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兵棋智能体兵力协同动态联盟形成方法

系统仿真学报 2024年

作者：姚昌华毕珊宁马茹飞余晓晗李家强陈金立陆军工程大学基础部陆军工程大学指挥控制工程学院南京信息工程大学电子与信息工程学院

针对战术级兵棋对抗场景中多智能体动态对抗的协同任务联盟形成与调整问题，综合考虑目标价值、任务分配和算子特点等多种因素下执行不同类型任务的收益和代价，进行针对性兵力协同调整，提出了一种基于行为约束的多智能体动态任务联盟... 详细信息

针对战术级兵棋对抗场景中多智能体动态对抗的协同任务联盟形成与调整问题，综合考虑目标价值、任务分配和算子特点等多种因素下执行不同类型任务的收益和代价，进行针对性兵力协同调整，提出了一种基于行为约束的多智能体动态任务联盟形成调整方法。以中科院“庙算·智胜即时策略人机对抗平台”陆军战术对抗兵棋为实验平台进行对抗性实验，实验证明所提方法提升了异构多智能体在系统对抗过程中的动态协同能力，提升了对抗胜率。

关键词：多智能体兵棋对抗联盟博弈任务分配智能化兵棋

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基于空间拓扑条件控制的等高线化简方法

地球信息科学学报 2024年第7期26卷 1659-1671页

作者：李元復孙群温伯威周炤朱蕊中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450052

等高线是地形图上的重要要素之一,其化简过程需要兼顾主要地形结构特征的保持、数据精度的控制以及相交和视觉混淆的避免等问题,现有研究大多没有同时兼顾这3个方面。针对上述问题,本文在现有方法使用的误差带的基础上,进一步引入隔离... 详细信息

等高线是地形图上的重要要素之一,其化简过程需要兼顾主要地形结构特征的保持、数据精度的控制以及相交和视觉混淆的避免等问题,现有研究大多没有同时兼顾这3个方面。针对上述问题,本文在现有方法使用的误差带的基础上,进一步引入隔离带的概念,并对它们在几何中的定义进行数学描述,提出将空间拓扑条件应用于等高线化简的策略。根据这一策略,对谷地弯曲选取(Valley Bend Selection,VBS)算法和Douglas-Peucker(DP)算法进行改进,从而得到空间拓扑条件控制下的VBS(Spatial-Topologic-Condition-Controlled VBS,STCC-VBS)算法和空间拓扑条件控制下的DP(Spatial-Topologic-Condition-Controlled DP,STCC-DP)算法。最后,将这2种方法应用于1:5万比例尺地形图等高线化简生成1:10万比例尺地形图等高线的任务中,并与现有的2种单纯以误差带控制的等高线化简方法进行对比。实验结果表明,STCC-VBS算法和STCC-DP算法都有效避免了相交问题,同时以改进前的方法为参考,在算法参数相同的情况下,分别在节点约减率降低8.33%和2.06%同时,使等高线偏移率降低了22.97%和12.65%,化简效果得到显著改善。其中,STCC-VBS算法在约减54.58%的节点的同时,仍能使地形特征线保持率达到94.73%,在有效约减数据量的前提下,较好地保持了主要地形特征。2种算法在效率方面均优于2种单纯以误差带控制的等高线化简方法。

关键词：地形等高线数字高程模型制图综合线化简误差带隔离带空间拓扑条件

基于改进行为树的兵棋智能体行动决策建模方法

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控制工程 2024年

作者：姚昌华王炬江余晓晗祁博宇南京信息工程大学电子与信息工程学院陆军工程大学指挥控制工程学院

针对陆战对抗中智能体在复杂多变的对抗环境下，如何动态评估战场情况并采取合理有效的目标选取策略的问题，提出了一种基于改进行为树的智能体行为建模方法。该方法使用引用节点链接多个子树构成多层次行为树结构，在行为节点前添加推... 详细信息

针对陆战对抗中智能体在复杂多变的对抗环境下，如何动态评估战场情况并采取合理有效的目标选取策略的问题，提出了一种基于改进行为树的智能体行为建模方法。该方法使用引用节点链接多个子树构成多层次行为树结构，在行为节点前添加推理信息节点为动态决策提供支撑。进一步，以坦克实体为例，深入研究了机动目标的求解策略。通过综合考虑进攻能力、敌方威胁和通行代价等评价属性，采用多指标评价优选算法，以提高目标选取的有效性和合理性。最后，在兵棋平台进行测试，实验证明所提出智能体策略可解释性强、行为合理，依据推理信息所做出的智能体决策能提高对抗成绩，在与AI对抗时具有较高的胜率。

