检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：施列昱南京邮电大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的发展与人工智能应用领域的不断扩大,手势识别在人机交互中变得越来越重要。无线通信技术的发展以及Wi-Fi设备的广泛使用,使得基于Wi-Fi信号的手势识别成为研究的热点。本文针对传统的基于Wi-Fi信号的手势识别存在的特... 详细信息

随着计算机技术的发展与人工智能应用领域的不断扩大,手势识别在人机交互中变得越来越重要。无线通信技术的发展以及Wi-Fi设备的广泛使用,使得基于Wi-Fi信号的手势识别成为研究的热点。本文针对传统的基于Wi-Fi信号的手势识别存在的特征不明显、提取高层次特征难度大等问题,提出基于信道状态信息（CSI）和轻量级深度网络的手势识别方法。主要研究内容如下:首先,针对传统基于机器学习的手势分类方法中人工设计特征鲁棒性低、环境依赖强等问题,本文以CSI子载波提取出的幅值和相位信息作为研究对象,构建包含手势纹理的RGB图片,利用深度网络自动提取高层次的手势特征。实验结果表明,本文所采用的联合幅值相位信号的方法相比单独的幅值、相位信号以及其他特征信号在分类算法里有着更好的性能。其次,提出基于改进轻量级深度网络的手势识别方法。使用基于改进的MobileNet＿v2网络的轻量级分类模型对由CSI幅值和相位矩阵映射的RGB图片进行训练与分类。通过调整超参数来降低模型参数量,在网络瓶颈层中嵌入通道注意力和空间注意力模块来提高分类的准确率。分别在较大规模的公开数据集和实际采集的小规模数据集上验证了方法的有效性。最后,本文在单个手势动作感知的基础上,设计基于CSI的连续手势分割和检测方法。该方法分成离线和在线两个阶段,离线阶段采集大量单个手语动作的CSI数据,训练获得分类模型;在线阶段利用STE算法分割出最优子载波上的手势片段,用DTW算法检测分割出的手势片段的相似度。将有效的手势片段输入离线阶段训练好的分类模型,输出的分类结果合并后表达连续手势的含义。通过设置手语句子交互实验,证明了本方法对基于连续手势的手语句子具有较好的识别能力。

关键词：信道状态信息手势识别深度学习 Wi-Fi 连续手势

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基于多尺度卷积神经网络的草莓畸变识别实验设计

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实验科学与技术 2025年

作者：闫静杰李培原周晓阳丁俊丰王晨昱卢官明南京邮电大学通信与信息工程学院东南大学信息科学与工程学院

为了培养学生的开发和应用实践能力，根据课程实验设置，本文设计了基于多尺度卷积神经网络的草莓畸变识别实验案例供学生学习和上机实践。为了提高畸变草莓图像的识别能力，本文研究了多尺度卷积神经网络，并实现了一个草莓畸变图像识... 详细信息

为了培养学生的开发和应用实践能力，根据课程实验设置，本文设计了基于多尺度卷积神经网络的草莓畸变识别实验案例供学生学习和上机实践。为了提高畸变草莓图像的识别能力，本文研究了多尺度卷积神经网络，并实现了一个草莓畸变图像识别算法。实验结果表明，本文算法对于草莓畸变图像具有准确的识别能力，有效的降低了光照和背景等因素的影响。通过该实验案例，加深了学生对人工智能知识的理解，培养了学生学习人工智能方向的兴趣，提高了学生的人工智能项目开发和应用能力。

关键词：人工智能导论电子信息工程专业卷积神经网络实验案例

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基于摩擦纳米发电机的自驱动人体运动智能监测系统研究

基于摩擦纳米发电机的自驱动人体运动智能监测系统研究

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作者：石松南京邮电大学

学位级别：博士

摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator,TENG）作为一种近年来兴起的自驱动力学传感器件,可以完成压力、位移、速度和加速度等多种参数监测的功能,同时还兼具良好的柔韧性和质量轻等特点,在人体运动监测方面显示出较好的应用优... 详细信息

摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator,TENG）作为一种近年来兴起的自驱动力学传感器件,可以完成压力、位移、速度和加速度等多种参数监测的功能,同时还兼具良好的柔韧性和质量轻等特点,在人体运动监测方面显示出较好的应用优势。需要指出的是,人体运动种类繁多,应用场景极其丰富,但现有的研究成果目前主要聚焦于人体关节、肌肉、躯干和足底运动监测以及手指操控等,TENG在人体运动监测的研究仍处于较为初级的阶段,因此需要更多的科技工作者和工程师们来关注和投入这一领域。在一些特定人群如运动员、士兵、户外运动爱好者和康复病人等,由于摩擦纳米发电机相对现有传感器技术的显著优势而有望更早得到应用,同时考虑到人工智能将是人类未来生产生活的重要组成,本论文针对三种典型应用场景设计了三种TENG,研究了其在能量收集和自驱动人体运动监测系统中的应用,具体的研究工作及内容如下: （1）开发了一种具有磨砂微结构的方形硅橡胶单元结构,并由此制作出一种磨砂结构摩擦纳米发电机（Frosted Triboelectric Nanogenerators,FR-TENG）。结果表明该发电机在完全接触分离模式下产生的静态电荷、短路电流、开路电压分别为68 n C、8.4μA、167 V。经过6000次带负载循环测试后,该发电机的电压偏差浮动范围小于5.1%。在此基础上,建立了机器学习辅助下的自驱动FR-TENG步态识别系统。该系统采用的是双FR-TENG踏板的结构,并通过电路处理的方式有效地解决了信号间串扰的问题。在信号采集阶段,系统的踏板实时采集人们行走的步态信号,经过ADC电压采集后由蓝牙模块无线发送到PC端。在信号处理阶段,系统的PC端对信号做FFT和归一化处理,转换成更适合识别算法的数据。在搭建模型阶段,系统以ML算法为基础按权重投票表决算法来提高识别精度。为了增强模型的泛化能力,在整个系统模型中做了抗鞋子干扰的处理,在消除鞋子干扰情况下识别精度达97.08%。研究结果表明,基于磨砂-微型硅橡胶单元所搭建的自驱动踏板在身份认证等方面具有较好的应用前景。（2）基于面积变化率和面电荷电荷密度是影响电荷量变化快慢的重要因素这一理论,设计了一种摩擦电多阵列运动监测传感器（triboelectric multi-array motion monitoring sensor,TM3S）。在理论方面,基于面电荷密度恒定的理想条件依据电荷和电流公式推导出速度与电流二者之间的关系,并在此基础上类比出电荷、电流变化率与距离、加速度之间的关系。TM3S是一种单电极的工作模式,其用于输出的多电极阵列采用的是印刷电路板的工艺制得。在试验方面,通过滑块的滑动来测试TM3S的输出性能,由TM3S输出的负载电流信号映射得到加速度、速度和距离值等。结果表明该器件在运动监测方面具有很好的应用价值。此外,还基于TM3S开发出鼠标轨迹监测的应用,该应用可实时地监测鼠标的运动速度和方向,并可在PC端控制光标的移动。该鼠标运动监测系统具有高灵敏度和自驱动这两个显著的优点,使其有望替代目前市场上应用的光电鼠标。（3）设计出一种由弹性海绵电极与经热极化处理的PTFE组成的弹性电极摩擦纳米发电机（Elastic electrode Triboelectric Nanogenerators,E2-TENG）,该发电机在接触分离模式下具有良好的机械响应和稳定的电学输出特性。在此基础上设计出双向弹性单电极摩擦电传感器（bidirectional elastic single-electrode triboelectric sensor,BES-TES）用于自驱动球拍击打运动监测系统。该监测系统采用独特的密码电极电路结构设计与信号采集方式,极大地缩减了采集通道数量。各通道的信号响应结合特定算法可实时监测乒乓球拍的击球位置及击球力度,从而为球员训练评估和动作改进提供技术支撑,这在智能体育设施的自驱动系统方面开辟了新的途径。综上所述,本文着眼于人体运动监测的三种典型场景,结合摩擦纳米发电机、电子电路、信号处理、人工智能和通信等多门技术,分别开出了三套功能完全不同的自驱动人体运动监测系统。其中在摩擦纳米发电机方面,在性能优化相关理论指导下分别进行了材料组分和微结构优化以及器件结构优化,获得了性能较为优异的纳米发电机器件。通过对摩擦纳米发电机结构设计的不断深化,分别搭建出乒乓球击球运动监测、进出人员身份识别和手部移动追踪这三套系统。经过实验验证,结果表明它们都具有较好的科学研究价值和实际应用意义。

关键词：自驱动传感器摩擦纳米发电机运动监测人机交互人工智能

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基于GaN多量子阱材料的光电器件研究

基于GaN多量子阱材料的光电器件研究

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作者：贾博仑南京邮电大学

学位级别：硕士

随着国家碳达峰、碳中和战略的提出,社会对能源的需求日益紧迫。如何利用好光能这一绿色环保低碳能源,越来越成为当下的研究热点。同时,随着无线电频谱资源的日益紧缺,如何满足更高速、更大范围的通信需求也成为通信方向的痛点问题。随... 详细信息

