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范数联合相似系数与粒子群优化的可见OGSM-MIMO系统

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光学学报 2025年第2期45卷 104-112页

作者：赵黎范琳陈俊霖西安工业大学电子信息工程学院

传统基于范数天线选择的可见光广义空间调制-多输入多输出（OGSM-MIMO）系统不能最大化系统信道容量，且发射端等功率分配未均衡信道质量，使系统信道容量和可靠性受到制约。针对信道范数和相似系数对信道容量的影响，推导了范数联合相... 详细信息

传统基于范数天线选择的可见光广义空间调制-多输入多输出（OGSM-MIMO）系统不能最大化系统信道容量，且发射端等功率分配未均衡信道质量，使系统信道容量和可靠性受到制约。针对信道范数和相似系数对信道容量的影响，推导了范数联合相似系数对信道容量影响的数学模型，设计了范数联合相似系数的天线组合算法来最大化系统信道容量，利用粒子群优化算法设计了基于信道容量的适应度函数，对选定的天线进行最优功率配置，提升系统传输质量，并采用分段式界理论与蒙特卡罗方法对系统性能进行理论推导与实验验证。结果表明：当误码率为10-3，采用BPSK调制方式，发射天线数量为6时，范数联合相似系数的天线选择算法的误码性能相较于随机选择算法、RSS选择算法和范数选择算法分别提升了7.4 dB、5.8 dB和3.2 dB，且采用粒子群优化功率分配算法后的OGSM-MIMO系统所需信噪比改善了4.5 dB。

关键词：光广义空间调制范数联合相似系数粒子群优化误码率

融合注意力机制与GNN的可见光室内定位方法

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光学学报 2025年第2期45卷 113-125页

作者：孟祥艳奚田赵黎张峰西安工业大学电子信息工程学院

由于室内环境错综复杂、非成像型定位设备操作困难，室内定位无法保障高稳定性，为提高可见光室内定位精度，提出了一种融合注意力机制与图神经网络（GNN）的可见光室内定位模型，本方法将可见光图像的特征用图来表示，通过聚合可见光... 详细信息

由于室内环境错综复杂、非成像型定位设备操作困难，室内定位无法保障高稳定性，为提高可见光室内定位精度，提出了一种融合注意力机制与图神经网络（GNN）的可见光室内定位模型，本方法将可见光图像的特征用图来表示，通过聚合可见光图像的图内和图间信息，获得具有几何位置信息的描述符，利用注意力机制模块进一步增强特征描述符，最终经过可微分的最优传输算法输出匹配结果。在搭建的4 m×4 m×3 m的环境中进行仿真实验，结果表明：在定位高度为0、0.75、1.50 m时，平均定位误差分别为5.93、7.21、9.15 cm，达到cm量级的定位效果，为室内可见光定位提供了新的理论支持和实际应用参考价值。

关键词：可见光室内定位注意力机制图神经网络最优传输

基于传输公平性的多无人机通感一体化空间部署与波束成形设计

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电子与信息学报 2025年第1期47卷 57-65页

作者：时统志李博杨洪娟张桐王钢哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院威海264209

针对农村偏远地区通信不畅的临时突发性问题,该文提出一种自适应的多无人机(UAV)辅助通感一体化(ISAC)机制,在地面用户和感测目标呈簇状随机分布的情况下,通过合理调度多无人机实现覆盖式通信保障,为无人机使能的通感一体系统提供了一... 详细信息

针对农村偏远地区通信不畅的临时突发性问题,该文提出一种自适应的多无人机(UAV)辅助通感一体化(ISAC)机制,在地面用户和感测目标呈簇状随机分布的情况下,通过合理调度多无人机实现覆盖式通信保障,为无人机使能的通感一体系统提供了一种新的解决思路和方案。该文主要研究了无人机空间部署及其对地面设备的波束成形等问题,在空地关联约束条件下,系统可通过优化无人机的通信和感知波束成形变量组,最大限度地提高用户传输可达速率的下限,同时保证基本的通感需求。为了有效解决所考虑的非凸优化问题,该文借助基于高斯核的均值漂移算法(MS),用以处理关联策略中的混合整型线性问题,此外,结合2次变换与连续凸逼近(SCA)的相关技巧,采用块坐标下降(BCD)的方式优化波束成形,以获取次优解。数值结果验证了自适应机制的有效性。

关键词：无人机通信感知一体化空间部署波束成形

基于双树复小波变换与稀疏表示的牙隐裂OCT三维图像融合

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天津工业大学学报 2025年第1期44卷 62-68页

作者：石博雅董潇阳天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

针对采用光学相干层析(OCT)技术进行体积较大的前磨牙和磨牙的隐裂检测时,仅从单一扫描视角采集可能存在误检或漏检的问题,提出一种双树复小波变换(DTCWT)与稀疏表示(SR)相结合的牙隐裂三维图像融合方法。利用扫频OCT对人工牙隐裂模型从... 详细信息

