检索结果-南通市图书馆

基于麻雀搜索算法的ARAIM故障子集优化算法

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北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2066-2073页

作者：王尔申王欢雷虹曾洪正曲萍萍庞涛沈阳航空航天大学电子信息工程学院沈阳110136 中国民用航空飞行学院飞行技术与飞行安全重点实验室广汉618307 电磁环境效应航空科技重点实验室沈阳110035

针对多假设解分离(MHSS)测试受卫星数目增加、潜在故障概率提高的影响,使得需要监测的子集数量增长而带来计算负担增加的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)的高级接收机自主完好性监测(ARAIM)故障子集优化算法。结合SSA将可见卫星分... 详细信息

针对多假设解分离(MHSS)测试受卫星数目增加、潜在故障概率提高的影响,使得需要监测的子集数量增长而带来计算负担增加的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)的高级接收机自主完好性监测(ARAIM)故障子集优化算法。结合SSA将可见卫星分配为发现者、跟随者和侦查预警者,通过剔除能量较低的个体降低计算冗余。在搜索过程中,引入自适应步长提升迭代速度,提高算法的执行效率。在双星座情况下,对完好性支持信息(ISM)参数进行3种假设,验证了所提算法的可用性,并与传统算法进行了对比分析。结果表明:通过所提算法得到的子集数量较传统算法减少了75%~90%,相同条件下,仿真用时降低了68%~88%,ARAIM可用性变化不超过2%。

关键词：高级接收机自主完好性监测双星座故障子集麻雀搜索算法完好性支持信息

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Cloud Sphere: 一种基于渐进式变形自编码的三维模型表征方法

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图学学报 2024年

作者：王宗继刘云飞陆峰中国科学院空天信息创新研究院目标认知与应用技术重点实验室网络信息体系技术重点实验室北京航空航天大学计算机学院虚拟现实技术与系统国家重点实验室

针对大数据时代三维模型形状多样性激增的挑战，致力于从形状形成过程中发现独特信息，提出了一种基于球表面逐步变形对三维模型的形状进行统一表征的方法。输入任意三维模型，通过逐步变形自编码网络将一个模板球面点云逐步变形拟合该... 详细信息

针对大数据时代三维模型形状多样性激增的挑战，致力于从形状形成过程中发现独特信息，提出了一种基于球表面逐步变形对三维模型的形状进行统一表征的方法。输入任意三维模型，通过逐步变形自编码网络将一个模板球面点云逐步变形拟合该输入形状。通过深度神经网络建模三维模型变形过程，从多阶段变形中挖掘独特的形状特征，避免了任务驱动学习方法对人工标注的依赖。通过显式编码形状生成过程中的变形残差，不仅捕捉了最终形状，还记录了形状的渐进变化过程。在深度神经网络的训练方面，采用了多阶段信息监督的方式，提高了变形重建的精度。与当前技术水平代表方法的对比实验表明，多阶段监督训练方式能够增强变形重建结果的细节精度。丰富的消融实验验证了多阶段监督方式的有效性。变形表征方法适用于模型分类、形状迁移、共编辑等计算机图形学应用，具有泛用性，可为三维模型几何属性自动解析与高效编辑提供底层的数据表征方法支持。

关键词：三维表征三维模型变形球面点云模板自编码器深度学习

基于双目视觉和圆形标记点的发动机位移精确测试技术

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航空学报 2024年第11期45卷 158-167页

作者：高玉闪闫松张志伟西安航天动力研究所西安710100 航天液体动力全国重点实验室西安710100

为了精确测量发动机静力试验和摇摆试验中结构的三维变形,提出一种基于双目视觉和圆形标记点的高精度位移测量方法,通过在发动机结构表面粘贴反光圆形标记点,并拍摄结构变形过程中的图像序列来识别位移。首先,使用Sobel边缘检测算法提... 详细信息

