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单台批处理机生产运输协调合作博弈调度问题

控制与决策 2024年第3期39卷 956-964页

作者：宫华孙红梅孙文娟许可沈阳理工大学理学院沈阳110159 沈阳理工大学自动化与电气工程学院沈阳110159

研究单台批处理机生产与生产前运输的协调调度问题,目标函数为最小化与完成时间相关的生产总成本.以工件为博弈方,以联盟的最大成本节省为特征函数,将调度问题转换为合作博弈模型.针对相同运输时间与加工时间的情形,证明该合作博弈具有... 详细信息

研究单台批处理机生产与生产前运输的协调调度问题,目标函数为最小化与完成时间相关的生产总成本.以工件为博弈方,以联盟的最大成本节省为特征函数,将调度问题转换为合作博弈模型.针对相同运输时间与加工时间的情形,证明该合作博弈具有非空核, β规则可得一个核分配.针对一般问题,设计Q-learning算法求解联盟最优调度,并利用β规则对节省的成本进行分配.数值算例验证了合作博弈模型的可行性以及Q-learning算法与β规则对节省成本分配的有效性.

关键词：批处理机运输合作博弈 Q-learning 成本分配

基于双判别器的GANomaly异常检测方法研究

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电子科技大学学报 2024年第4期53卷 568-575页

作者：刘韵婷谭明晓高宇戴佳霖沈阳理工大学自动化与电气工程学院沈阳110159

在异常检测领域中,生成对抗网络(Generative Adversarial Nets, GAN)和自编码器(Autoencoder, AE)近年来取得了较好的应用效果。然而,现有的基于GAN的异常检测模型普遍存在重构能力差的问题。针对于此,该文提出一种双判别器的GANomaly... 详细信息

在异常检测领域中,生成对抗网络(Generative Adversarial Nets, GAN)和自编码器(Autoencoder, AE)近年来取得了较好的应用效果。然而,现有的基于GAN的异常检测模型普遍存在重构能力差的问题。针对于此,该文提出一种双判别器的GANomaly网络模型,其中,全局判别器用于提高图像的重构能力,局部判别器用于提高在空间层次的编码能力。分别在MvTec数据集和自制轮胎X光图像数据集上对文中所提方法进行验证,实验结果表明,该方法能够有效提升模型的重构能力,降低异常分数阈值,提高异常检测的准确率。

关键词：异常检测深度学习双判别器生成对抗网络

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基于全局补偿注意力机制的战场图像去雾方法

兵工学报 2024年第4期45卷 1344-1353页

作者：林森王金刚高宏伟沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳110159

在现代化战争中,广泛利用图像等载体获取信息,但雾天环境下得到的图像不仅影响场景呈现,而且会掩盖重要特征。为提高雾天图像在现代化战争的利用价值,提出一种基于全局补偿注意力机制的战场图像去雾方法。构建全局补偿模块保证输出图像... 详细信息

在现代化战争中,广泛利用图像等载体获取信息,但雾天环境下得到的图像不仅影响场景呈现,而且会掩盖重要特征。为提高雾天图像在现代化战争的利用价值,提出一种基于全局补偿注意力机制的战场图像去雾方法。构建全局补偿模块保证输出图像的完整性,并加入通道下采样恢复清晰图像;使用密集残差模块学习退化图像和清晰图像的非线性映射,同时加入注意力机制提高网络的灵活处理能力;通过提升输入图像的通道数量确保网络充分学习特征信息。实验结果表明,与经典和新颖图像去雾方法比较,所提方法在主观和客观评价上均取得出色成绩,说明该方法将注意力机制和全局补偿模块充分结合,有效缓解了战场图像退化问题,同时注重特征增强,使信息得以完整呈现,具有更优越的性能。

关键词：战场图像去雾全局补偿注意力机制密集残差模块

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结合色彩补偿与双背景光融合的水下图像复原

光学精密工程 2024年第7期32卷 1059-1074页

作者：林森查子月沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳110159

针对复杂成像环境下,水下图像存在颜色失真、细节模糊以及对比度低的问题,提出结合色彩补偿与双背景光融合的水下图像复原方法。通过分析光在水中的吸收衰减特性,提出改进的水下成像模型,基于Retinex理论与白平衡算法引入色彩补偿分量,... 详细信息

