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全英教学和互动交流:提升研究生学术和专业素养的实践和探索——以上海理工大学光电信息与计算机工程学院“Nanotechnology”全英课程为例

上海理工大学学报（社会科学版） 2018年第1期40卷 81-84页

作者：金涛郑继红贾宏志上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

介绍了上海理工大学光电信息与计算机工程学院通过全英教学和互动交流提升研究生学术和专业素养的一些实践和探索。针对上海理工大学研究生教育的国际化程度不足以及研究生在国际上学术和专业交流能力不足等问题,通过包括开设全英研究... 详细信息

介绍了上海理工大学光电信息与计算机工程学院通过全英教学和互动交流提升研究生学术和专业素养的一些实践和探索。针对上海理工大学研究生教育的国际化程度不足以及研究生在国际上学术和专业交流能力不足等问题,通过包括开设全英研究生课程,邀请海内外知名学者和企业专家授课,混合研究生与留学生共同授课等方式,为研究生提供国际化的教学环境,培养研究生的多方位思维,提升研究生学术和专业的国际化交流能力。

关键词：学术素养专业素养国际化全英教学

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概率约束下基于观测器的高效模型预测控制

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控制与决策 2025年第5期40卷 1669-1676页

作者：宋燕张奕淳上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海理工大学理学院

提出一种随机模型预测控制(SMPC)算法,适用于具有有界加性噪声和不完整状态信息的线性离散时间系统.首先,假设噪声的一阶矩和二阶矩已知,利用Chebyshev-Cantelli不等式将施加在状态和输入上的概率约束重新表述为确定性形式;然后,在高效... 详细信息

提出一种随机模型预测控制(SMPC)算法,适用于具有有界加性噪声和不完整状态信息的线性离散时间系统.首先,假设噪声的一阶矩和二阶矩已知,利用Chebyshev-Cantelli不等式将施加在状态和输入上的概率约束重新表述为确定性形式;然后,在高效模型预测控制(EMPC)的框架下设计基于观测器的输出反馈控制器;接着,引入附加的摄动量,采用“离线计算、在线综合”的方法最大化初始可行域并计算控制律;最后,给出一个平均渐近性能指标的上界,验证所提出算法的递推可行性.仿真结果表明了所提出算法的有效性.

关键词：随机模型预测控制有界噪声概率约束输出反馈初始可行域

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基于模糊人工势场法的智能助行器人机共享控制策略

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控制与决策 2025年第5期40卷 1474-1484页

作者：赵丹丹王亚刚张一勤周康寿朱灵龙喻洪流孟巧玲上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海理工大学健康科学与工程学院

在智能助行器对有行走障碍的用户进行助力、跟随以及安全防护的过程中,智能助行器的主动避障行为是十分重要的.鉴于此,提出一种基于模糊人工势场法(FAPF)的智能助行器人机共享控制策略,适用于智能助行器的局部路径规划需求.FAPF对传统... 详细信息

在智能助行器对有行走障碍的用户进行助力、跟随以及安全防护的过程中,智能助行器的主动避障行为是十分重要的.鉴于此,提出一种基于模糊人工势场法(FAPF)的智能助行器人机共享控制策略,适用于智能助行器的局部路径规划需求.FAPF对传统人工势场法(APF)进行优化,减少APF易陷入局部最小值和目标不可达的情况出现,并引入模糊自适应对APF斥力增益系数进行整定,以满足智能助行器在实际中的应用需求,提高算法的稳定性.FAPF在Matlab仿真平台进行实验,仿真实验表明,FAPF能够安全地避开障碍物,目标点到达率为89.7%,并增强智能助行器在复杂环境中的轨迹平滑度.同时,在智能助行器上的应用实验表明了FAPF的可行性和实用性,部署FAPF后,智能助行器能够在跟随用户行走过程中主动避开障碍物,引导用户选择更加安全的路径.

关键词：智能助行器人工势场法人机共享控制避障康复机器人

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聚合物衬底上微纳物体的激光捕获及操控

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物理学报 2025年第8期74卷 295-303页

作者：尹越窦琳沈天赐刘家彤谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

聚合物衬底克服了刚性平面衬底在空间形变场景下的局限,并能结合光刻技术制备复杂三维异形空间结构.光热冲镊技术实现了固体界面上对微纳物体的捕获和操控,将该技术应用在聚合物衬底上可开发新的应用场景需求.本文以常用的聚甲基丙烯酸... 详细信息

聚合物衬底克服了刚性平面衬底在空间形变场景下的局限,并能结合光刻技术制备复杂三维异形空间结构.光热冲镊技术实现了固体界面上对微纳物体的捕获和操控,将该技术应用在聚合物衬底上可开发新的应用场景需求.本文以常用的聚甲基丙烯酸甲酯和负性光刻胶作为聚合物衬底,通过溶胶-凝胶法在其上制备SiO_(2)纳米薄膜,能有效减轻光热冲击效应引起的热损伤,从而实现微纳物体的激光捕获及操控.实验表明,在常用激光操控功率条件下,当SiO_(2)纳米薄膜厚度大于110 nm时,能够有效防止聚合物衬底因光热效应引起软化、膨胀和表面破坏.理论计算也表明,纳米薄膜能至少使聚合物表面温度降低111℃,并使其产生最高温度的时间滞后13.2 ns.本文使用的纳米薄膜制备技术具有常温、大面积、低粗糙度且厚度均一的优点,能普遍适用于柔性聚合物衬底以及异形结构.本实验结果拓展了激光捕获物体的环境媒介,为其在微纳操控、微纳米机器人和微纳光机电器件等领域的应用提供新的可能性.

