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高光谱成像的黄瓜病虫害识别和特征波长提取方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 301-309页

作者：李杨李翠玲王秀范鹏飞李余康翟长远江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成... 详细信息

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成像系统采集黄瓜无症状叶片、霜霉病叶片、斑潜蝇虫害叶片的高光谱图像,在病斑区域选择若干个感兴趣区域(ROI),计算每个ROI的平均反射率数据作为叶片原始光谱数据。使用Kennard-Stone算法将光谱数据按照3∶1的比例划分为训练集和测试集。使用直接正交信号校正(DOSC)、多元散射校正(MSC)、移动窗口平均平滑(MA)3种方法对原始光谱数据进行预处理。采用空间迭代收缩法(VISSA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量法(IRIV)、随机蛙跳算法(SFLA)对MA预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别提取出53、20、26、10个特征波长。然后使用连续投影算法(SPA)分别对特征波长光谱数据进行二次降维,最终VISSA-SPA提取的特征波长为455、536、615和726 nm;CARS-SPA提取的特征波长为452、501、548和578 nm;IRIV-SPA提取的特征波长为452、513、543和553 nm;SFLA-SPA提取的特征波长为462、484、500和550 nm。分别对全波段光谱数据、一次降维光谱数据、二次降维光谱数据进行支持向量机(SVM)、Elman神经网络、随机森林(RF)建模,结果表明,MA预处理后的全波段光谱数据所建模型识别效果最好,其中MA-RF模型测试集总分类精度(OA)达到97.89%,Kappa系数为0.97。采用一次降维光谱数据所建模型中,MA-VISSA-RF模型效果最好,测试集OA为98.19%,Kappa系数为0.97。采用二次降维光谱数据所建模型中,MA-IRIV-SPA-SVM模型效果最好,测试集OA为96.23%,Kappa系数为0.95。研究结果表明,使用高光谱成像技术识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害具有良好的效果,452、513、543和553 nm可以作为识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的特征波长,为开发黄瓜病虫害快速识别设备提供了理论依据。

关键词：高光谱成像机器学习特征波长霜霉病斑潜蝇虫害

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基于迁移学习和参数优化的干扰效能评估方法

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2515-2524页

作者：孙志国肖硕吴毅杰李诗铭王震铎哈尔滨工程大学通信与信息工程学院哈尔滨150001 上海航天电子技术研究所上海201109

针对数字通信系统中传统误码率评估导致干扰效能评估结果单一的问题,该文提出了一种基于迁移学习和参数优化的干扰效能评估方法。该方法选取各信号处理模块的核心参数作为机器学习的训练指标,并以优劣解距离的评估结果作为分类标准,采... 详细信息

针对数字通信系统中传统误码率评估导致干扰效能评估结果单一的问题,该文提出了一种基于迁移学习和参数优化的干扰效能评估方法。该方法选取各信号处理模块的核心参数作为机器学习的训练指标,并以优劣解距离的评估结果作为分类标准,采用支持向量机训练评估模型。通过改进蚁群算法的全局搜索能力和迁移学习的知识传递特性分别解决了支持向量机中的参数优化问题和训练样本中的数据缺失问题。仿真实验结果表明,掌握源域数据集的支持向量机在模型准确度方面提升4.2%,牺牲初始收敛能力的参数优化与最优解的靠近程度提升4.7%,并且可以应用于数字通信系统的干扰效能评估。

关键词：干扰效能评估数字通信支持向量机蚁群优化迁移学习

国外光电瞄准吊舱探测系统总体构架的对比分析

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 183-192页

作者：李剑张大勇中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

回顾了国外军队装备的四代光电瞄准吊舱的技术特点和发展历程,定义了光学口径和吊舱舱径之比(光舱比)作为衡量集成度的标准,重点针对第三代的Sniper XR ATP和ATFLIR两型采用共光路串联布局吊舱的探测系统进行了分析和正向设计:二者均拥... 详细信息