关键词：陆战兵棋智能体行为树行动决策

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超音速旋流分离器湿气出口段液膜测量

化工进展 2024年第2期43卷 667-679页

作者：丁红兵张盼盼陈政奇王世伟梁真馨孙宏军天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

超音速旋流分离技术作为一种新型的多相流分离技术,在天然气脱水脱烃领域有较好的应用前景。超音速分离器内液膜特性与分离性能息息相关,本文以其湿气出口段液膜特征为研究对象,开发了一套FPC电导式液膜厚度测量系统,设计了标定装置获... 详细信息

超音速旋流分离技术作为一种新型的多相流分离技术,在天然气脱水脱烃领域有较好的应用前景。超音速分离器内液膜特性与分离性能息息相关,本文以其湿气出口段液膜特征为研究对象,开发了一套FPC电导式液膜厚度测量系统,设计了标定装置获取传感器实际输出特性。搭建实验管段展开气液两相分离实验,研究了入口含液量与背压比对液膜特征的影响。实验显示液膜厚度低于500μm时传感器灵敏度较高,拟合曲线误差在±5%以内。时域上统计学分析表明液膜厚度呈双峰分布,基层厚度约为70μm。频域上小波包分解后第2、第3频段与其他频段能量分布变化趋势有明显差异,据此对原始信号依次进行重构、局部均值分解、求近似熵和聚类,结果表明含液量增大,液膜波动加剧,近似熵可聚类为三类,对应三种流形。采用互相关算法分析液膜扰动波速度,含液量增大其流向分量与周向分量均呈指数增长趋势,流向分量及其RMSE范围分别为84.7~339.0mm/s、1.15~4.51mm/s,周向分量及其RMSE范围分别为54.8~186.4mm/s、1.20~3.38mm/s。

关键词：超音速分离器 FPC电导式液膜传感器液膜特征小波包变换局部均值分解

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基于MEMS的量热式传感器气体流量测量的模型研究

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 111-119页

作者：孙宏军徐浩文丁红兵刘雨航天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

气体流量测量广泛应用于呼吸监测、管道运输等领域。本研究细致分析了MEMS量热式传感器温度一维分布模型中的热边界层参数,进行了相应的经验修正。并且在温度一维分布模型的基础上,针对具有两对上下游测温电阻芯片结构的MEMS量热式传感... 详细信息

气体流量测量广泛应用于呼吸监测、管道运输等领域。本研究细致分析了MEMS量热式传感器温度一维分布模型中的热边界层参数,进行了相应的经验修正。并且在温度一维分布模型的基础上,针对具有两对上下游测温电阻芯片结构的MEMS量热式传感器,提出了一种新的传感器输出电压关于气体流量的半修正理论模型。该理论模型能够适用于不同类型的单介质气体。同时,开展了N_(2)、CO_(2)流量测量实验,与理论模型进行对比,证明所提出的理论模型可以正确预测不同气体介质的流量,其中针对CO_(2)测量介质的均方根误差为0.15%。此外,结合理论分析,提出了一种高精度,拟合形式简单、针对确定气体适用性更好的测量模型,其中针对CO_(2)测量介质的均方根误差为0.05%。

关键词： MEMS 量热式流量传感器温度1D分布模型热边界层气体流量测量

一种两阶段求解LED光谱匹配系数高效全局优化算法

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1591-1599页

作者：王永军吴贵文黄河李同军温州职业技术学院人工智能学院浙江温州325035 温州商学院信息工程学院浙江温州325035 浙江海洋大学信息工程学院浙江舟山316022

用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目... 详细信息

用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目标函数的数学解析性质,其收敛速度慢,解的精度不高。梯度类算法收敛到局部解的速度快且精度高,但至今没有成熟理论技术求解非凸优化全局最优解,且问题中非负解的要求限制了该类算法的收敛速度。同时,目标函数的最小二乘信息在求解时没有得到充分利用。基于目标函数的数学可解析性、表现形式的二次非线性格式、最终解的非负要求,提出了一种两阶段优化算法LLR_LBFGS。第一阶段进行无约束的线性拟合,得到目标函数的最小二乘近似理论解,第二阶段借助带约束的拟牛顿方法LBFGS进一步求取问题的非负全局最优解。以标准目标光谱CIE-A、CIE-D65、CIE-D50、CIE-D55、CIE-D75的最佳拟合为研究对象,对比了新方法与拉索回归算法(LASSO)、岭回归算法(RIDGE)、差分进化算法(DE)、粒子群算法(PSO)及遗传算法(GA)的求解精度和运行速度,以及决策系数R 2。基于实际工业案例的数值结果表明,LLR_LBFGS能够较快地锁定全局解的范围,收敛速度更快;能够借助目标函数的数学可解析性提高解的精度。两个阶段的衔接融合能够获得较好的全局最优解的起始点和高精度的最优解。该方法对解决LED光谱拟合问题潜力大,有普适性。基于该设计思路,可以在算法的两个阶段中,组合设计更多、更灵活的光谱配比解决方案。这对于求取LED光谱匹配最优解的智能优化类方法改善效果有较好的启发意义。

