摘要:结合PHM系统的使用目标和飞机各运行场景下PHM实现场景，提出PHM系统主要实现的功能。对OSA-CBM开展研究，将PHM系统按照OSA-CBM的分层定义，并且以某型号的PHM系统设计为背景,提出了基于OSA-CBM的PHM系统设计框架。介绍了该PHM系统按照开放式体系架构要求开展的功能定义、层次划分，以及对每个层级的输入输出定义。以ROSE软件为模型开发工具，建立了各层级间的数据流动关系以及同层级之间的数据传递关系，对端口、算法、时序、配置等信息以UML语言进行了规定。分别采用Visual C# 2010和MATLAB软件开发平台实现了不同层级的功能，最终共同搭建了PHM系统的演示平台，实现了数据采集层、数据采集层、状态监测层、健康评估层、表示层等层级功能，为后续PHM系统的多用户协同开发设计奠定了技术基础。

摘要:为了保证电力载波通信网络的运行安全，以单片机及FPGA为硬件支持，设计基于单片机及FPGA的电力载波通信异常信号监测系统。根据电力载波通信网络的异常原因，设置异常信号特征作为判据。在建立的电力载波通信网络模型下，利用装设的信号采集设备、单片机以及FPGA元件，采集并处理电力载波通信信号。通过实时通信信号的特征提取与匹配，判定当前信号的异常状态，计算得出通信异常信号量和信号异常类型，最终以可视化的形式输出电力载波通信异常信号的监测结果。通过系统测试得出结论：与传统通信异常信号监测系统对比，优化设计系统的通信异常信号量的监测误差降低了1.37dBm，且通信异常信号类型的误检率得到明显降低。

摘要:针对复杂工业过程的微小故障诊断问题,本文提出一种数据预处理与重构贡献图相结合的故障诊断方法。为了克服非高斯分布数据对故障检测准确性的影响,基于数据变化率对样本原始数据进行预处理,建立故障诊断主元分析模型。检测出故障后,为了提高故障辨识精度,采用一种平均残差差值重构贡献图方法对故障进行辨识。通过正常样本数据和故障数据在残差子空间中的投影,获取残差差值向量,计算重构贡献值。以田纳西-伊斯曼(TE)过程为对象进行了故障诊断仿真实验,结果表明本文方法具有良好的诊断性能。

摘要:电涡流传感器被用于对水泵转轴与橡胶轴承的间隙进行在线测量,以监测轴承磨损状况。首先通过电磁计算工具设计一个直径为14mm的双层平面电涡流电感。接着对制作在印刷线路板上的电感分别在空气和水中两种条件下的电阻抗特性进行测量。然后制作相应的电感检测电路,得到一个探头和检测电路一体的电涡流传感器。传感器采用RS485接口输出,不受通讯电缆长度影响。传感器经密封防水处理后尺寸为76×25×12mm。传感器经过实验室测试和水泵工况测试。实验室测试进行静态测试和动态测试,获得了传感器在水中进行间隙测量的特性,测量精度达到0.02mm。水泵工况测试在一台轴流泵上进行,试验结果表明电涡流传感器可以对水泵橡胶轴承间隙进行在线测量。

摘要:计算机网络在DDoS入侵下容易出现停止服务、网络崩溃,为了提高网络安全性,提出基于人工蜂群算法的计算机网络DDoS攻击检测方法。根据特征样本之间的相关性构建计算机网络DDoS攻击的自适应的入侵检测信息分析模型,根据网络数据流与潜在空间之间的映射关系,结合测试样本和学习样本之间特征差异性进行DDoS攻击数据特征提取,在基站上设置入侵检测数据处理终端,采用人工蜂群算法实现对计算机网络攻击检测的个体最优值和全局最优值寻优,根据人工蜂群的动态寻优和组合优化结果,实现对组合网络流量数据间的攻击信息特征提取和聚类分析,解决计算机网络DDoS攻击检测过程中的连续多变量优化问题。仿真测试结果表明,采用该方法进行计算机网络DDoS攻击检测的寻优能力较好,精度和效率高于传统方法。

摘要:针对铁路隧道接触网作业平台在隧道内局部高精度要求的横纵向定位进行了研究，提出一种基于激光测距与射频识别（RFID，Radio Frequency Identification）的定位方法；首先利用激光测距传感器实现横向定位，通过实时检测传感器数据有效性与动态组合数据实现定位与抗干扰，其次基于RFID相位提出两阶段纵向定位方法，通过第一阶段基于标签相位变化率的粗定位将定位结果限制在单个标签区间，第二阶段精定位通过基于合理约束条件的标签布置间距消除相位缠绕的影响，最终通过相位差双曲线定位实现纵向定位；实验结果表明：提出方法实现了实验环境下0.005m的平均横向定位误差与0.07m的平均纵向定位误差，并且具有一定的抗干扰能力，能够在低硬件成本与布置条件下满足隧道作业平台的局部高精度定位。

