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轻量高效的自底向上人体姿态估计算法研究

计算机工程与应用 2024年第18期60卷 217-229页

作者：马赛葛海波何文昊程梦洋安玉西安邮电大学电子工程学院西安710121

针对人体姿态估计算法模型复杂和计算成本高的问题,提出了一种基于HigherHRNet的自底向上轻量高效的人体姿态估计网络(lightweight and efficient HigherHRNet,LE-HigherHRNet)。采用深度可分离卷积(depthwise separable convolutions),减少特征提取网络的参数数量;引入协调注意力机制(coordinate attention),更好地捕获位置信息和通道特征信息,突出图像中小目标和遮挡人体关键点的特征信息;通过平行连接实现多阶段分辨率的连接,增强特征信息的提取能力;在网络中采用跳跃链接并设计轻量级CARAFE上采样,保留和重建特征信息,增强高低分辨率之间的空间位置信息。实验结果表明,相比较HigherHRNet在小幅提升精度的同时,显著减少了模型参数量,降低了运算复杂度。

关键词：人体姿态估计轻量级网络协调注意力机制 CARAFE上采样

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基于非绝热项讨论的隧穿延迟时间调控

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 549-556页

作者：周涛许梦瑶张赛许伯强崔森江苏大学物理与电子工程学院江苏镇江212013

最近阿秒钟实验中的隧穿延迟现象引起了人们对电子隧穿过程的非绝热性和隧穿时间的讨论。在强场条件下电子的隧穿延迟通常可以用Keldysh参数来预测,然而在少周期含包络正交偏振双色激光场作用下,Keldysh参数对隧穿延迟时间的预测与数值... 详细信息

最近阿秒钟实验中的隧穿延迟现象引起了人们对电子隧穿过程的非绝热性和隧穿时间的讨论。在强场条件下电子的隧穿延迟通常可以用Keldysh参数来预测,然而在少周期含包络正交偏振双色激光场作用下,Keldysh参数对隧穿延迟时间的预测与数值模拟结果不符,此时电子隧穿初始动量与隧穿过程中消耗的能量是影响隧穿延迟现象的重要因素。因此,有必要对上述激光场作用下两种因素对瞬时电离概率的影响进行讨论。通过改变正交偏振双色激光场强比以及相位差的方式,将它们对隧穿延迟时间的影响差异化,实现了对隧穿延迟时间的调控。最后,通过比较两者随电离时间的变化规律确定了少周期含包络正交双色激光场中隧穿耗能在隧穿延迟时间影响因素中的主导地位。这些发现有助于量化分析非绝热隧穿延迟时间,并为调控超快非绝热隧穿电离过程提供新思路。

关键词：非绝热隧穿电离隧穿延迟时间虚时间方法电离初始动量隧穿耗能

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改进YOLOv7的轻量化水下目标检测算法

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 88-99页

作者：辛世澳葛海波袁昊杨雨迪姚洋西安邮电大学电子工程学院西安710121

针对水下设备内存和计算能力有限和水下环境复杂造成的目标错检和漏检问题,提出一种轻量级水下目标检测方法 YOLOv7-SDBB。在YOLOv7的骨干网络上引入ShuffleNetv2轻量级网络,降低特征提取网络的参数量和计算量;设计了D-ELAN和D-MPConv模... 详细信息

针对水下设备内存和计算能力有限和水下环境复杂造成的目标错检和漏检问题,提出一种轻量级水下目标检测方法 YOLOv7-SDBB。在YOLOv7的骨干网络上引入ShuffleNetv2轻量级网络,降低特征提取网络的参数量和计算量;设计了D-ELAN和D-MPConv模块,在进一步实现网络轻量化的同时提高模型检测速度;由于水下检测过程中容易出现错检、漏检的现象,利用BiFPN(bidirectional feature pyramid network)进行多尺度特征融合,融合深层的特征信息;针对BiFPN特征融合导致的特征信息丢失的问题,采用BiFormer注意力机制保留关键信息,提高目标检测精度。实验结果表明,改进后模型在URPC2020数据集上的精度提高了2.7个百分点,参数量和计算量分别下降了20.3%和41.7%,检测速度提升至100.9 FPS,从而验证了提出的算法在精度和速度之间取得了很好的平衡。