关键词：光捕获聚合物表面溶胶-凝胶法光热冲镊

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基于对联载体的生成式信息隐藏方法

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计算机研究与发展 2025年第3期62卷 779-789页

作者：李欣然李蓉受秦川钱振兴张新鹏上海理工大学管理学院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 复旦大学计算机科学技术学院上海200433

为了提高信息隐藏算法的隐藏容量,同时保持生成文本的质量,提出一种基于对联载体的生成式信息隐藏方法.首先通过对对联文本数据进行预训练,在多流预训练和微调框架的基础上建立对联生成模型;其次将主题词作为输入生成上联,且模型可以在... 详细信息

为了提高信息隐藏算法的隐藏容量,同时保持生成文本的质量,提出一种基于对联载体的生成式信息隐藏方法.首先通过对对联文本数据进行预训练,在多流预训练和微调框架的基础上建立对联生成模型;其次将主题词作为输入生成上联,且模型可以在同一主题词上生成多个上联;然后将上联作为输入生成下联.通过对主题词、候选上联以及生成下联的候选词的不同选择,可有效地隐藏秘密信息.实验结果表明,该方法可获得较高的隐藏容量,7字对联的平均隐藏容量可达10.24 B,生成的对联结果满足对联严格的形式和内容要求,即字数相等、语义相对和语调相协,所提方法整体性能优于当前主流的生成式文本信息隐藏方案.

关键词：文本生成生成式信息隐藏对联载体文本质量隐藏容量

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基于多通道卷积和联合深度监督的多尺度胰腺分割

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生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 140-147页

作者：杨越王永雄秦辰栋上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

胰腺形状和轮廓多变,其分割是医学图像任务中公认的难点。基于卷积网络(CNN)或转换器(Transformer)的网络在医学图像分割任务中表现出色,但CNN感受野窄,Transformer利用特征不充分,因此仍需改进。本文提出一种改进的胰腺分割方法,结合CN... 详细信息

胰腺形状和轮廓多变,其分割是医学图像任务中公认的难点。基于卷积网络(CNN)或转换器(Transformer)的网络在医学图像分割任务中表现出色,但CNN感受野窄,Transformer利用特征不充分,因此仍需改进。本文提出一种改进的胰腺分割方法,结合CNN和Transformer,在阶段式编码器中引入逐点可分离卷积,用更少参数提取更多特征。利用密集连接的集成解码器融合多尺度特征,解决跳跃连接对结构的非必要限制。在深度监督中引入一致性项和对比损失,以保证模型的最终精度。为验证方法的有效性,在长海胰腺数据集和美国国立卫生研究院(NIH)胰腺公开数据集上进行了大量对比实验,分别取得了76.32%和86.78%的最高Dice相似性系数(DSC)值,同时多项其他指标占优。消融实验验证了网络各组成部分对提升性能和减少参数均有重要贡献。实验说明本文改进的损失函数最能平滑训练过程,使模型性能最佳。最终结果证实,本文方法性能表现优于其他先进方法,能够有效提升胰腺分割效果,可辅助专业医师诊断,为后续研究应用提供了可靠参考。

关键词：多通道卷积集成解码器深度监督对比损失胰腺分割

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点扩散函数评价渐进多焦点镜片光学性能研究

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光学学报 2025年第2期45卷 264-273页

作者：王冰城项华中马乐飞程慧刘建廷陶春先张大伟上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学健康科学与工程学院医学光学与视光学研究所上海200093

为了更全面地评价渐进多焦点镜片的光学性能,提出一种基于点扩散函数(PSF)的渐进多焦点镜片光学性能评价方法。首先,利用Zemax设计人眼与镜片组合的光学系统,对两种不同设计的镜片进行光线追迹,并考虑人眼的真实旋转角度。眼球的旋转角... 详细信息

为了更全面地评价渐进多焦点镜片的光学性能,提出一种基于点扩散函数(PSF)的渐进多焦点镜片光学性能评价方法。首先,利用Zemax设计人眼与镜片组合的光学系统,对两种不同设计的镜片进行光线追迹,并考虑人眼的真实旋转角度。眼球的旋转角在X和Y方向设置在±25°范围内,每隔5°进行采样,共生成121个旋转采样点,实现对远、中、近3个距离物体的观察,提取所有角度及视距下的PSF图像。其次,将提取的PSF作为滤波器与原始无像差图像进行卷积,以获得初始模拟视网膜图像;最终,利用各个像差项所对应的PSF项,计算部分PSF权重系数,分析其对成像质量的影响。结果表明,佩戴渐进多焦点镜片时,眼球的实际旋转对视光学性能的全面评价至关重要,通过旋转后提取的PSF图像能够更精准地评价镜片的光学性能。并且,通过对PSF图像权重系数的求解,进一步量化了像差对PSF图像弥散的影响程度,揭示了镜片相关像差对成像质量的影响。该研究为渐进多焦点镜片的设计优化与性能评价提供了新的方法。