针对复杂成像环境下,水下图像存在颜色失真、细节模糊以及对比度低的问题,提出结合色彩补偿与双背景光融合的水下图像复原方法。通过分析光在水中的吸收衰减特性,提出改进的水下成像模型,基于Retinex理论与白平衡算法引入色彩补偿分量,降低水体背景颜色影响;根据背景光强度和颜色分布特性,提出双候选背景光融合方法,准确估计全局背景光;不依赖任何水体环境参数,根据背景颜色与散射系数的内在关系,采用引导-高通滤波,优化并增强各通道透射率;最后,逆求解成像模型复原水下图像。实验结果表明,在4个不同的水下数据集上与经典及新颖方法对比,所提方法恢复的图像颜色更自然,纹理细节更丰富清晰;色差值改善幅度达5.4%,UCIQE及FDUM指标提升幅度分别达8.3%和4.5%。所提方法在定性和定量实验中更具优势,能够显著提高水下图像质量。

关键词：水下图像复原色彩补偿背景光融合透射率估计

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基于改进Xception实现涡旋光束轨道角动量识别

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光子学报 2024年第4期53卷 73-83页

作者：陈永豪刘晓云蒋金洋高思宇刘颖柴腾飞姜月秋沈阳理工大学理学院沈阳110159 沈阳理工大学发展规划处沈阳110159

当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏... 详细信息

当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏的思想,基于功率谱反演法仿真涡旋光束在海洋中的传输过程,并建立入射光场发生的退化、扭曲的散斑场数据集,用数据集来训练IXception识别散斑场中涡旋光束的轨道角动量。IXception延用Xception架构思想,结合了残差结构和倒置残差结构,能够提取高度空间深度特征,减少网络结构参数的冗余,增强泛化能力。研究结果表明,IXception在20 m和80 m湍流中对扭曲光场轨道角动量的识别率达到了99.20%与97.9%。随着传输距离的增加,IXception的识别率会略有降低,但与Xception模型相比,IXception识别性能更好。

关键词：涡旋光束轨道角动量海洋湍流深度可分离网络倒置残差结构

基于PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测

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兵工学报 2024年第5期45卷 1602-1612页

作者：刘芳李士伟卢熹郭策安沈阳理工大学理学院辽宁沈阳110159 沈阳理工大学辽宁省兵器工业智能优化与控制重点实验室辽宁沈阳110159 沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳110159 沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159

为探索水下柱形装药结构、爆距等参数与水下柱形装药峰值超压的关系,将装药样本数据视为二维数据,建立粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法、一维卷积神经网络(1D Convolutional Neural Network,1DCNN)和极端梯度提升(Extr... 详细信息

为探索水下柱形装药结构、爆距等参数与水下柱形装药峰值超压的关系,将装药样本数据视为二维数据,建立粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法、一维卷积神经网络(1D Convolutional Neural Network,1DCNN)和极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)的水下柱形装药峰值超压融合预测算法。采用相关性分析与数据可视化方法,分析装药结构参数、爆距与峰值超压之间的关联关系。设计1DCNN深度网络挖掘不同长径比、爆距等参数与峰值超压之间的纵向时序关系。运用XGBoost算法寻找装药结构参数、爆距与峰值超压之间的横向非线性关系,提升小样本数据的预测精度。使用PSO算法优化1DCNN和XGBoost的超参数,获得最优算法结构。研究结果表明,在包含10种智能算法的对比实验中,PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测算法在精度、稳定性、拟合程度上均高于其他模型。

关键词：水下柱形装药长径比爆距峰值超压粒子群优化算法一维卷积神经网络极端梯度提升

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基于混合蜜獾算法的机械臂最优运动规划方法

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 234-247页

作者：黄成王涛许家忠哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080

针对六自由度机械臂末端执行器路径及关节空间下轨迹的规划问题,提出一种基于混合蜜獾算法和3-5-3分段多项式插值的最优运动规划方法,实现机械臂末端执行器运动路径最短及关节运动时间最优,并有效降低优化路径与规划路径的差异。首先,... 详细信息

针对六自由度机械臂末端执行器路径及关节空间下轨迹的规划问题,提出一种基于混合蜜獾算法和3-5-3分段多项式插值的最优运动规划方法,实现机械臂末端执行器运动路径最短及关节运动时间最优,并有效降低优化路径与规划路径的差异。首先,以标准蜜獾算法框架为基础,在初始化、全局寻优与局部探索中采用混沌反向学习、转移算子、正弦余弦算子以及自适应扰动系数策略,提高最优解质量与寻优能力,并据此设计机械臂末端执行器无碰撞、最短路径规划方法,引导关节轨迹规划过程;其次,在关节空间下,利用混合蜜獾算法寻找各关节最优运动时间,在此基础上,利用2次3-5-3分段多项式插值算法,在满足各关节位移、速度、加速度约束的条件下,完成机械臂关节平滑且时间最优的轨迹规划;最后,通过与其他规划方法仿真对比,验证提出的方法能够使规划路径长度缩短,关节运动时间减少,优化路径与规划路径差异较小,并以UR5机械臂抓取实验为例检验了该方法的可行性。