随着国家碳达峰、碳中和战略的提出,社会对能源的需求日益紧迫。如何利用好光能这一绿色环保低碳能源,越来越成为当下的研究热点。同时,随着无线电频谱资源的日益紧缺,如何满足更高速、更大范围的通信需求也成为通信方向的痛点问题。随着第三代半导体材料制备技术的成熟以及发光二极管、光电探测器、光伏电池等光电器件的逐渐涌现,利用GaN材料制备光电器件进行可见光通信逐渐进入了人们的视野。GaN材料基光电器件能耗低、效率高、成本低,目前正越来越广泛地运用在通信、照明、光伏等行业之中。本文首先研究了基于GaN多量子阱材料光电器件分别作为发光器件、光电探测器件以及太阳能电池的工作原理,分析出其作为以上三种器件的核心优势;随后对基于GaN多量子阱材料的光电器件制造工艺进行了详细的介绍,在器件底部通过蒸镀布拉格反射镜进一步提升了器件的性能。随后通过扫描电子显微镜、原子力显微镜等对其进行基本表征,然后分别对其发光性能、探测性能以及光伏性能进行测试分析,主要包括伏安特性、量子效率、发光、探测光谱以及能量转换效率等。研究了其发光光谱与探测光谱存在的重叠区,设计并研究了作为光伏器件的能源阵列的工作特性。实验得出,基于GaN多量子阱材料的光电器件具有良好的光-电转换以及电-光转换能力,同时得到其发光光谱与探测光谱存在约48 nm的重叠区。本文根据光电器件的光学和电学性能,设计了以光电器件为核心的可见光通信系统。通过将光电器件作为接收器接收外部信号,实现了1Mbps的通信速率;将光电器件组成的能源阵列接收调制光并驱动发光二极管点亮并发射,实现了50Kbps的通信速率,并成功传输音频;将能源阵列接受外部光照为系统供能,采用两路独立外部调制光分别照射两个光电探测器,耦合信号驱动发光二极管点亮并发射耦合信号,实现了150Kbps的通信速率并成功解析出两路信号。实验结果表明,基于GaN多量子阱材料的光电器件具有优秀的可见光通信性能与光伏性能,为实现能源、通信、传感一体化可见光通信提供了初步的解决方案,有效助力绿色发展。

关键词： GaN 多量子阱光电器件可见光通信

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基于机器学习分类算法的晃动手机生成音乐方法

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软件导刊 2025年第1期24卷 49-56页

作者：林巧民燕城成张台国南京邮电大学教育科学与技术学院江苏南京210023

音乐启蒙教育对于儿童的性格塑造、听力与记忆力锻炼、审美能力提升具有重要作用。为此,设计一种易于儿童学习音乐的教学辅助方法。通过对智能手机自带传感器数据的处理,将不同角度的晃动方式区分为不同音符,再通过连续晃动达到演奏简... 详细信息

音乐启蒙教育对于儿童的性格塑造、听力与记忆力锻炼、审美能力提升具有重要作用。为此,设计一种易于儿童学习音乐的教学辅助方法。通过对智能手机自带传感器数据的处理,将不同角度的晃动方式区分为不同音符,再通过连续晃动达到演奏简谱的效果。选取加速度传感器,用于反映出手机在空间中晃动的方向变化。为提高动作识别的准确度与反馈的实时性,使用机器学习训练传感器数据分类模型并进行参数调优。实验结果表明,模型识别准确率可达95%以上。将移动应用接入分类模型后,通过不断设计迭代,尤其是引入人—机—曲三者协同机制后,晃动实验数据反馈及时且100%准确识别,从而使用户轻松晃动手机即可精确演奏出简谱中的音符序列。

关键词：传感器动作识别机器学习音乐生成

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面向车路协同的多目标追踪方法研究与设计

面向车路协同的多目标追踪方法研究与设计

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作者：薛亚清北京邮电大学

学位级别：硕士

汽车保有量的增加为人们日常出行带来了便利,智能交通系统的出现进一步提升了出行效率,目标追踪作为智能交通系统的一部分,可以为路径规划和交通行为分析等任务提供依据,提升道路交通网络的效率和安全。传统的目标追踪方法基于车载传感... 详细信息

