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基于双节点-双边图神经网络的茶叶病害分类方法

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农业机械学报 2024年第3期55卷 252-262页

作者：张艳车迅汪芃汪玉凤胡根生安徽大学电子信息工程学院合肥230601

传统茶叶病害分类主要依赖人工方法,此类方法费工费时,同时茶叶病害样本较少使得现有的机器学习方法的模型训练不充分,病害分类准确率不够高。针对茶炭疽病、茶黑煤病、茶饼病和茶白星病4类病害,提出一种基于双节点-双边图神经网络的茶... 详细信息

传统茶叶病害分类主要依赖人工方法,此类方法费工费时,同时茶叶病害样本较少使得现有的机器学习方法的模型训练不充分,病害分类准确率不够高。针对茶炭疽病、茶黑煤病、茶饼病和茶白星病4类病害,提出一种基于双节点-双边图神经网络的茶叶病害分类方法。首先通过两分支卷积神经网络提取RGB茶叶病害特征和灰度茶叶病害特征,两分支均采用ResNet12作为骨干网络,参数独立不共享,两类特征作为图神经网络的两个子节点,以获得不同域样本所包含的病害信息;其次构建相对度量边和相似性边两类边,从而强化节点对相邻节点所含病害特征的聚合能力。最后,经过双节点特征和双边特征更新模块,实现双节点和双边交替更新,提高边特征对节点距离度量的准确性,从而实现训练样本较少条件下对茶叶病害的准确分类。本文方法和小样本学习方法进行了对比实验,结果表明,本文方法获得更高的准确率,在miniImageNet和PlantVillage数据集上5way-1shot的准确率分别达到69.30%和88.42%,5way-5shot准确率分别为82.48%和93.04%。同时在茶叶数据集TeaD-5上5way-1shot和5way-5shot准确率分别达到84.74%和86.34%。

关键词：茶叶病害分类图神经网络双节点相对度量边相似性边

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基于VDCG的直流微电网退役锂电池SOC均衡方案

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电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 14-23页

作者：吴青峰褚晓林刘立群胡秀芳薄利明太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024 国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator,VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge,SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池... 详细信息

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator,VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge,SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池SOC均衡,而退役锂电池储能系统(retire lithium battery energy storage systems,RLBESS)的容量和电压等级均难以保持一致。针对此问题,提出了一种基于VDCG的适用于不同电压等级及容量的RLBESS组间SOC均衡方案。该方案在传统VDCG的基础上建立U-P_(m)关系式并引入SOC均衡因子,能够根据初始SOC状态自动调节锂电池的功率分配,并保持良好的电压质量。建立了所提方案的小信号模型,分析了关键控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件对不同工况进行有效性验证。仿真结果表明:所提方案能够在锂电池电压等级不一致工况下实现RLBESS的SOC均衡,具有良好的可扩展性。

关键词：直流微网退役锂电池虚拟直流发电机荷电状态均衡小信号模型

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挖掘机时间最优与脉动最优轨迹规划

机械设计与制造 2024年第1期395卷 304-307,313页

作者：孙志毅刘松王银李虹太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024

为了在提高挖掘机工作效率的同时减小各个关节的振动,提出了一种使挖掘机关节运行时间和关节脉动达到某种综合最优的轨迹规划方法,在同时考虑挖掘机动臂、斗杆、铲斗的运动学约束以及动作时间约束条件的前提下,采用五次非均匀B样条曲线... 详细信息

为了在提高挖掘机工作效率的同时减小各个关节的振动,提出了一种使挖掘机关节运行时间和关节脉动达到某种综合最优的轨迹规划方法,在同时考虑挖掘机动臂、斗杆、铲斗的运动学约束以及动作时间约束条件的前提下,采用五次非均匀B样条曲线对离散序列点进行插值,然后运用自适应粒子群优化算法(ASPO)对目标函数进行优化求解得到一条动作时间较短且脉动连续关节轨迹,最后对优化后得到的关节轨迹进行仿真实验,结果表明,该方法最终可以得到比较理想的运动轨迹,从而验证了该方法的有效性。

