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基于四象限光电探测的光导引技术研究

实验技术与管理 2025年

作者：卢帅华钟志杜春燕单明广于蕾哈尔滨工程大学信息与通信工程学院北京计算机技术及应用研究所

水下航行器中相关导引回收技术不断发展，为满足水下高精度的导引需求，设计了一套基于四象限光电探测器的UUV回收可见光导引装置。通过建立“两灯两探”的光导引模型，采集大量实验数据，并结合深度学习技术搭建精准模型，用于计算水... 详细信息

水下航行器中相关导引回收技术不断发展，为满足水下高精度的导引需求，设计了一套基于四象限光电探测器的UUV回收可见光导引装置。通过建立“两灯两探”的光导引模型，采集大量实验数据，并结合深度学习技术搭建精准模型，用于计算水平面上的相对间距、偏移量和偏转角。在发射端，采用水平放置的两颗LED光源。接收端利用四象限光电二极管（QP）收集灯源信息，经过电路处理并采集。随后对数据进行处理，输入预先训练完成的模型，以实时获取位置和姿态数据。经过实验测试，水平距离测量误差在2%以内，左右偏移误差在2 cm以内，角度测量误差控制在2°以内。完成原理实验平台搭建，为后续水下光导引技术的发展奠定了坚实的基础。

关键词：水下光导引四象限光电探测 FPGA 深度学习

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面向工业场景的无人机时空众包资源分配

工程科学学报 2025年第1期47卷 91-100页

作者：刘娅汐李旭龙霍佳皓皇甫伟北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京市融合网络与泛在业务工程技术研究中心北京100083

无人机时空众包资源分配是工业物联网能源管理中的重要任务之一.尽管现有方法考虑了联合反映时间敏感性和公平性的信息新鲜度指标,但忽略了无人机禁飞区和窃听者对数据新鲜度的影响.本文提出了一种基于深度强化学习的无人机时空众包资... 详细信息

无人机时空众包资源分配是工业物联网能源管理中的重要任务之一.尽管现有方法考虑了联合反映时间敏感性和公平性的信息新鲜度指标,但忽略了无人机禁飞区和窃听者对数据新鲜度的影响.本文提出了一种基于深度强化学习的无人机时空众包资源分配方法,在考虑无人机禁飞区约束和对窃听者发送干扰信号以保障数据安全的情况下,最小化平均信息新鲜度和物联网设备能耗,从而得到最优无人机轨迹、发射干扰信号功率和物联网发射功率.然而,无人机时空众包中的资源分配复杂且存在挑战,主要表现为决策变量类型多且与考虑服务质量要求的系统性能指标关系复杂.本文将该问题建模为马尔可夫决策过程并使用先进的深度强化学习算法求解该问题,即软演员–评论家(SAC)算法.在多无人机场景下验证了所提出算法在解决无人机时空众包资源分配任务中的有效性和正确性.另外,SAC算法相较于其他两种先进的深度强化学习算法,即深度确定性策略梯度算法和双延迟深度确定性策略梯度算法,具有更快的收敛速度和更优的解.最后,分析了最优无人机数目的选择方案.

关键词：无人机工业能源管理时空众包资源分配深度强化学习

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面向业务过程协同的隐私数据通信方法

智能系统学报 2025年

作者：陈建兵李子谦余阳潘茂林中山大学计算机学院中山大学软件工程学院

将区块链应用于业务过程协同可以增强业务过程协同的可信性，但是现有的数据通信方式存在影响数据可靠性和区块链可追溯性、泄露数据隐私等问题，无法满足组织间正常业务过程协同的需求。为解决上述问题，提出了一种面向业务过程协同的... 详细信息

将区块链应用于业务过程协同可以增强业务过程协同的可信性，但是现有的数据通信方式存在影响数据可靠性和区块链可追溯性、泄露数据隐私等问题，无法满足组织间正常业务过程协同的需求。为解决上述问题，提出了一种面向业务过程协同的隐私数据通信方法，拓展了Wf-XML 2.0协议，并基于星际文件系统(inter planetary file system，IPFS)和非对称加密技术设计了代理组件Broker，将数据通信分为保存数据、请求数据和响应数据3个步骤执行来保障业务数据的隐私。通过Dolev-Yao攻击者模型、过程协同实际案例和实验对方法进行分析，验证了该方法的安全性、合理性和可行性。

关键词：区块链过程协同 Wf-XML 2.0 非对称加密数据隐私互操作协议通信方法 Dolev-Yao

IRS辅助及人工噪声增强的高铁隐蔽通信波束赋形方法

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西南交通大学学报 2025年

作者：李翠然孙姝婧张泽鹏王惠琴谢健骊兰州交通大学电子与信息工程学院兰州理工大学计算机与通信学院

针对高铁无线通信系统中信息传输普遍存在的有效吞吐量低和隐蔽程度受限的问题，考虑以隐蔽需求、最大人工噪声(AN)发射功率和IRS相移的单位模为约束，构建以最大化高铁无线通信系统有效吞吐量为目标函数的优化问题，设计了一种基于智... 详细信息

