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基于无源域适应的脑电情绪识别

中国生物医学工程学报 2024年第2期43卷 129-142页

作者：赵红宇李畅刘羽成娟宋仁成陈勋合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009 合肥工业大学生物医学工程系合肥230009 中国科学技术大学电子工程与信息科学系合肥230026

现有脑电情绪识别中的域适应方法利用源域数据及其特征分布来训练模型,不可避免地需要频繁访问源域,可能会导致源域受试者的隐私信息泄露。针对该问题,本研究提出一种基于高斯混合模型、核范数最大化和Tsallis熵的无源域适应(GNTSFDA)... 详细信息

现有脑电情绪识别中的域适应方法利用源域数据及其特征分布来训练模型,不可避免地需要频繁访问源域,可能会导致源域受试者的隐私信息泄露。针对该问题,本研究提出一种基于高斯混合模型、核范数最大化和Tsallis熵的无源域适应(GNTSFDA)脑电情绪识别方法。首先,基于源域数据和本研究所提出的CNN和Transformer特征混合(CTFM)网络,利用交叉熵损失训练得到源域模型;然后,通过高斯混合模型聚类生成目标域数据的伪标签以构建分类损失;最后,基于伪标签和分类损失在目标域数据上对源域模型再训练以更新其参数,从而得到目标域模型,训练过程中还利用核范数最大化损失来提升模型预测的类判别性和多样性,同时利用Tsallis熵损失来减少模型预测的不确定性。GNTSFDA方法采用留一被试交叉验证的实验范式分别在SEED(源域14个受试者,目标域1个受试者)、SEED-IV(源域14个受试者,目标域1个受试者)和DEAP(源域31个受试者,目标域1个受试者)公开数据集上进行了实验。结果显示,在3个数据集上,目标域模型情绪识别的准确率分别为80.20%、61.20%和58.89%,相较于源域模型分别提升8.98%、7.72%和6.54%。GNTSFDA方法仅需要访问源域模型参数,而不是源域,从而有效地保护了源域受试者的隐私信息,在脑电情绪识别的实际应用中具有重要意义。

关键词：脑电信号情绪识别无源域适应隐私保护

基于对比序列重构的卫星遥测数据异常检测方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 17-26页

作者：李桢煜宋宇晨彭喜元刘大同哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150080

基于遥测数据的异常检测是卫星在轨运维管理的关键技术。但现有方法大多仅采用正常样本建立模型,异常检测结果对判读阈值敏感、虚警率较高。对此本文提出基于对比序列重构的卫星遥测数据异常检测方法,充分利用有限异常先验增强异常检测... 详细信息

基于遥测数据的异常检测是卫星在轨运维管理的关键技术。但现有方法大多仅采用正常样本建立模型,异常检测结果对判读阈值敏感、虚警率较高。对此本文提出基于对比序列重构的卫星遥测数据异常检测方法,充分利用有限异常先验增强异常检测中正常、异常样本差异。先基于变分自编码器提取遥测数据时序演化特征,引入对比学习方法建立对异常、正常数据差异化输出的编码器,再用大量正常数据进一步训练整个模型实现对正常数据的精准重构形成对异常数据敏感的时序数据重构模型,再基于核密度估计方法学习异常判读阈值进一步提升异常检出率。在真实卫星遥测数据上验证表明所提方法能有效降低异常检测的虚警率(均低于0.002)并保持较高的检出率具备良好的实际应用水平。

关键词：卫星遥测数据异常检测对比学习变分自编码器

微波波段涡旋波束的多模式集成与动态调控研究进展

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1865-1873页

作者：袁乐眙杨德生刘云飞张狂哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001

该文回顾并总结了近期关于涡旋波束多模式集成与动态调控的研究成果与进展。首先从无源超表面透镜出发,利用传播相位与几何相位的综合调控作用,在单一超表面平台上实现了分数模涡旋波束的高纯度激发。更进一步,基于无源式超表面的多模... 详细信息

该文回顾并总结了近期关于涡旋波束多模式集成与动态调控的研究成果与进展。首先从无源超表面透镜出发,利用传播相位与几何相位的综合调控作用,在单一超表面平台上实现了分数模涡旋波束的高纯度激发。更进一步,基于无源式超表面的多模式涡旋集成理论及方法,通过在超表面单元结构中加载变容二极管等有源可调谐式器件,实现涡旋波束的动态切换与人工调控。并在此基础上,对基于超表面的涡旋通信系统实现信道建模,并对涡旋通信系统的性能做出了理论分析与评估,为提高现代通信系统信道容量及信息传输速率打下理论基础。

