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融合多模板注意力深度网的自适应目标框跟踪算法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1123-1132页

作者：仲训杲范东嘉仲训昱周承仙赵晶刘强厦门理工学院电气工程与自动化学院福建厦门361024 厦门大学航空航天学院福建厦门361002 牛津大学精神学系牛津OX37JX 厦门市高端电力装备及智能控制重点实验室福建厦门361024

现有深度网络跟踪算法应对相似物体干扰、尺度变化、形变模糊、遮挡等问题存在挑战,为此提出一种融合多模板注意力机制的鲁棒深度网络算法.在SiamFc深度网络分支中构建通道和空间多模板注意力机制,以加强网络对目标特征的提取能力;融合... 详细信息

现有深度网络跟踪算法应对相似物体干扰、尺度变化、形变模糊、遮挡等问题存在挑战,为此提出一种融合多模板注意力机制的鲁棒深度网络算法.在SiamFc深度网络分支中构建通道和空间多模板注意力机制,以加强网络对目标特征的提取能力;融合浅层和深层卷积特征实现跟踪目标的精确聚焦,以克服相似物干扰问题;采用自适应回归网络学习目标采样点与目标边界之间的距离,实现目标区域的动态预测,有效应对目标尺度变化问题.另外,通过计算分类特征的APCE均值和最大值建立模板在线更新策略,实现网络自适应目标形变模糊与遮挡等问题.对OTB 100和VOT 2016等公开数据集的测试结果表明,与目前先进的SiamFc及改进方法相比,所提出算法在动态目标跟踪的准确率和成功率上均得到有效提升,具有强鲁棒性能.

关键词：深度网络目标跟踪自适应框注意力机制模板更新

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改进YOLOv8的航拍图像小目标检测算法

计算机工程与科学 2024年

作者：韦柳梅罗雪梅康健贵州大学电气工程学院华北理工大学电气工程学院

针对无人机航拍图像小目标的检测精度低且易被漏检和误检等问题，提出了一种改进的小目标检测算法MDH-YOLOv8。首先，运用Focal-EIoU损失函数替换CIoU Loss，解决回归结果不准确的问题。设计小目标特征信息提取（Self-Attention Informa... 详细信息

针对无人机航拍图像小目标的检测精度低且易被漏检和误检等问题，提出了一种改进的小目标检测算法MDH-YOLOv8。首先，运用Focal-EIoU损失函数替换CIoU Loss，解决回归结果不准确的问题。设计小目标特征信息提取（Self-Attention Information Extraction，SAE）模块，改善空间金字塔池化SPPF信息提取不足的问题，使模型同时关注图像中多个重点小目标区域。其次，提出可适应复杂几何形变的C2f＿DCN模块，可变形卷积融合瓶颈层(Bottleneck)多次迭代，增强检测模型的鲁棒性。最后，新增一个专门针对小目标的检测层STDH模块，降低小目标的误检率和漏检率，提高检测精度。在VisDrone2019和DOTA数据集上验证实验结果，MDH-YOLOv8模型较YOLOv8模型，mAP@0.5提高了4.2%，mAP@0.5:0.95提高了3.4%。与小目标检测的主流算法相比，MDH-YOLOv8模型在满足轻量化的同时提高了小目标的检测精度。

关键词：小目标检测 YOLOv8算法空间金字塔池化可变形卷积小目标检测层

含有偏置电压源的非齐次分数阶忆阻混沌电路动力学分析与实验研究

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物理学报 2024年第1期73卷 108-122页

作者：吴朝俊方礼熠杨宁宁西安工程大学电子信息学院西安市电气设备互联感知与智能诊断重点实验室西安710048 西安理工大学电气工程学院西安710048

物理忆阻器具有不对称的紧磁滞回线,为了更加简便地模拟物理忆阻器的不对称紧磁滞曲线,本文提出了一种含有偏置电压源的分数阶二极管桥忆阻器模型,其具有可连续调控磁滞回线的能力.首先,结合分数阶微积分理论,建立了含有偏置电压源的二... 详细信息