汽车保有量的增加为人们日常出行带来了便利,智能交通系统的出现进一步提升了出行效率,目标追踪作为智能交通系统的一部分,可以为路径规划和交通行为分析等任务提供依据,提升道路交通网络的效率和安全。传统的目标追踪方法基于车载传感器完成多目标追踪任务,车载传感器部署位置较低容易被遮挡,且随车辆运动容易产生形变,影响多目标追踪准确性。近来一些研究在追踪时融合车载传感器与路侧传感器,多源数据融合耗时长,影响多目标追踪实时性。本论文提出了一个面向车路协同的多目标追踪方法,实时融合车路数据,并充分利用时间和空间信息,提高多目标追踪准确性。考虑到多目标追踪任务具有的时间和空间线索,论文提出了一个基于时空特征的多目标追踪方法。该方法充分考虑了多目标追踪任务的时空特性,设计了图卷积模型,充分聚合目标物体之间的时间、空间特征,得到更具代表性的聚合特征完成多目标追踪任务。该方法利用时间和空间线索对目标物体进行补偿,缓解了遮挡或相机运动等原因导致的关联失败问题,实验表明,在KITTI数据集车辆类别数据上,该方法分别提高了 1.7%和4%的HOTA和MOTA性能。考虑到路侧传感器的超视距感知能力,且部署位置高不易受遮挡影响,论文提出了一个面向车路协同的多目标追踪方法。该方法对基于时空特征的多目标追踪方法进行扩展,首先通过后融合方式实时融合车路数据,然后扩展图卷积模型,加入路侧信息,充分聚合路侧、时间和空间特征。该方法融合多源数据实现超视距感知,缓解了长时间遮挡和形变导致的关联失败问题,提高多目标追踪准确性。实验表明,在Carla仿真环境收集的车辆类别数据上,该方法分别提高了 1.1%和2.5%的HOTA和MOTA性能。

关键词：智能交通系统多目标追踪时空图卷积车路协同

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专题:物联网与边缘计算

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无线电通信技术 2023年第3期49卷 402-403页

作者：赵海涛南京邮电大学通信与信息工程学院中国电子学会通信分会江苏省物联网技术与应用协同创新中心教育部泛在网络健康服务系统工程研究中心江苏省无线通信重点实验室中国通信学会物联网委员会

内容导读物联网是实现行业数字化转型的重要手段,并催生了新的产业生态和商业模式。2020年我国明确提出物联网是新基建的重要组成部分,物联网定位从战略新兴产业下沉到新型基础设施。而借助于边缘计算等新技术将更能提升物联网的智能化... 详细信息

内容导读物联网是实现行业数字化转型的重要手段,并催生了新的产业生态和商业模式。2020年我国明确提出物联网是新基建的重要组成部分,物联网定位从战略新兴产业下沉到新型基础设施。而借助于边缘计算等新技术将更能提升物联网的智能化,促使物联网在各个垂直行业落地生根。

关键词：人才培养工程中国电子学会中国通信学会五四奖章荣誉称号物联网学术职务泛在网络

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集成光子-原子芯片的研究进展(特邀)

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光子学报 2022年第5期51卷 29-45页

作者：刘爱萍陈广杰陈梁徐新标张延磊王琴邹长铃南京邮电大学量子信息技术研究所南京210003 中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室合肥230026

近年来,微纳光学器件和集成光学芯片的研究取得了激动人心的进展,推动着光学相关的各个研究领域与集成光学技术的结合。同时,原子物理学也得到了巨大发展,并应用于传感、计时、寻找新的物理原理和新兴的量子信息科学中。得益于光学与原... 详细信息

近年来,微纳光学器件和集成光学芯片的研究取得了激动人心的进展,推动着光学相关的各个研究领域与集成光学技术的结合。同时,原子物理学也得到了巨大发展,并应用于传感、计时、寻找新的物理原理和新兴的量子信息科学中。得益于光学与原子物理的紧密关系,集成光子-原子芯片已逐步发展为一个新的研究方向,既是便捷的原子系统又是可集成的量子信息处理平台,兼具两个研究领域的优势。本文综述了该方向的发展概况,主要介绍基于微纳光学结构实现对空间光场的调控,从而实现集成化的原子冷却和探测技术,以及基于微纳光学结构的近场实现增强的原子囚禁和原子与光子的相互作用。重点介绍基于集成芯片上的微纳光子结构与原子的相互作用,特别是微腔,基于其稳定的结构和增强的局域场,有望实现稳定、高效和可扩展的光子-原子混合量子芯片。

