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面向时间触发流量调度的虚拟网络嵌入方法

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1982-1990页

作者：熊峰李峭李继冯嘉颖北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

网络虚拟化技术将物理网络中的节点、链路资源进行抽象,通过虚拟网络嵌入(VNE)方法,使多个虚拟网络(VN)共享底层网络(SN)资源。对于应用于航空航天电子领域的时间触发以太网(TTE),提出一种面向时间触发流量调度的虚拟网络嵌入(TT-VNE)方... 详细信息

网络虚拟化技术将物理网络中的节点、链路资源进行抽象,通过虚拟网络嵌入(VNE)方法,使多个虚拟网络(VN)共享底层网络(SN)资源。对于应用于航空航天电子领域的时间触发以太网(TTE),提出一种面向时间触发流量调度的虚拟网络嵌入(TT-VNE)方法,在满足传统虚拟网络嵌入问题的总资源量限制条件的同时,保证时间触发(TT)流量的严格周期性。在求解过程中,根据与虚拟节点相连的链路中TT流量带宽需求及其总带宽资源需求对虚拟节点进行排序,利用广度优先搜索算法嵌入虚拟节点,并在候选最短路径集合中对虚拟链路进行路径规划;如果当前虚拟链路中TT流量不可调度,则进行局部虚拟节点重新嵌入与路径规划的迭代设计。仿真结果表明:TT-VNE方法的请求接受率不低于VNE-DCC、VNE-NTANRC-D、ELECTRE-VNE这3种既有方法,且当星型拓扑中虚拟网络请求数超过30时,其请求接受率比仅考虑网络拓扑属性和资源属性的VNE-NTANRC-D方法提高约14.3%。

关键词：虚拟网络嵌入虚拟化资源分配时间触发以太网时间触发流量

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面向鱼眼摄像头目标检测的轻量级网络研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：王新蕾廖晨旭王硕肖瑞林南京信息工程大学电子与信息工程学院无锡学院电子信息工程学院

鱼眼摄像头较普通摄像头检测相同场景时，部署成本更低，但要达到精准检测鱼眼图像中畸变目标的目的，就需要增加计算量。针对这种鱼眼图像检测精度和推理速度不能兼得的问题，提出一种改进的YOLOv8m鱼眼图像目标检测模型(Fisheye-YOLO... 详细信息

鱼眼摄像头较普通摄像头检测相同场景时，部署成本更低，但要达到精准检测鱼眼图像中畸变目标的目的，就需要增加计算量。针对这种鱼眼图像检测精度和推理速度不能兼得的问题，提出一种改进的YOLOv8m鱼眼图像目标检测模型(Fisheye-YOLOv8)。首先，提出Faster-EMA模块，通过融合轻量级卷积和多尺度注意力，减少特征提取中的延时和复杂度；其次，设计了RFA-BiFPN结构，基于参数共享机制，通过感受野注意力和加权双向金字塔结构，同时提高检测速度和精度；提出轻量级检测头G-LHead，减少了模型参数量和复杂度；最后，引入LAMP剪枝算法，在提高识别精度和推理速度间取得最优平衡。实验结果表明，Fisheye-YOLOv8在Fisheye8K和WoodScape数据集上mAP达到60.5%和59.7%，较YOLOv8m提升了2.2%和1.2%，参数量与计算量仅为YOLOv8m的20.5%和29.7%,FPS达到118，满足了实时性，相较于其他模型，更适合在鱼眼摄像头上部署。

关键词：鱼眼摄像头轻量级网络 YOLOv8m 参数共享机制剪枝

基于视向矢量修正的铱星机会信号多普勒差分定位技术

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北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 748-756页

作者：秦红磊武宁赵超北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

低地球轨道(LEO)卫星机会信号定位技术是全球导航卫星系统(GNSS)的有效补充和备份定位手段。LEO卫星机会信号定位误差主要因素是具有时空相关性的卫星星历和星钟误差,差分定位方法虽然可以有效降低该误差,但LEO卫星轨道较低使长基线定... 详细信息

低地球轨道(LEO)卫星机会信号定位技术是全球导航卫星系统(GNSS)的有效补充和备份定位手段。LEO卫星机会信号定位误差主要因素是具有时空相关性的卫星星历和星钟误差,差分定位方法虽然可以有效降低该误差,但LEO卫星轨道较低使长基线定位误差仍然较大。针对这一问题,提出基于视向矢量修正的多普勒差分定位算法。通过仿真试验验证了在长基线情况下所提算法的定位精度明显优于基本算法,同时利用实际铱星信号多普勒差分定位试验验证了所提算法的有效性。

