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基于有限训练数据和开放集学习的鲁棒小型关键词检测系统

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：黄子峻张晓雷西北工业大学航海学院西北工业大学深圳研究院

关键词检测旨在从语音中检测出待识别的关键词,深度神经网络为小型关键词检测任务提供了有效的解决方案。大多数现有关键词检测方法采用Softmax最小化交叉熵损失函数,假设测试和训练样本来自相同分布,侧重于在训练集上最大化分类精度,... 详细信息

关键词检测旨在从语音中检测出待识别的关键词,深度神经网络为小型关键词检测任务提供了有效的解决方案。大多数现有关键词检测方法采用Softmax最小化交叉熵损失函数,假设测试和训练样本来自相同分布,侧重于在训练集上最大化分类精度,而未考虑训练集外的未知语音。若训练数据有限,关键词检测系统在遇到未知语音时,实现鲁棒性和高准确率仍比较困难。该文研究了开放集学习方法,结合深度特征编码器和基于卷积原型学习、互斥点学习的分类器,用于开放集关键词检测任务。该文提出的关键词检测方法不仅提高了关键词的分类精度,而且具有较好的非关键词检测性能。在Google Speech Commands数据集V0.01和V0.02,以及由LibriS peech衍生的LibriW ords数据集上的试验结果表明:该文提出的关键词检测方法在大多数评估指标上优于基线方法。

关键词：有限训练数据关键词检测开放集识别原型学习

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耐热含能化合物合成研究进展

火炸药学报 2024年第9期47卷 765-778,I0001页

作者：蒋绣俄殷党跃王毅张庆华西北工业大学航天学院陕西西安710072

从分子设计、合成路线及性能评价等方面简要综述了近十年来报道的热分解温度高于300℃的耐热含能化合物。从分子骨架上看,这些耐热含能分子主要包括单环、稠杂环、联杂环类以及离子盐等。其中,稠杂环和联杂环类是当前耐热含能材料发展... 详细信息

从分子设计、合成路线及性能评价等方面简要综述了近十年来报道的热分解温度高于300℃的耐热含能化合物。从分子骨架上看,这些耐热含能分子主要包括单环、稠杂环、联杂环类以及离子盐等。其中,稠杂环和联杂环类是当前耐热含能材料发展的基本特征和主要方向。对含能分子结构与性能的总结分析,构建大共轭和氢键体系是目前提高分子热稳定性的有效策略。合理设计和布局共轭稠杂环和联杂环类骨架,引入氢键系统以及进一步扩大共轭结构将有望实现超高温耐热含能分子构建。

关键词：含能材料耐热炸药耐热含能化合物单环稠环联环

基于改进DQN算法的应召搜潜无人水面艇路径规划方法

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兵工学报 2024年第9期45卷 3204-3215页

作者：牛奕龙杨仪张凯穆莹王奇王英民西北工业大学航海学院陕西西安710072

针对应召反潜中无人水面艇航向和航速机动的情形,提出一种基于改进深度Q学习(Deep Q-learning,DQN)算法的无人艇路径规划方法。结合应召搜潜模型,引入改进的深度强化学习(Improved-DQN,I-DQN)算法,通过联合调整无人水面艇(Unmanned Surf... 详细信息

针对应召反潜中无人水面艇航向和航速机动的情形,提出一种基于改进深度Q学习(Deep Q-learning,DQN)算法的无人艇路径规划方法。结合应召搜潜模型,引入改进的深度强化学习(Improved-DQN,I-DQN)算法,通过联合调整无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的动作空间、动作选择策略和奖励等,获取一条最优路径。算法采用时变动态贪婪策略,根据环境和神经网络的学习效果自适应调整USV动作选择,提高全局搜索能力并避免陷入局部最优解;结合USV所处的障碍物环境和当前位置设置分段非线性奖惩函数,保证不避碰的同时提升算法收敛速度;增加贝塞尔算法对路径平滑处理。仿真结果表明,在相同环境下新方法规划效果优于DQN算法、A^(*)算法和人工势场算法,具有更好的稳定性、收敛性和安全性。

关键词：无人水面艇路径规划深度Q学习算法应召搜索

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多智能体系统自适应固定时间编队控制

系统工程与电子技术 2024年

作者：李嘉乐钟绮霖肖杰李国飞西北工业大学航空学院西北工业大学航天学院

针对领导者信息非全局已知以及系统非线性项未知的问题，本文提出自适应律对领导者速度上界及非线性项参数上界进行估计进而实现固定时间收敛的编队控制。首先，基于领导者-跟随者框架，构建二阶非线性多智能体模型；随之，根据反步法... 详细信息