摘要:针对海洋沉积物中天然气水合物饱和度评价需求，提出了基于分段涂层TDR探针的沉积物介电常数和电导率同步测量新方法。针对无涂层探针、全涂层探针以及分段涂层探针分别建立了模拟TDR测量响应的有限元数值模型，仿真研究了涂层参数对介电常数和电导率测量性能的影响规律，继而应用于含水合物多孔介质的测量并对误差进行了分析与校正。研究结果表明：探针涂层的厚度和介电常数直接影响采集电压信号的衰减程度，因此需根据被测介质的电学性质对其进行优化设计；在涂层厚度和介电常数已确定的条件下，通过改变涂层间隙长度可以调节探针所适用的电导率测量范围；当测量非均匀介质时，可以通过增加涂层间隙的个数来提高电导率测量的准确度；采用分段涂层探针测量含水合物多孔介质的介电常数和电导率时，需要对涂层引起的误差进行校正。

摘要:测试性验证试验是确认装备测试性的是否满足设计要求而进行的试验,对于提高装备测试性水平具有重要作用,但在验证试验中往往存在装备损坏、测试点限制以及操作人员技术要求高等问题,因此提出了一种基于增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术的装备测试性验证试验应用研究,通过AR技术对装备进行建模仿真,将虚拟的配件与现实的装备相互匹配,使得平面知识转化为虚实结合的可视化立体知识,增强了验证试验的可视性、可达性以及可操作性,以此来引导操作人员完成测试性验证试验,提高验证试验的效率和正确性,并以某型号无人机为试验验证对象,证明了增强现实技术可以为实现装备测试性设计改进工作提供有效决策支撑。

摘要:为实现对定子绕组匝间短路故障行为的精准识别，确保异步电机的稳定运行状态，设计了基于Lyapunov理论的异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统。在DSP外围电量回路中，设置ARM处理器与步进电机驱动模块，采用模数转换单元结构，调节电量互感装置的实时运行状态，实现对异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统硬件设计。根据Lyapunov函数定义条件，确定Nussbaum增益参数取值范围，在此基础上，定义Lyapunov算法模型，再通过计算故障预测特征的方法，求解定子绕组的短路故障电压方程与匝间电感参数，对定子绕组匝间短路故障特征进行分析，实现异步电机定子绕组匝间短路故障检测。实验结果表明，所设计系统可以有效控制定子绕组匝间短路故障电流和电压检测结果与标准检测结果之间的差值水平，能够精准识别定子绕组匝间短路故障行为，保障异步电机的稳定运行状态。

摘要:点火控制系统在地面测试阶段往往会进行多次重复性测试,以便及时掌握点火控制系统在经历不同试验后的性能状态情况,为了在保证测试精度和测试稳定性的同时提升测试效率,设计研制了一种点火控制系统自动测试设备,搭建出基于PXI总线的控制系统,实现对点火控制系统的供电控制、数据采集和性能验证等功能,以LabVIEW开发平台设计了对应的测试软件,经实际试验验证,所搭建的测试设备能够以较高稳定性和精确度实现对点火控制系统的功能性能测试。

摘要:渗透率是影响天然气水合物储层产气效率的关键参数，野外尚缺少实时监测水合物储层渗透率动态变化的技术，实验室内测试渗透率的方法存在成本高、周期长、可靠性低等问题。研究了一种基于复电导率的含水合物沉积物渗透率测试新方法。首先，针对含水合物多孔介质建立了能够计算其渗透率和复电导率的有限元数值模型，然后开展了不同水合物饱和度条件下的仿真实验，获取了0~40%水合物饱和度时多孔介质的流场和电场响应参数，分别探讨了孔隙中水合物及其饱和度变化对复电导率虚部和渗透率的影响规律和机理，最后建立并验证了基于复电导率虚部的含水合物多孔介质渗透率评价模型，为深入研究基于激发极化原理的含水合物沉积层渗透率测试新技术提供了理论和模型基础。

摘要:针对某型水下无人装备声呐发射机的工作原理和现有声呐发射机检测方式落后,检测能力不足等问题,设计了基于国产PXI总线仪器平台的水下无人装备声呐发射机自动测试系统；首先分析了发射机的工作原理和检测需求,进行声呐发射机自动测试系统的总体设计；其次介绍自动测试系统的软硬件平台实现方法和关键技术,包括国产PXI总线仪器选型、接口单元设计、测试平台软件架构设计和实现以及数据处理算法设计和实现等技术；最后对声呐发射机自动测试系统的试验结果进行分析；应用结果表明：该系统能实现某型水下无人装备声呐发射机主要参数的测量,相较传统测试方法,自动测试系统能够节约大量的测试时间与人力,实现测试工作效果的最大化提高,并且还能防止人为因素对测试结果造成的不良影响。

摘要:针对目前传统边缘检测方法提取出的图像边缘轮廓模糊、不连续等问题，提出一种基于双通道多尺度注意力机制的光伏板裂缝检测方法，实现对图像低级边缘、边界、目标轮廓的检测。首先构建了双通道主干网络，包含语义分支通道和空间细节分支通道；其次基于多尺度原则，构建了多尺度及注意力机制模块，对特征图像的高、宽、通道的维度变换，分配特征权重，在捕捉跨通道信息的同时，还能够捕捉方向感知和位置感知的信息；最后将空洞融合模块融合到语义分支通道中，提升网络提取特征信息的能力。实验结果表明，所提出的算法对光伏板图像边缘检测性能有提升，相较HED、RCF与FCN算法，F1值提升了2.83%、0.37%与1.54%，获得了较为清晰的裂缝图像。