关键词：机会信号铱星长基线差分定位多普勒

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多尺度与跨空间信息聚合网络的水下目标检测

激光与光电子学进展 2024年

作者：杨继海裴晓芳南京信息工程大学电子与信息工程学院无锡学院电子信息工程学院

针对水下生物相互聚集造成目标相互遮挡、水下生物尺寸大小不一、水下光照不均匀且背景干扰严重往往导致深度学习模型检测精度低、错检漏检率高的问题，提出一种多尺度与跨空间信息聚合网络的水下目标检测算法。首先，在主干网络中利用... 详细信息

针对水下生物相互聚集造成目标相互遮挡、水下生物尺寸大小不一、水下光照不均匀且背景干扰严重往往导致深度学习模型检测精度低、错检漏检率高的问题，提出一种多尺度与跨空间信息聚合网络的水下目标检测算法。首先，在主干网络中利用可变形层聚合模块进行特征提取，提高网络的定位精度；其次，采用Conv2former模块提高颈部全局信息提取能力，减少水下目标之间相互遮挡造成的漏检问题；最后，提出多尺度注意力并联增强模块，利用并联卷积块提取更深层次的特征，融入多尺度注意力EMA将背景以及图像失真后带来的干扰信息滤除，同时引入多条跨层级连接，有效地将低层次局部特征与高层次强语义信息相互融合，从而提高模型的检测精度。在URPC数据集上进行消融实验，相较于原模型，改进后模型的准确率提高3.6%，召回率提高2.6%,mAP0.5提高3.5%,mAP0.5:0.95提高3.3%，在RUOD数据集中测试不同场景下的检测效果，对比当下的一些主流模型具有显著优势。

关键词：全局信息目标遮挡多尺度与跨空间信息聚合网络跨层级连接水下目标检测

基于虚像相位阵列的光谱检测中角色散均匀性的研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1827-1834页

作者：纪文杰谭中伟北京交通大学电子信息工程学院光波技术研究所北京100044

随着光谱学的不断发展,光谱检测作为一种快速无损的检测手段逐渐被应用于越来越多的领域中。而随着对信息精度要求的不断提高,如何得到高分辨率和低波长误差的光谱信息,是设计光谱检测系统时必须解决的问题。传统的色散元件如衍射光栅,... 详细信息

随着光谱学的不断发展,光谱检测作为一种快速无损的检测手段逐渐被应用于越来越多的领域中。而随着对信息精度要求的不断提高,如何得到高分辨率和低波长误差的光谱信息,是设计光谱检测系统时必须解决的问题。传统的色散元件如衍射光栅,虽然有较大的波长响应范围,但是通常只能提供nm量级的分辨率而无法满足当下的高光谱分辨率的要求。虚像相位阵列(VIPA)具有大角度色散特性,可以有效提高系统的光谱分辨率,因而近年来不断被用于精细光谱检测的研究。但其波长和色散角度对应关系存在非线性,而且同一波长易产生多个衍射级次的光斑,从而造成额外的光能损失。因此,本文主要基于VIPA的交叉色散光路就如何降低VIPA色散的非均匀性的问题进行了理论分析和实验验证。首先基于傍轴理论的色散定律展开理论分析探讨了入射光腰尺寸、入射角度等参数对于VIPA色散的非线性程度和衍射级次数量的影响。然后通过进行仿真记录了宽光谱光源在不同VIPA倾斜角度条件下各波长衍射级次的数量,以及各波长对应的光斑质心的坐标值。计算各情况下的质心坐标与拟合曲线之间的距离均差,比较了不同角度条件下线性度的好坏。最后根据理论分析和仿真实验的结果进行实验。实验中记录了VIPA的交叉色散光路在不同的VIPA倾斜条件下出现的衍射级次数量,并利用一个波长可变的激光器得到了不同波长的光源在VIPA倾斜2°的实验条件下各衍射级次光斑的质心坐标。同样通过计算不同衍射级次光斑的质心与拟合曲线之间的距离均差分析不同衍射级次的线性度好坏。实验证明通过控制入射光束参数,可以一定程度上降低VIPA色散的非均匀性。VIPA倾斜角度越大且越靠近探测器中央位置的衍射级次线性度越好。

关键词：虚像相位阵列光谱检测线性度衍射级次

基于YOLOv5改进的航拍图像目标检测算法

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系统仿真学报 2024年

作者：郭业才孙京东 Amitave Saha 南京信息工程大学电子与信息工程学院无锡学院电子信息工程学院

目前，现有的小目标检测方法存在检测精度低、误检率高和漏检率高等问题。为了改进小目标检测，本文提出了FSD-YOLOv5算法，该算法在YOLOv5算法的基础上进行了三方面的改进。首先，用Focal EIoU代替了原来的CIoU，提高了模型收敛速度和... 详细信息