针对领导者信息非全局已知以及系统非线性项未知的问题，本文提出自适应律对领导者速度上界及非线性项参数上界进行估计进而实现固定时间收敛的编队控制。首先，基于领导者-跟随者框架，构建二阶非线性多智能体模型；随之，根据反步法给出编队控制律，以保证编队控制方法的固定时间收敛特性。除此之外，为了减轻系统计算负担和平滑虚拟控制律，引入固定时间收敛的滤波器。进一步，基于Lyapunov稳定性理论分析系统的稳定性及固定时间收敛特性。最后，通过仿真验证参数自适应律和控制律的有效性。

关键词：多智能体系统编队控制自适应律固定时间收敛

量测不确定性条件下的箱粒子滤波目标跟踪方法

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电子与信息学报 2024年第9期46卷 3654-3661页

作者：王宁段睿周笑仪西北工业大学航海学院西安710072

在复杂水下环境中,主动声呐的量测值在距离和方位分辨率上存在较大的不确定性,即一个目标回波的能量可能覆盖声呐距离-方位能量谱的多个相邻位置网格。并且,当环境中混响较强时,上述量测不确定性将引起多个区域性的杂波干扰。为了减小... 详细信息

在复杂水下环境中,主动声呐的量测值在距离和方位分辨率上存在较大的不确定性,即一个目标回波的能量可能覆盖声呐距离-方位能量谱的多个相邻位置网格。并且,当环境中混响较强时,上述量测不确定性将引起多个区域性的杂波干扰。为了减小状态空间估计的偏差,基于粒子滤波(PF)的跟踪方法需要大量粒子来近似后验概率密度,跟踪的实时性急剧降低。针对上述问题,该文提出一种基于区间量测的箱粒子滤波跟踪方法(IBPF),对主动声呐量测值进行区间表示,即用一个表示距离和方位区间的箱粒子代替点值量测,用区间表示这种量测不确定性,在提高状态估计稳定性的同时,极大程度地减少了后验概率密度估计所需的粒子数,从而进一步提高计算效率。实验结果表明,所提IBPF与PF相比,能以更高的计算效率获得更优的跟踪性能,对目标的跟踪时间缩短了18.06%,跟踪成功帧数增加了4.29%。

关键词：水下目标跟踪主动声呐箱粒子滤波量测不确定

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基于深度神经网络的目标跟踪算法综述

航空兵器 2024年第1期31卷 1-12页

作者：郭凡卢铉宇李嘉怡王红梅西北工业大学航天学院西安710072

目标跟踪是根据视频序列中目标的前续信息,对目标的当前状态进行预测。深度学习在目标跟踪领域逐渐广泛应用,本文阐述了目标跟踪算法和深度学习的发展背景,对传统目标跟踪进行了回顾,根据不同的网络任务功能,将基于深度学习的目标跟踪... 详细信息

目标跟踪是根据视频序列中目标的前续信息,对目标的当前状态进行预测。深度学习在目标跟踪领域逐渐广泛应用,本文阐述了目标跟踪算法和深度学习的发展背景,对传统目标跟踪进行了回顾,根据不同的网络任务功能,将基于深度学习的目标跟踪算法分为:基于分类的深度学习目标跟踪算法、基于回归的深度学习目标跟踪算法、基于回归与分类结合的目标跟踪算法,并选取了具有代表性的目标跟踪算法进行实验,对比不同算法之间的特点;最后对目前基于深度学习的目标跟踪方法存在的问题进行分析,对未来发展方向进行展望。实验结果证明,深度孪生跟踪网络在精度与速度上均占优,成为当前主流的跟踪算法框架。

关键词：目标跟踪深度学习神经网络卷积神经网络孪生神经网络生成对抗网络

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基于残差混合监督网络的无人机目标阴影检测

航空学报 2024年第17期 286-299页

作者：王潇刘贞报史忠科西北工业大学民航学院西北工业大学自动化学院

无人机在检测和跟踪目标过程中受到目标伪装、目标遮挡、移动躲避以及假目标等因素的干扰，而无人机目标附近的阴影区域加剧了这些因素对目标检测和跟踪性能的影响，因此检测无人机目标阴影区域是无人机领域的重要研究任务之一。现有无... 详细信息

