检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2024年第4期39卷 1297-1304页

作者：孙传猛陈嘉欣裴东兴马铁华祖静任一峰中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学电气与控制工程学院太原030051

为实现恶劣战场环境下降质图像的有效恢复、降低环境因素对战场态势感知的干扰,构建一种全新的、端到端的图像恢复方法——门控采样网络(GSNet).该网络以编码块-解码块为基本架构,以CNNs与门控卷积为编码与解码机制,以压缩和激励网络为... 详细信息

为实现恶劣战场环境下降质图像的有效恢复、降低环境因素对战场态势感知的干扰,构建一种全新的、端到端的图像恢复方法——门控采样网络(GSNet).该网络以编码块-解码块为基本架构,以CNNs与门控卷积为编码与解码机制,以压缩和激励网络为编码块与解码块的连接机制,以高阶信息重要程度的重标定区分目标与背景特征,以通道粒度因子压缩方法为轻量化策略,实现对战场恶劣环境图像的快速恢复.相关实验结果表明,GSNet模型可使PSNR达到19.35 dB,并且SSIM达到0.724,无论是客观指标评价还是主观视觉效果,性能均优于对比的主流图像恢复算法;轻量级GSNet模型在较小提升PSNR、SSIM等指标的情况下,其参数量、FLOPs以及单张图像处理时间分别降低56.6%、54.6%和55.56%.

关键词：图像恢复恶劣战场环境深度学习门控卷积压缩和激励网络轻量化

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基于串并行双分支网络的冲击波信号重构方法

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振动与冲击 2024年第6期43卷 38-49页

作者：孙传猛陈嘉欣原玥裴东兴马铁华中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学电气与控制工程学院太原030051

通过有限测点数据重建冲击波场内压力分布、通过残缺数据重构完整的冲击波压力曲线,对武器威力以及目标毁伤评估具有重要价值。针对爆炸冲击波信号重构问题,建立Res-GRU分支以串行方式捕捉冲击波超压信号局部时序依赖关系;建立Transfor... 详细信息

通过有限测点数据重建冲击波场内压力分布、通过残缺数据重构完整的冲击波压力曲线,对武器威力以及目标毁伤评估具有重要价值。针对爆炸冲击波信号重构问题,建立Res-GRU分支以串行方式捕捉冲击波超压信号局部时序依赖关系;建立Transformer分支以并行方式分析信号全局潜在特征;建立特征融合单元进行高阶特征融合,实现不同阶段信息逐层互补;进而构建了基于门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)和Transformer模型的串并行双分支网络(G-TNet)。试验研究表明:G-TNet综合考量了信号的时序关系、数据变化规律等特征信息;在基于有限测点数据的冲击波场压力分布重构试验中,重建的模拟、实测超压数据与原始值之间均方误差(mean square error,MSE)分别为5.0×10^(-6)、1.2×10-3,平均峰值误差分别为0.49%、27.01%,平均正压时间误差分别为15.62%、15.91%,平均比冲量误差分别为17.66%、19.33%;在基于残缺数据的冲击波压力曲线重构试验中,重构的模拟、实测信号的缺失值与原始值之间MSE分别为5.0×10^(-6)和5.0×10^(-4),平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为0.0010和0.0171;G-TNet重构结果优于主流方法,满足爆炸冲击波压力重构指标要求。

关键词：动态测试冲击波超压信号重构深度学习特征融合

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基于全变分展开的低剂量CT重建网络

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电子科技大学学报 2024年第4期53卷 617-628页

作者：张鹏程侯瑞峰刘祎桂志国中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学信息与通信工程学院太原030051

针对CT迭代展开重建网络仅对数据保真项进行神经网络展开降低了重建网络计算性能的问题,通过对基于全变分的CT迭代重建算法进行神经网络展开,提出一种对数据保真项和全变分正则项全部进行神经网络展开的重建网络,从而改善了CT重建图像... 详细信息

