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动态场景下基于实例分割与运动一致性约束的VSLAM算法

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中国惯性技术学报 2023年第10期31卷 986-995页

作者：陈孟元钱润邦郭行荣龚光强安徽工程大学电气工程学院芜湖241000 高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室芜湖241000

目前传统的同时定位与地图构建(SLAM)算法在动态场景下易出现难以完整标记潜在动态物体和无法准确判断动态物体运动状态等问题,影响相机位姿估计精度。为此,提出了一种基于实例分割与运动一致性约束的视觉SLAM(VSLAM)算法。通过设计一种... 详细信息

目前传统的同时定位与地图构建(SLAM)算法在动态场景下易出现难以完整标记潜在动态物体和无法准确判断动态物体运动状态等问题,影响相机位姿估计精度。为此,提出了一种基于实例分割与运动一致性约束的视觉SLAM(VSLAM)算法。通过设计一种ReT-encoder模块,引导模型关注并提取图像局部特征信息和全局特征信息,同时设计一种混合权重特征金字塔网络(FPN)模块,通过权重系数融合学习大物体特征和小物体特征,精确标记潜在动态物体区域。为进一步减少动态物体对SLAM系统定位精度的影响,通过位姿估计和偏转误差判断物体的运动状态并剔除动态物体。在公开数据集TUM和真实场景中进行验证,结果表明所提算法的平均绝对轨迹均方根误差与ORB-SLAM2、DS-SLAM和DynaSLAM算法相比,分别减少了95.23%、46.85%和15.88%。

关键词：同时定位与地图构建动态场景偏转误差实例分割位姿估计

室内场景下基于曼哈顿约束的多重特征视觉SLAM方法

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中国惯性技术学报 2023年第9期31卷 890-899页

作者：孙新柱龚光强陈孟元程浩郭行荣安徽工程大学电气工程学院芜湖241000 高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室芜湖241000

针对基于点特征的视觉同步定位与地图构建(SLAM)在室内低纹理环境出现定位精度差甚至失效的问题,提出一种基于曼哈顿约束的点线面多重特征视觉SLAM方法。为克服传统面特征提取算法检测精度差的问题,使用改进的PlaneRecNet网络进行更准... 详细信息

针对基于点特征的视觉同步定位与地图构建(SLAM)在室内低纹理环境出现定位精度差甚至失效的问题,提出一种基于曼哈顿约束的点线面多重特征视觉SLAM方法。为克服传统面特征提取算法检测精度差的问题,使用改进的PlaneRecNet网络进行更准确的面特征提取。针对单纯利用曼哈顿假设进行位姿估计的应用场景受限问题,利用平面间的正交关系判断曼哈顿假设条件。在非曼哈顿场景直接跟踪点、线特征估计六自由度位姿;对于曼哈顿场景,采用方向引导的方法筛选主平面,比较和跟踪平面结构的正交性进行三自由度旋转估计,降低旋转累积误差带来的漂移。在公开ICL-NUIM与TUM数据集上的实验结果表明:改进的面分割网络较PlaneRecNet和PlaneRCNN的精度分别提升5.47%和11.89%;平均绝对轨迹误差比ORB-SLAM3减少了39%,表现出了更优越的准确性和鲁棒性。

关键词：视觉同步定位与地图构建曼哈顿约束面特征旋转估计

基于栅极和漏极电压检测的SiC MOSFET短路保护电路研究

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电工技术学报 2024年

作者：宛新春陈其工杨锦涛武逸飞安徽工程大学电气工程学院高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室

SiC MOSFET广泛应用于电力电子变换设备中，快速、准确且可靠短路保护电路已成为推广其应用的关键技术之一。该文对SiC MOSFET的各类短路过程进行分析，利用器件短路时漏源极电压迅速增加的特点，设计短路保护电路的拓扑结构和功能：检... 详细信息