无人机在检测和跟踪目标过程中受到目标伪装、目标遮挡、移动躲避以及假目标等因素的干扰，而无人机目标附近的阴影区域加剧了这些因素对目标检测和跟踪性能的影响，因此检测无人机目标阴影区域是无人机领域的重要研究任务之一。现有无人机目标阴影检测方法面临训练数据数量有限、数据收集标注困难以及无人机目标中存在大量尺寸较小的细碎阴影区域等问题，针对这些问题，提出一种基于残差混合监督网络的无人机目标阴影检测算法。首先针对无人机目标阴影检测任务的特点设计分辨率注意力网络，在结合底层纹理特征和高层语义特征的过程中，更准确地保留底层纹理特征。然后设计混合监督网络扩充训练数据集，结合普通阴影检测数据集和无人机目标阴影检测数据集训练教师网络，使用无人机阴影检测数据集和教师网络的参数训练学生网络。同时设计残差图像，利用教师网络检测结果和标准结果之间的残差图像扩充训练数据集，使阴影检测网络更加关注细碎阴影区域。最后，在2个公开实验数据集上和已有方法进行对比实验，在各个评价参数上取得了最多41.6%的提升效果，证明所提无人机目标阴影检测算法较好的解决了现有方法存在的问题，具有较高的准确性。

关键词：无人机目标阴影检测混合监督网络残差图像分辨率注意力网络

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静电悬浮条件下液态Zr_(60)Ni_(25)Al_(15)合金的热物理性质与快速凝固机制

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物理学报 2024年第8期73卷 287-295页

作者：金英捷耿德路林茂杰胡亮魏炳波西北工业大学物理科学与技术学院西安710072

采用静电悬浮实验技术测定了液态Zr_(60)Ni_(25)Al_(15)合金的热物理性质,并研究了其深过冷快速凝固过程.实验发现,液态合金所获得的最大过冷度可达316 K(0.25TL),其密度和表面张力与温度呈线性关系,而黏度则随温度呈指数变化.当过冷度... 详细信息

采用静电悬浮实验技术测定了液态Zr_(60)Ni_(25)Al_(15)合金的热物理性质,并研究了其深过冷快速凝固过程.实验发现,液态合金所获得的最大过冷度可达316 K(0.25TL),其密度和表面张力与温度呈线性关系,而黏度则随温度呈指数变化.当过冷度小于259 K时,凝固过程中发生两次再辉现象,分别对应着二相(Zr_(6)Al_(2)Ni+Zr_(5)Ni_(4)Al)共晶和三元(Zr_(6)Al_(2)Ni+Zr_(5)Ni_(4)Al+Zr_(2)Ni)共晶的快速生长.若过冷度超过259 K,凝固过程只发生一次再辉,3个化合物相均可从合金熔体中独立形核,形成三元不规则共晶组织.理论计算和实验表明,小过冷时Zr_(6)Al_(2)Ni相优先形核,而当过冷度足够大时,三相能够同时形核.

关键词：静电悬浮液态金属快速凝固共晶生长

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声悬浮条件下双水相液滴的蒸发与相分离

物理学报 2024年第3期73卷 153-160页

作者：贺华丹钟琦超解文军西北工业大学物理科学与技术学院西安710129

采用声悬浮无容器处理技术,研究了聚乙二醇-硫酸铵(PEG-AMS)双水相液滴的蒸发与相分离过程.双水相液滴蒸发过程中,液滴赤道直径的平方d^(2)随时间线性减小,同时液滴横纵比γ随时间线性增大.初始处于单相区的液滴随着水分蒸发可以跨越到... 详细信息

采用声悬浮无容器处理技术,研究了聚乙二醇-硫酸铵(PEG-AMS)双水相液滴的蒸发与相分离过程.双水相液滴蒸发过程中,液滴赤道直径的平方d^(2)随时间线性减小,同时液滴横纵比γ随时间线性增大.初始处于单相区的液滴随着水分蒸发可以跨越到双相区,进而发生相分离.声悬浮状态下PEG-AMS双水相液滴的相分离分为3个阶段:首先液滴内部形成富PEG相微滴,然后富PEG相微滴发生碰撞凝并同时向外迁移,最终液滴形成水平分层结构.对比分析了不同横纵比及不同成分的双水相液滴的蒸发和相分离过程,发现横纵比γ越大,富PEG相体积分数越小,则液滴蒸发速率越快;横纵比γ越大,富PEG相体积分数越大,则液滴相分离越快.这些发现有助于深入理解声悬浮条件下液滴的运动特性、蒸发动力学和相分离规律,并为材料的声悬浮无容器制备和加工提供依据.

关键词：声悬浮双水相液滴蒸发相分离

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