摘要:由于多工件拼接焊缝面结构光滑度检测过程中,受其拼接面复杂且图像存在噪声,导致细节特征不明显,从而使检测精度、效率降低。为此,提出多工件拼接焊缝面结构光滑度的视觉检测技术。采用字典学习方法消除焊缝面图像中存在的噪声；将其输入MRFENet网络,提取图像特征,实现焊缝面图像的增强处理；采用增量二维主成分分析提取焊缝面结构的光滑度特征,实现光滑度检测。实验结果表明,所提方法图像处理效果好、检测精度高、检测效率高。

摘要:单光子三维探测技术因为在微弱信号目标的光学探测方面的独特优势，在空间目标探测、空中目标侦查、远距离预警探测等方面有重要应用，近年来获得了广泛关注。对主动扫描成像的单光子探测系统，为扩展作用距离和提高扫描速度，接收口径和接收视场角不断增大。但对高集成的盖革APD型的单光子探测器，大接收口径和大接收视场带来背景噪声光子数量的增大，这会导致探测器频繁进入死区，给扫描图像带来大量盲点。针对此问题，提出和通过仿真证明了，利用多镜头分集接收和联合单光子信息处理，可实现对单光子探测器死区时间抑制，进而有效提高系统探测概率，降低扫描图像的盲点数量，并通过试验系统进行了验证。

摘要:为了实现受约束空间机器人的高精度控制，提出了一种基于U-K(Udwadia-Kalaba)方程的降阶自适应神经网络滑模控制算法。首先，基于U-K方程，同时考虑受约束空间机器人末端的理想约束力与非理想约束力，推导得到详细的动力学方程。接着，考虑到非理想约束力（主要是受约束空间机器人末端受到的切向力）具有不确定性且单独采用滑模控制会出现抖振现象，提出了自适应神经网络滑模控制算法，实现各关节角度、角速度以及非理想约束力的高精度跟踪。然后，针对系统受约束模型，对动力学方程和滑模控制器进行了降阶求解，减少了变量并简化了计算过程。最后，为了验证所提算法的正确性与合理性，以2自由度受约束空间机器人为例进行了仿真验证。仿真结果表明：受约束空间机器人的各关节角度、角速度以及非理想约束力的跟踪误差均低于10-4量级。

摘要:大型龙门导轨磨床工作台整机运动场、主轴漂移量、补偿误差均会对控制精度产生影响，因此研究新的大型龙门导轨磨床工作台运动精度控制方法。根据大型龙门导轨磨床基本结构连接形态，求解主要技术参数，实现龙门导轨磨床工作台设计。从静态、动态两个角度出发，分析立柱部件、横梁部件受力情况，确定多目标拓扑与模态有限元条件，以此分析磨床工作台的运动特性。以运动特性分析结果和整机运动场为基础，计算主轴漂移量的取值范围，结合相关运动参数计算补偿误差数值，结合对补偿误差数值计算结果对工作台运动精度进行控制。实验结果表明，所提方法可以将工作台运动路径拟合误差控制在0-0.07mm范围之内，满足龙门导轨磨床工作台运动精准控制的要求，实际应用效果好。

摘要:微电网及分布式能源的数量、规模快速发展,当前系统无法满足海量相关数据采集、存储、分析计算需求；为适应多微电网控制的高并发、高可靠性的处理要求,提出了基于云边协同的微电网自动控制系统；基于Docker容器技术优化配置云边计算资源；设计了基于云边协同的微电网自动控制系统总体架构,对云边协同功能及主要数据流进行了详细说明；进一步分析了其中微电网控制及能量管理等核心功能及其数据处理需求,提出了云边协同架构下的计算分析任务调度策略,基于带宽资源对迁移任务数据流进行调度,兼顾任务时限要求和服务器的负荷均衡；最后通过运行实例对提出的微电网自动控制系统功能及优越性进行有效性验证,所提系统通过架构、功能和任务调度策略满足了多微电网的控制要求。

摘要:为解决工业大数据时变通信环境中数据样本通信时延不均的问题,设计基于区块链技术的工业大数据时变通信时延控制系统。在大数据通信体系中,设置通信状态观测器与时延量化控制器,完成时变通信时延控制系统的应用单元搭建。在此基础上,构建时间序列表达式,通过处理通信数据样本的方式,确定时延参数的取值范围,完成对大数据时变通信时延水平的估计。按照区块链技术的应用要求,注册必要区块节点,再根据链节点信任度量取值条件,确定通信数据之间的交互关系,完成对控制行为的编码,联合相关应用部件,实现基于区块链技术的工业大数据时变通信时延控制系统设计。实验结果表明,区块链技术作用下,数据样本通信时延时延最大值为,最小值为0.63,有效解决了通信时延不均的问题,符合构建稳定工业大数据时变通信环境的实际应用需求。