关键词：微波超表面涡旋波束多模式OAM集成可重构调控 OAM通信

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新一代Wi-Fi的新型感知信息压缩方法

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 12-18页

作者：赵彬徐骏张云朱翔哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001

通信设备由于和雷达设备的工作存在重叠,也可以实现目标检测。但是传统的通信协议采用显式反馈传输信息,导致采用通信设备检测无法保留感知信息,因此可以对显式反馈的分解流程进行改进,从而在通信的间隙实现对环境目标的感知。在MIMO系... 详细信息

通信设备由于和雷达设备的工作存在重叠,也可以实现目标检测。但是传统的通信协议采用显式反馈传输信息,导致采用通信设备检测无法保留感知信息,因此可以对显式反馈的分解流程进行改进,从而在通信的间隙实现对环境目标的感知。在MIMO系统中,波束成型是发射端利用MIMO信道状态信息生成导向矩阵,从而提升接收端接收性能的一种技术。目前显式反馈波束成型是通信中波束成型的主流方式,接收端会对接收到的信道矩阵进行奇异值分解后转换成一系列角度值传回发射端。虽然采用传统的矩阵分解流程获得反馈矩阵可以有效降低反馈的冗余信息量,但是通常会丢失掉通信设备在感知过程中获得的大部分重要信息,从而导致利用Wi-Fi信号进行目标探测的功能受到限制。研究发现对于接收到的信道矩阵利用传统的分解方式获得的反馈矩阵特征向量无法保留目标的距离,速度信息。本文提出了一种新型的分解方式,基于信道矩阵的协方差矩阵,先求解左奇异矩阵,再利用左右两个酉矩阵正交向量的对应关系,进一步求解从而获得改进的右奇异矩阵,所提改进方法保留了目标的距离、速度以及角度信息,极大地提升了有效反馈信息量。最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性。

关键词： MIMO 波束成型显式反馈奇异值分解

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基于加权核范数最小化的非同步测量声源定位

机械工程学报 2024年第3期60卷 120-130页

作者：宁方立邓宗玲姚克强韦敏西北工业大学机电学院西安710072 西安石油大学电子工程学院西安710065

非同步测量声源定位中基于核范数最小化模型的补全算法求解互谱矩阵时,奇异值赋予相同权重,忽略对互谱矩阵奇异值具有的先验知识。针对核范数最小化模型的不足,提出了基于加权核范数最小化的交替方向乘子法和加速近端梯度算法,对缺省互... 详细信息

非同步测量声源定位中基于核范数最小化模型的补全算法求解互谱矩阵时,奇异值赋予相同权重,忽略对互谱矩阵奇异值具有的先验知识。针对核范数最小化模型的不足,提出了基于加权核范数最小化的交替方向乘子法和加速近端梯度算法,对缺省互谱矩阵进行补全,以完成声源定位。基于加权核范数最小化的补全算法在不同的奇异值上自适应地分配权重,能够更好地解决非凸非光滑低秩极小化问题。在不同频率和不同信噪比条件下进行了数值仿真和实验,对加权核范数最小化和核范数最小化两种模型的算法进行了对比。结果表明,基于加权核范数最小化的矩阵补全算法精度更高,且非同步测量声源定位结果在较低信噪比下能够有效缩小主瓣,抑制旁瓣,提高阵列的空间分辨率。

关键词：非同步测量矩阵补全声源定位加权核范数最小化

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LiDAR辐射强度信号校正研究进展及趋势

激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 21-31页

作者：王丹丁琼张润源安宇伟广东工业大学土木与交通工程学院测绘工程系广东广州510006

激光雷达不仅能获取目标三维空间信息,还能记录目标反射的回波辐射强度,为实现空谱一体化探测提供基础。但激光雷达信号在传播过程中易受距离、入射角、大气衰减等因素影响,原始强度数据的质量并不能满足后续应用的要求,影响空谱一体化... 详细信息

