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基于背衬层匹配的压电式柔性超声传感器优化

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 98-104,112页

作者：于永洁杜昱錡黄仕磊甘芳吉四川大学机械工程学院四川成都610065 成都大学电子信息与电气工程学院四川成都610106

基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的柔性超声传感器具有体积小、质量轻、易于阵列化等优点,但容易受到背部杂波干扰和阻抗不匹配的影响,导致回波信号频率成分复杂且信噪比较低。为有效吸收传感器背部杂波,提升超声波单向辐射的能力,利用钨... 详细信息

基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的柔性超声传感器具有体积小、质量轻、易于阵列化等优点,但容易受到背部杂波干扰和阻抗不匹配的影响,导致回波信号频率成分复杂且信噪比较低。为有效吸收传感器背部杂波,提升超声波单向辐射的能力,利用钨粉和硅胶设计针对柔性超声传感器的背衬层,在保持传感器整体柔性的同时使传感器的信号电压幅值提高了200%。其次,根据柔性超声传感器的电学特性提出了柔性超声传感器阻抗匹配优化方法,并通过梯度实验获得最佳匹配参数,使传感器的信噪比从2 dB提高到30 dB。优化后的柔性超声传感器具有宽频带、高频率、窄脉冲的优良性能,对不同曲率、不同壁厚的管道试件厚度的测量实验结果表明其可以达到0.01 mm的精度。

关键词：柔性超声传感器背衬层匹配阻抗匹配信噪比

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水下舰艇扩频通信体制研究

现代电子技术 2025年第01期48卷 107-111页

作者：李尧赵健康龙海辉上海交通大学电子信息与电气工程学院

水下舰艇通信采用的水声通信方式在长距离传输中信号衰减严重，且因为隐蔽性需求信号功率受限，叠加受到多径干扰和海洋背景噪声干扰，通信误码率较高。为此，提出水下舰艇扩频通信体制研究。设计扩频通信体制，利用扩频通信体制拓宽传... 详细信息

水下舰艇通信采用的水声通信方式在长距离传输中信号衰减严重，且因为隐蔽性需求信号功率受限，叠加受到多径干扰和海洋背景噪声干扰，通信误码率较高。为此，提出水下舰艇扩频通信体制研究。设计扩频通信体制，利用扩频通信体制拓宽传输带宽，提升远距离衰减下的通信信噪比；采用类白噪声的伪随机码m序列和OPS序列作为扩频码组建编码序列集，解决白噪声干扰、多径干扰和码分多址的问题。测试结果表明：同等条件下，采用m序列的扩频通信结果更优，可以实现-25 dB下误码率低于1%的可靠通信。经过该方法调制后，剔除了噪声干扰和多径干扰，增强了衰减的高频信号，解决了水下通信远距离衰减、多径干扰、背景噪声干扰等问题。

关键词：水下舰艇通信扩频通信 m序列 OPS序列误码率信噪比

水下/水面信息物理系统感知-通信-控制理论及其应用专刊序言

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控制与决策 2025年第1期 1-6页

作者：闫敬关新平刘妹琴燕山大学电气工程学院上海交通大学电子信息与电气工程学院西安交通大学人机混合增强智能全国重点实验室

0引言水下/水面信息物理系统是集感知传输和控制于一体的智能系统,包括探测与采集、通信与组网、控制与融合等过程.近年来,水下/水面信息物理系统及其相关技术的快速发展,推动了自主水下机器人、水下搜救与目标抓取、海洋牧场、水下传...

0引言水下/水面信息物理系统是集感知传输和控制于一体的智能系统,包括探测与采集、通信与组网、控制与融合等过程.近年来,水下/水面信息物理系统及其相关技术的快速发展,推动了自主水下机器人、水下搜救与目标抓取、海洋牧场、水下传感器网络、水声通信、水面救援、水下预警与监控等领域关键技术的升级换代和跨越发展.目前,水下/水面信息物理系统理论已经有部分成果涌现,然而相关研究正面临诸多亟待解决的难题.与陆地信息物理系统相比,水下/水面信息物理系统具有弱感知、弱通信以及强干扰等特点.例如:电磁波在水下快速衰减,导致GPS、北斗定位系统、雷达探测系统不能应用于水下;水下节点间时钟难以精确同步,且多径通信、声线弯曲、高传输能耗、长通信时延等因素不容忽视;潮汐、洋流、海面波浪、海洋生物群体和交通航运等干扰严重.