针对CT迭代展开重建网络仅对数据保真项进行神经网络展开降低了重建网络计算性能的问题,通过对基于全变分的CT迭代重建算法进行神经网络展开,提出一种对数据保真项和全变分正则项全部进行神经网络展开的重建网络,从而改善了CT重建图像的视觉质量。首先,采用原始–对偶算法求解基于全变分的CT重建问题,得到易于神经网络展开的迭代重建算法。然后,对该迭代重建算法进行神经网络展开,尤其是对正则项部分的算法进行神经网络展开,得到迭代展开CT重建网络。在模拟的低剂量CT数据集上验证了该算法的有效性。实验结果表明,与6种低剂量CT重建算法相比,该算法在抑制低剂量CT图像噪声的同时,很好地保留了图像中的结构和细节纹理。重建图像的定量评价分析显示,该算法取得了良好的峰值信噪比和归一化均方误差指标值,验证了提出的低剂量CT重建算法具有较好的噪声抑制能力和较强的鲁棒性。

关键词： CT重建全变分神经网络迭代展开原始-对偶算法

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基于Lissajous曲线拟合的Fabry-Perot传感器三波长小信号标定方法

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光子学报 2025年

作者：黄宇浩任乾钰王军涂嘉成叶蔚贾平岗中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室

三波长相位解调技术通过三个不同波长的干涉光强信号对非本征型法布里-珀罗干涉仪（Extrinsic Fabry-Perot Interferometer， EFPI）传感器进行相位提取。不同波长干涉光强信号的不平衡会导致解调结果出现较大误差，采用幅值归一化的方... 详细信息

三波长相位解调技术通过三个不同波长的干涉光强信号对非本征型法布里-珀罗干涉仪（Extrinsic Fabry-Perot Interferometer， EFPI）传感器进行相位提取。不同波长干涉光强信号的不平衡会导致解调结果出现较大误差，采用幅值归一化的方法可以实现平衡校准，但是该方法对于相位变化量不超过2π的小信号并不适用。针对该问题，本文提出了一种基于李萨如(Lissajous)曲线拟合的三波长小信号标定方法。仿真结果表明，在满足三波长解调算法条件的基础上，该标定方法可以稳定获取相位变化量在0.2π以内的微小信号校准系数，标定后的最大幅值误差不超过1.1%，且具有较强的噪声抗干扰能力，经过实验测试，标定后传感器灵敏度最大误差不超过0.15%，拟合曲线的最大非线性误差不超过0.6%。该标定方法实现了三波长相位解调算法中针对小信号的准确标定，拓宽了三波长算法的使用范围，提升了传感器解调精度。

关键词：光纤传感器法布里-珀罗腔三波长解调算法 Lissajous曲线拟合腔长解调

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光栅干涉位移传感器信息解算方法研究

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应用光学 2024年第2期45卷 446-452页

作者：祖凯旋赵锐石云波张旭陈玉楠沈富明刘豪中北大学仪器科学与动态测试省部共建国家重点实验室山西太原030051

面向光栅干涉式位移传感器信号高精度解算的需求,提出了一种基于椭圆拟合补偿及反正切算法的位移解算改进方法。采用傅里叶变换及标准化椭圆参数拟合法对信号误差估计,通过构建线性误差补偿模型对带误差信号进行正交补偿,结合反正切算... 详细信息

面向光栅干涉式位移传感器信号高精度解算的需求,提出了一种基于椭圆拟合补偿及反正切算法的位移解算改进方法。采用傅里叶变换及标准化椭圆参数拟合法对信号误差估计,通过构建线性误差补偿模型对带误差信号进行正交补偿,结合反正切算法对信号进行线性化处理,实现高精度位移解算读出。Matlab仿真结果表明,该方法对信号正交补偿效果显著,线性化处理算法解算位移最大相对误差小于0.2%。为提高光栅干涉式传感器位移解算精度提供了有效途径和方法。

关键词：光栅位移正交补偿椭圆拟合反正切线性化处理

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GaSe/ZnS异质结的结构和界面性质的第一性原理研究

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 669-675页

作者：鲍爱达马永强郭鑫中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

本文设计了一种GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构(vdWH),并用第一性原理计算系统地分析了该异质结构的几何、电子、输运性质。通过结合能、声子谱、从头算分子动力学(AIMD)模拟验证了所构建GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构的稳定性。详细计算了Ga... 详细信息