针对采用光学相干层析(OCT)技术进行体积较大的前磨牙和磨牙的隐裂检测时,仅从单一扫描视角采集可能存在误检或漏检的问题,提出一种双树复小波变换(DTCWT)与稀疏表示(SR)相结合的牙隐裂三维图像融合方法。利用扫频OCT对人工牙隐裂模型从2个扫描视角进行成像,经过三维图像配准后,利用双树复小波变换对图像进行分解。对于低频子带进行稀疏表示,采用“最大L1范数”规则进行融合,高频子带采用“绝对最大”规则融合,最后通过DTCWT重构得到融合后的图像。实验结果表明:采用本文方法融合后的牙隐裂图像可以得到裂纹的完整信息,获得准确的定位和分级,各方面性能均优于单独采用各多尺度分解方法和稀疏表示方法,标准差(SD)、平均梯度(AG)、空间频率(SF)和边缘信息评价因子(Q)的值分别平均提高到36.7、6.0、27.9和0.74,有效提高了OCT牙隐裂检测的准确性。

关键词：牙隐裂光学相干层析稀疏表示双树复小波变换

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一种适用于独立光伏系统的新型三端口变换器的研究

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现代电子技术 2025年第4期48卷 102-108页

作者：袁臣虎苏嘉伟天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 天津工业大学电气工程学院天津300387

针对独立光伏系统易受外界因素等影响导致供电不稳定的问题,需要采用三端口变换器储能补偿的方式来保障系统的稳定发电。文中采用功率流法并基于Boost变换器和双向DC-DC变换器拓扑,构建了一种应用于独立光伏系统的非隔离型三端口DC-DC... 详细信息

针对独立光伏系统易受外界因素等影响导致供电不稳定的问题,需要采用三端口变换器储能补偿的方式来保障系统的稳定发电。文中采用功率流法并基于Boost变换器和双向DC-DC变换器拓扑,构建了一种应用于独立光伏系统的非隔离型三端口DC-DC变换器拓扑即BDC-Boost TPC。通过状态方程对该变换器的4种工作模式下的各开关模态进行详细分析,采用最小值竞争的控制策略设计了工作模式选择器,实现各模式之间的平滑切换。最后利用该变换器搭建了适用于独立光伏系统的120 W实验样机,控制器选用TMS320F28335,并根据控制策略编写了相应的控制程序。实验结果表明,所构建的变换器可实现光伏电池、储能电池及负载三个端口之间的功率流通,以及各个工作模式之间平滑切换。综上,该变换器具有工程实用性。

关键词：光伏电池三端口变换器功率流法非隔离开关模态平滑切换

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简单且有效的弱监督中文文本分类算法

计算机工程与应用 2025年第4期61卷 192-210页

作者：陈中涛周亚同河北工业大学电子信息工程学院天津300401

目前基于种子词的弱监督文本分类算法大多需要从数据集中搜索所有种子词并以此扩展类别词典,出现频率较低的种子词的类别识别能力也较低。因此设计了一个简单且有效的弱监督中文文本分类算法(simple and effective weakly supervised Ch... 详细信息

目前基于种子词的弱监督文本分类算法大多需要从数据集中搜索所有种子词并以此扩展类别词典,出现频率较低的种子词的类别识别能力也较低。因此设计了一个简单且有效的弱监督中文文本分类算法(simple and effective weakly supervised Chinese text classification,SEWClass)。该方法利用预训练语言模型初始权重生成对文本的抽象理解,并以此为基础继续生成抽象约束条件和具象约束条件,以构建初次训练的伪标签数据;根据类别数量联合构建降维模型与分类器,以适应弱监督文本分类需要预先指定类别和在自训练过程中需要增加训练数据的特点;通过两种约束条件,伪标签数据拥有较高精确率,并在自训练过程中仅训练降维模型以提升召回率和算法效率。SEWClass对每个类别只需要一个种子词,如类别名称,即可完成分类任务,且SEWClass的性能与种子词是否出现在数据集中无关。SEWClass在THUCNews与toutiao两个中文数据集上的性能均远高于其他弱监督算法。

关键词：弱监督文本分类自训练种子词

基于人体呼吸力学的柔性可穿戴呼吸监测技术研究进展

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纺织学报 2025年第1期46卷 217-226页

作者：许君鹿楠李婷成玲牛丽郝天煦张诚天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 苏州大学纺织行业智能纺织服装柔性器件重点实验室江苏苏州215123 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

为促进呼吸监测技术在可穿戴纺织品领域的应用,以人体呼吸力学的相关理论为研究基础,分析了呼吸监测在不同年龄段、不同健康状况等人群下的重要作用,从基底形式和信号调制形式2个角度出发,重点总结归纳了以导电纤维和光导纤维为敏感元... 详细信息

