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传感器运动效应下水声信号传播速度未知的TOA/TOA-AOA水下无源定位方法

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电子学报 2025年

作者：孙霆王威高婧洁陈鹏董阳阳董春曦长安大学信息工程学院西安电子科技大学电子工程学院

现有无源定位模型均假定运动传感器的位置在电磁波信号传播过程中不变或近似不变，该模型对于自由空间中电磁波信号定位场景较为合理.然而在声波、地震波等慢信号定位场景中，传感器与目标相对运动导致的定位移动距离与信号传播距离的... 详细信息

现有无源定位模型均假定运动传感器的位置在电磁波信号传播过程中不变或近似不变，该模型对于自由空间中电磁波信号定位场景较为合理.然而在声波、地震波等慢信号定位场景中，传感器与目标相对运动导致的定位移动距离与信号传播距离的比值不容忽略，继续采用现有无源定位模型可能会带来较大性能损失.针对该问题，本文以水声定位为例，开展存在传感器运动效应（Sensor Motion Effect,SME）和未知水声信号传播速度的无源定位方法研究.首先建立存在SME的水下无源定位观测模型，分析现有定位模型未考虑SME的性能损失原因，并导出新模型下的克拉美-罗下界（Cramer-Rao Lower Bound,CRLB）；随后提出联合估计合作目标位置与水声信号传播速度的闭式解；最后通过理论分析与仿真实验验证了所提方法的有效性和优越性.

关键词：无源定位传感器运动效应未知水声信号传播速度克拉美-罗下界闭式解

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一种近红外光谱数据预处理组合优化策略

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 52-58页

作者：周宇坤陈孝敬谢忠好石文袁雷明陈熙黄光造温州大学电气与电子工程学院浙江温州325000

预处理是构建近红外光谱检测模型的重要环节,影响着近红外光谱检测的精度。目前已有的预处理方法种类众多,不同方法用于解决不同类型的噪声和无关信息,从而提高信噪比,如何优化样品的光谱数据和预处理组合的选择对模型结果至关重要。为... 详细信息

预处理是构建近红外光谱检测模型的重要环节,影响着近红外光谱检测的精度。目前已有的预处理方法种类众多,不同方法用于解决不同类型的噪声和无关信息,从而提高信噪比,如何优化样品的光谱数据和预处理组合的选择对模型结果至关重要。为此,提出一种用于近红外光谱模型校准的预处理组合优化策略,包括挑选常用的八种预处理方法建立预处理方法库,利用偏最小二乘方法(PLS)建立定量模型,以建模交叉验证均方根误差(RMSECV)为迭代标准,从库中简单高效地选出提高模型优良校准能力的预处理组合。基于该策略的结构设计,选用优化领域中的贪婪算法作为寻优手段,通过对每一步的预处理方法进行寻优完成全局优化,简洁高效地完成光谱数据预处理组合的选择。提出的策略在小麦、猪肉等公开数据集上进行了测试,与同类的堆叠策略(Stacked)和多块数据顺序正交融合策略(SPORT)进行比较。结果显示,在小麦数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的校正均方根误差(RMSEC)分别降低了12%,6%,预测均方根误差(RMSEP)分别降低了32%,17%;在猪肉数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的RMSEC分别降低了49%,48%,RMSEP分别降低了46%、41%,显示出了较好的校准性能。最后,分析了该策略所选出的预处理方法在模型校准中各自的贡献度,讨论了该策略在模型可解释性、防止过拟合方面的潜力。该策略为近红外光谱的预处理方法选择提供了一种新的思路。

关键词：近红外光谱预处理方法组合优化贪婪算法定量模型

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多场耦合作用下旋转振动能量采集器的自调谐增强动力学行为研究

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机械工程学报 2025年

作者：周宇洋张海彬陈渊博李康康汪御飞王光庆浙江工商大学信息与电子工程学院浙江工商大学萨塞克斯人工智能学院

提出了基于离心场、磁场和重力场等多场耦合协同增强的旋转能量采集器性能调谐方法，设计构建了集内、外向磁-机-压电悬臂梁机构于一体的旋转振动能量采集器。利用离心力、磁力和重力的耦合协同作用，内、外向压电悬臂梁分别产生刚度软... 详细信息