目前，现有的小目标检测方法存在检测精度低、误检率高和漏检率高等问题。为了改进小目标检测，本文提出了FSD-YOLOv5算法，该算法在YOLOv5算法的基础上进行了三方面的改进。首先，用Focal EIoU代替了原来的CIoU，提高了模型收敛速度和回归精度；其次，针对CNN架构的缺陷，我们采用了一种新的CNN构建模块SPD-Conv；最后，针对卷积神经网络降采样导致的特征图中小目标信息减少或丢失的问题，我们引入了特征重用来增加特征图中小目标的特征信息。我们在VisDrone-2019数据集上对FSD-YOLOv5进行了评估，并将其性能与YOLOv5进行了比较。结果表明，FSD-YOLOv5的检测准确率为36.3%，比原始算法提高了2.4%。在小型目标检测方面，FSD-YOLOv5算法的检测结果优于YOLOv5算法。

关键词： YOLOv5 Focal EIoU SPD-Conv 密集卷积网络航拍图像检测

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基于电导约束构建高精确度的图像识别网络

光学学报 2024年

作者：徐丽华赵益波杨成东南京信息工程大学电子与信息工程学院无锡学院电子信息工程学院

受生物神经系统的启发，神经网络硬件实现采用存算一体的硬件架构和高度适应的并行运算模式有望显著提高计算机的算力和能效。目前，集成系统级神经形态硬件仍存在极大难度，通过采用突触器件结合神经网络算法的方式能够实现高识别准确... 详细信息

受生物神经系统的启发，神经网络硬件实现采用存算一体的硬件架构和高度适应的并行运算模式有望显著提高计算机的算力和能效。目前，集成系统级神经形态硬件仍存在极大难度，通过采用突触器件结合神经网络算法的方式能够实现高识别准确率的神经形态计算。鉴于此，本文提出了一种基于背靠背肖特基结的光学突触器件，器件展现了多种模式的突触可塑性行为，包括兴奋性后突触电流（EPSC）、短期增强(STP)和长期增强(LTP)、间隔依赖的双脉冲易化(PPF)、学习-遗忘等突触行为。此外，通过将器件的电导变化映射为卷积神经网络的权重变化，来构建基于忆阻器的卷积神经网络，并对其在图像识别中的应用进行了评估。实验结果显示图像识别准确率能够达到95.12%，展示了该器件作为人工突触器件在神经形态计算方面的应用潜力。

关键词：神经形态器件肖特基二极管神经形态计算 CNN 图像识别

基于轻量级卷积网络的风力发电机表面缺陷检测研究

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：杨宇龙张银胜段修贤陈昕吉茹单慧琳南京信息工程大学电子与信息工程学院无锡学院电子信息工程学院

风电机组的发电效率和使用寿命与其表面的完好度相关。本研究针对传统风力发电机表面缺陷检测方式出现的检测结果不够精准，检测用时较长的问题，设计了一种风力发电机表面缺陷检测模型。首先，在模型中融合了轻量级卷积技术，有效地增... 详细信息

风电机组的发电效率和使用寿命与其表面的完好度相关。本研究针对传统风力发电机表面缺陷检测方式出现的检测结果不够精准，检测用时较长的问题，设计了一种风力发电机表面缺陷检测模型。首先，在模型中融合了轻量级卷积技术，有效地增强了通道间信息交互的能力，通过更丰富的特征信息提高小尺寸缺陷的检测效果；其次，在主干网络引入了视觉注意力网络模块，丰富了上下文的信息，提升了卷积神经网络的特征提取的能力；然后，在颈部网络中引入协调注意力机制，通过空间方向捕捉缺陷的位置信息；最后，将边框回归的损失函数修改为WIoU，从而制定出合适的梯度增益分配策略。实验结果表明，改进后的检测模型相较于原模型检测精确度提高4.14％，显著提升了细小缺陷的检测能力；同时，改进后的模型的参数量降低了2.29M，参数量则是降低了6.2G，检测速度提升显著，满足模型实时检测的需求。

关键词：风力发电机 C_GSConv WIoU 注意力机制

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考虑环境改变的部件核密度剩余寿命预测

振动与冲击 2024年第8期43卷 145-154页

作者：赵彬李佳娟石慧任谦力康辉太原科技大学电子信息工程学院太原030024

针对风机关键部件运行过程中剩余寿命预测精度受环境变化影响的问题,提出一种考虑环境冲击影响的核密度估计剩余寿命预测模型。首先采用自适应核密度的非参数估计方法对部件的连续自然退化过程建模;其次假设恶劣环境对部件的影响为部件... 详细信息

针对风机关键部件运行过程中剩余寿命预测精度受环境变化影响的问题,提出一种考虑环境冲击影响的核密度估计剩余寿命预测模型。首先采用自适应核密度的非参数估计方法对部件的连续自然退化过程建模;其次假设恶劣环境对部件的影响为部件受到的随机冲击,在考虑改变运行环境条件下建立其部件所受冲击与连续退化随机相关的剩余寿命预测模型,并分析其可靠性,最后通过风电机组退化数据及齿轮箱磨损实测数据进行了试验分析,验证了所提模型的准确性和有效性。

关键词：核密度估计环境改变随机相关剩余寿命预测