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同信道干扰下RIS辅助FSO-RF混构系统性能分析

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光学学报 2024年第6期44卷 209-217页

作者：曹阳包朝园彭小峰邢雯珺重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对自由空间光(FSO)通信无法进行视距传输的问题,在FSO链路中引入可重构智能表面(RIS)技术,并考虑射频(RF)链路中的同信道干扰(CCI)信号,提出一种CCI下RIS辅助FSO-RF混构系统研究方案。其中FSO链路和RF链路分别服从Gamma-Gamma分布和Ra... 详细信息

针对自由空间光(FSO)通信无法进行视距传输的问题,在FSO链路中引入可重构智能表面(RIS)技术,并考虑射频(RF)链路中的同信道干扰(CCI)信号,提出一种CCI下RIS辅助FSO-RF混构系统研究方案。其中FSO链路和RF链路分别服从Gamma-Gamma分布和Rayleigh分布,在光电转换中继节点处采用译码转发协议,以减少噪声对信号的干扰。基于系统端到端瞬时信噪比的概率密度函数,推导了系统中断概率和平均误码率的闭合表达式,采用蒙特卡罗仿真验证了结果的准确性。研究结果表明,相较于传统的混合FSO/RF系统,RIS能明显提升系统的性能。另外,根据系统的分集顺序,得出系统的性能主要与FSO链路的衰落参数、光检测方式和指向误差有关。

关键词：光纤光学可重构智能表面同信道干扰中断概率平均误码率译码转发协议

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改进重建和预测网络的人体异常行为检测方法

计算机工程与应用 2024年第17期60卷 216-223页

作者：张红民庄旭郑敬添重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

在人体异常行为检测中,为了能够更加充分地利用动作和时空特征信息,提出了一种基于重建和预测网络的人体异常行为检测方法。该方法中的网络结构由重建子网络和视频预测子网络组成,其中重建子网络采用自编码器结构,以连续的视频帧作为输... 详细信息

在人体异常行为检测中,为了能够更加充分地利用动作和时空特征信息,提出了一种基于重建和预测网络的人体异常行为检测方法。该方法中的网络结构由重建子网络和视频预测子网络组成,其中重建子网络采用自编码器结构,以连续的视频帧作为输入来对下一帧进行重建;预测子网络采用基于3D卷积的编码器、解码器结构作为网络主干,通过输入一连串视频帧图片对后续视频帧进行预测。此外,为了能让重建子网络更好地关注人体行为的动作特征,采用詹森-香农散度(JSD)来计算重建帧与原始帧之间的差异,同时在预测子网络中添加时空一致性的正则化约束。UCSDped2、Avenue和ShanghaiTech三个数据集上的实验结果表明,该方法相比于其他的视频人体异常行为检测方法在AUC指标上有更好的表现,在UCSDped2、Avenue和ShanghaiTech数据集中分别达到了97.3%、91.1%和82.6%。

关键词：异常行为检测自编码器 3D卷积时空一致性

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改进时空图卷积网络的视频异常检测方法

光电工程 2024年第5期51卷 42-53页

作者：张红民颜鼎鼎田钱前重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

为了对异常事件中对象的时空相互作用进行精准捕捉,提出一种改进时空图卷积网络的视频异常检测方法。在图卷积网络中引入条件随机场,利用其对帧间特征关联性的影响,对跨帧时空特征之间的相互作用进行建模,以捕捉其上下文关系。在此基础... 详细信息

为了对异常事件中对象的时空相互作用进行精准捕捉,提出一种改进时空图卷积网络的视频异常检测方法。在图卷积网络中引入条件随机场,利用其对帧间特征关联性的影响,对跨帧时空特征之间的相互作用进行建模,以捕捉其上下文关系。在此基础上,以视频段为节点构建空间相似图和时间依赖图,通过二者自适应融合学习视频时空特征,从而提高检测准确性。在UCSD Ped2、ShanghaiTech和IITB-Corridor三个视频异常事件数据集上进行了实验,帧级别AUC值分别达到97.7%、90.4%和86.0%,准确率分别达到96.5%、88.6%和88.0%。