关键词：渐进多焦点镜片点扩散函数评价方法 Zemax 像差

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多节点探测器附着任务分层约束图模型及重规划算法

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控制与决策 2025年第2期40卷 626-634页

作者：杨和星赵清杰王鑫付康北京理工大学计算机学院北京100081

针对多节点深空探测器附着小天体过程中的任务重规划问题研究规划约束模型和重规划算法.基于多节点协同工作机制和复杂时间约束形式,定义时间约束与系统图表示,构建描述探测器系统的分层约束图并提出多节点探测器附着任务分层验证及搜... 详细信息

针对多节点深空探测器附着小天体过程中的任务重规划问题研究规划约束模型和重规划算法.基于多节点协同工作机制和复杂时间约束形式,定义时间约束与系统图表示,构建描述探测器系统的分层约束图并提出多节点探测器附着任务分层验证及搜索重规划算法.算法结合二分思想和动态规划思想,具体包括分层时延满足验证机制和分层约束搜索算法两部分.通过对约束进行不同粒度的分级存储,建立突发约束的时延满足验证机制.对于整体时延无法满足全部约束的情况,基于约束点的分级匹配方法设计多粒度约束搜索算法.仿真实验表明,所提出算法能够快速生成时间约束损失代价最小的重规划结果,以满足深空探测场景下的实时自主决策需求.

关键词：多节点探测器分层约束图任务重规划小天体附着规划约束模型协同工作

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物理信息神经网络解偏微分方程设计渐进镜片

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光学学报 2025年第1期45卷 218-228页

作者：项华中程慧丁琦慧郑泽希陈家璧王成张大伟庄松林上海理工大学健康科学与工程学院医学光学与视光学研究所上海200093 上海理工大学上海介入医疗器械工程技术研究中心上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

提出一种基于物理信息神经网络(PINN)求解非线性偏微分方程设计渐进多焦点镜片的方法。使用显式有限差分算法生成训练数据,建立深度卷积神经网络模型,构建量化偏微分方程残差的损失函数,同时约束施加边界条件后的残差,在迭代过程中最小... 详细信息

提出一种基于物理信息神经网络(PINN)求解非线性偏微分方程设计渐进多焦点镜片的方法。使用显式有限差分算法生成训练数据,建立深度卷积神经网络模型,构建量化偏微分方程残差的损失函数,同时约束施加边界条件后的残差,在迭代过程中最小化损失函数来更新神经网络参数(权重和偏置)并输出优化后的镜片面形。最后,通过数值法和PINN设计并加工6组镜片。结果表明:经PINN设计的3组镜片,远用区的光焦度误差更小,在0.05 D(1 D=l m^(-1))以内;远近用区像散也更小,仅0.02 D;加光度与理论值之间的误差显著降低,最小误差为0.1 D。所提方法在优化镜片光学性能的同时,远近用区域面积和宽度等参数基本没有变化,达到了优化要求。所提出的PINN方法为渐进多焦点镜片的优化提供了一种新的方法。

关键词：物理信息神经网络自由曲面渐进多焦点镜片像散光焦度

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Transformer辅助的超奈奎斯特速率无线光滤波器组多载波检测算法

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光学学报 2025年第1期45卷 37-47页

作者：陈轩曹明华张悦王惠琴韩生春兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050

针对光正交频分复用(OOFDM)传输技术存在带外衰减慢、频谱利用率不高的问题,将超奈奎斯特(FTN)技术与光滤波器组多载波(OFBMC)技术结合,提出了一种超奈奎斯特速率无线光滤波器组多载波(OFBMC-FTN)传输方案。基于Gamma-Gamma湍流信道模型... 详细信息

针对光正交频分复用(OOFDM)传输技术存在带外衰减慢、频谱利用率不高的问题,将超奈奎斯特(FTN)技术与光滤波器组多载波(OFBMC)技术结合,提出了一种超奈奎斯特速率无线光滤波器组多载波(OFBMC-FTN)传输方案。基于Gamma-Gamma湍流信道模型,推导了该系统在最大似然准则下的理论误码率表达式,并采用蒙特卡罗仿真验证了理论分析的正确性。在此基础上,针对OFBMC-FTN发送信号的特点,提出了基于Transformer网络的信号检测算法FBMCFormer来降低检测复杂度。结果表明,当FTN的压缩因子为0.9时,系统的频谱效率比直流偏置光滤波器组多载波、非对称限幅光滤波器组多载波和光正交频分复用技术分别提升了11.1%、94%和120%。同时,对于不同的湍流强度,所提检测算法的误码性能在接近最大似然最优检测的同时大幅降低了计算开销。

关键词：光通信光滤波器组多载波超奈奎斯特频谱效率 Transformer 信号检测

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