针对高铁无线通信系统中信息传输普遍存在的有效吞吐量低和隐蔽程度受限的问题，考虑以隐蔽需求、最大人工噪声(AN)发射功率和IRS相移的单位模为约束，构建以最大化高铁无线通信系统有效吞吐量为目标函数的优化问题，设计了一种基于智能反射面(IRS)辅助及AN增强的高铁无线隐蔽通信波束赋形方法。为了解决优化变量耦合的问题，采用交替优化策略将原问题分解为三个子问题：基站波束赋形、IRS相移优化和AN发射功率优化。首先通过分式规划中二次变换方法将隐蔽需求约束映射在复圆流形上，然后利用共轭梯度算法(CG)对IRS相移进行优化，最后使用Dinkelbach算法对AN发射功率设计并交替迭代优化。仿真结果表明，该算法的计算复杂度较低，在高速情况下，系统有效吞吐量提升了27.31%，提升了隐蔽传输性能，对保障高铁无线通信系统安全信息传输具有重要的意义。

关键词：智能反射面高铁通信隐蔽通信交替优化波束赋形

基于激光雷达点云投影的多视图融合目标检测方法

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光学学报 2025年

作者：周牧冉浩成王勇杜楠重庆邮电大学通信与信息工程学院移动通信教育部工程研究中心唐山师范学院计算机科学技术系

在自动驾驶领域，汽车周围的环境信息能够通过3D点云很好地呈现出来，而激光雷达则是获取3D点云数据的关键来源。然而，但对于现有的3D目标检测任务而言，直接处理点云数据会因其数据量庞大而占用大量计算资源；另外，利用点云数据生成... 详细信息

在自动驾驶领域，汽车周围的环境信息能够通过3D点云很好地呈现出来，而激光雷达则是获取3D点云数据的关键来源。然而，但对于现有的3D目标检测任务而言，直接处理点云数据会因其数据量庞大而占用大量计算资源；另外，利用点云数据生成的投影视图进行检测，又会因其视角的限制而增加漏检和错检的风险。为此，本文提出一种基于激光雷达点云投影的多视图融合目标检测方法来解决上述问题。具体来说，本方法首先，将点云投影并编码为三通道2D鸟瞰图(Bird's-Eye View,BEV)和距离视图(Range View,RV)完成数据预处理；然后，分别将编码后的BEV和RV分别输入到增加了有效通道注意力(Efficient Channel Attention,ECA)模块的Complex-YOLOv4和YOLOv5s网络中进行目标检测，得到初步检测结果；最后，基于引入证据权的Dempster-Shafer证据理论将两个视图的目标检测结果进行多视图决策融合，得到最终检测结果。实验结果表明，相较于基于单个BEV或RV视图的方法，本文所提方法的平均精度均值(mean Average Precision,m AP)分别提升了4.07%和4.18%，显著提升了目标检测性能。

关键词：目标检测多视图融合激光雷达 D-S证据理论注意力机制

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电动起降飞机用电池多维健康指标联合估算

航空学报 2025年

作者：杨驹丰黄文新孙久康马忠臣范国栋张希江苏大学汽车工程研究院上海交通大学机械与动力工程学院南京航空航天大学自动化院上海飞机客户服务有限公司江苏大学计算机科学与通信工程学院

电动垂直起降飞机（eVTOL）是绿色低空飞行器发展的重要趋势之一。为满足eVTOL安全可靠运行需求，需要电池管理系统结合飞行工况特性准确高效估算机载锂离子电池系统的健康状态。目前，大部分面向eVTOL应用的电池健康状态估计算法仅考... 详细信息

电动垂直起降飞机（eVTOL）是绿色低空飞行器发展的重要趋势之一。为满足eVTOL安全可靠运行需求，需要电池管理系统结合飞行工况特性准确高效估算机载锂离子电池系统的健康状态。目前，大部分面向eVTOL应用的电池健康状态估计算法仅考虑了电池容量损失，缺乏根据飞行工况数据同时对电池能量衰退及功率衰减进行全面精准感知。针对上述问题，提出使用eVTOL起飞阶段电池电流和电压数据集作为估计算法输入参数，并选取电池容量、欧姆内阻和极化内阻作为健康指标综合表征电池性能衰退。为了提高多指标估算问题中模型的训练效率和估算精度，提出了一种基于多输出最小二乘支持向量回归的电池多健康指标联合估算方法，通过考虑输出变量间的耦合关系实现电池容量和内阻参数的快速准确估算。最后，基于eVTOL电池数据集进行了实验验证。对比分析结果表明，基于该方法估算所得电池容量和内阻的总体平均绝对百分比误差均低于2.5%，且模型训练时间控制在0.05 s以内，成功实现了面向e VTOL应用锂离子电池健康指标的全面、高效和准确估算。