关键词：视频异常检测图卷积网络条件随机场

基于特征聚合Transformer的多视图立体重建方法

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 171-180页

作者：王敏赵明富宋涛李沩沩田媛李程张渝光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对现有多视图立体(MVS)方法中缺乏对整体图像的理解以及图像之间的联系所造成的在弱纹理区域或非朗伯曲面匹配模糊的问题,提出一种基于特征聚合Transformer的多视图立体重建方法。首先,通过融合可变形卷积的特征金字塔网络对输入图像... 详细信息

针对现有多视图立体(MVS)方法中缺乏对整体图像的理解以及图像之间的联系所造成的在弱纹理区域或非朗伯曲面匹配模糊的问题,提出一种基于特征聚合Transformer的多视图立体重建方法。首先,通过融合可变形卷积的特征金字塔网络对输入图像进行特征提取,自适应地调整感受野的大小和形状。接着引入基于Transformer的空间聚合模块,利用图像内部自注意力机制和图像间交叉注意力机制有效地获取视图内全局上下文信息以及视图间的信息交互关系,从而更精确地捕获场景的纹理特征进行特征聚合,实现可靠的特征匹配。最后,采用可见性成本聚合估计像素可见性信息,去除成本聚合中的噪声和错误匹配像素。在DTU和Tanks&Temples数据集上的实验结果表明,与其他方法相比,所提方法的重建性能更优越。

关键词：多视图立体 Transformer 特征聚合级联架构三维重建

基于等效负载跟踪的旋转磁场耦合式WPT系统最大效率控制方法

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仪器仪表学报 2024年

作者：谢诗云吴莲李津黄杰李恋重庆理工大学电气与电子工程学院

针对旋转磁场耦合式无线电能传输(wireless power transfer)系统在负载和耦合线圈互感变化条件下的最大效率和恒压输出需求，本文提出了一种基于等效负载跟踪的最大效率控制方法。首先，构建了以双层正交DD(DQDD)线圈为发射机构，交叉... 详细信息

针对旋转磁场耦合式无线电能传输(wireless power transfer)系统在负载和耦合线圈互感变化条件下的最大效率和恒压输出需求，本文提出了一种基于等效负载跟踪的最大效率控制方法。首先，构建了以双层正交DD(DQDD)线圈为发射机构，交叉偶极式(CD)线圈为接收机构的旋转耦合式WPT系统；继而在考虑交叉耦合及线圈内阻的情况下进行了双能道LCC-S型WPT系统的谐振参数配置，推导了系统传输功率和效率的表达式。然后，引入复合控制方法，在直流输入端采用Buck电路来调节系统输出电压，在输出负载端采用Buck-Boost升降压电路实现阻抗匹配。最后，通过仿真与实验验证了所推导的回路电流、输入输出功率以及效率表达式的准确性，验证了计及耦合环流的谐振元件参数配置条件的可行性。结果证明了互感辨识结果的准确性，系统可以实现最大效率跟踪及恒压输出，传输效率可以保持在90%以上。

关键词：双能道无线电能传输最大效率跟踪恒压控制互感辨识

基于旋转磁场耦合的非对称式无线电能传输系统

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仪器仪表学报 2024年

作者：谢诗云官涵宇黄杰肖蕙蕙吴莲重庆理工大学电气与电子工程学院

为了解决无线电能传输系统耦合机构偏移偏转致使耦合系数和传输能效骤降的问题，提出了一种基于旋转磁场耦合的非对称式WPT系统。所提出的双层正交DD发射机构用以激发旋转耦合磁场，交叉偶极式接收机构可实现旋转磁场的充分拾取。围绕DQ... 详细信息

为了解决无线电能传输系统耦合机构偏移偏转致使耦合系数和传输能效骤降的问题，提出了一种基于旋转磁场耦合的非对称式WPT系统。所提出的双层正交DD发射机构用以激发旋转耦合磁场，交叉偶极式接收机构可实现旋转磁场的充分拾取。围绕DQDD-CD非对称耦合机构，分析了发射线圈激发磁场的旋转分布特性以及接收线圈偏移偏转位置下拾取磁通的耦合路径；构建了双能道谐振拓扑并推导了谐振元件参数配置条件以及系统传输能效表达式；给出了获得最高耦合系数的线圈绕制、位置和尺寸三类特征参数的配置方法，分析了偏移偏转位置下DQDD-CD耦合机构的互感及耦合系数变化规律，分析结果表明DQDD-CD机构相比于现有六种典型耦合机构具有更全方位和更宽范围的抗偏移偏转性能。最后，在水平偏移50%和垂直偏转90°范围内的情况下，建立了500W实验样机，传输间距为130mm，验证了DQDD-CD磁耦合机构的抗偏移偏转性能和系统传输能效性。