本文设计了一种GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构(vdWH),并用第一性原理计算系统地分析了该异质结构的几何、电子、输运性质。通过结合能、声子谱、从头算分子动力学(AIMD)模拟验证了所构建GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构的稳定性。详细计算了GaSe/ZnS vdWH界面性质中的平面平均电子密度差和平均静电势。结果表明,GaSe/ZnS vdWH是一种直接带隙为2.19 eV,载流子迁移率较高的异质结构。其中,沿x方向的电子迁移率可达1394.63 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),而沿y方向的电子迁移率可达1913.18 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),性能优异,有望应用于电子纳米器件。

关键词：第一性原理密度泛函理论 GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构声子色散谱载流子迁移率

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基于GAN-LSTM改进T-L磁补偿方法

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电子测量技术 2025年第5期48卷 50-56页

作者：王劲楠张晓明张鸽赵晨阳中北大学电子测试技术国家重点实验室中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室

针对无人机磁反潜任务中因机载设备、运动特性等引入的磁干扰问题，开展基于改进磁补偿模型的研究。提出了一种基于GAN和LSTM的改进T-L磁补偿模型，该模型融合了传统T-L模型在姿态相关噪声建模方面的优势、LSTM对长时间间隔依赖关系的... 详细信息

针对无人机磁反潜任务中因机载设备、运动特性等引入的磁干扰问题，开展基于改进磁补偿模型的研究。提出了一种基于GAN和LSTM的改进T-L磁补偿模型，该模型融合了传统T-L模型在姿态相关噪声建模方面的优势、LSTM对长时间间隔依赖关系的捕获能力以及GAN对数据分布特性的学习能力，从而显著提升了噪声识别精度，进一步提高了磁数据的测量准确性。仿真结果表明，补偿精度较T-L模型提高了67%,改善比达到43.67;无人机机载试验中，补偿精度提高了64%,改善比达到26.93。研究表明，该方法显著提升磁测数据的质量，为基于磁场变化的水下反潜任务提供准确的磁场。

关键词：磁反潜航磁补偿 T-L磁补偿模型神经网络

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复杂场景下无水尺水位的影像水位反演智能检测方法

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测绘学报 2024年第3期53卷 558-568页

作者：孙传猛魏宇李欣宇马铁华武志博中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

实现精细化水务管控和洪涝灾害预警,需要实时、准确感知水位突变事件。现有技术不能满足夜晚、雾霾、雨天、雪天、漂浮物遮挡及阴影等复杂恶劣环境下的水位识别需求。为此,本文提出一种融合改进YOLOv5与卡尔曼滤波原理的无水尺水位智能... 详细信息

实现精细化水务管控和洪涝灾害预警,需要实时、准确感知水位突变事件。现有技术不能满足夜晚、雾霾、雨天、雪天、漂浮物遮挡及阴影等复杂恶劣环境下的水位识别需求。为此,本文提出一种融合改进YOLOv5与卡尔曼滤波原理的无水尺水位智能检测技术:①引入YOLOv5对水位线(水岸分界线)进行检测,并利用线性拟合方法获得实际水位线;②针对水位线在延伸方向无限大而在其法向无限小特点,提出强化中尺度特征的多层级特征融合方法改进原YOLOv5算法;③利用卡尔曼滤波引入水位历史信息作为先验知识,提高本技术对复杂恶劣环境的泛化性能;④将图像中事先标定的固定的标志物加入到深度学习网络中训练,根据标志位真实尺寸解算实际水位高程,实现无水尺检测方案。相关试验和实践表明,改进的YOLOv5更加轻量化;本文所述水位智能检测技术斜率准确性为97.3%,较原算法提高了2.4%;截距准确性为99.3%,较原算法提高了0.5%;在夜晚、雾霾、雨天、雪天、漂浮物遮挡及阴影等复杂恶劣环境下可以自动、准确识别出水位高程,误差小于0.1 m。