SiC MOSFET广泛应用于电力电子变换设备中，快速、准确且可靠短路保护电路已成为推广其应用的关键技术之一。该文对SiC MOSFET的各类短路过程进行分析，利用器件短路时漏源极电压迅速增加的特点，设计短路保护电路的拓扑结构和功能：检测SiC MOSFET栅极和漏极电压，并将该信号进行分析、锁存、隔离、滤波处理，若器件发生短路，则输出短路信号给栅极驱动芯片。在此基础上，采用基本逻辑器件和高速器件设计了保护电路，在理论上分析计算该电路在不同短路类型下的响应时间。计入所有影响保护速度的因素，该电路能在600 ns内实现SiC MOSFET短路保护，尤其是在发生负载短路故障时能将短路保护时间缩短至200 ns以内，其响应速度受不同母线电压影响较小。最后搭建实验平台，测试了该电路在不同母线电压、短路类型、驱动能力等情况下的短路保护性能，实验结果与理论分析和设计要求相符合。

关键词： SiC MOSFET 短路保护栅极电压检测漏极电压检测

细化特征引导对抗性解纠缠学习的无监督行人重识别

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：陈元妹王凤随王路遥安徽工程大学电气工程学院高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室

无监督行人重识别旨在无监督设置下从非重叠的相机中识别出同一行人。针对现有的无监督行人重识别网络不能充分提取行人特征以及相机之间的差异导致行人检索错误的问题，提出了一种细化特征引导对抗性解纠缠学习的无监督行人重识别方法... 详细信息

无监督行人重识别旨在无监督设置下从非重叠的相机中识别出同一行人。针对现有的无监督行人重识别网络不能充分提取行人特征以及相机之间的差异导致行人检索错误的问题，提出了一种细化特征引导对抗性解纠缠学习的无监督行人重识别方法。设计特征细化信息融合模块嵌入ResNet50网络的不同层，用以增强网络提取关键信息的能力。设计特征解耦学习方法最小化行人特征和相机特征之间的互信息，减少相机差异对网络的负面影响。同时设计对抗性解纠缠损失函数进行无监督联合学习。在两个公共数据集Market-1501和DukeMTMC-reID上对所提方法进行评估，平均精度均值分别提升了4.6%、3.1%，相较于基线算法具备较强的鲁棒性，满足在无监督背景下对行人的识别需求。

关键词：行人重识别无监督特征细化相机差异对抗性解纠缠

基于改进有限时间一致性的微电网经济优化调度

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电力系统及其自动化学报 2023年

作者：李浩宇张春吴零晨童泽军安徽工程大学电气工程学院高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室

为适应微电网拓扑结构变化及智能体“即插即用”等要求，加快系统收敛速度，提出一种基于领导-跟随多智能体的改进有限时间一致性算法。该算法基于总体代价函数梯度算法项的传统有限时间一致性算法，引入增益系数和功率偏差消除项，运... 详细信息

为适应微电网拓扑结构变化及智能体“即插即用”等要求，加快系统收敛速度，提出一种基于领导-跟随多智能体的改进有限时间一致性算法。该算法基于总体代价函数梯度算法项的传统有限时间一致性算法，引入增益系数和功率偏差消除项，运用李雅普诺夫稳定性定理和图论定理证明了改进算法的稳定性。随后，研究基于改进有限时间一致性的微电网经济调度策略。最后，通过算例验证该算法具有较优的动态和稳态性能，能够满足微电网拓扑结构变化等要求。

关键词：微电网多智能体改进有限时间一致性分布式经济优化

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基于误差扩散的计算全息显示方法

光学学报 2024年第8期44卷 27-36页

作者：魏平平韩超安徽工程大学电气工程学院安徽芜湖241000 安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室安徽芜湖241000

以双向误差扩散算法为基础,通过分析图像振幅分布与生成全息图的关系,建立了全息图误差补偿模型,提出了一种新的纯相位全息图生成方法。首先通过误差扩散模型,计算出复振幅全息图与振幅置1的纯相位全息图的误差,通过对该误差进行误差扩... 详细信息

以双向误差扩散算法为基础,通过分析图像振幅分布与生成全息图的关系,建立了全息图误差补偿模型,提出了一种新的纯相位全息图生成方法。首先通过误差扩散模型,计算出复振幅全息图与振幅置1的纯相位全息图的误差,通过对该误差进行误差扩散生成新的纯相位全息图。利用新的纯相位全息图与复振幅全息图计算新的误差,进行第二次的误差扩散,得到最终的纯相位全息图。采用定性和定量的指标来评价仿真成像质量,仿真及光学实验结果表明,改进后的方法能够有效提升再现像的质量,为纯相位全息图制作提供一种新的方法。