关键词：无线电能传输磁耦合机构旋转磁场偏移偏转

基于图卷积神经网络的超密集物联网资源分配策略

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通信学报 2024年

作者：黄杰李幸星杨凡丁睿杰蔡杰良姚凤航张鑫重庆理工大学电气与电子工程学院

针对超密集物联网（UD-IoT）中存在大量隐藏终端干扰严重影响资源管理问题，提出了一种基于图卷积的深度确定性梯度的超密集物联网资源分配策略。通过矩阵变换构建冲突图模型，采用极大团和超图理论将冲突图模型转化为冲突超图模型，进... 详细信息

针对超密集物联网（UD-IoT）中存在大量隐藏终端干扰严重影响资源管理问题，提出了一种基于图卷积的深度确定性梯度的超密集物联网资源分配策略。通过矩阵变换构建冲突图模型，采用极大团和超图理论将冲突图模型转化为冲突超图模型，进而将无冲突资源分配问题转化为超图顶点着色问题，并提出了一种基于图卷积的深度确定性梯度的超密集物联网资源分配算法，采用图卷积强化学习实现无冲突资源分配和资源复用率最大化。仿真实验表明，所提算法具有更高的资源复用率和吞吐量，可以在超密集物联网中提供更好的性能。

关键词：超密集物联网资源分配深度强化学习图卷积神经网络

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基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 201-213页

作者：杨继森庹万章张静冯济琴卢渝重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重点市重点实验室重庆400054 重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构... 详细信息

针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器。传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和X、Y方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和X、Y方向感应线圈构成。通过对X、Y方向励磁线圈通入正余弦励磁信号,在定尺上构建出多频磁场耦合的二维均匀磁场阵列,动尺感应出带有位移信息的电信号,经过理论推导和电磁仿真验证了多频磁场直接解耦差动结构和幅值调制解算方法的可行性,并对仿真误差进行分析,并优化了传感器结构。最后采用PCB工艺制作传感器样机并开展相关实验研究,实验结果表明:传感器在150 mm×150 mm的测量范围可对二维位移进行精确测量,其中X方向测量精度为±33.08μm,Y方向测量精度为±36.95μm,优化后的传感器样机X、Y方向原始对极内位移误差峰峰值在原有基础上降低了49.1%和50.7%。

关键词：二维位移传感器平面二维位移测量多频磁场耦合

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RIS辅助FSO/RF混构系统性能研究

激光与光电子学进展 2024年第15期61卷 103-110页

作者：包朝园曹阳彭小峰邢雯珺重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

为了研究可重构智能表面(RIS)辅助自由空间光(FSO)/射频(RF)混构系统的性能,在RF链路中考虑同信道干扰问题的影响。RIS能够解决RF链路无法完成视距通信的问题,从而提升通信系统性能。FSO链路服从双广义伽马分布,并考虑指向误差的影响,R... 详细信息

为了研究可重构智能表面(RIS)辅助自由空间光(FSO)/射频(RF)混构系统的性能,在RF链路中考虑同信道干扰问题的影响。RIS能够解决RF链路无法完成视距通信的问题,从而提升通信系统性能。FSO链路服从双广义伽马分布,并考虑指向误差的影响,RF链路服从瑞利分布,在中继节点处采用译码转发协议,减少噪声对传输信号的干扰。推导了系统端到端瞬时信噪比的累积分布函数,在此基础上,进一步推导了该系统的中断概率和平均误码率的闭合公式。仿真结果表明,该系统方案在弱湍流和中湍流强度下性能提升较为明显。在弱湍流强度下,RIS可以有效抵抗干扰对RF链路的影响,从而提升系统性能。

关键词：同信道干扰可重构智能表面中断概率平均误码率