关键词：轻量级网络水下目标检测 YOLOv7 稀疏注意力机制

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边缘注意力及反向定位的伪装目标检测算法

计算机工程与应用 2024年第7期60卷 229-237页

作者：何文昊葛海波程梦洋安玉马赛西安邮电大学电子工程学院西安710121

伪装目标检测(camouflage object detection,COD)在众多领域中有着重要的应用前景。现有COD算法主要针对特征表达以及特征融合的问题进行研究,但是忽略了目标边缘特征的提取和推断目标真实区域的位置。针对上述问题,提出了基于边缘注意... 详细信息

伪装目标检测(camouflage object detection,COD)在众多领域中有着重要的应用前景。现有COD算法主要针对特征表达以及特征融合的问题进行研究,但是忽略了目标边缘特征的提取和推断目标真实区域的位置。针对上述问题,提出了基于边缘注意力及反向定位的伪装目标检测算法。算法由边缘注意力模块(edge attention module,EAM)、临近融合模块(close integration module,CIM)和反向定位模块(reverse positioning module,RPM)构成。EAM模块用于特征编码阶段,增强从Res2Net-50主干网络提取的多级特征的表达,突出边缘特征。CIM模块促进多层次特征的融合,减少特征信息丢失。使用RPM模块处理来自不同特征金字塔的粗糙预测图,反向定位目标的真实区域,推断出真实目标。在3个公开数据集上的实验表明,该算法优于其他8个最新模型。在COD10K数据集上,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)达到了0.038。

关键词：伪装目标检测边缘注意力模块临近融合模块反向定位模块

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基于碱金属等离激元的低阈值纳米激光器

中国激光 2024年

作者：滕达胡蓉蓉程铭雅郝勇志张哲陈燕燕聂红阳王天顺申梓刚郑州师范学院物理与电子工程学院

设计了一种由三角形Na纳米线和Si纳米线组成的混合等离激元波导，采用有限元方法研究了该波导模式特性及其在等离激元纳米激光器方面的应用。重点研究了有效模式系数、传播长度、归一化模场面积、品质因数、限制因子、增益阈值和Purcel... 详细信息

设计了一种由三角形Na纳米线和Si纳米线组成的混合等离激元波导，采用有限元方法研究了该波导模式特性及其在等离激元纳米激光器方面的应用。重点研究了有效模式系数、传播长度、归一化模场面积、品质因数、限制因子、增益阈值和Purcell因子等性能指标。所设计波导具有极强的场约束能力和高品质因数，实现归一化模场面积在～10-5量级且品质因数大于3000。得益于Na等离激元的低损耗特性及尖端结构对光场的优异约束特性，实现增益阈值低至0.118μm-1和Purcell因子大于220。与类似结构相比，本文所提出结构阈值显著降低，Purcell因子大幅提升。此外，研究发现器件性能对制造偏差具有很好的容忍度。本文研究结果对发展其他类型的Na基低损耗等离激元波导具有一定的指导和借鉴，并推动碱金属在亚波长光子器件中的应用。

关键词：光学器件等离激元波导纳米激光器增益阈值

考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化方法

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电工技术学报 2024年第16期39卷 5028-5041页

作者：麻秀范张乐萱于琨澎杨璐华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

5G基站建设数量激增带来的大量负荷影响了配电网的运行经济性,但基站备用储能在保证可靠性的动态备电前提下能够参与削峰填谷,如何利用配电网重构和储能调控提高双方运行经济性亟待研究。该文首先分析了5G基站备用储能的调控潜力,建立... 详细信息

5G基站建设数量激增带来的大量负荷影响了配电网的运行经济性,但基站备用储能在保证可靠性的动态备电前提下能够参与削峰填谷,如何利用配电网重构和储能调控提高双方运行经济性亟待研究。该文首先分析了5G基站备用储能的调控潜力,建立了基站储能可调控容量模型。针对配电网不同拓扑结构的节点可靠性,利用序贯蒙特卡洛法进行评估,提出了考虑节点可靠性的基站储能备电时长确定方法。在此基础上,构造了考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化模型。通过算例说明,该文提出的重构模型考虑了基站备用储能削峰填谷,使配电网运行经济性更高;重构提高了节点的可靠性,使基站储能拥有更大的调控空间,有效地降低了基站运行成本,实现了双方的互利共赢。

关键词： 5G基站备用储能配电网重构可靠性

奖励机制与用户意愿结合的高峰期负荷博弈调度策略

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电工技术学报 2024年第16期39卷 5060-5074页