为了精确测量发动机静力试验和摇摆试验中结构的三维变形,提出一种基于双目视觉和圆形标记点的高精度位移测量方法,通过在发动机结构表面粘贴反光圆形标记点,并拍摄结构变形过程中的图像序列来识别位移。首先,使用Sobel边缘检测算法提取每个圆形标记点的像素级边缘信息;然后,通过基于插值的亚像素边缘检测方法获取亚像素级边缘点,以更准确地确定标记点的位置;最后,利用椭圆最小二乘法对标记点的边缘轮廓进行拟合,从而实现对标记点的精确定位。为了评估该方法的性能,对隔振云台上的静止标记点进行了位移测量。当相机距离标记点0.6 m时,面内2个方向的位移测量标准差分别为0.36μm和0.32μm,离面位移的测量标准差为0.58μm。此外,通过使用位移台提供的标准位移,进一步验证了该算法在处理与相机平面夹角达60°斜面和?12 mm细管路等结构位移测量时的适用性。将该视觉测量系统应用于某发动机机架的静力试验,取得了令人满意的结果。试验表明,该算法能够实时跟踪29个圆形标记点的位移,并且与电感式位移传感器测试结果的最大误差仅为5.6%。与传统的接触式位移测试方法相比,视觉测试方法具有布置迅速、成本低、测量精度高以及增加测量数量不会显著增加工作量等诸多优点,这使其成为一种替代传统位移测试的可靠且有效的方法。

关键词：液体火箭发动机双目视觉圆形标记点亚像素位移

基于双光栅和柱透镜的高分辨率近红外微型光谱仪

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1144-1150页

作者：吴婧仪周哲海赵爽闵昆龙李慧宇北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京航天测控技术有限公司北京100041

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大... 详细信息

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大不便于携带等问题,为此,提出了一种独特的基于双光栅和柱透镜的微型光谱仪结构,开展了理论和实验研究。相对于传统的微型光谱仪结构,新的设计主要有三个特征:使用光纤代替入射狭缝,以减少光能损失;采用双光栅将光束进行二次衍射;使用柱透镜以改变线阵CCD阵列表面的成像尺寸。首先,利用Zemax软件进行了光学设计和仿真分析,光谱范围为1525~1570 nm,光学系统结构在66 mm×40 mm×24 mm的体积范围内,光谱分辨率理论上达到0.2 nm,比未加柱透镜的结构提升了2.5倍。然后,根据理论分析,选购了合适的光电器件进行了系统封装,与匹配的电路模块结合,实现了微型光谱仪的光谱检测功能。光谱仪的光学系统安装在66 mm×40 mm×30 mm的体积范围内,实际测量的光谱分辨率为0.215 nm,与理论结果较为吻合。进一步地,搭建了一套基于该微型光谱仪的光纤光栅温度传感测量系统,该微型光谱仪作为信号解调仪,选择了四个中心波长分别为1534、1538、1542和1545 nm的光纤光栅作为传感器,温度在0~50℃范围内以1℃为间隔连续变化,最终实现了温度实时测量和信号解调,系统温度灵敏度分别达到9.58、9.68、9.69和9.6 pm·℃^(-1),验证了该微型光谱仪的高分辨率和高可靠性。研制的微型光谱仪的子组件可以固定在外壳上,系统内部无可移动元器件,体积小、分辨率高、稳定性好,可应用于其他诸如物质浓度分析、传感信号测量等需要高分辨光谱分析的场合。

关键词：微型光谱仪双光栅柱透镜高分辨率近红外波段

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变曲率螺旋管内两相流型变迁模拟研究

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2026-2032页

作者：张艳婷庄乃亮李阳阳赵浠君赵行斌汤晓斌南京航空航天大学核科学与技术系南京211106 空间核技术应用与辐射防护工业和信息化部重点实验室南京211106 南京航空航天大学航天学院南京211106

为进一步提升蒸汽发生器螺旋换热管的传热传质性能,本文提出了一种盘管曲率周期性变化的变曲率螺旋管改进方案。并对变曲率螺旋管内气液两相流动特性开展了数值模拟研究。基于有限元方法,建立了单根变曲率螺旋管内流体六面体结构化网格... 详细信息