物理忆阻器具有不对称的紧磁滞回线,为了更加简便地模拟物理忆阻器的不对称紧磁滞曲线,本文提出了一种含有偏置电压源的分数阶二极管桥忆阻器模型,其具有可连续调控磁滞回线的能力.首先,结合分数阶微积分理论,建立了含有偏置电压源的二极管桥忆阻器的分数阶模型,并对其电气特性进行分析.其次,将其与Jerk混沌电路相融合,建立了含有偏置电压源的非齐次分数阶忆阻混沌电路模型,研究了偏置电压对其系统动态行为的影响.再次,在PSpice中搭建了分数阶的等效电路模型,并对其进行电路仿真验证,实验结果与数值仿真基本一致.最后,在Lab VIEW中完成了电路实验,验证了理论分析的正确性与可行性.结果表明,含有偏置电压源的分数阶忆阻器,可以通过调控偏置电压源的电压,连续获得不对称紧磁滞回线.随着偏置电源电压的改变,非齐次分数阶忆阻混沌系统由于对称性的破环,表现出由倍周期分岔进入混沌的行为.

关键词：忆阻器混沌电路分数阶微积分电路实验

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零速修正辅助的可见光通信列车连续定位方法

工程科学与技术 2024年

作者：张雁鹏张容容孟楠张冰清肖夏兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃省人工智能与图形图像处理工程研究中心中国铁路沈阳局集团有限公司天津大学微电子学院

精确的列车位置信息是基于通信的列车控制(Communications Based Train Control， CBTC)系统实现安全行车、间隔控制的基础。现有的可见光通信列车定位相关研究往往关注列车处于静止或匀速运动的情况，较少考虑惯性测量单元(IMU)的累积... 详细信息

精确的列车位置信息是基于通信的列车控制(Communications Based Train Control， CBTC)系统实现安全行车、间隔控制的基础。现有的可见光通信列车定位相关研究往往关注列车处于静止或匀速运动的情况，较少考虑惯性测量单元(IMU)的累积误差以及列车静止后IMU的零速偏移。为了实现隧道环境下地铁列车连续定位，提出一种借助零速修正的可见光通信列车定位方法。根据VLC原理，安装在列车头部顶端的相机连续接收隧道壁上发光二极管(LED)光源的光信号，即LED光源闪烁的频率信息，获取LED光源对应的位置信息，进而推算列车的实际位置。同时，根据列车运行的速度、加速度等参数，采用零速修正算法，判断列车处于运动或零速状态；通过无迹卡尔曼滤波，对运动区段内列车恒定速度模型和恒定加速度模型下的列车定位结果进行优化，并对列车停站时IMU的零速偏移进行校正，补偿列车接收端位置和姿态估计精度的发散，实现隧道环境下列车高精度连续定位。实验结果表明：运动区段内，列车以40 km/h、60km/h和80km/h的速度匀速直线运行时，最大定位误差分别为15.27 cm、16.93 cm和19.57 cm；以80 km/h为最大目标速度时，匀加速和匀减速运动对应的最大定位误差分别为18.48cm和18.24 cm；利用零速修正和卡尔曼滤波优化列车定位结果，列车停站时的平均定位误差由11.65 cm降低至6.28 cm。所提方法有效抑制了IMU的零速偏移，满足IEEE 1474.1-2004标准对列车定位精度的要求，可为面向车车通信的CBTC系统实现列车定位提供一定的参考。

关键词：可见光通信基于通信的列车控制列车定位零速修正无迹卡尔曼滤波

非线性多智能体系统的无模型自适应聚类一致性控制

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控制与决策 2024年第1期39卷 345-352页

作者：李玉涵崔立志卜旭辉郭金丽河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000

针对一类模型未知的离散时间非线性多智能体系统聚类一致性问题,提出一种无模型自适应控制算法.首先,假设系统具有固定拓扑,利用伪偏导数概念得到系统的数据关系模型,在考虑多智能体之间耦合系数条件下给出聚类一致性误差,在此基础上设... 详细信息