作者：杨雪莹祁琪李启明杨春萍祁兵华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

在高峰时段,居民冷/热设备占尖峰负荷的比重不断攀升,影响了低压配电网的安全稳定优化运行。为补充供给侧调节能力,提升调控灵活性,亟须引导用户侧可调资源参与电网供需互动。该文提出一种奖励机制与用户意愿相结合的高峰期负荷博弈调... 详细信息

在高峰时段,居民冷/热设备占尖峰负荷的比重不断攀升,影响了低压配电网的安全稳定优化运行。为补充供给侧调节能力,提升调控灵活性,亟须引导用户侧可调资源参与电网供需互动。该文提出一种奖励机制与用户意愿相结合的高峰期负荷博弈调度策略。依据用户用能意愿对高峰时段用电负荷进行动态划分,制定基于负载率-奖励函数的差异化补贴机制。将高峰时段需要提升功率的负荷群视为领导者,将具有灵活削减能力的负荷群视为追随者,建立Stackelberg博弈模型,证明博弈均衡的唯一性。进而该文提出了Stackelberg博弈下的用电高峰期负荷日内优化调度方法,优化博弈双方在追求效益最大时的策略。该文构建多通路混合专家网络求解设备动作意愿,提出基于用户意愿的单功率-多功率级负荷联合控制策略,实现负荷的实时精细化调控。最后,算例表明所提策略能够在实现聚合商与用户侧双赢、遵从用户调控意愿的同时,有效地平抑用电高峰期的负荷波动,减小峰谷差。

关键词：主从博弈高峰期负荷用户意愿负载率-奖励函数混合专家网络

基于COF-YOLOv5s的油茶果识别定位

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农业工程学报 2024年第13期40卷 179-188页

作者：王金鹏何萌甄乾广周宏平南京林业大学机械电子工程学院南京210000

针对自然环境下油茶果存在多种类、多遮挡及小目标等问题,该研究基于YOLOv5s提出COFYOLOv5s(camellia oleifera fruit-you only look once)油茶果识别模型,实现油茶果的高精度检测。通过添加小目标检测层、将FasterNet中的轻量化模块Fas... 详细信息

针对自然环境下油茶果存在多种类、多遮挡及小目标等问题,该研究基于YOLOv5s提出COFYOLOv5s(camellia oleifera fruit-you only look once)油茶果识别模型,实现油茶果的高精度检测。通过添加小目标检测层、将FasterNet中的轻量化模块Faster Block嵌入到C3模块及添加Biformer注意力机制对YOLOv5s进行改进。试验结果表明,改进后网络在测试集上的精度、召回率、平均精度均值分别为97.6%、97.8%、99.1%,比YOLOv5s分别提高5.0、7.5、4.4个百分点,推理时间为10.3 ms。将模型部署到Jetson Xavier NX中,结合ZED mini相机进行油茶果识别与定位试验。室内试验得到COF-YOLOv5s的召回率为91.7%,室外绿油茶果的召回率为68.8%,小目标红油茶果在弱光条件下的召回率为64.3%。研究结果可为实现油茶产业的智能化和规模化提供理论支持。

关键词：深度学习目标检测油茶果采收定位

大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输的影响

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中国激光 2024年第5期51卷 69-75页

作者：罗静季小玲李晓庆四川师范大学物理与电子工程学院四川成都610068

采用数值模拟方法研究了大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输特性和光束质量的影响,结果表明:大气自聚焦效应随着艾里光束指数截断因子的增大而增强,并会导致艾里光束的实际焦点向靶面移动。采用预散焦方法可使靶面上的光束始... 详细信息

采用数值模拟方法研究了大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输特性和光束质量的影响,结果表明:大气自聚焦效应随着艾里光束指数截断因子的增大而增强,并会导致艾里光束的实际焦点向靶面移动。采用预散焦方法可使靶面上的光束始终保持艾里轮廓,同时可使靶面光强得到显著提高。本文得到了预散焦的焦距公式,并证实了其有效性。研究发现:预散焦后,即使光束功率远远超过了自聚焦临界功率,非均匀大气的自聚焦效应也不会破坏艾里光束的自加速特性,有助于地基激光束避开障碍物,清除空间碎片。在相同的功率下,艾里光束相比高斯光束在碎片靶面上有更高光强,并且艾里光束具有更强的抵抗自聚焦效应的能力。因此,艾里光束比高斯光束更适合地基激光对空间碎片的清除。

关键词：大气光学艾里光束非线性自聚焦效应激光大气传输传输特性光束质量