摘要:为了降低高速公路合流区车辆换道碰撞风险、提高道路通行质量,在车联网环境下,优化设计高速公路合流区换道协调决策与控制系统。通过安装车联网终端芯片、改装协调控制器,完成硬件系统的优化。根据高速公路合流区的物理结构,设置换道区域约束条件。在车联网环境下采集高速公路合流区车路信息,根据换道紧迫程度、跟随车辆换道行为、车间距离安全性的计算结果,作出换道协调决策。规划合流区最优协调换道轨迹作为系统控制目标,最终计算位置、速度控制量,在控制器支持下,实现高速公路合流区换道协调控制功能。通过系统测试得出结论:所设计系统的车辆换道碰撞概率和道路拥塞程度分别为0.15%和0.20,道路车流量得到明显提升,车流量的平均值为356pcu/d。车辆速度控制误差为0.05km/h,实验结果表明所设计系统在决策与控制性能方面具有明显优势。

摘要:以解决机床控制过程中存在的抖振现象和控制误差过高问题为目的,在云环境下,利用PLC模拟量优化技术,从硬件和软件两个方面优化设计机床自动控制系统。加设可编程逻辑控制器,改装传感器、电机与驱动器,调整系统电路的连接方式,完成机床自动控制硬件系统的优化。根据机床生产任务,规划执行刀具的移动轨迹,设定机床加工强度与速度参数。在云环境下自动采集机床模拟量与位姿,根据当前机床运行参数与设定参数之间的偏差,利用PLC模拟量优化技术生成机床控制指令,实现机床的自动控制功能。通过系统测试得出结论：综合两种实验场景,与传统控制系统相比,优化设计系统在机床执行刀具位置、运行速度和执行应力三个方面的控制误差分别降低约13.8mm、0.26mm/s和3.4N,同时机床的抖振现象得到明显缓解。

摘要:针对现有机械臂控制算法,在轨迹控制和精度补偿方面存在的不足,设计了一种基于模糊补偿系统的自适应控制算法。先在笛卡尔空间内分析了机械臂的空间动力学运动过程,并得出机械臂运动中的最优力矩值,构建模糊控制规则并设定模糊子集；对经典模糊理论进行优化,引入可变论域思维在机械臂运动过程中,系统会实时反馈末端执行器行动轨迹,并实施动态化补偿；基于自适应算法对可变论域模糊控制器进行二次优化,修正模糊规则并校正模型的控制量参数,提升和改善整个机械臂系统的控制精度。实验结果显示,模糊补充自适应控制算法在多关节和多连杆机械臂的角度控制和位移控制精度方面有较大的优势,同时各关节和连杆的运动相应时间仅为0.27s和0.20s。

摘要:随着现代机车运行速度和运载能力的提高，为了保证机车的安全运行，需要准确采集机车运行的各种参数来进行数据的监控、管理和机车控制，此外也可以为故障诊断提供数据支持，因此需要开发一套可以准确、高速传输数据的大容量机车总线控制系统；设计了基于RS485和RS232的机车总线控制器，详细阐述了以STC8G2K64S4芯片为核心的主控模块、电平转换模块、时钟模块、电源模块和LED指示灯模块的硬件设计以及相互之间的软件逻辑控制和所用通信协议，通过4个串口实现程序的下载以及数据的交换；主要的交换参数包括电压、电流、总有功功率、频率等这些机车运行数据；测试结果表明该机车总线控制器可以高速、准确、及时的传输各个设备生成或采集到的数据，为后续的数据分析提供了支持。

摘要:城市轨道交通多通道闸机独立工作，对多个闸机精准控制难度较大，所以研究基于改进SSD算法的城市轨道交通多通道闸机控制方法。根据SSD算法应用流程生成先验框，再联合损失函数对基础SSD算法进行改进，利用改进后的SSD算法融合处理闸机数据。结合闸机数据融合处理结果确定闸机设备阵列布置，根据通行目标识别结果和传感器设备确定闸机通道内的通行情况，根据通行情况设计多通道闸机控制误动控制的处理子程序，完成城市轨道交通多通道闸机控制。实验结果表明，改进SSD算法作用下，闸机闭合状态始终与行人的当前行进方向保持一致，实时通过率较高，能够解决因闸机错误闭合而导致城市轨道交通混乱的问题。

摘要:供配电设备是综合控制系统的重要组成设备,为综合控制系统提供直流供电,以及对综合控制系统所属设备进行配电控制；采用供配电一体化设计,将供电和配电功能集成在一个军用加固机箱里,有效控制了体积和重量,提高了功率密度,在设备小型化和智能化方面有所突破；供电部分采用了模块化设计,各电源模块内部采用相同的功能电路,提高了产品的标准化和互换性,提高了设备的维修保障性。