回顾了国外军队装备的四代光电瞄准吊舱的技术特点和发展历程,定义了光学口径和吊舱舱径之比(光舱比)作为衡量集成度的标准,重点针对第三代的Sniper XR ATP和ATFLIR两型采用共光路串联布局吊舱的探测系统进行了分析和正向设计:二者均拥有Φ150 mm口径,约1.5°×1.5°视场,在0.7~0.9μm和3.7~4.8μm波段的传递函数接近衍射限,前者为透射式前置望远系统,后者为离轴三反式前置望远系统,二者的结构布局为:前置望远系统置于吊舱前部压缩光束,通过光学铰链和快反镜将光束导入吊舱中,部分光进入各自的探测通道或激光发射通道。其中,类ATP的透射式前置望远系统可在汇聚光路中折叠形成俯仰/方位正交轴系并置于305 mm舱径内,光舱比约0.492;类ATFLIR的离轴三反式前置望远系统可在压缩后的平行光路中折叠形成方位/俯仰两个正交轴系并置于Φ330 mm的球体内,光舱比约0.455。作为对比,采用共光舱并联布局的第四代Litening 5和Talios吊舱探测系统将所有光学载荷和伺服框架平台置于吊舱前部的Φ406 mm球体内,光舱比约0.37,其并联共光舱设计架构的集成度较低。针对未来可能的升级要求,类ATFLIR吊舱比ATP吊舱具有更强的生命力,其采用纯反射式的前置望远系统可以更方便地增加波段和拓展功能。

关键词：光电瞄准吊舱光学设计多波段共光路前置望远系统

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运载火箭末子级留轨应用平台研究综述

载人航天 2024年第3期30卷 386-392页

作者：崔朋刘阳韩秋龙朱雄峰刘鹰谭云涛雍子豪王铁兵郑琦北京跟踪与通信技术研究所北京100094 上海宇航系统工程研究所上海201109

针对如何实现大量运载火箭末子级变废为宝的问题,本文对基于运载火箭末子级的留轨应用平台进行了综述。分别介绍了系统组成和工作模式、国内外研究现状等,总结了大惯量末子级精准钝化技术、轻质化末子级留轨应用平台总体技术、多约束下... 详细信息

针对如何实现大量运载火箭末子级变废为宝的问题,本文对基于运载火箭末子级的留轨应用平台进行了综述。分别介绍了系统组成和工作模式、国内外研究现状等,总结了大惯量末子级精准钝化技术、轻质化末子级留轨应用平台总体技术、多约束下留轨应用平台合理布局技术、标准化载荷设计与试验技术等4项关键技术,并对留轨应用平台的未来发展进行了叙述。建议提升末子级留轨应用平台的搭载机会,逐步推动其在现役运载火箭上的广泛应用进行展望,按照能定姿、能调姿、能轨控的思路逐步提升其能力,促进留轨应用平台的规模化应用。

关键词：运载火箭末子级留轨应用平台

基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报

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中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 645-653页

作者：李方能梁益丰许江宁吴苗朱兵海军工程大学电气工程学院武汉430033 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数... 详细信息

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数平滑法的抗差与适应能力,减小了数据异常干扰对钟差预报性能的影响。与常用的多项式模型、谱分析模型、灰色预测模型及超快速钟差预报产品进行对比分析,结果表明:所提方法适用于不同BDS轨道与类型的卫星钟差预报,取得了良好的预报精度与稳定性,其对BDS卫星钟的6h平均预报精度分别提升了40.3%、31.7%、63.6%和36.6%,预报稳定性分别提升了43.8%、38.9%、65.4%和33.1%。

关键词：北斗卫星导航系统钟差预报鲁棒双参数指数平滑法钟差产品

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基于轮廓信息增强的轻量化SAR舰船检测

激光与光电子学进展 2024年

作者：吴扬王春媛李小龙林连雷上海卫星工程研究所上海工程技术大学电子电气工程学院上海卫星装备研究所哈尔滨工业大学电子信息工程学院

SAR图像具有单通道、低分辨率和低信噪比等特性，基于可见光图像设计的目标检测方法缺乏相应的优化；此外，许多舰船检测任务需要在资源受限的嵌入式设备上运行，对检测网络的性能和模型体积提出了新挑战。针对这些问题，本文提出了一... 详细信息

SAR图像具有单通道、低分辨率和低信噪比等特性，基于可见光图像设计的目标检测方法缺乏相应的优化；此外，许多舰船检测任务需要在资源受限的嵌入式设备上运行，对检测网络的性能和模型体积提出了新挑战。针对这些问题，本文提出了一种基于轮廓信息增强的轻量化SAR舰船检测方法。首先，利用各向异性扩散滤波和四方向Sobel算子，将单通道SAR图像扩展到三个通道，减少斑点噪声的影响并增强舰船的轮廓特征，提高网络可解释性和提取关键特征的能力。然后，基于轻量化特征提取网络FasterNet与非局部注意力机制的启发，设计了一种新的轻量级主干特征提取网络，该网络能够有效地建模特征的长距离上下文关系，实现多尺度特征融合，在保证检测精度的同时，降低检测模型的参数量。在公共数据集上SSDD和HRSID进行算法评估，实验结果表明，提出的网络不仅模型参数量更小、复杂度更低而且在检测准确度上也有良好的表现。