为进一步提升蒸汽发生器螺旋换热管的传热传质性能,本文提出了一种盘管曲率周期性变化的变曲率螺旋管改进方案。并对变曲率螺旋管内气液两相流动特性开展了数值模拟研究。基于有限元方法,建立了单根变曲率螺旋管内流体六面体结构化网格,采用VOF模型捕捉相界面,分析管内液相流场分布特性。研究发现,在同一根变曲率螺旋管内不同位置管段的两相分布与流型并不相同,部分管段出现了分层流-波状流-塞状流的间歇性流型变迁现象。这是由于盘管曲率的周期性改变,使得管内液相所受离心力不断改变,两相分布在空间位置及时间分布上均不断变化,产生了两相流型变迁的现象。

关键词：气液两相流变曲率螺旋管流型变迁蒸汽发生器离心力

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混合现实中的上下文信息构建与应用进展综述

中国图象图形学报 2024年第10期29卷 2937-2954页

作者：杨浩中舒文桐汪淼北京航空航天大学虚拟现实技术与系统全国重点实验室北京100191 中关村实验室北京100094

随着信息技术的发展,混合现实(mixed reality,MR)技术已应用于医疗、教育和辅助引导等众多领域。MR场景包含丰富的语义信息,基于场景上下文信息的混合现实技术可以改善用户对场景的感知,优化用户的交互操作、提升交互模型的准确度,受到... 详细信息

随着信息技术的发展,混合现实(mixed reality,MR)技术已应用于医疗、教育和辅助引导等众多领域。MR场景包含丰富的语义信息,基于场景上下文信息的混合现实技术可以改善用户对场景的感知,优化用户的交互操作、提升交互模型的准确度,受到广泛关注。然而,目前在该领域没有针对上下文信息进行调查的综述类文献,缺乏梳理与分类。本文的研究对象是使用上下文信息的MR技术与系统。通过对MR领域的文献调研,本文提出了3个研究问题,并对国外近20年的33篇实证研究论文进行分析,概述了使用上下文信息的MR技术的最新发展,从3个维度出发进行分类学研究并分别提出分类标准,如上下文信息种类、上下文知识库的构建方式和应用领域等。其中,上下文信息的种类可以分为场景语义、对象语义、空间关系、群组关系、从属关系和运动信息6类,知识库的构建按用户介入角度和基础技术类型划分,应用领域从场景类型和生成式特性出发进行分类。通过对不同维度对研究对象的分类,本文对提出的研究问题进行了回应,并总结了现阶段的不足以及未来可能的研究方向。本综述可以辅助不同领域的研究人员对上下文信息的设计、选择和评估,从而推动未来混合现实应用技术与系统的研发。

关键词：虚拟现实(VR) 增强现实(AR) 感知与交互上下文信息场景语义

基于深度强化学习的无人机集群数字孪生编队避障

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工程科学学报 2024年第7期46卷 1187-1196页

作者：张宇宸段海滨魏晨北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室北京100083

无人机集群在各个领域中扮演着重要角色,具有丰富的应用场景.然而,将深度强化学习方法应用于自主无人机面临着诸多严峻挑战.本文基于多智能体深度强化学习,通过使用局部信息建立单个无人机的状态空间,并使用多智能体近端策略优化(Multi-... 详细信息

无人机集群在各个领域中扮演着重要角色,具有丰富的应用场景.然而,将深度强化学习方法应用于自主无人机面临着诸多严峻挑战.本文基于多智能体深度强化学习,通过使用局部信息建立单个无人机的状态空间,并使用多智能体近端策略优化(Multi-agent proximal policy optimization,MAPPO)的在线策略算法来训练策略网络,从而克服了环境的不确定性和对全局信息的依赖.同时,引入了数字孪生的概念,为资源紧张型算法提供了新思路.为了解决采样困难和资源紧张的问题,基于数字孪生技术,构建了一个用于无人机编队避障策略模型训练的架构.首先,构建了多个数字孪生环境,用于强化学习算法在任务开始之前进行交互采样的预训练,以使集群具备基本的任务能力.然后,使用在真实环境中采集的数据进行补充训练,使得集群能够更好地完成任务.对采用这种两阶段训练架构的效果进行了对比,同时与其他策略算法进行比较,验证了MAPPO的样本效率性能.最后,设计了实际飞行验证测试,验证了从孪生环境中获得的策略模型的实用性和可靠性.