针对一类模型未知的离散时间非线性多智能体系统聚类一致性问题,提出一种无模型自适应控制算法.首先,假设系统具有固定拓扑,利用伪偏导数概念得到系统的数据关系模型,在考虑多智能体之间耦合系数条件下给出聚类一致性误差,在此基础上设计一种数据驱动的聚类一致性跟踪控制协议;然后,采用压缩映射方法在理论上分析了跟踪误差的收敛性,结果表明所提出算法不需要智能体模型信息即可完成跟踪任务,是一种数据驱动的控制方法;最后,将结果拓展至随机切换拓扑结构的多智能体系统中,数值仿真结果验证了所提出算法的有效性.

关键词：无模型自适应控制多智能体系统聚类一致性数据驱动

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鲁棒多视角潜在低秩表示的图像分类方法

石河子大学学报(自然科学版) 2024年

作者：申燕萍韩少勇顾苏杭郇战常州工业职业技术学院信息工程学院常州大学计算机与人工智能学院郑州银行博士后科研工作站常熟理工学院电气与自动化工程学院

随着5G和网络技术的飞速发展,大量互联网图像出现在人们的视野中。互联网图像的高维和噪声特性是图像分类问题的主要挑战。为提高互联网图像的识别性和鲁棒性,本文提出了一种鲁棒多视角潜在低秩表示(robust multi-view latent low rank ... 详细信息

随着5G和网络技术的飞速发展,大量互联网图像出现在人们的视野中。互联网图像的高维和噪声特性是图像分类问题的主要挑战。为提高互联网图像的识别性和鲁棒性,本文提出了一种鲁棒多视角潜在低秩表示(robust multi-view latent low rank representation, RMLLRR)的图像分类方法。RMLLRR算法在低秩表示算法的框架上引入多视角学习的思想,根据视角互补性和一致性准则,利用多种特征得到图像全面的描述信息,最大化不同视角间的一致性和最小化视角间信息描述的分歧。RMLLRR算法使用潜在低秩表示的思想,过滤冗余特征和噪声信息,着重考虑图像主要特征信息和显著特征信息,使得模型更加鲁棒和分辨力。此外,RMLLRR算法运用ε-draggings技术学习类间大间隔的松弛标签矩阵,起到增强类别判别的作用。人脸数据集ORL、物体数据集COIL和对象识别数据集GRAZ的实验结果表明,在噪声环境下,RMLLRR算法在所有对比算法中取得了最好的分类结果,分类精度分别达到92.43%、98.95%和63.37%。

关键词：多视角学习潜在低秩表示 ε-draggings技术图像分类

基于TCN-SA和Bi-GRU的轴承剩余寿命预测

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计算机集成制造系统 2024年

作者：刘业峰王帅刘晶晶马祎航沈阳工学院辽宁省信息物理融合与数控机床智能制造重点实验室沈阳理工大学自动化与电气工程学院沈阳工学院基础课部沈阳工学院机械工程与自动化学院

滚动轴承普遍应用于旋转机械中，其剩余使用寿命（RUL）预测对保障系统安全运行具有重要作用。由于轴承退化过程的物理复杂性，参考物理模型对其精确建模非常困难，基于数据驱动方法成为有效替代方案。因此，提出具有自注意力（SA）的... 详细信息

