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内置应变传感器对沥青混合料力学性能的影响

工程科学学报 2025年第1期47卷 179-194页

作者：柳力李理刘朝晖傅顺发李文博潘厚璇长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114 深圳高速工程检测有限公司深圳518000

道路本体结构的智能智慧是道路工程发展的重要方向,内置应变传感器是实现路面结构应变感知的重要手段,为探究内置应变传感器对沥青混合料力学性能影响,运用离散元法,构建了内置应变传感器的沥青混合料细观模型,研究了应变传感器埋设深... 详细信息

道路本体结构的智能智慧是道路工程发展的重要方向,内置应变传感器是实现路面结构应变感知的重要手段,为探究内置应变传感器对沥青混合料力学性能影响,运用离散元法,构建了内置应变传感器的沥青混合料细观模型,研究了应变传感器埋设深度和数量对沥青混合料力学性能影响,分析了沥青混合料材料公称最大粒径、级配和沥青砂浆黏结强度等对内置应变传感器工作性能影响.结果表明:随着传感器埋设深度的增加,梁试件底部三个监测点位处水平拉应力分别增加56.9%、43.5%、43.8%,越接近梁试件底部,其内部水平应力场分布更均匀;与单传感器相比,埋设双传感器的梁试件裂隙增加速度更快,在挠度为0.8 mm时裂隙数便达到267个,单传感器仅为93个;沥青混合料公称最大粒径越大,力链数越少,AC-16、AC-20的平均力链比较AC-13分别降低4.9%、11.4%;沥青混合料级配越粗,荷载传递路径越少,接触力系数量减少77.7%,接触力分布均匀性降低,最大接触力增加74.6%,导致传感器工作稳定性越差;沥青砂浆黏结强度增加,最大接触力下降11%,传感器工作稳定性越好.研究结果可为提升内置应变传感器的沥青混合料耐久性和工作稳定性提供参考.

关键词：道路工程沥青路面力学响应应变传感器离散元方法服役性能

基于坐标注意力和软化非极大值抑制的密集安全帽检测

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现代电子技术 2025年第2期 153-161页

作者：尹向雷苏妮解永芳屈少鹏陕西理工大学电气工程学院

为解决现有的安全帽检测算法对密集小目标的检测精度低的问题，提出一种基于坐标注意力和软化非极大值抑制的安全帽检测算法。引入坐标注意力机制，聚焦训练安全帽相关目标特征以提高准确率。采用软化非极大值抑制算法对候选框的置信度... 详细信息

为解决现有的安全帽检测算法对密集小目标的检测精度低的问题，提出一种基于坐标注意力和软化非极大值抑制的安全帽检测算法。引入坐标注意力机制，聚焦训练安全帽相关目标特征以提高准确率。采用软化非极大值抑制算法对候选框的置信度进行优化，提升模型对密集小目标的检测精度。通过WIoU优化边界框损失函数，使得模型聚焦于困难样例而减少简单示例对损失值的贡献，提升模型的泛化性能。实验结果表明：与基准模型YOLOv5s相比，所提算法的mAP@0.5达到88.4%，提升了3.0%;mAP@0.5:0.95达到65.6%，提升了6.8%；在召回率和准确率上分别提升了2.4%和0.5%。所提算法为密集小目标的检测提供了一定参考。

关键词：安全帽检测坐标注意力机制软化非极大值抑制 YOLOv5s WIoU 边界框损失函数

转炉烟气与炉口火焰光谱特征的相关性分析及应用

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现代电子技术 2025年第2期 162-168页

作者：张瑞成刘永龙韩阳华北理工大学电气工程学院华北理工大学冶金与能源学院

针对转炉烟气存在干扰性和滞后性的问题，利用与其同源产生的光谱信息，修正烟道安装环境对系统数据采集的扰动，研究转炉烟气的光谱分析新技术。为探究两者之间的相关性，首先利用多重分形理论对光谱数据的能量值、连续谱峰值、离散谱... 详细信息

针对转炉烟气存在干扰性和滞后性的问题，利用与其同源产生的光谱信息，修正烟道安装环境对系统数据采集的扰动，研究转炉烟气的光谱分析新技术。为探究两者之间的相关性，首先利用多重分形理论对光谱数据的能量值、连续谱峰值、离散谱峰值比和炉气数据的变化率特征进行运算，求取四者之间的关联性；然后使用粒子群算法优化支持向量机预测模型（PSO-SVM），以光谱数据的能量值、连续谱峰值和离散谱峰值比作为输入，以炉气数据的变化率特征作为输出，进行预测实验。结果表明：能量值、连续谱峰值等4个指标的多重分形谱最大值均接近于1.011 492，谱宽均接近于0.000 014 476，且实验曲线对称性相同，表明多重分形谱具有极强的自相似性和复杂性；同时，预测模型实验结果差异性的均方误差为0.012 5。