关键词：全息全息显示误差扩散纯相位全息图

面向纯相位型全息显示的自适应混合约束迭代算法

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物理学报 2023年第2期72卷 73-81页

作者：高乾程何泽浩刘珂瑄韩超曹良才安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室芜湖241000 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

纯相位型计算全息图舍弃全息面上的振幅信息,降低了全息显示的图像质量.迭代法通过多次正、逆向的波前传播计算,优化了纯相位型计算全息图的相位轮廓,提升了全息再现的图像质量.然而,传统迭代法可能存在迭代发散、收敛速度偏慢以及再现... 详细信息

纯相位型计算全息图舍弃全息面上的振幅信息,降低了全息显示的图像质量.迭代法通过多次正、逆向的波前传播计算,优化了纯相位型计算全息图的相位轮廓,提升了全息再现的图像质量.然而,传统迭代法可能存在迭代发散、收敛速度偏慢以及再现质量受限等问题.本文提出了一种基于角谱传播模型的自适应混合约束迭代算法,通过在迭代中加入自适应的反馈机制和频带约束策略,增加了迭代优化的自由度,提升了迭代的收敛性和全息再现的图像质量.仿真和实验结果表明,提出的算法能够在较短的计算时间内获得更高重建质量的纯相位型计算全息图,对于高质量的全息显示具有重要应用价值.

关键词：计算全息图全息显示纯相位全息图相位优化

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基于误差扩散的计算全息显示方法研究

光学学报 2024年

作者：魏平平韩超安徽工程大学电气工程学院安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室

采用传统误差扩散算法生成计算全息图时，由于丢失了大量振幅信息，生成全息图的质量不高，全息图再现像无法获得满意的显示效果。为了解决这一问题，本文以双向误差扩散算法为基础，通过分析图像振幅分布与生成全息图的关系，建立了全... 详细信息

采用传统误差扩散算法生成计算全息图时，由于丢失了大量振幅信息，生成全息图的质量不高，全息图再现像无法获得满意的显示效果。为了解决这一问题，本文以双向误差扩散算法为基础，通过分析图像振幅分布与生成全息图的关系，建立了全息图误差补偿模型，提出了一种新的纯相位全息图生成方法。首先通过误差扩散模型，计算出复振幅全息图与振幅置1的纯相位全息图的误差，对该误差进行误差扩散生成新的纯相位全息图。再利用新的纯相位全息图与复振幅全息图计算新的误差，进行第二次的误差扩散，得到最终的纯相位全息图。本文采用定性和定量的指标来评价仿真成像质量，仿真及光学实验结果表明，改进后的方法能够有效提升再现像的质量，为纯相位全息图制作提供一种新的方法。

关键词：计算全息全息显示误差扩散纯相位全息图

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光火储混合发电系统的负荷频率协调优化控制

电力系统及其自动化学报 2020年第12期32卷 134-143页

作者：樊国东刘世林裴俊范保程高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室(安徽工程大学) 芜湖241000

针对高渗透率新能源电力系统调频困难问题,提出一种基于增量模型预测控制的光火储混合发电系统负荷频率协调优化控制方法。首先,通过机理分析建立光火储混合发电系统的频率响应数学模型;然后,充分考虑混合发电系统的各种约束,以预测误... 详细信息

针对高渗透率新能源电力系统调频困难问题,提出一种基于增量模型预测控制的光火储混合发电系统负荷频率协调优化控制方法。首先,通过机理分析建立光火储混合发电系统的频率响应数学模型;然后,充分考虑混合发电系统的各种约束,以预测误差和控制增量构成的综合指标作为优化目标,构建增量模型负荷频率预测控制系统模型;最后,利用Matlab二次规划工具箱进行求解,并通过对不同典型工况的仿真分析,验证所提方法的可行性和有效性。研究结果表明,该方法不仅能够有效改善混合发电系统的频率特性,而且能够使3种不同电源更合理地响应系统频率变化。

关键词：混合发电系统负荷频率控制增量模型预测控制协调优化二次规划