关键词：水位识别无水尺水位检测深度学习 YOLOv5 卡尔曼滤波

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基于LZ4算法的实时压缩处理器的设计

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火炮发射与控制学报 2024年

作者：赵瑜婕李杰张德彪冯凯强张春兴中北大学动态测试技术省部共建国家重点实验室中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室

目前，由于导弹系统的不断发展，导致飞行过程中所要记录的数据越来越多，为满足弹载记录仪的数据存储要求，现针对弹载记录仪的数据压缩展开研究。通过对LZ4压缩算法的数据帧格式以及匹配方式进行改进，再利用FPGA并行处理数据的特点... 详细信息

目前，由于导弹系统的不断发展，导致飞行过程中所要记录的数据越来越多，为满足弹载记录仪的数据存储要求，现针对弹载记录仪的数据压缩展开研究。通过对LZ4压缩算法的数据帧格式以及匹配方式进行改进，再利用FPGA并行处理数据的特点设计并行化实时压缩处理器。该压缩处理器在FPGA上搭建，无需额外的数据缓存芯片，保证弹载记录仪轻量化的需求。实验结果表明，该处理器接收、处理数据位宽为8 bit，在200 MHz的工作频率下，能够实现1.60 Gbit/s的数据吞吐量，平均压缩比达到了1.82，可以有效实现弹载记录仪的实时压缩，为导弹后续的评估、分析和改进提供可靠的保障。

关键词：弹载记录仪 FPGA LZ4压缩算法并行化实时压缩

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Au/CeO_(2)(111)表面吸附的电荷转移特性

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物理学报 2025年第5期74卷 39-50页

作者：田馨舒鹏丽张珂童曾德超姚志飞赵波慧任晓森秦丽朱强魏久焱温焕飞李艳君菅原康弘唐军马宗敏刘俊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051 中北大学半导体与物理学院太原030051 中北大学量子传感与精密测量山西省重点实验室太原030051 日本大阪大学工学研究科精密科学应用物理学日本大阪5650871

Au/CeO_(2)(111)作为一种重要的催化剂体系,在催化氧化、水气转换反应等多个领域展现出优异的催化性能.为了深入揭示其催化机理,特别是在原子尺度上理解活性组分的相互作用.本文采用密度泛函理论(DFT+U)计算方法,构建了Au/CeO_(2)(111)... 详细信息

Au/CeO_(2)(111)作为一种重要的催化剂体系,在催化氧化、水气转换反应等多个领域展现出优异的催化性能.为了深入揭示其催化机理,特别是在原子尺度上理解活性组分的相互作用.本文采用密度泛函理论(DFT+U)计算方法,构建了Au/CeO_(2)(111)体系的原子尺度模型,通过计算该模型的吸附能、差分电荷密度、巴德电荷以及态密度,揭示了Au/CeO_(2)(111)的表面吸附行为.在CeO_(2)(111)的平面区域内,经过结构弛豫与优化,确定了5个Au吸附位点.其中最为稳定的吸附位点并非传统上认为的氧顶位,而是氧-氧桥位.在这种吸附构型下,电荷从Au向Ce4+转移,导致Ce^(4+)被还原为Ce^(3+),伴随着显著的电荷转移现象.过去的研究更多地关注了平面区域的吸附行为,而忽视了台阶边缘区域在催化过程中的重要性.因此,本研究进一步扩展了研究范围,深入探讨了4种不同台阶结构对Au吸附的影响,其中,Type II*和Type III台阶因高度欠配位的Ce原子增强了对Au原子的吸附,特别是Type III台阶通过显著的电荷转移成为Au的首选吸附位点.本研究通过构建更全面的Au/CeO_(2)模型,突破了以往仅关注平面吸附的局限性,揭示了Au/CeO2在台阶边缘的吸附机制,为深入理解Au/CeO_(2)(111)的催化机理提供了新的视角.

关键词： Au/CeO_(2)(111) 电荷转移吸附能第一性原理计算

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