关键词：

基于自适应视距制导的无人潜航器三维协同路径跟踪控制

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控制与决策 2025年第1期 242-251页

作者：王浩亮于德智卢丽宇张卫东彭周华大连海事大学轮机工程学院上海交通大学电子信息与电气工程学院大连市智能船艇集群控制与电气技术重点实验室水路交通控制全国重点实验室大连海事大学船舶电气工程学院海南大学信息与通信工程学院

针对跟踪路径复杂、立体空间运动、模型参数动态变化、风浪流扰动下的多无人潜航器(unmanned underwater vehicle, UUV)协同路径跟踪问题开展研究.首先,针对UUV跟踪复杂路径情形设计自适应前视距离策略,使得UUV可以更好地跟踪复杂水下路... 详细信息

针对跟踪路径复杂、立体空间运动、模型参数动态变化、风浪流扰动下的多无人潜航器(unmanned underwater vehicle, UUV)协同路径跟踪问题开展研究.首先,针对UUV跟踪复杂路径情形设计自适应前视距离策略,使得UUV可以更好地跟踪复杂水下路径;其次,针对立体空间运动的UUV集群,设计三维视距制导律和协同控制律引导UUV集群在三维空间中沿参数化路径运动;最后,针对模型参数动态变化、风浪流扰动影响下的UUV集群,设计自抗扰控制器实现对动态变化模型、总扰动信息和速度信息的统一估计,保证动力学控制的稳定性.仿真结果验证了所提出基于自适应视距制导的无人潜航器三维协同路径跟踪控制方法的有效性.

关键词：自适应前视距离三维视距制导协同路径跟踪自抗扰控制无人潜航器

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基于颜色校正与改进的对比度增强的水下图像增强方法

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现代电子技术 2025年第01期48卷 40-46页

作者：刘明肖汉城云南民族大学电气信息工程学院

针对水下介质分布不均匀引起的光吸收和散射导致图像颜色失真、对比度低、细节模糊，严重影响ORBSLAM2算法前端特征提取与匹配鲁棒性的问题，文中提出一种基于颜色校正与改进的自适应对比度增强的图像处理方法。首先，利用一种改进的颜... 详细信息

针对水下介质分布不均匀引起的光吸收和散射导致图像颜色失真、对比度低、细节模糊，严重影响ORBSLAM2算法前端特征提取与匹配鲁棒性的问题，文中提出一种基于颜色校正与改进的自适应对比度增强的图像处理方法。首先，利用一种改进的颜色通道补偿和颜色通道拉伸方法去除色偏；其次，采用改进的自适应对比度增强方法提高图像的亮度与对比度；最后，将彩色校正图像与对比度增强图像在HSV空间中融合。此外，将提出的算法与一些其他算法进行主客观的评价，并将处理好的图片进行特征提取和匹配。结果表明，该算法处理的图片不仅在主客观评价上均优于对比算法，而且增加了特征点的匹配数量，为水下图像处理提供了借鉴。

关键词：水下视觉SLAM 水下图像增强自适应对比度增强颜色校正颜色补偿特征匹配

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基于特征融合和模板更新的孪生网络跟踪算法

电光与控制 2025年第1期32卷 41-47,85页

作者：吴国瑞王峰李杰太原理工大学电子信息与光学工程学院山西晋中030000 太原理工大学电气与动力工程学院太原030000

针对现有孪生网络跟踪算法仅使用主干网络最后一层的特征进行相似度匹配,以及缺少有效模板更新策略的问题,提出基于多尺度特征融合和自适应模板更新的孪生网络跟踪算法。首先,结合深度过参数化卷积设计非填充单元,提取更深层的前景特征... 详细信息

针对现有孪生网络跟踪算法仅使用主干网络最后一层的特征进行相似度匹配,以及缺少有效模板更新策略的问题,提出基于多尺度特征融合和自适应模板更新的孪生网络跟踪算法。首先,结合深度过参数化卷积设计非填充单元,提取更深层的前景特征和语义背景;然后,设计新的全局-局部特征融合模块,充分聚合浅、中层特征的全局和局部信息,捕获丰富的浅层外观特征和中层过渡特征;最后,采用自适应模板更新机制在线更新模板。为验证算法的有效性,在公开数据集上对所提算法进行详尽评估,实验结果显示,所提算法在OTB2015和VOT2018数据集上的精确度分别达到0.878和0.588,GOT10K数据集上平均重叠率达到0.526,优于其他主流算法。