提出了基于离心场、磁场和重力场等多场耦合协同增强的旋转能量采集器性能调谐方法，设计构建了集内、外向磁-机-压电悬臂梁机构于一体的旋转振动能量采集器。利用离心力、磁力和重力的耦合协同作用，内、外向压电悬臂梁分别产生刚度软化和硬化效应，实现能量采集器低频和高频工作范围的同步拓展；进一步利用离心力、磁力和重力的耦合协同作用在内、外向压电悬臂梁上产生周期性的附加激励，实现能量采集器的动态响应幅值和输出电功率同步增强。利用能量法和Hamilton原理建立了旋转能量采集器的关键动力学行为分析模型，仿真分析了离心力、磁力和重力等对能量采集器动态输特性和频带调谐机理的影响规律。试验结果表明多场耦合作用下内、外向压电梁的工作频带分别提高了2.5 Hz和5.5 Hz，输出电压分别提高了1.9 V和2.6 V，最大输出功率达到0.055 mW。研究结果为开发设计高性能的宽频旋转振动能量采集器提供理论和试验参考。

关键词：旋转振动能量采集器多场耦合自调谐动力学行为

基于一体化结构光纤加速度计的三维光纤矢量水听器

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声学学报 2025年第1期 157-164页

作者：陈毅刘飞佟昊阳李文静金晓峰徐平浙江大学信息与电子工程学院杭州应用声学研究所北京科技大学计算机与通信工程学院

提出了一种基于一体化结构光纤加速度计的同振式三维光纤矢量水听器。利用质量–弹簧系统的一体化结构设计及其工作原理,研制了基于一体化结构的光纤加速度计。在此基础上,采用推挽式结构和6只光纤加速度计,设计制作了一只同振式三维光... 详细信息

提出了一种基于一体化结构光纤加速度计的同振式三维光纤矢量水听器。利用质量–弹簧系统的一体化结构设计及其工作原理,研制了基于一体化结构的光纤加速度计。在此基础上,采用推挽式结构和6只光纤加速度计,设计制作了一只同振式三维光纤矢量水听器。利用驻波管比较法和差分延时外差解调技术进行测试,结果表明,该光纤矢量水听器在20～500 Hz频率范围有较平坦的加速度相移灵敏度频率响应。以X通道为例,其平均灵敏度为34.7 dB (re. 1 rad/(m·s-2)),与声质点振动理论计算结果（36.5 dB）和有限元仿真结果（35.5 dB）接近。

关键词：矢量水听器光纤加速度计相移灵敏度

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人工智能在刨花板外观质量检测方面的应用

世界林业研究 2025年

作者：沈胤熙周海燕樊晨龙刘英杨雨图习爽南京林业大学机械电子工程学院

随着人工智能技术的持续创新与广泛应用，以机器视觉代替人眼，采集刨花板图像，采用人工智能算法实现刨花板外观质量检测，这已成为促进林业人工智能发展的关键任务之一。文中在介绍图像分类算法、目标检测与语义分割算法、基于大语言... 详细信息

随着人工智能技术的持续创新与广泛应用，以机器视觉代替人眼，采集刨花板图像，采用人工智能算法实现刨花板外观质量检测，这已成为促进林业人工智能发展的关键任务之一。文中在介绍图像分类算法、目标检测与语义分割算法、基于大语言模型的检测算法等基于人工智能的图像缺陷检测算法的基础上，阐述了人工智能在刨花板外观缺陷检测方面的应用；并从优化软硬件设备、构建标准的刨花板缺陷图像公共数据集，综合应用多模态信息检测刨花板缺陷，建立刨花板、纤维板等人造板领域检测大模型，加快科技成果的转化与推广等方面给出了建议，以期为刨花板企业的智能化转型升级与可持续发展注入强劲动力。

关键词：刨花板缺陷检测人工智能

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全双工中继和速率分割协同的安全传输方案

西安电子科技大学学报 2025年

作者：魏明生端思轶李世党高全学李春国江苏师范大学物理与电子工程学院东南大学信息科学与工程学院西安电子科技大学通信工程学院

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继... 详细信息

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继技术相结合，同时考虑了公共消息广播特性可能引发的公共信息泄露风险，由于该问题中存在变量的耦合和非线性约束，导致其非凸特性，无法直接求解。因此考虑基站和中继设备的功率预算的约束下，联合优化预编码矩阵、公共信息分割和设备到设备的发射功率，并采用连续凸逼近的方法，引入松弛变量，线性化处理非凸约束，将该非凸问题转换为易求解的凸问题，并进而设计了一种全双工协作速率分割的迭代优化算法，避免了时间资源的浪费。仿真结果证明了所提方案的优越性。相比已有半双工速率分割多址方案，具有更良好的收敛性，硬件配置实时性有相应改善；同时相比不协作速率分割多址方案，可以实现更高的安全传输速率，为远端用户提供切实的安全保障。