关键词：转炉烟气火焰光谱光谱特征分析相关性分析多重分形 PSO-SVM

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基于颜色线模型和多尺度融合的水下图像增强

控制与决策 2025年第1期 162-169页

作者：梁秀满赵治刚于海峰刘振东李鑫滨华北理工大学电气工程学院燕山大学电气工程学院

针对水下图像出现蓝绿色偏、雾化和噪声等问题,提出一种基于颜色线模型和多尺度融合的水下图像增强算法.首先,设计一种局部自适应颜色校正方法对退化图像进行预处理,提高图像颜色线拟合效果并降低图像色偏的程度;然后,构建一种利用颜色... 详细信息

针对水下图像出现蓝绿色偏、雾化和噪声等问题,提出一种基于颜色线模型和多尺度融合的水下图像增强算法.首先,设计一种局部自适应颜色校正方法对退化图像进行预处理,提高图像颜色线拟合效果并降低图像色偏的程度;然后,构建一种利用颜色线和背景光矢量求解偏置来估计透射率的凸优化算法,求得准确的模型参数来恢复图像实现图像去雾;接着,将预处理后的图像利用白平衡算法来补偿颜色的深度选择性吸收所造成的偏色,将白平衡处理后的图像分别利用伽玛校正和基于颜色线约束的噪声抑制算法进行处理,分别得到提高全局对比度和抑制噪声的图像;最后,对去雾、对比度增强和低噪声图像进行多尺度融合,得到特征丰富的水下增强图像.实验结果表明:所提出方法能够有效解决水下图像的色偏、雾化和噪声现象;相对于各对比算法,在水下彩色图像质量评价指标和峰值信噪比上分别提高了18.37%和42.16%,更好地保留了水下图像的颜色并降低了图像噪声.

关键词：水下图像增强颜色线模型多尺度融合颜色校正凸优化噪声抑制

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改进YOLOv8n的无人机航拍图像检测算法

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电光与控制 2025年第1期32卷 34-40,67页

作者：梁秀满贾梓涵刘振东于海峰李然华北理工大学电气工程学院河北唐山063000

针对无人机航拍图像中目标小、尺度变化大和背景干扰等因素导致检测精度低、定位不准确的问题,提出一种改进YOLOv8n的无人机航拍图像目标检测算法。首先改进C2f模块,利用可变形卷积(DCN)替换其Bottleneck中的卷积以适应航拍图像中物体... 详细信息

针对无人机航拍图像中目标小、尺度变化大和背景干扰等因素导致检测精度低、定位不准确的问题,提出一种改进YOLOv8n的无人机航拍图像目标检测算法。首先改进C2f模块,利用可变形卷积(DCN)替换其Bottleneck中的卷积以适应航拍图像中物体的形变和尺度变化,同时,在主干网络引入LSK注意力机制,实现动态调整空间感受野,从而在特征提取阶段更灵活地适应不同目标对背景信息需求的差异;然后改进颈部网络,增加一个较浅的检测层并移除大目标检测层,使网络能更有效地捕获小目标的特征以提升检测精度;最后引入WIoU损失函数,使模型更加关注低质量样本,得到更高的检测精度。在VisDrone2019数据集上进行对比实验和消融实验,mAP_(50)值较基线算法模型提升了5.2个百分点,参数量减少了20%,检测速度(FPS)达到87帧/s,能够满足实时性的检测需求。与主流算法进行对比实验,所提算法表现优于目前的主流算法。在DOTA数据集上进行泛化实验,mAP_(50)值提升了1.7个百分点,证明所提算法具有通用性。

关键词：无人机图像 YOLOv8n 注意力机制可变形卷积 WIoU

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基于改进YOLOv8的红外船舶检测

电光与控制 2025年第1期32卷 61-67页

作者：王海群魏培旭解浩龙左嘉炜华北理工大学电气工程学院河北唐山063000

针对现有红外船舶检测算法检测精度低和实时性不足问题,提出一种基于改进YOLOv8的红外船舶检测算法。首先,将设计的MCA机制引入到YOLOv8的主干网络,增强主干网络的多尺度特征提取能力;其次,对YOLOv8的检测头进行共享参数和重参数化设计... 详细信息

针对现有红外船舶检测算法检测精度低和实时性不足问题,提出一种基于改进YOLOv8的红外船舶检测算法。首先,将设计的MCA机制引入到YOLOv8的主干网络,增强主干网络的多尺度特征提取能力;其次,对YOLOv8的检测头进行共享参数和重参数化设计,以此提升检测头的检测效率;然后,使用BiFPN结构改进YOLOv8的颈部网络,利用双向信息流和可学习权重加强网络的特征表达能力;最后,使用Faster Block对YOLOv8的C2f模块进行改进,保持精度的同时减少参数量,提升算法的检测速度。该算法在红外船舶数据集上测试,mAP值达到了93.1%,相比较原算法提高了2.5个百分点,参数量比原算法减少了32.6%。实验结果表明,改进后的算法比原算法有了较大提升,证明了改进算法的有效性。