滚动轴承普遍应用于旋转机械中，其剩余使用寿命（RUL）预测对保障系统安全运行具有重要作用。由于轴承退化过程的物理复杂性，参考物理模型对其精确建模非常困难，基于数据驱动方法成为有效替代方案。因此，提出具有自注意力（SA）的时间卷积网络（TCN）和双向门控循环单元（Bi-GRU）的预测模型实现轴承的RUL预测。在TCN中嵌入SA进行特征提取，以突出关键特征对寿命预测的影响；引入Bi-GRU实现轴承最终RUL预测，以弥补TCN不能捕捉双向时间序列信息的缺陷。基于PHM 2012数据集进行测试，实验结果显示提出的方法在MAE、RMSE及Score上的值至少有10个都优于CNN、RNN、TCN、CNN-Bi-GRU、TCN-Bi-GRU和CNN-SABG，表明提出的方法提高了预测精度，具有较好的鲁棒性，适合于滚动轴承的RUL预测。

关键词：时间卷积网络自注意力双向门控循环单元剩余寿命

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基于激光光声光谱技术的大气NO探测研究

大气与环境光学学报 2024年

作者：陈涛凌六一王繁季张浩鹏秦浩安徽理工大学人工智能学院安徽理工大学电气与信息工程学院

基于光声光谱技术，利用有限元分析方法对光声系统进行了建模，对光声系统的声学模态、本征频率、光声反应以及光声池不同设计尺寸的影响进行了仿真。根据仿真结果设计了以 405 nm的蓝光激光器作为光源的NO2检测系统。系统采用内径为8 m... 详细信息

基于光声光谱技术，利用有限元分析方法对光声系统进行了建模，对光声系统的声学模态、本征频率、光声反应以及光声池不同设计尺寸的影响进行了仿真。根据仿真结果设计了以 405 nm的蓝光激光器作为光源的NO2检测系统。系统采用内径为8 mm长为90 mm的铝制圆柱空腔作为谐振腔，以体积分数为10-5的NO2作为样气通过频率扫描得到了系统的频率响应曲线，其共振频率为1730 Hz，池常数约为542.3 (Pa?cm)/W。对传感器设置了两级缓冲，减缓了气体流动引起的噪声，噪声信号降低至0.05 μV。通过线性拟合该传感器的校准曲线，得到其拟合斜率为0.012 μV/10-9，R2为0.998，在206秒的平均时间内，该系统的最低NO2检测限为0.8×10-9。进行了连续24 h的大气NO2检测，与淮南市山南新区环境监测站发布的数据吻合度较好。实验结果显示，该系统能够实现高灵敏度的大气NO2检测。

关键词：光声光谱有限元仿真蓝光半导体激光器 NO 探测

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基于碳卫星与电力排放数据的碳计量

电力系统自动化 2024年第1期48卷 2-9页

作者：章政文顾津锦赵俊华黄建伟吴海峰文福拴香港中文大学(深圳)理工学院广东省深圳市518100 悉尼大学电气与信息工程学院澳大利亚悉尼2006 香港中文大学(深圳)高等金融研究院广东省深圳市518100 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

目前,基于温室气体卫星遥感探测技术的碳感知正逐步成为新一代碳计量方法的重要组成部分。然而,从碳卫星数据中准确提取由人类活动产生的碳排放数据是一项至关重要且极具挑战性的任务。文中结合碳卫星与电力排放数据,提出一种新的人工... 详细信息

目前,基于温室气体卫星遥感探测技术的碳感知正逐步成为新一代碳计量方法的重要组成部分。然而,从碳卫星数据中准确提取由人类活动产生的碳排放数据是一项至关重要且极具挑战性的任务。文中结合碳卫星与电力排放数据,提出一种新的人工智能算法,以实现准确的碳排放计量。首先,介绍了所使用的包括碳卫星和电力数据在内的多模态数据源,并设计了相应的数据筛选方法。然后,提出了考虑此多模态数据特性的深度学习方法,构建反映碳卫星数据、发电量数据与碳源碳排放量之间函数关系的数据驱动模型。最后,基于美国OCO-2碳卫星的碳浓度遥感数据及美国1304家火力发电厂的连续烟气监测系统数据验证了所提方法在发电厂碳排放量计量问题上的有效性。

关键词：碳卫星电力人工智能深度学习碳排放碳计量

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