关键词：协作通信优化算法安全速率预编码速率分割多址

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二维Janus LuClI的铁谷特性研究

原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 159-168页

作者：朱靖欣郭三栋西安邮电大学电子工程学院西安710121

铁谷材料由于其固有的铁磁性质,可以产生自发谷极化,从而实现谷自由度的操纵.不同的谷极化状态为铁谷材料在信息传递领域的应用提供了可能性.在本文的工作中,采用了可靠的第一性原理计算方法,证明了Janus单层LuClI的动力学、力学和热力... 详细信息

铁谷材料由于其固有的铁磁性质,可以产生自发谷极化,从而实现谷自由度的操纵.不同的谷极化状态为铁谷材料在信息传递领域的应用提供了可能性.在本文的工作中,采用了可靠的第一性原理计算方法,证明了Janus单层LuClI的动力学、力学和热力学稳定性.发现Janus单层LuClI是一种有潜力的铁谷材料,它有着50.927 meV的谷劈裂.当Lu原子磁矩方向(平面外)发生颠倒时,可以实现谷极化翻转.还计算了Janus单层LuClI在布里渊区中的Berry曲率分布,主要集中在-K和K谷,可以实现反常谷霍尔效应.当电子关联强度比较小时,Janus单层LuClI的易磁化轴将指向面内,从而失去自发谷极化.尽管如此,利用应变调控可以使磁化方向从面内转向面外,从而产生谷极化.此外,Janus单层LuClI同时具有面内和面外压电响应,计算得到的面内压电应变系数d11大于大部分已有二维材料的计算值,而面外压电系数d31非常小.这为通过压电效应调控谷载流子提供了可能性.

关键词：铁谷材料压电第一性原理计算

融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法

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计算机工程与应用 2025年第1期61卷 221-231页

作者：薛紫涵葛海波王淑贤安玉杨雨迪西安邮电大学电子工程学院西安710121

针对长期目标跟踪中出现模型退化和跟踪漂移的问题,提出了一种融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法TransFEA(fast edge attention on Transformer)。使用ResNet-50作为Siamese网络的骨干网络,并在其每个残差块后端引入注意力网络... 详细信息

针对长期目标跟踪中出现模型退化和跟踪漂移的问题,提出了一种融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法TransFEA(fast edge attention on Transformer)。使用ResNet-50作为Siamese网络的骨干网络,并在其每个残差块后端引入注意力网络进行特征提取,增强目标的关键信息和全局信息;边缘注意力网络(edge attention network,EA)提取模板与搜索区域的特征向量,快速注意力网络(fast attention network,FA)计算注意响应值,确定两个区域的相似度,以此调整目标位置。设计多层感知器预测边界框,避免过多超参数,使跟踪器实现了准确性与轻量化的平衡。实验结果表明,TransFEA在LaSOT数据集上成功率和准确率分别为65.3%、69.1%,运行可以达到90 FPS,提高了长期跟踪的成功率和准确率。

关键词： Transformer网络边缘注意力网络快速注意力网络多层感知器

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基于改进YOLOv8的遥感图像检测算法

电子测量技术 2025年

作者：宋树成程换新青岛科技大学自动化与电子工程学院

针对小目标在遥感图像中的局限性，如图像背景复杂、小目标分布密集、目标尺度多样等问题，本文提出了一种基于YOLOv8n的改进算法。首先，设计了一个多尺度空洞注意力模块，在主干网络中引入多尺度空洞注意力机制与C2f模块结合，以有效... 详细信息

针对小目标在遥感图像中的局限性，如图像背景复杂、小目标分布密集、目标尺度多样等问题，本文提出了一种基于YOLOv8n的改进算法。首先，设计了一个多尺度空洞注意力模块，在主干网络中引入多尺度空洞注意力机制与C2f模块结合，以有效捕捉多尺度的语义信息并减少自注意力机制的冗余；其次，设计了一个残差快速卷积模块，减小模型计算量并提高特征提取能力；最后，使用PIoU v2-Iou损失函数代替CIOU损失函数，提升模型的检测精度。通过在DOTA、RSOD和VisDrone2019数据集上的实验结果显示，改进后YOLOv8n模型与原模型YOLOv8n相比，mAP分别提升了2.7%、3.3%和3.8%，计算量降低了0.5 GFLOPs，验证了新算法的有效性。

关键词：遥感图像 YOLOv8 多尺度空洞注意力机制损失函数