摘要:数字孪生技术充分利用物理结构、传感器更新、设备运行历史等数据通过集成多领域、多物理量、多可能性的模拟过程，在虚拟空间中进行镜像，以此表达相对应的实物装置的整个生命周期过程。从智慧供热的发展历史来看，依托现代工业系统理念，提出了基于"数字孪生"的智能供热系统结构。首先介绍了数字孪生的基本结构，给出了数字孪生的构建方式基于虚拟仪器Labview的大数据采集、处理、归档、仿真；然后以采集的数据为基础，得到供热系统的孪生模型，叙述了数字孪生技术解决的关键问题；最后，通过Labview仿真平台调用Matlab中神经网络智能算法，得到基于大数据采集以及经过智能算法优化后的参数，同时系统将参数反馈给物理实体设备，从而完成孪生模型的仿真、优化、反馈过程。通过热网系统优化仿真案例验证了Labview和Matlab混合编程在建立的孪生供热平台上、应用的有效性。

摘要:光伏阵列的模型参数估计在光伏发电系统的仿真、输出功率预测、最大功率点跟踪等方面有重要意义。当测量数据中只含随机误差时，以加权最小二乘（WLS）为优化函数的参数估计方法有较好的辩识效果。但是当测量数据中含有显著误差时，WLS参数辩识的效果较差。为解决此问题，本文提出了一种以准加权最小二乘法（QWLS）为优化函数的参数估计方法来减小显著误差的影响，采用了赤池信息量准则(AIC)设计QWLS最优参数，将该方法应用于光伏阵列中构造模型鲁棒参数估计问题。最后将WLS和QWLS分别结合序列二次规划（SQP）算法，进行光伏阵列模型的参数估计仿真与实验测试。测试结果显示QWLS参数估计结果更准确，验证了准最小二乘法的鲁棒性与有效性。

摘要:桥梁裂缝人工检测耗时费力、安全性不高，为了高效、准确、无接触的对桥梁裂缝进行识别检测，提出一种基于改进YOLOv5的桥梁裂缝检测模型YOLOv5-SA；该方法在YOLOv5s模型的基础上，首先对收集的数据集利用几何变换、光学变换等操作进行数据增强；其次将融合视觉注意力机制 (SKNet，Selective Kernel Networks)添加到Head部分来提高模型对裂缝特征的表示能力；最后在金字塔特征表示法(FPN)的基础上利用自适应空间特征融合(ASFF, Adaptively Spatial Feature Fusion)模块加强网络特征融合能力，增加对桥梁裂缝小目标的检测；结果表明：改进后的模型相对于YOLOv5s模型能更好的抑制非关键信息，减少背景中的无效信息干扰，提高桥梁裂缝目标检测精准度；改进后的YOLOv5-SA模型准确率达到88.1%，与原YOLOv5s模型相比提高了1.6%；平均精度均值mAP0.5和mAP0.5-0.95分别达到90.0%、62.1%，相比而言分别提高了2.2%、2.4%；与其他桥梁裂缝检测相关方法(Faster-RCNN、YOLOv4tiny)相比，提出的YOLOv5-SA模型也具有相当或更好的检测性能；由此可见改进后的模型能更高效的检测复杂环境下的桥梁裂缝，可以为工业检测提供一部分思路。

摘要:针对大规模无线对等感知网络在触发型数据场景下的部分数据收集问题，提出单源分段编码模型。利用单个源节点的多个分段之间编码而成的数据来记录源数据，提高数据可靠性的同时使其适应大规模网络下的部分数据收集。通过使用游走包进行编码操作，避免源节点过多的能量消耗。同时提出针对节点存储空间提出动态划分编码单元策略，利用邻居间的信息交换动态的调整源数据切分的编码单元大小，实现节点存储空间与收集效率的动态调整。并针对灾难场景下的数据收集提出了危险感知编码冗余量动态调整策略，通过对邻居状态的感知动态调整发送的随机游走包的个数，自适应地提升编码冗余量，提高数据恢复率。

摘要:无人机在有障碍物的三维空间环境中飞行,采用常规A*算法进行避障航线的规划存在搜索节点多、搜索区域大、搜索时间长、搜索效率低、生成的航线拐角多且含有大量非必要冗余航点、没有考虑无人机自身体积与尺寸而引发的飞行中与障碍物边界碰撞的航线不安全等问题。因此，设计一种改进A*算法,首先,考虑无人机本身体积与尺寸,提出一种消除边界碰撞事故的子节点扩展方法；其次,改进评价函数,减少往复搜索次数,缩小搜索区域面积,提高搜索效率；然后,根据Floyd思想,对生成的航线进行简化处理,消除航线中的冗余航路点,减少航线转角数量,达到简化航线并改善航线平滑度的效果；最后,非线性仿真及飞行试验表明了改进的A*算法生成的航线更加安全、高效,并使无人机的飞行连续和顺畅。

摘要:针对堆叠密集的堆垛货箱出现的漏检情况以及难以分割出每个货箱的精确边缘而造成的难以准确抓取的问题,对深度学习实例分割算法YOLACT进行了相应的改进。首先使用工业相机采集货箱的堆垛图像,然后利用Labelme标注图像制作数据集,并且通过数据增强方法扩充数据集。接着为了提高模型的分割准确率,分别对掩码真值和YOLACT中的原型掩码输出分支(Protonet)的预测掩码使用Canny边缘检测算子,并取二者的二值交叉熵损失作为损失函数加入到原网络中训练。最后再使用训练好的最优模型对测试集图像数据进行试验,结果表明,改进后的模型预测掩码mAP_0.5:0.95可以达到0.543,比原模型提高2.2%,同时货箱边缘的分割精度也得到了一定的提升,模型推理速度可达10.2帧/秒,可以满足精度要求和生产节拍要求。