关键词： SAR舰船检测轮廓增强注意力机制轻量化

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圆柱发热体内圆截面液冷通道的构形优化

工程热物理学报 2024年第7期45卷 1908-1916页

作者：李云峰谢志辉陈林根冯辉君海军工程大学动力工程学院武汉430033 武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430205

建立了一类在均匀产热的圆柱发热体中嵌入圆截面等温液冷通道的热源-热沉集成模型,基于构形理论,给定圆柱发热体截面积和通道截面积占比为约束条件,以液冷通道数及其半径为设计变量,研究了液冷通道分布对集成模型散热能力的影响,获得了... 详细信息

建立了一类在均匀产热的圆柱发热体中嵌入圆截面等温液冷通道的热源-热沉集成模型,基于构形理论,给定圆柱发热体截面积和通道截面积占比为约束条件,以液冷通道数及其半径为设计变量,研究了液冷通道分布对集成模型散热能力的影响,获得了不同液冷通道截面积占比下的最优构形。当通道截面积占比和通道数给定时,均存在最优的圆心距使得热源-热沉整体的散热性能最优,但对应两个指标的最优圆心距不同。给定通道截面积占比时,无量纲最高温度和无量纲当量热阻均随通道数的增加而降低;给定通道数时,无量纲最高温度和无量纲当量热阻均随通道截面积占比的增加而降低。本文所得研究结果可对圆柱器件高效冷却的热设计提供理论指导。

关键词：构形理论理论电子器件散热热设计广义热力学优化

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星载仪器安装姿态在线测量与数据分析技术

兵工自动化 2024年第7期43卷 52-59页

作者：王治万峰裴佩赵文浩陈瑞启余成义上海卫星装备研究所上海200240

针对星载仪器安装姿态测量效率低、数据采集与分析困难等问题,提出一种模型数据驱动的产品安装姿态在线测量方法。通过提取卫星3维设计模型中待测目标上棱镜的坐标信息,驱动高精度在线测量系统实现实测场景中目标安装姿态地自动化测量;... 详细信息

针对星载仪器安装姿态测量效率低、数据采集与分析困难等问题,提出一种模型数据驱动的产品安装姿态在线测量方法。通过提取卫星3维设计模型中待测目标上棱镜的坐标信息,驱动高精度在线测量系统实现实测场景中目标安装姿态地自动化测量;设计产品装配精度在线测量数据管理系统,完成精测数据集成接口的设计与开发,实现数据的在线采集、关联融合与分析应用。以风云四号某星上的探测仪器为精测试验对象,结果表明:相比传统精测方法,该方法的精测效率提高75.5%,极大地减少操作人员数量,提高作业效率,增强卫星精测过程的数据追溯与质量管控能力,应用效果良好。

关键词：星载仪器物联网姿态测量模型驱动数据分析

不同吹扫模式下HI分解膜反应器多目标性能优化

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工程热物理学报 2024年第3期45卷 615-621页

作者：孔锐陈林根夏少军李鹏蕾戈延林海军工程大学动力工程学院武汉430033 武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430205

建立了不同吹扫模式下碘化氢(HI)分解膜反应器有限时间热力学模型,将吹扫气流率、反应进口压力、渗透膜厚度、反应器长度作为决策变量,以HI转化率最大、H_(2)回收率最大、总熵产率最小为目标开展多目标优化。通过研究发现,在给定的决策... 详细信息

建立了不同吹扫模式下碘化氢(HI)分解膜反应器有限时间热力学模型,将吹扫气流率、反应进口压力、渗透膜厚度、反应器长度作为决策变量,以HI转化率最大、H_(2)回收率最大、总熵产率最小为目标开展多目标优化。通过研究发现,在给定的决策变量变化范围内HI转化率和H_(2)回收率最大两者具有一致性,但两者无法与总熵产率最小同时达到最优;相比顺流吹扫模式,逆流吹扫模式下Pareto前沿目标值均具有较高的HI转化率和H_(2)回收率。使用不同的决策方法选取最优解,顺流模式下的TOPSIS决策点和逆流模式下的LINMAP决策点具有较小的偏差因子可作为反应器参数设计最优解。

关键词：有限时间热力学 HI分解膜反应器 HI转化率 H_(2)回收率总熵产率多目标优化