为促进呼吸监测技术在可穿戴纺织品领域的应用,以人体呼吸力学的相关理论为研究基础,分析了呼吸监测在不同年龄段、不同健康状况等人群下的重要作用,从基底形式和信号调制形式2个角度出发,重点总结归纳了以导电纤维和光导纤维为敏感元件的柔性可穿戴呼吸监测传感器的研究进展,并分析对比了各种类型的优缺点,综述了柔性可穿戴呼吸监测技术在医疗保健、运动健身和工作生活领域的应用。总结认为:柔性可穿戴光电式呼吸监测传感器相较于电学式传感器有抗电磁干扰、测量电气安全等优势;基于强度调制原理的光纤传感器较基于波长调制原理的光电式传感器具有制作简单、信号处理硬件小、受环境干扰小等优势;提出了智能可穿戴呼吸监测设备目前存在的局限性问题。指出未来研究方向为:传感器性能需要在保证精确度的基础上实现耐用性、耐水洗性且有效地消除运动伪像;需要优化传感器的结构设计且在满足检测灵敏度和数据采集连贯性的基础上提高穿戴者佩戴舒适度;传感器需要实现在服装上的可逆性拆卸、可重复性使用和可穿戴呼吸监测一体化。

关键词：呼吸力学可穿戴电学式呼吸监测传感器光电式呼吸监测传感器呼吸监测技术

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纱线基柔性应变传感器制备方法研究进展

复合材料学报 2025年第2期42卷 633-646页

作者：袁明珠赵立环王玉稳张蓉李长静天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津齐邦新材料有限公司天津300380

纱线基柔性应变传感器作为一维传感器具有较好的柔韧性、可编织特性及可拉伸性能,使其在人体运动监测方面有很大的应用优势。纱线基柔性应变传感器的制备方法主要包括纺丝法、纺纱法、后整理及复合方法,以其制备方法为切入点阐述了各类... 详细信息

纱线基柔性应变传感器作为一维传感器具有较好的柔韧性、可编织特性及可拉伸性能,使其在人体运动监测方面有很大的应用优势。纱线基柔性应变传感器的制备方法主要包括纺丝法、纺纱法、后整理及复合方法,以其制备方法为切入点阐述了各类纱线基柔性应变传感器的制备过程及研究进展,并归纳了各类制备方法的特征和优缺点,最后提出了纱线基柔性应变传感器的未来研究方向,为进一步制备和研究该类传感器提供参考。

关键词：纱线基应变传感器可穿戴电子设备传感性能制备方法

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自激式电感耦合等离子体光源设计及光谱分析

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 66-71页

作者：卢思贤龙开红詹陈锐李明北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 益阳职业技术学院电子与信息工程学院湖南益阳413055

电感耦合等离子体(ICP)光谱仪是一种应用范围很广的元素分析仪,主要用于元素定性与定量的分析。ICP光源是光谱仪的核心部件,它在光谱仪中扮演着至关重要的角色。目前主流的ICP光源有两种:自激式和他激式,各自具有优缺点。他激式光源电... 详细信息

电感耦合等离子体(ICP)光谱仪是一种应用范围很广的元素分析仪,主要用于元素定性与定量的分析。ICP光源是光谱仪的核心部件,它在光谱仪中扮演着至关重要的角色。目前主流的ICP光源有两种:自激式和他激式,各自具有优缺点。他激式光源电路复杂、体积庞大、阻抗匹配速度较慢、最大输出功率有限。设计了一种基于镀金工艺的高功率MOSFET和变频实现阻抗匹配的自激式ICP光源,该光源采用射频放大和阻抗匹配一体化的设计,把从负载线圈采样的频率信号f_(1)以及功率放大电路放大后的频率相位f_(0)进行相位比较,再根据两者相位差的变化,进而控制频率的变化,实现阻抗匹配;设计上采用了镀金工艺的金属化硅N通道型高功率的MOSFET实现功率放大,具有更大的功率密度、更小的体积,最大输出功率超过2400 W。对研制的ICP光源进行了电学静态测试,给出了鉴相器、压控振荡器以及功率的输出特性,验证了各电路在相应工作状态下的性能表现;同时结合光谱仪进行了包含Ba、Na和Li元素标准溶液的测试,获得了目标元素的光谱信号;另外,对获得的光谱信号进行了处理,使用了基于EEMD特征增强的方法对目标元素光谱信号进行有效增强,信号的线性决定系数(R^(2))从0.97降至0.99,相对标准偏差(RSD)从6.47%降至1.07%,增强了信号的准确性和可用性。本文所研制的自激式ICP光源,通过射频放大和阻抗匹配一体化设计缩小了体积,变频技术使阻抗匹配速度从毫秒级提升到纳秒级,镀金工艺的MOSFET技术使最大输出功率从原来的1800 W增加到2400 W,为ICP光源的进一步优化和应用奠定了基础,具有重要的科学研究和工程实践意义。

关键词：自激式ICP光源阻抗匹配光谱信号 EEMD算法