摘要:长周期光纤光栅(LPFG)作为一种重要的无源光器件,以其独特的性能和优势被广泛应用于光纤通信与传感领域。近年来发表了许多不同的LPFG制造方法,但产品可靠性依旧是需要解决的关键问题。提出用CO2激光熔融拉伸法制备长周期光纤光栅,改善了在LPFG制备中各种因素影响导致刻写失败的问题,该方法采用CO2激光器对光纤进行加热软化,在步进电机的恒定拉力下拉锥,重复在据上一锥形中心一个光栅周期的位置处加热拉伸,得到在波长为1539nm处出现最大衰减峰,峰值大于15dB的长周期光纤光栅,提高了LPFG的制备成功率及一致性。并对产品的可靠性进行验证,测试其温度、轴向应力的敏感特性。该研究在光纤激光系统及其应用的光学器件方面有较大应用潜力。

摘要:针对脑部磁共振图像中脑卒中病灶的自动分割因分割目标边缘复杂、尺度变化多样而造成的识别精度不高的问题，提出一种基于多尺度注意力的多尺度特征聚合方法，该方法利用注意力机制调节中间特征不同通道的权重，并自适应地选择不同尺度的特征进行融合，在缺血性脑卒中的公开数据集ATLAS上进行的一系列实验，选取Dice系数、豪斯多夫距离、重叠度、准确率和召回率作为评价指标，结果表明所提出的模型在脑卒中病变的分割问题上取得了较好的分割效果；另外，本模型还在Kaggle公开的脑肿瘤数据集上完成对比实验，证明本模型具有良好的可泛化性。

摘要:仿生水下机器人需要大量的训练数据来模仿水下生物的各种任务；然而，真实物理环境中的高成本使得仿真成为应对这一挑战的可行工具；目前，多数的仿真平台对于仿真环境的设计较为简单，缺乏在保证模拟真实性的条件下构建大型复杂场景的能力；为了解决仿真平台环境建模能力的不足，提高仿真效果的可视化程度，采用虚幻引擎（Unreal Engine，UE）、AirSim和分布式算法仿真平台（Distributed Algorithm Simulation Platform, DASP）相结合的方案，设计了一款应用于仿生水下机器人的动态交互仿真测试平台；并通过LQR控制器控制仿生机器鱼跟踪目标轨迹对仿真平台的可视化和有效性进行了测试；仿真结果表明该仿真平台在交互性、真实性、可视化和仿真效果等方面表现出较高的优势。

摘要:压敏漆测压技术具有非接触、全域测量的优点,广泛应用于模型表面压力分布测量；压敏漆试验中采用连续采集多幅图像求平均的方式降低图像噪声,一般根据经验确定图像采集幅数；对CCD相机的噪声类型进行分析,判断PSP测量系统随机噪声的主要来源为CCD光散粒噪声；提出了一种基于划分子区域的比图像信噪比计算方法,对比分析了某翼型和三角翼模型PSP试验数据不同图像平均幅数的处理结果,结果表明图像平均幅数增加到一定值后信噪比会趋于收敛,图像平均幅数减半后依然可以满足PSP测压试验精度要求,可通过分析信噪比确定每个工况采集的图像幅数,进而达到合理控制风洞试验时间的目的。

摘要:针对工业网络的安全性问题,在半监督环境的支持下,利用AE-ELM模型优化设计工业网络安全防御方法。根据不同网络攻击程序的攻击原理,设置工业网络入侵攻击检测标准。采集满足质量要求的工业网络实时数据,在半监督环境下,利用AE-ELM模型提取工业网络数据特征,通过与设置检测标准的匹配,得出工业网络攻击类型的检测结果。根据网络攻击类型,从边界、传输通道、终端等方面进行防御部署,实现工业网络的安全防御。通过与传统防御方法的对比测试得出结论：综合考虑两种攻击场景,在优化设计方法的防御作用下,工业网络的数据丢失率和篡改率分别降低约4.36%和2.35%,即优化设计方法具有更高的安全防御效果。

摘要:提出了一种基于高层次综合技术的可编程晶振自适应配置方案,利用高层次综合技术实现了晶振参数的浮点计算及IIC总线通信,并以此为基础实现了可编程晶振的自适应配置；经测试,相对于传统RTL实现方式,使用高层次综合技术实现可编程晶振的参数计算和配置,其代码量仅为前者的1/10至1/20,开发周期仅为前者的1/4至1/10,且代码运行效率并无明显降低；结果表明,高层次综合技术不仅能够有效提高FPGA在算法开发、数据处理等领域的设计、开发效率,在FPGA接口和时序设计方面也有较好的应用和推广价值。