关键词：蜜獾算法机械臂运动规划时间最优分段多项式插值

Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构制备及光谱特性研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1934-1939页

作者：王浩孙乃坤庞超王志帅陈上峰李武田辉岱钦沈阳理工大学理学院辽宁沈阳110159

Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)P_(2)具有相同的伪立方晶格结构,它们具有较高的电子迁移率、较窄的直接带隙和良好的空气稳定性,在光电器件领域呈现出广泛的应用前景。目前关于Zn_(3)As2-Zn_(3)P_(2)固溶体纳米结构的研究相对较少,采用高气压烧... 详细信息

Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)P_(2)具有相同的伪立方晶格结构,它们具有较高的电子迁移率、较窄的直接带隙和良好的空气稳定性,在光电器件领域呈现出广泛的应用前景。目前关于Zn_(3)As2-Zn_(3)P_(2)固溶体纳米结构的研究相对较少,采用高气压烧结技术得到Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)(x=0、0.05、0.1)母合金,再利用化学气相沉积方法合成出多种形态的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)纳米结构,包括宏观尺寸的纳米带(长度3~10 mm;宽度1~4 mm;厚度约20μm)、纳米帆、纳米棒及纳米银簪等。系统的研究了P掺杂对相组成、元素含量、微结构以及光谱特性的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)宏观纳米带样品的主相为α′相,随着P掺杂含量的增加,(224)衍射峰向右发生偏移,表明晶格常数减小。电子能谱分析显示P理论值(光致发光光谱)掺杂含量值x=0.05和x=0.1的Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2)母合金纳米带中P的实际含量分别为x=0.026及x=0.062。微结构分析表明,Zn_(3)As_(2)宏观纳米带的生长模式为沿〈221〉晶面菱形层状生长,P掺杂使纳米带的宏观尺寸减小,生长模式由菱形层状生长转变为纳米颗粒堆积层状生长。纳米带样品的拉曼光谱在79、97、198、320、428和1107 cm^(-1)出现特征峰,P掺杂导致拉曼光谱中1107 cm^(-1)特征峰发生蓝移,傅里叶红外光谱(FTIR)中1101和1599 cm^(-1)特征峰与PL谱中的300、422和635 nm特征峰也发生蓝移。Zn_(3)As_(2)与Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))_(2)纳米带光电流与电压的线性关系良好,存在较好的欧姆特性,P掺杂后的Zn_(3)(As_(0.974)P_(0.026))2纳米带在900 nm条件下的光响应最为敏感。

关键词： Zn_(3)(As_(1-x)P_(x))_(2) Zn_(3)As_(2) 纳米带固溶体

多无人车协同规划及突发情况下应急响应与恢复方法

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中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 499-510页

作者：宋文杰侯鸣妤曾林之李贺瑞北京理工大学自动化学院北京100081

面对环境突变、车辆故障等突发情况,传统集中式协同规划方法无法快速应急响应、实现系统冲突消解和有序恢复。针对以上问题,提出一种运动学约束下多无人车协同规划及突发情况下应急响应与恢复方法。首先,采用集中式搜索架构构建运动学... 详细信息

面对环境突变、车辆故障等突发情况,传统集中式协同规划方法无法快速应急响应、实现系统冲突消解和有序恢复。针对以上问题,提出一种运动学约束下多无人车协同规划及突发情况下应急响应与恢复方法。首先,采用集中式搜索架构构建运动学约束下的协同路径规划模型,引入车身约束树以消解连续空间内多无人车碰撞。其次,为确保受突发情况影响的无人车能够安全快速停靠并降低对系统的干扰,提出一种基于预警区域的应急规划起始点选取方法,基于紧急事件发生时无人车状态生成的随机搜索树进行分层搜索,将随机搜索树、系统内部时空约束、无人车运动稳定性需求相结合,确保无人车能平稳过渡到应急停靠点。最后,在系统恢复过程中,针对不同无人车到达应急响应停靠点的时间差异,采用异步规划策略,将未受突发事件影响的车辆轨迹纳入协同规划的时空约束,最终生成应急响应后的恢复轨迹簇。仿真测试中,最优应急响应轨迹生成平均时长0.324 s,应急响应模块将规划成功率由28.7%提高到87.6%,异步模块在突发障碍物高达15个时将运行效率提升接近93%。

关键词：多无人车协同规划应急响应规划异步规划应急停靠点预警区域