关键词：红外船舶检测 YOLOv8 注意力机制 BiFPN

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基于特征融合和模板更新的孪生网络跟踪算法

电光与控制 2025年第1期32卷 41-47,85页

作者：吴国瑞王峰李杰太原理工大学电子信息与光学工程学院山西晋中030000 太原理工大学电气与动力工程学院太原030000

针对现有孪生网络跟踪算法仅使用主干网络最后一层的特征进行相似度匹配,以及缺少有效模板更新策略的问题,提出基于多尺度特征融合和自适应模板更新的孪生网络跟踪算法。首先,结合深度过参数化卷积设计非填充单元,提取更深层的前景特征... 详细信息

针对现有孪生网络跟踪算法仅使用主干网络最后一层的特征进行相似度匹配,以及缺少有效模板更新策略的问题,提出基于多尺度特征融合和自适应模板更新的孪生网络跟踪算法。首先,结合深度过参数化卷积设计非填充单元,提取更深层的前景特征和语义背景;然后,设计新的全局-局部特征融合模块,充分聚合浅、中层特征的全局和局部信息,捕获丰富的浅层外观特征和中层过渡特征;最后,采用自适应模板更新机制在线更新模板。为验证算法的有效性,在公开数据集上对所提算法进行详尽评估,实验结果显示,所提算法在OTB2015和VOT2018数据集上的精确度分别达到0.878和0.588,GOT10K数据集上平均重叠率达到0.526,优于其他主流算法。

关键词：目标跟踪孪生网络计算机应用多层特征融合模板更新

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采用端口阻抗测试的车载充电机传导电磁干扰建模方法研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 172-182页

作者：李季风耿宇宇贾晋廖兴林路青洋重庆理工大学电气与电子工程学院重庆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

针对电动汽车车载充电机的设计过程中普遍存在的电磁干扰频率范围广、干扰源复杂的问题,提出了一种基于端口阻抗测试的等效电路建模和系统级协同仿真方法。首先,通过对车载充电机系统各部件进行阻抗测试和三维电磁仿真,建立了无源器件... 详细信息

针对电动汽车车载充电机的设计过程中普遍存在的电磁干扰频率范围广、干扰源复杂的问题,提出了一种基于端口阻抗测试的等效电路建模和系统级协同仿真方法。首先,通过对车载充电机系统各部件进行阻抗测试和三维电磁仿真,建立了无源器件、端口滤波器和高压屏蔽线缆模型,提取了系统印制电路板关键回路的高频寄生参数。其次,建立了有源器件的仿真电路模拟器等效模型,并通过双脉冲实验验证模型的精度;针对功率因数校正电路控制环节的仿真与建模难以同步实现的问题,采用协同建模的方法构建整个系统的等效电路模型。最后,将各部件模型组合在一起,建立了完整的车载充电机系统传导电磁干扰预测模型,并依据相关测试标准进行了系统传导电磁干扰仿真和实验。结果表明:在150 kHz~30 MHz频率范围内,预测结果与实际结果的误差小于9 dB,具有良好的一致性,表明该模型能够精确预测车载充电机系统高压交流端的传导干扰水平,可以有效指导充电机系统的电磁兼容正向设计。

关键词：车载充电机电磁干扰端口阻抗测试协同仿真

改进Informed-RRT^(*)算法的移动机器人路径规划

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电光与控制 2025年第1期32卷 48-53页

作者：葛超张鑫源王红伦志新华北理工大学电气工程学院河北唐山063000 唐山学院计算中心河北唐山063000

针对Informed-RRT^(*)算法初始路径形成缓慢、失败率高及路径质量差的问题,提出基于人工势场法的选点策略。首先,筛选出优质采样点,同时,引入双向直连的贪心策略和动态步长策略,快速获得初始路径并尽快进入遍历寻优阶段;其次,通过新的... 详细信息

针对Informed-RRT^(*)算法初始路径形成缓慢、失败率高及路径质量差的问题,提出基于人工势场法的选点策略。首先,筛选出优质采样点,同时,引入双向直连的贪心策略和动态步长策略,快速获得初始路径并尽快进入遍历寻优阶段;其次,通过新的采样策略及评价函数,保证规划路径更优;最后,对路径优化处理,所得路径更适合移动机器人的行驶。仿真实验结果表明,改进算法相比于Informed-RRT^(*)算法性能更优,其中,改进算法在不同环境中的成功率均为100%,同时也证明了在限定采样次数下改进算法的收敛速度、路径质量均优于原算法。

关键词：移动机器路径规划人工势场法动态步长路径优化处理 Informed-RRT^(*)