摘要:无线传感网作为一个重要的数据调度工具,是人类同自然交互的有效途径。然而,无线传感网中的传感器数量有限,同时还极易被无关因素影响。因此,研究提出一种基于区间二型TSK模糊系统和高效数据融合的非均匀分簇路由算法,分簇是为了最大程度地减小网络损耗,延长其生存时间,一般的分簇方法,可能会导致负载失衡,为解决这种热区现象,研究使用区间二型TSK模糊逻辑算法,进行非均匀分级分簇。同时引入高效数据融合技术,将调度过程划分为几个周期,利用时间间隙进行数据采集,并进行降维操作,进一步提升数据传输效率。研究在MATLAB平台,对该算法以及自适应分簇层次等其余四种算法进行对照分析实验,并将其分为200m×200m和1000m×1000m的监测范围,实验结果表明,在不同大小的监测区域中,研究使用算法的分簇效果、网络吞吐量以及节点损耗率指标,都明显优于其他算法。其中,在小范围区域内,其剩余能力均值比自适应分簇层次算法提升了49.7%；在大范围区域内,该算法的HND指标比自适应分簇层次算法提升了98.7%。因此,研究采用算法具有极佳的性能。

摘要:试飞数据是民机飞行试验的重要产物,具有测量参数数量大,数据体量大,飞行试验数据与试飞任务信息关联性强等特征,支撑飞机型号取证与设计优化等任务。试飞数据平台数据架构对多源异构数据集成接入、多类形态数据存储管理、多种层次数据处理分析等技术进行了研究,采用湖仓一体的关键技术和方法打造试飞数据全集。试飞数据接入采用流批一体的数据处理技术,融合Spark和Flink主流数据处理引擎,具备试飞数据快速入库能力。提出按秒聚合方法,具备PB级多维度试飞数据压缩存储功能,存储性能提升近10倍；采用以秒为索引条件支持快速检索,强化数据湖查询能力。研究数据仓库技术,设计试飞数据多层数据模型,具备多维信息精细查询,多层数据灵活钻取,多功能自定义函数集成等功能,并成功应用在某型国产民机的飞行试验数据管理中,服务于试飞数据用户,提高了试飞数据管理效率与试飞数据应用价值。

摘要:运动想象脑电具有识别效果不佳及复杂时序信号建模困难的问题；提出一种基于多时窗共空间模式的隐马尔可夫模型运动想象脑电识别方法,首先将运动想象脑电划分为多个短时窗信号,然后使用共空间模式提取特征序列,以滤除脑电通道间的冗余信息,最后采用前向-后相算法与Viterbi算法求解隐马尔可夫模型并完成分类识别；将本文方法在公开运动想象脑电数据集上进行实验，得到77.17%的分类正确率，相较隐马尔可夫模型算法提升了5.74%，验证了所提方法的有效性。

摘要:针对WSNs中现有路由算法存在的各种不足,本文提出了一种基于占空比间隔优化的延迟约束路由算法。具体来说,在提出的算法中,首先,将端到端延迟分布估计为占空比间隔和潜在转发器数量的函数,在给定的网络模型和参数下,其分布可以近似地估计。然后,选择满足延迟约束成功率(Delay-Constrained Success Ratio,DCSR)要求的占空比间隔最大值,每个节点独立地调度其休眠和唤醒时间,发送端节点将数据包转发给潜在转发器中最先唤醒的节点,从而确保数据包以要求的概率即DCSR到达接收器,同时最大化占空比间隔；仿真实验结果表明,提出的路由算法不仅能够满足要求的DSCR,并在ETE延迟、数据包交付率和实际得到的DCSR方面都优于现有的先进算法。

摘要:针对现有聚类方法对数据处理规模的局限性，解决数据聚类效果差的问题，在Hadoop平台的支持下提出基于优化X-means算法的大数据聚类方法。利用Hadoop平台架构与函数采集大数据样本，通过缺失补偿、噪声滤波、归一化等步骤，实现初始样本数据的预处理。选择大数据聚类中心，分别提取聚类中心数据与其他所有数据样本的特征，计算数据样本与聚类中心之间的特征相似度。以相似度度量结果为聚类判定条件，利用优化X-means算法确定数据所属类型，最终实现大数据的聚类处理工作。通过聚类效果测试实验得出结论:在有、无两种实验条件下，与传统聚类方法相比，优化设计方法的查全率和查准率分别提升了4.75%和4.5%，同时优化聚类方法得出数据具有更高利用率。

摘要:针对智能体育视域下的罚球智能命中预测问题,研究提出了基于YOLOv5网络改进损失函数和引进注意力机制的目标检测网络完成对比赛视频中罚球球员的准确识别与有效提取。然后设计了一种基于轨迹优化的识别方法进行罚球球员的姿态检测,并利用支持向量机(Support vector machine,SVM)分类器进行篮球罚球命中预测。实验结果显示研究提出的目标检测算法在训练15轮时就达到了85%的平均精度,而命中预测算法的进球预测准确性也增加了5%,优于实验中的其他算法。实验结果表明改进损失函数并引入注意力机制的视频罚球队员检测跟踪方法能够有效检测罚球队员所在区域,并准确将罚球队员的特写视频提取出来。篮球教练可以根据经验,结合姿态估计和罚球命中预测数据,有效评价动作表现并给出指导建议,既能实现运动姿态矫正还能帮助评估运动员水平,进而建立智能化运动员数据档案。