激光雷达不仅能获取目标三维空间信息,还能记录目标反射的回波辐射强度,为实现空谱一体化探测提供基础。但激光雷达信号在传播过程中易受距离、入射角、大气衰减等因素影响,原始强度数据的质量并不能满足后续应用的要求,影响空谱一体化应用的推广。首先论述激光雷达强度数据的产生和应用;随后,着重对国内外的强度校正研究现状进行梳理、归纳和总结;最后,对未来研究方向进行展望。随着未来遥感技术对空谱数据一体化获取需求的增加及技术的不断提升,激光雷达技术的空谱一体化优势必将得到极大提升。

关键词：激光雷达强度信号校正方法空谱一体化

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仿生假手机构设计与控制方方法研究究进展

控制理论与应用 2024年

作者：赵立铭孙中波长春工业大学机电工程学院长春工业大学电气与电子工程学院

针对仿生假手的机构设计、意图识别和人机交互控制算法的国内外研究现状与发展趋势.首先,基于驱动器安装位置,介绍仿生假手机械机构的发展现状;其次,基于电极偏移,肌肉疲劳和个体差异等非理想因素讨论运动意图识别模型的研究方法,分析... 详细信息

针对仿生假手的机构设计、意图识别和人机交互控制算法的国内外研究现状与发展趋势.首先,基于驱动器安装位置,介绍仿生假手机械机构的发展现状;其次,基于电极偏移,肌肉疲劳和个体差异等非理想因素讨论运动意图识别模型的研究方法,分析基于多源信号的意图识别方法优点与不足之处;再次,研究仿生假手系统人机交互控制算法,阐明各类算法的优缺点;最后,给出仿生假手研究的难点问题和未来工作,基于多源信号融合与感知,展望仿生假手机械机构、手部主动运动意图识别和人机交互控制算法的研究思路.

关键词：仿生假手假手结构设计非理想因素运动意图识别控制策略

临近空间高超声速飞行器快时变机动模型及轨迹预报

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系统工程与电子技术 2024年

作者：朱金钊周荻陈晓波蔡明春哈尔滨工业大学航天学院北京电子工程总体研究所

本文讨论了临近空间高超声速快时变机动目标的轨迹跟踪与弹道预报问题。首先以现有的针对慢时变机动目标的运动模型为基础，引入描述快时变机动特点的状态量，建立一种新的机动目标跟踪非线性模型，并证明了基于该模型的非线性跟踪滤波... 详细信息

本文讨论了临近空间高超声速快时变机动目标的轨迹跟踪与弹道预报问题。首先以现有的针对慢时变机动目标的运动模型为基础，引入描述快时变机动特点的状态量，建立一种新的机动目标跟踪非线性模型，并证明了基于该模型的非线性跟踪滤波系统的可观性。其次针对该系统，提出了一种连续-离散测量插值混合型快收敛推广卡尔曼滤波器。本文还提出了一种基于聚类分析的目标机动模式识别方法，并基于目标机动模式识别设计了预报器。仿真结果表明，对于做快时变机动的临近空间高超声速飞行器，采用本文所提出的机动模型，可以获得良好的跟踪和预报结果。

关键词：临近空间高超声速飞行器快时变机动模型聚类分析弹道预报

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一种高功率微波发射阵列天线设计和试验

强激光与粒子束 2024年第8期36卷 51-56页

作者：毛永艳张帆田川解江远金兆鑫西安电子工程研究所西安710100 西北工业大学电子信息学院西安710072

设计了一种用于高功率微波发射的S波段波导缝隙阵列天线。采用耦合波导和馈电波导同层排布的方式减小了天线的剖面高度,通过耦合缝隙同向偏置,辐射缝隙按照一定规律排布补偿相位,实现了缝隙单元方向图同相叠加,对缝隙参数、功分器形式... 详细信息

设计了一种用于高功率微波发射的S波段波导缝隙阵列天线。采用耦合波导和馈电波导同层排布的方式减小了天线的剖面高度,通过耦合缝隙同向偏置,辐射缝隙按照一定规律排布补偿相位,实现了缝隙单元方向图同相叠加,对缝隙参数、功分器形式与功率容量的关系进行了仿真分析,并在天线内部充入0.1 MPa SF6气体,提高了天线的功率容量。仿真和试验结果表明,在6.7%带宽内,天线电压驻波比小于1.5,增益达到27 dBi,采用窄谱高功率微波源激励天线并进行了高功率微波发射试验,天线的发射波形与微波源的输出波形具有良好一致性,测试的微波源输出功率为2.67 MW。

关键词：高功率微波功率容量波导缝隙阵列天线 SF6气体微波源