关键词：挖掘机轨迹规划非均匀B样条曲线自适应粒子群

一种在空气中运行稳定的界面保护型光学神经突触器件

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光学学报 2024年第14期44卷 250-257页

作者：李欣蔚杨成东苏琳琳刘逸龙南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 无锡学院电子信息工程学院江苏无锡214105

提出了利用在二氧化硅表面覆盖一层超薄(7 nm)致密的氮化硅来隔离空气中氧气的方法,氮化硅低的隧穿势垒能够保证电子通过并到达二氧化硅界面,形成电子捕获态。这样的器件设计极大地提高了器件在空气中的运行稳定性。此外,还模拟了突触... 详细信息

提出了利用在二氧化硅表面覆盖一层超薄(7 nm)致密的氮化硅来隔离空气中氧气的方法,氮化硅低的隧穿势垒能够保证电子通过并到达二氧化硅界面,形成电子捕获态。这样的器件设计极大地提高了器件在空气中的运行稳定性。此外,还模拟了突触可塑性行为。该设计不仅能够确保基于二氧化硅界面捕获的突触器件在空气中稳定地运行,而且能够为解决器件运行稳定性问题提供一种可行思路。

关键词：神经形态器件肖特基二极管界面捕获界面保护

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超声透金属通信的简化频域信道模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 52-57页

作者：许琳森杨维田洪现北京交通大学电子信息工程学院北京100044

针对已有的超声透金属通信信道模型较为复杂的问题,提出了一种简化的频域信道模型.利用超声在金属墙中传播的指数衰减特性和回波等时间间隔特性,推导出超声在金属墙中传播的频率响应,然后将频率响应与用高斯函数近似表示的压电换能器幅... 详细信息

针对已有的超声透金属通信信道模型较为复杂的问题,提出了一种简化的频域信道模型.利用超声在金属墙中传播的指数衰减特性和回波等时间间隔特性,推导出超声在金属墙中传播的频率响应,然后将频率响应与用高斯函数近似表示的压电换能器幅频特性相结合,最后通过缩放系数和平移系数对频率响应进行了修正,得到了超声透金属通信的简化频域信道模型.利用有限元仿真验证了超声在金属墙中传播的特性,并将所提简化模型与已有的模型进行了比较,结果表明:两种模型中金属墙、换能器及整体信道的幅频曲线都相接近,验证了所提简化模型的准确性.

关键词：超声波透金属通信频域信道模型压电换能器

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深空通信长无模糊距离高精度再生测距码设计

航空学报 2024年第12期45卷 158-168页

作者：奚雅楠党小宇李赛南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018

在低信噪比环境中及极远测距范围内获得高精度距离测量量是深空测距面临的挑战。再生测距系统通过在航天器中将测距码再生,可将下行链路信噪比提升约30dB,从而解决低信噪比问题,但是已知测距码的无模糊测距距离难以满足未来深空测距需... 详细信息

在低信噪比环境中及极远测距范围内获得高精度距离测量量是深空测距面临的挑战。再生测距系统通过在航天器中将测距码再生,可将下行链路信噪比提升约30dB,从而解决低信噪比问题,但是已知测距码的无模糊测距距离难以满足未来深空测距需要。通过对复合函数与测距误差的关系进行系统分析,提出通过改变复合函数降低测距误差的方法,并用m序列及新复合函数设计新测距码。共设计8个新测距码,测距误差方差比已知测距码降低0.28~3.78dB,无模糊测距距离从7.5×10^(4)km提升至117×10^(4)~17884×10^(4)km,扩展了15~2384倍。其中包含一种直流分量为0的完全均衡的测距码。仿真结果表明:新测距码能为未来深空通信及深空探测提供更远距离内更高精度的距离测量支撑。