摘要:为提高无人机测绘点云数据的质量与利用率,利用坡度滤波技术优化设计无人机测绘点云特征提取与滤波分类方法。利用硬件设备获取无人机测绘点云数据,通过粗配准和精准配准两个步骤,实现对初始点云数据的配准工作。通过对无人机测绘点云数据的滤波处理,降低初始数据中的干扰项。利用坡度滤波技术提取无人机测绘点云数据的地形、纹理、形状等特征,根据特征相似度的计算结果,完成测绘点云的滤波分类。通过性能测试实验得出结论:与传统方法相比,优化设计方法得出点云数据的信噪比提高41.22,特征提取占比所有提升、冗余度得到明显降低,分类查全率和查准率分别提高了1.25%和2.1%。

摘要:为了满足高铁网络中不同业务对带宽、延迟、可靠性等多元化的要求,采用集中式与分布式相结合的方法,提出一种基于SDN和MEC的高铁网络多维资源适配架构,采用了SDN逻辑集中控制和MEC的关键技术和方法,并在SDN控制器、MEC服务器和软件定义移动单元三个实体上设计了核心功能组件,实现链路状态信息实时收集、多维网络资源动态适配、服务及时响应等能力,通过一个实际的高铁网络应用案例测试验证了该架构在时延、丢包率等方面的性能提升,最后讨论了该架构未来的一些问题和研究方向。

摘要:工程修建会破坏岩体结构,导致岩体结构的稳定性下降,因此需要对其检测,以保证工程施工的安全性。在此背景下,研究一种基于非连续变形分析的岩体断裂破坏过程自动检测方法。该研究以某隧道工程对山体的破坏为例,分析了该处岩体结构特征。利用探地雷达技术获取岩体裂隙的非连续变形参数,构建岩体的非连续数值模型并将变形参数插入到模型当中。对模型施加荷载,模拟分析岩体的非连续变形情况并量化岩体断裂破坏程度,包括裂隙的发展、岩体的位移以及稳定性系数,实现岩体断裂破坏过程自动检测。结果表明：裂隙均沿着虚拟节理持续扩展,最终将整个岩体分割为了三个块体,其中有两条裂隙形成了贯穿裂,使得岩体发生断裂。块体1 、块体2的断裂破坏过程主要发生在垂直方向；块体3的断裂破坏过程主要发生在水平方向。岩体整体稳定性在逐渐下降,从最初的基本稳定到100d时之间下降到稳定性差的程度。

摘要:高速公路车辆车速、车距、行驶方向等因素都是动态变化的,受外界环境干扰,采集到的目标车辆状态特征数据可能存在噪声,导致车辆变道轨迹预测存在误差,为此提出基于长短期记忆网络的高速公路车辆变道轨迹预测模型,有效预测高速公路车辆变道轨迹,改善车辆行驶条件,保障其安全运行。通过激光雷达、GPS等装置采集目标车辆交通数据,将其合理组合成目标车辆状态观测特征向量,并构建相应的特征向量矩阵,将所构建目标车辆状态观测特征向量矩阵作为1层卷积神经网路输入,提取目标车辆状态观测特征向量潜在特征后,以1层卷积神经网络输出结果为双向长短期记忆网络有效输入,经过无数次模型训练后,输出目标车辆变道轨迹预测结果。实验结果表明:该模型可有效预测高速公路车辆变道轨迹,预测出的轨迹横纵坐标误差极低,能够得到较为理想的高速公路车辆变道轨迹预测结果。

摘要:针对在复杂环境下多特征融合的粒子滤波算法跟踪精确度低的问题，提出一种改进的多特征融合算法；该算法采用二阶中心差分卡尔曼滤波方法来实现建议分布函数的优化，在重要性采样中融入最新的测量信息，提高了粒子的使用效率，并引入动态模板更新机制对目标模板实时更新；在多特征融合策略上利用基于粒子滤波框架下的EM算法适用于不同数量样本集的特点求解状态估计，不仅避免因计算特征权重产生误差，而且提高了算法的实时性；滤波器仿真实验结果表明，在一维非线性模型下对比其它改进粒子滤波算法，本文提出的方法性能最优；在基于视频序列的目标跟踪实验中，通过比较本文算法在不同特征、不同采样粒子数量条件下的性能对比验证本文算法的有效性；最后通过一系列不同环境下的跟踪实验证明，本文算法对复杂条件下的目标跟踪具有较高的精度和鲁棒性。

摘要:针对车联网的特点,结合节点间的节点相对移动性和节点的剩余生存时间,提出了簇头选择权值参数M来表示节点作为簇头的能力强弱,并基于这个参数设计出一种簇生成算法。该簇生成算法的主要思想是比较每个节点的M值,然后选出M值最小的节点成为簇头并生成簇,这样可以保证簇的稳定性。但是,当一个簇内成员个数过多过少时都会对使簇的存在变得低效,针对这一现象,提出了簇合并和簇分裂机制。该机制可以在降低网络通信开销的同时,保证簇的稳定运行。仿真结果表明,此算法在车联网场景中性能良好,簇结构稳定,孤立节点数量较少,节点能够快速地进行信息交互并生成簇。