路能见度低,导致所采集到的视频画面退化、图像信息模糊,同时考虑传统系统处理实时性不高等问题,基于ZYNQ平台设计了一种图像去雾系统,并应用于智能行车记录仪系统中.首先,针对传统暗通道去雾算法在天空区域存在失真... 详细信息

雾霾天气下,交通道路能见度低,导致所采集到的视频画面退化、图像信息模糊,同时考虑传统系统处理实时性不高等问题,基于ZYNQ平台设计了一种图像去雾系统,并应用于智能行车记录仪系统中.首先,针对传统暗通道去雾算法在天空区域存在失真等问题,提出了一种分割天空区域的策略来修正图像复原参数;然后,针对计算全局大气光值时,需对整幅图像的像素排序消耗大量资源的问题,利用现场可编程门阵列(FPGA)并行运算的优势,提出一种帧迭代方法优化求取大气光值,同时优化了引导滤波的硬件设计;最后,将双路高清多媒体接口(HDMI)资源中,一路作为视频输入,另一路作为视频处理输出,搭建实时交通图像视频处理试验平台.试验结果表明,系统针对雾霾天气下的交通视频具有较好的去雾效果,尤其是可以解决天空区域去雾的失真问题.在对分辨率为1280像素×720像素的交通视频去雾时,可以达到30帧/s的处理速度,满足实时性要求.

关键词：交通视频图像去雾 ZYNQ平台实时处理

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多尺度特征融合的遥感图像目标检测算法研究

计算机工程与应用 2024年

作者：许思源吴伟林广西民族大学电子信息学院广西应用数学中心梧州学院广西机器视觉与智能控制重点实验室

针对遥感图像背景复杂、特征冲突以及目标尺度多变等问题，以YOLOv8s为基线模型，提出一种基于多尺度特征融合的遥感图像目标检测方法。将RepVGG网络作为模型的特征提取网络，提高模型的特征提取能力，有效实现全局语义信息的捕获；在... 详细信息

针对遥感图像背景复杂、特征冲突以及目标尺度多变等问题，以YOLOv8s为基线模型，提出一种基于多尺度特征融合的遥感图像目标检测方法。将RepVGG网络作为模型的特征提取网络，提高模型的特征提取能力，有效实现全局语义信息的捕获；在颈部网络提出了一种三极综合性融合模块（tripolarintegrative fusion，TIF），通过位置信息和语义信息的有效融合，提高对各个尺度目标的检测精度；将SlideLoss滑动损失函数作为模型的分类损失函数，增强模型对困难目标的的检测能力，从而提高目标检测的准确性。实验结果表明，改进后的模型在NWPU VHR-10、RSOD和UCAS-AOD数据集上分别取得了94.4%、93.0%和95.5%的检测精度，相较基线模型分别提升了5.1%、6.0%、4.4%，在准确性方面优于其他方法，能更好地完成遥感图像目标检测任务。

关键词：深度学习目标检测遥感图像多尺度特征融合

基于分离多量子垒电子阻挡层的AlGaN基深紫外发光二极管

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发光学报 2024年第7期45卷 1156-1162页

作者：申国文鲁麟许福军吕琛高文根代广珍安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室安徽芜湖241000 安徽工程大学电气工程学院安徽芜湖241000 北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心北京100871

通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴... 详细信息

通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴在加速区获得能量,从而提高了空穴注入效率。另外,多量子势垒结构还能够通过提高电子势垒有效抑制电子泄漏,从而大幅度提升器件性能。综上所述,多量子垒电子阻挡层的引入可以显著提升AlGaN基DUV-LED器件的性能。

关键词： AlGaN 深紫外发光二极管电子阻挡层