关键词：目标跟踪孪生网络计算机应用多层特征融合模板更新

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局部对比度融合重加权的红外图像小目标检测

电光与控制 2025年第1期32卷 27-33页

作者：霍贝祺陈文东杨赟秀刘星舒勤四川大学电气工程学院成都610000 北京遥感设备研究所北京100000 西南技术物理研究所成都610000

红外图像块小目标检测算法在数据链、预警、制导等领域有较为广泛的应用,如利用数据链可以将红外图像块小目标精确传送给雷达。为了在复杂背景条件下进一步提高红外小目标检测的效果,提出了一种重加权和局部先验融合的红外图像块(IPI)... 详细信息

红外图像块小目标检测算法在数据链、预警、制导等领域有较为广泛的应用,如利用数据链可以将红外图像块小目标精确传送给雷达。为了在复杂背景条件下进一步提高红外小目标检测的效果,提出了一种重加权和局部先验融合的红外图像块(IPI)小目标检测算法。首先,采用加权Schatten p范数对背景图像块进行约束;其次,引入局部对比度先验信息和加权l_(1)范数抑制非目标稀疏点,进一步增强目标图像稀疏性,使算法模型性能进一步得到提升。仿真结果表明,所提算法在抑制背景杂波和精确检测目标方面均有较好的结果,优于现有经典算法。

关键词：目标检测红外小目标稀疏低秩分解红外图像块

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基于深度学习的教室照明系统研究与设计

电子设计工程 2025年第1期33卷 176-180,185页

作者：林小涵侯典立赛耀樟刘莉鲁东大学信息与电气工程学院山东烟台264025

针对传统传感器教室照明控制方式灵敏度差以及教室人员检测算法存在错检、漏检的问题,为了充分且合理利用教室照明设备资源,提出一种基于改进YOLOv5和区域定位的教室照明系统,该系统判定出教室人员所处的子区域,并生成照明设备的控制信... 详细信息

针对传统传感器教室照明控制方式灵敏度差以及教室人员检测算法存在错检、漏检的问题,为了充分且合理利用教室照明设备资源,提出一种基于改进YOLOv5和区域定位的教室照明系统,该系统判定出教室人员所处的子区域,并生成照明设备的控制信息。通过在自制数据集训练、测试,并搭建LED点阵模拟教室照明,结果表明,YOLOv5的精度达到93%,召回率达到96%,可以准确实时地控制教室中的照明设备,系统具有更好的照明便捷性,更节能。

关键词：深度学习 YOLOv5 教室人员检测区域定位

基于密度泛函理论研究Ag-Co团簇的结构、电子和光学性能

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 63-69页

作者：李维银尚瑞咏王春勇张永莉北方民族大学电气信息工程学院物理与光电信息功能材料重点实验室微电子与固体电子器件研究中心银川750021

基于密度泛函理论研究了7个原子Ag-Co团簇结构的稳定性、电子和光学性能.研究结果表明,7个原子Ag-Co团簇的最稳定结构都是十面体结构,Co原子数量较少时,Co原子主要占据十面体的轴向位,Ag原子主要占据赤道位,随着Co原子数的增加,Co原子... 详细信息

基于密度泛函理论研究了7个原子Ag-Co团簇结构的稳定性、电子和光学性能.研究结果表明,7个原子Ag-Co团簇的最稳定结构都是十面体结构,Co原子数量较少时,Co原子主要占据十面体的轴向位,Ag原子主要占据赤道位,随着Co原子数的增加,Co原子逐渐替换了赤道位上的Ag原子.当Co原子数增加时,Ag-Co团簇的垂直电离势、垂直电子亲能和最高占据轨道与最低未占据轨道之间的能隙整体上都呈现出下降趋势,表明电子稳定性降低;Ag-Co团簇的吸收光谱整体出现了红移,吸收峰的强度逐渐减弱,吸收谱的宽度变窄.

关键词：银钴团簇几何结构电子性能光学性能