关键词：数字孪生深度强化学习无人机编队控制避障

TiB-Ti周期序构复合材料设计、制备及性能研究

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无机材料学报 2024年第6期39卷 662-670页

作者：孙海洋季伟王为民傅正义武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

高性能结构材料部件在航空航天、交通汽车、电子信息、冶金等领域具有重要的应用价值,得到了广泛研究。增强结构材料部件整体性能的方法主要包括材料本征性能提升和结构复合设计优化,但提高单一结构材料的本征力学性能的研究已接近极限... 详细信息

高性能结构材料部件在航空航天、交通汽车、电子信息、冶金等领域具有重要的应用价值,得到了广泛研究。增强结构材料部件整体性能的方法主要包括材料本征性能提升和结构复合设计优化,但提高单一结构材料的本征力学性能的研究已接近极限。本研究旨在提出周期序构结构材料的理念,并采用一体化烧结制备出整体性能更好的结构复合材料,从而探索高性能结构复合材料发展的新范式。通过周期序构化的设计,构建了兼具陶瓷高硬度和金属强韧性的TiB-Ti功能单元,设计制备了不同周期序构模式的TiB-Ti高性能结构复合材料。在此基础上,对这些结构进行了力学性能研究,并通过分析其断裂模式来探究不同序构模式对材料整体性能的影响。结果表明,周期序构化可以通过改变材料宏观断裂模式和应力分散特性来提高材料的整体性能。这一研究新范式对其他结构复合材料的结构设计和性能突破具有指导和借鉴意义。对周期序构模式的复杂化探索,对周期序构结构材料的应用场景探索和其他性能测试研究也将是未来需要重点关注的问题。

关键词：复合材料周期序构力学性能结构设计

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数字体图像相关方法中的残余灰度场计算研究

光学学报 2024年第3期44卷 66-75页

作者：潘兵张轩豪王龙北京航空航天大学航空科学与工程学院强度与结构完整性全国重点实验室北京100191 北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076

残余灰度场是变形前后数字体图像中对应体素点的灰度之差。在基于有限单元的全局数字体图像相关(DVC)方法中,残余灰度场作为计算区域各体素点匹配质量的目标函数,可直接计算获得,并可用于材料内部损伤演化或裂纹扩展的精细表征。然而,... 详细信息

残余灰度场是变形前后数字体图像中对应体素点的灰度之差。在基于有限单元的全局数字体图像相关(DVC)方法中,残余灰度场作为计算区域各体素点匹配质量的目标函数,可直接计算获得,并可用于材料内部损伤演化或裂纹扩展的精细表征。然而,当前广泛使用的基于图像子体块的局部DVC只能获得计算区域内各离散计算点的位移、应变和相关系数信息,无法直接计算区域内各体素点的残余灰度。相较于相关系数和变形信息,残余灰度场可实现逐体素的匹配质量评价,在内部损伤或裂纹扩展的可视化观测和准确定位方面具有显著优势。为能在局部DVC中获得残余灰度场信息,提出一种简单有效的残余灰度场计算方法。该方法基于三维Delaunay四面体剖分算法,并利用有限元框架对局部DVC离散计算结果进行稠密插值,以获取逐体素连续位移场,并将其用于变形体图像校正。模拟和真实实验结果表明,基于局部DVC测量结果后处理计算获得的残余灰度场不仅可以实现精准的损伤定位,还能观测到裂纹形貌以及界面脱黏行为。所提方法弥补了当前局部DVC在精细化匹配质量评价方面的不足,有望拓展该方法在材料和结构内部损伤观测和定位中的应用。

关键词：三维图像处理数字体图像相关方法残余灰度场内部损伤观测与定位