关键词：电动垂直起降飞机锂离子电池电池管理系统健康指标估算最小二乘支持向量回归

基于自参考干涉法的轨道角动量自由空间光通信相位补偿研究

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光电子·激光 2025年第1期36卷 77-86页

作者：袁志宇杨国伟吕吉航毕美华周雪芳胡淼杭州电子科技大学通信工程学院

轨道角动量(orbital angular momentum, OAM)光束作为载波的自由空间光(free space optical, FSO)通信系统极易受到大气湍流影响而导致通信质量下降。本文提出一种基于自参考干涉(self-referenced interference, SRI)法的相位补偿方案... 详细信息

轨道角动量(orbital angular momentum, OAM)光束作为载波的自由空间光(free space optical, FSO)通信系统极易受到大气湍流影响而导致通信质量下降。本文提出一种基于自参考干涉(self-referenced interference, SRI)法的相位补偿方案，并分析了针孔孔径和干涉强度比对其补偿性能的影响。通过仿真对比经典迭代算法，结果表明，本文方案在极大提升计算效率的同时，中低强度湍流下保持了较好的补偿效果，强湍流下补偿效果稍有减弱。

关键词：轨道角动量(OAM) 自由空间光(FSO)通信大气湍流自参考干涉(SRI)法相位补偿

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基于前后景分割的图像情感分析

计算机工程与应用 2025年第1期61卷 206-213页

作者：高玮军刘书君孙子博兰州理工大学计算机与通信学院兰州730000

图像是生活中重要的信息源之一,对其所表达的内容进行细节分析,可以更充分地利用信息资源。随着信息化的快速发展,针对图像模态开展情感分析工作已成为目前研究的一大热点。图像情感分析的主要环节依次为:情感特征提取、情感空间的选择... 详细信息

图像是生活中重要的信息源之一,对其所表达的内容进行细节分析,可以更充分地利用信息资源。随着信息化的快速发展,针对图像模态开展情感分析工作已成为目前研究的一大热点。图像情感分析的主要环节依次为:情感特征提取、情感空间的选择、特征融合和情感识别分类。现有的大部分图像情感分析工作以图像整体为单位进行输入,未能充分发挥图像中局部特征的情感作用。如果不能对图像的全局特征和局部特征作出区分,当图像出现清晰度不高、背景噪声较多等问题时,图像的全局特征就会变得较为敏感,特征提取和识别工作将会受到严重干扰,对情感分析的准确性产生一定影响。针对目前图像情感分析存在的不足,提出一种基于前后景分割的图像情感分析方法。该方法以YOLOv5为框架,引入ConvNeXt模块和AFF模块,分别进行特征提取和注意力融合。实验结果表明,与目前比较流行的几种图像情感分析方法相比,该方法对于包含更多情感信息和语义信息的场景更为适用,性能也有所提升。

关键词：图像情感分析前后景分割特征融合 YOLOv5 局部特征全局特征

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一种深度神经网络多步延迟参数更新并行优化方法

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哈尔滨工业大学学报 2025年

作者：巨涛康贺廷刘帅丁肖健王龙翔兰州交通大学电子与信息工程学院西安交通大学计算机科学与技术学院

为解决深度神经网络（deep neural network，DNN）分布式数据并行训练中因聚合节点梯度进行全局梯度参数更新而导致的高通信开销问题，提出了一种DNN多步延迟参数更新并行优化方法。首先设计了一种自适应多步更新间隔选择策略，通过多... 详细信息

为解决深度神经网络（deep neural network，DNN）分布式数据并行训练中因聚合节点梯度进行全局梯度参数更新而导致的高通信开销问题，提出了一种DNN多步延迟参数更新并行优化方法。首先设计了一种自适应多步更新间隔选择策略，通过多次本地迭代，再聚合节点梯度，以降低频繁通信造成的额外开销；同时提出了一种参数修正策略，防止本地模型在多步本地更新后偏离全局模型，从而保证训练精度；其次在聚合梯度时，将梯度张量切分为子张量，在梯度聚合过程中实现通信与计算的最大化重叠，进一步加速模型训练；最后在CIFAR-100和ImageNet-mini数据集上，将本文方法与SSGD、Local SGD训练方法进行实验对比。实验结果表明，本文方法可以在保证模型训练精度的基础上，显著减少因参数更新引入的通信开销，可以实现通信与计算的最大化重叠、充分利用计算资源进提升并行训练速度。研究结果可为降低DNN分布式训练过程中的通信开销提供新的方案。

关键词：深度神经网络数据并行通信调度参数更新计算与通信重叠