关键词：集成光子-原子芯片光学偶极阱磁光阱倏逝场微环腔

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基于倾斜光纤光栅的传感解调研究

基于倾斜光纤光栅的传感解调研究

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作者：钱宇阳南京邮电大学

学位级别：硕士

光纤布拉格光栅(FBG)作为光无源器件当中不可或缺的一员,已经被广泛应用于光通信网络和传感领域中。倾斜光纤光栅(TFBG)的光栅栅面与光纤轴向不是相互平行的状态,正是这一特殊结构让TFBG的光谱更加丰富,因此TFBG经常被当成传感器件使用... 详细信息

光纤布拉格光栅(FBG)作为光无源器件当中不可或缺的一员,已经被广泛应用于光通信网络和传感领域中。倾斜光纤光栅(TFBG)的光栅栅面与光纤轴向不是相互平行的状态,正是这一特殊结构让TFBG的光谱更加丰富,因此TFBG经常被当成传感器件使用,近些年来还常常被用到传感解调的领域当中。本文在对TFBG进行理论推导之后,参考仿真过程中它的光谱特性,从实验过程当中探究了TFBG的折射率和温度传感特性以及解调系统。涉及的工作内容如下:1、从FBG的分类、发展和应用出发,展开了对TFBG相关方面的介绍。后又对TFBG的写制过程以及解调技术展开介绍。2、对TFBG的结构进行理论探究,运用耦合模理论对它的纤芯和包层模式进行了分析;接着介绍了可以用来分析不均匀光纤光栅的传输矩阵法。3、利用仿真软件对TFBG进行光谱特性的研究,探究了光栅周期、长度、倾角等自身参数改变时TFBG的光谱变化,分析了TFBG的透射光谱受不同参数的影响并讨论了参数补偿作用,后又分析了TFBG对于温度和折射率的传感特性。4、探究了TFBG的折射率传感特性,探测了它的光谱随外界环境折射率的变化规律,发现在外界折射率从1增大到1.4的过程中TFBG的透射谱会有0.1840nm的漂移。并对传统的折射率传感系统进行了改进,设计出了一种新型的折射率传感系统,两种系统的灵敏度分别为2.532mw/riu和3.95mw/riu,经过改进后的系统不引起多余损耗且灵敏度获得了较大提升,能够更好地实现一定范围内的折射率测量。5、利用TFBG作为边缘滤波器,提出了四波长通道FBG的温度传感解调系统,并且为了数据的精确以及抑制光源的不稳定性对FBG进行了封装处理,大大增加了解调系统的灵敏度,四个通道的灵敏度为0.1072 nw/℃、0.1937 nw/℃、0.2323 nw/℃、0.2987 nw/℃。后又在此基础上提出了一种新型的解调系统,该系统基于3d B耦合器级联TFBG加深透射谱的方法再次大大增大了系统的灵敏度,实验得出新系统的灵敏度分别为0.1756 nw/℃、0.4468nw/℃、0.4988 nw/℃、0.7318 nw/℃。该系统结构简单、灵敏度大大提升且解调的速率大大提高。

关键词：倾斜光纤光栅耦合模理论传输矩阵法折射率传感温度传感解调

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基于QuaDRiGa的无人机非平稳信道模型

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数据采集与处理 2023年第2期38卷 304-313页

作者：倪浩然华博宇王满喜朱秋明周彤彤鲍军委南京航空航天大学电磁频谱空间认知动态系统工业和信息化部重点实验室南京211106 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室洛阳471003 南京航空航天大学物理学院南京211106

为了解决无人机信道模型非平稳参数空时不连续的问题,提出了一种支持三维运动及姿态旋转的无人机非平稳几何随机模型,用于描述和模拟无人机对地多输入多输出通信信道的真实特性。该模型借鉴QuaDRiGa中的“准确定性”思想,基于收发端拓... 详细信息

为了解决无人机信道模型非平稳参数空时不连续的问题,提出了一种支持三维运动及姿态旋转的无人机非平稳几何随机模型,用于描述和模拟无人机对地多输入多输出通信信道的真实特性。该模型借鉴QuaDRiGa中的“准确定性”思想,基于收发端拓扑关系更新时变信道参数,考虑路径生灭概率改进信道功率计算方法,引入姿态相位矩阵描述无人机姿态旋转,以实现无人机非平稳信道参数的平滑演进。数值仿真结果表明,本文提出模型能够保证功率和角度等参数的平滑演进,输出信道的自相关函数具有非平稳性且受无人机姿态影响显著,可用于无人机通信系统设计和算法优化等领域。

关键词：无人机信道模型非平稳信道平滑演进姿态相位矩阵

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