关键词：深空通信再生测距伪随机测距码 m序列无模糊距离测距精度

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井下发射线圈倾斜状态的磁感应透地定位方法

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第9期52卷 45-54页

作者：王羿帆杨维田文龙北京交通大学电子信息工程学院

研究了井下发射线圈倾斜时的磁感应透地定位方法．首先对定位坐标系的建立方法和接收机的最优摆放位置进行分析以降低定位过程的复杂度．然后建立一种由一个地下发射线圈和三个地上三轴正交接收线圈组成的透地定位系统模型．井下发射线... 详细信息

研究了井下发射线圈倾斜时的磁感应透地定位方法．首先对定位坐标系的建立方法和接收机的最优摆放位置进行分析以降低定位过程的复杂度．然后建立一种由一个地下发射线圈和三个地上三轴正交接收线圈组成的透地定位系统模型．井下发射线圈产生倾斜时定位信号与收发机位置间的对应关系会被破坏，从而影响定位结果．利用坐标转换原理建立与倾斜后井下发射线圈位姿相对应的新坐标系，并在其中重构出定位信号与收发机位置间的对应关系．最后根据此关系计算出井下发射线圈的倾斜状态和其在地理坐标系中的实际位置．仿真结果表明：系统对倾斜角度的求解精度为1°，定位精度为1 m.

关键词：透地定位磁感应井下发射线圈倾斜信号方向坐标系

图像跨尺度特征融合与数据增强的公交客流检测模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 700-708页

作者：黄丽龚志鹏刘凡凡程起敏中南民族大学电子信息工程学院湖北武汉430074 华中科技大学电子信息与通信学院湖北武汉430074

针对目前公交客流目标检测中由于前后排乘客图像尺寸差距大、遮挡严重而难以检测的问题,提出一种改进的目标检测模型YOLOv5s_P。该模型基于YOLOv5基本架构,针对乘客图像尺寸差距大的问题,使用重复加权双向特征金字塔网络结构替换YOLOv5... 详细信息

针对目前公交客流目标检测中由于前后排乘客图像尺寸差距大、遮挡严重而难以检测的问题,提出一种改进的目标检测模型YOLOv5s_P。该模型基于YOLOv5基本架构,针对乘客图像尺寸差距大的问题,使用重复加权双向特征金字塔网络结构替换YOLOv5中的路径聚合网络结构,引入权重机制双向跨尺度融合不同特征,增强提取复杂目标特征的能力;同时针对遮挡问题,结合Mixup数据增强方法,扩充遮挡和重叠图像的训练样本,提高模型泛化能力,减少客流图像残缺导致的漏检。为了验证YOLOv5s_P模型性能,将其应用于实际公交场景,并与Faster R-CNN、SSD300、RetinaNet、YOLOv5s 4种模型进行对比测试。实验结果表明,YOLOv5s_P模型在不影响检测速度的情况下,平均精度均值达到96.9%,平均漏检率较YOLOv5s模型降低了3.43%,提高了公交客流的检测精度。

关键词：深度学习 YOLOv5s_P 公交客流目标检测特征融合数据增强

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耦合腔磁力系统中多透明窗口现象

中国激光 2024年第6期51卷 231-238页

作者：廖庆洪彭坤宋梦林南昌大学信息工程学院电子信息工程系江西南昌330031

基于耦合腔磁力系统研究了多透明窗口现象以及快慢光效应。利用量子光学理论以及标准输入-输出关系,对该系统的输出特性进行了研究。结果表明,可以通过调节系统参数得到不同数目的透明窗口并得到较好的透明效果。同时,提出了一种通过测... 详细信息

基于耦合腔磁力系统研究了多透明窗口现象以及快慢光效应。利用量子光学理论以及标准输入-输出关系,对该系统的输出特性进行了研究。结果表明,可以通过调节系统参数得到不同数目的透明窗口并得到较好的透明效果。同时,提出了一种通过测量吸收峰高度和宽度来精密测量两腔之间的相互作用强度的方法。此外,通过对系统参数进行调控,可以实现快慢光转换。该方案在精密测量和量子信息处理等领域中具有重要的指导意义。

关键词：量子光学磁振子透明窗口腔磁力系统