关键词：光谱学 LED光谱匹配线性拟合 LBFGS 高效全局优化

面向光学遥感卫星星上定位精度优化的轻量化矢量控制库技术

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光学学报 2024年第6期44卷 341-352页

作者：李明董杨范大昭纪松宋佳璇高定中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

针对当前光学智能遥感卫星有限存储能力对全球控制信息的轻量化需求,提出一种面向光学遥感卫星星上定位精度优化的轻量化矢量控制库技术。首先,在地面提取完整道路网,通过道路细化、节点提取以及拓扑关系构建等处理,生成星上轻量化矢量... 详细信息

针对当前光学智能遥感卫星有限存储能力对全球控制信息的轻量化需求,提出一种面向光学遥感卫星星上定位精度优化的轻量化矢量控制库技术。首先,在地面提取完整道路网,通过道路细化、节点提取以及拓扑关系构建等处理,生成星上轻量化矢量控制库并上注卫星;其次,星上在轨提取道路结构,并利用随机游走避免道路缺失的影响,生成随机游走矢量结构;然后,引入隐马尔科夫模型,搜索对应矢量,并设计分层匹配策略以精化匹配结果,实现星上轻量化矢量控制库与随机游走矢量结构的匹配;最后,利用不同类型卫星影像进行随机游走矢量结构提取、星上矢量匹配以及定位性能分析。结果表明,所提光学遥感卫星的星上轻量化矢量控制库能够有效改善非量测光学遥感卫星定位精度,验证了其在光学智能遥感卫星中的可行性。

关键词：轻量化处理矢量控制库星上智能处理矢量匹配高分辨率光学遥感卫星

基于混合卷积网络的高光谱图像自监督特征学习方法

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光学学报 2024年第18期 424-435页

作者：冯凡张永生张津刘冰于英中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院中国人民解放军战略支援部队信息工程大学数据与目标工程学院

针对高光谱图像小样本条件下特征学习不充分的问题，提出了一种基于混合卷积网络的自监督特征学习方法。该方法能够充分利用高光谱图像的空谱信息，以对比学习的形式自动提取适合分类任务的特征。首先，用因子分析算法降维高光谱图像，... 详细信息

针对高光谱图像小样本条件下特征学习不充分的问题，提出了一种基于混合卷积网络的自监督特征学习方法。该方法能够充分利用高光谱图像的空谱信息，以对比学习的形式自动提取适合分类任务的特征。首先，用因子分析算法降维高光谱图像，并通过空间增强和光谱增强产生正负样本对。然后，利用混合三维卷积和二维卷积的级联模型提取样本对的多尺度空谱特征，并用二阶池化层提升细粒度表征能力。通过计算对比损失，以自监督的方式充分训练编码器。最后，利用极少量的标记样本微调编码器完成分类。在四个空谱特征差异较大的高光谱数据集Indian Pines、Houston、Longkou和Hanchuan进行了分类实验。每类地物仅用5个样本微调编码器，本文提出方法的精度分别为79.46%、84.32%、92.97%和82.31%，验证了所提方法的有效性。

关键词：高光谱图像分类自监督学习对比学习混合卷积网络二阶池化

基于结构张量降维和改进CACF的高光谱目标跟踪

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光学学报 2024年

作者：赵东胡斌庄宇辰滕翔王超李佳郭业才南京信息工程大学电子与信息工程学院西安电子科技大学物理学院中国人民解放军空军工程大学基础部无锡学院电子与信息工程学院

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题，本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息，再对结构张量进行分解得到对应目标区... 详细信息

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题，本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息，再对结构张量进行分解得到对应目标区域和搜索区域的特征向量，通过计算每个波段目标区域特征向量与搜索区域特征向量之间的马氏距离，获得当前帧高光谱图像的多维光谱权重，再利用多维光谱权重与高光谱图像进行加权融合实现降维，同时利用光谱信息与VGG19网络来提取降维后图像的深度特征；然后在训练分类器时，为抑制循环位移带来的边界效应，通过计算响应图的干扰因子来改进引入的上下文信息，当后续帧因干扰因素导致跟踪产生误差，并且随时间增加导致累积误差超过设定阈值的时候，本文所提跟踪算法将初始帧的响应图与当前帧的响应图融合，以便及时对跟踪结果进行校正；最后，在标准数据集上验证了算法的性能，实验结果表明，本文所提跟踪算法相比较对比算法在克服目标遮挡挑战方面具有更好的鲁棒性。

关键词：目标跟踪结构张量降维光谱信息干扰因子上下文信息