检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2025年第4期37卷 875-881页

作者：张森代强强河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023

针对无人机在复杂环境下进行路径规划时,存在收敛性差和无效探索等问题,提出一种改进型深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法。采用双经验池机制,分别存储成功经验和失败经验,算法能够利用成功经验强化策... 详细信息

针对无人机在复杂环境下进行路径规划时,存在收敛性差和无效探索等问题,提出一种改进型深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法。采用双经验池机制,分别存储成功经验和失败经验,算法能够利用成功经验强化策略优化,并从失败经验中学习避免错误路径;引入人工势场法为规划增加引导项,与随机采样过程中的探索噪声动作相结合,对所选动作进行动态整合;通过设计组合奖励函数,采用方向、距离、障碍躲避及时间奖励函数实现路径规划的多目标优化,并解决奖励稀疏问题。实验结果表明:该算法的奖励和成功率能够得到显著提高,且能够在更短的时间内达到收敛。

关键词：无人机深度强化学习路径规划深度确定性策略梯度人工势场法

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基于密度泛函理论的蒽醌太赫兹吸收光谱模拟

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光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 337-343页

作者：张同军郝建军山东科技大学电子信息工程学院山东青岛266590

蒽醌是一种平面结构的具有大环共扼体系的有机化合物,在染料、造纸、生物和医药等众多行业有着广泛的应用。为研究蒽醌在太赫兹频段的特征吸收和其分子晶体结构之间的关系,基于密度泛函理论(DFT)并利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对蒽... 详细信息

蒽醌是一种平面结构的具有大环共扼体系的有机化合物,在染料、造纸、生物和医药等众多行业有着广泛的应用。为研究蒽醌在太赫兹频段的特征吸收和其分子晶体结构之间的关系,基于密度泛函理论(DFT)并利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对蒽醌晶体的太赫兹吸收谱进行了理论模拟和实验研究。首先利用THz-TDS系统测量了室温下蒽醌晶体在0.5~3.0 THz频段的特征吸收谱,发现蒽醌晶体在该频段内有6个明显的特征吸收峰,分别位于0.95,1.05,2.09,2.25,2.49和2.78 THz处。为深入解析蒽醌在太赫兹频段实验特征谱的产生机理,基于密度泛函理论分别对蒽醌单分子模型和晶胞模型进行了理论模拟计算。使用Gaussian09软件对蒽醌单分子模型进行的理论计算,采用了基于DFT的B3LYP杂化泛函方法和6-311G(d,p)基组,几何结构优化和振动频率计算在相同水平上进行,模拟计算结果与实验测量数据存在明显的差异,说明单分子模拟存在一定的局限性。使用MS8.0软件包中适合计算周期性结构的CASTEP模块对蒽醌晶胞模型进行理论计算,采用了基于平面波赝势和广义梯度近似(GGA)的PBE、PW91,WC,PBEsol和RPBE五种交换相关泛函,几何结构优化和晶格动力学计算在相同水平上进行。将蒽醌单分子和晶胞的理论模拟结构参数(键长、键角)分别与其X射线衍射实验测量的结构参数进行了详细的比较分析,发现基于PBE方法获得的固态仿真结果中分子的结构参数与X射线衍射实验数据的一致性最好。同时用PBE和RPBE方法获得的理论仿真谱与实验吸收谱比较吻合。因此,基于PBE和RPBE的计算结果对实验特征吸收峰进行了振动模式指认。研究结果表明,蒽醌晶体在太赫兹频段的特征吸收主要来源于晶体中由C—H…O分子内氢键主导的蒽醌环和苯环基团的整体振动以及由分子间弱相互作用引发的集体振动模式。

关键词：蒽醌太赫兹密度泛函理论晶胞振动模式

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基于几何估计优化的多线激光三维重建

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中国光学(中英文) 2025年第2期18卷 274-286页

作者：黄会明刘桂华邓磊宋涛钦付平西南科技大学信息工程学院四川绵阳621000

传统的多线激光三维重建技术由于多线激光线不可避免地会受到噪声的影响,导致检测的激光中心坐标存在一定误差,这将导致直接使用基于极线约束找到的匹配点进行三维重建时无法获得高精度的三维数据。为了解决上述问题,本文提出了一种基... 详细信息

传统的多线激光三维重建技术由于多线激光线不可避免地会受到噪声的影响,导致检测的激光中心坐标存在一定误差,这将导致直接使用基于极线约束找到的匹配点进行三维重建时无法获得高精度的三维数据。为了解决上述问题,本文提出了一种基于几何估计方法来实现多线激光的三维重建。首先,标定出多线激光的二次曲面方程,结合双目极线约束的方法可以计算出多线激光的初始匹配点。在找到正确的初始匹配点之后,利用图像点与双视图极线的关系约束来建立一个几何距离最小化的估计模型。通过这个几何距离最小化的优化估计,可以重新计算出更加符合极线约束的新匹配点,从而提高激光图像点的匹配精度,最后根据这些新的匹配点来完成多线激光的三维重建。实验结果显示:相较于传统方法,本文提出的算法在匹配度和精度方面表现更优,最终的三维重建精度可以达到0.02mm左右。通过这种方法可以显著提高双目多线激光重建的整体精度,从而获得更加精确和可靠的三维数据。

关键词：多线激光极线约束几何估计多线激光重建

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含变化时延和集总扰动的智能网联车编队控制

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控制与决策 2025年第4期40卷 1293-1302页

作者：罗世坚常琪项玥郭胜辉苏州科技大学电子与信息工程学院江苏苏州215009

针对智能网联车辆在通信受限环境下遇到的通信延迟、资源受限、集总扰动及非理想通信拓扑等影响,提出一种基于观测器的协同编队控制策略.首先,根据四元素模型对车辆队列系统进行动力学建模;其次,为解决系统部分状态不可测、集总扰动与... 详细信息

针对智能网联车辆在通信受限环境下遇到的通信延迟、资源受限、集总扰动及非理想通信拓扑等影响,提出一种基于观测器的协同编队控制策略.首先,根据四元素模型对车辆队列系统进行动力学建模;其次,为解决系统部分状态不可测、集总扰动与可测噪声等问题设计积分观测器,依此设计协同编队控制策略;然后,构建误差系统并考虑H_(∞)性能指标,构造Lyapunov-Krasovskii泛函处理变化时延,将基于观测器的编队控制问题转化为误差系统稳定性问题,并推导出稳定充分条件;最后通过仿真结果验证所提方法的正确性和有效性.

关键词：智能网联车通信受限变化时延集总扰动编队控制观测器

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手持式结构光扫描系统设计与玉米叶面积提取

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农业机械学报 2025年第3期56卷 111-118,128页

作者：彭星硕杨悦张永亮郭荣赓耿楠西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

基于三维点云的叶面积提取方法具有非接触、高效率和高精度优势,能够更好地满足现代农业对叶面积快速获取和精准评估的需求。以大田全生育期夏玉米为研究对象,通过自主设计的手持式结构光作物三维扫描仪,采集夏玉米全生育期点云数据,并... 详细信息

基于三维点云的叶面积提取方法具有非接触、高效率和高精度优势,能够更好地满足现代农业对叶面积快速获取和精准评估的需求。以大田全生育期夏玉米为研究对象,通过自主设计的手持式结构光作物三维扫描仪,采集夏玉米全生育期点云数据,并提出了点云配准、去噪和下采样等预处理流程。随后,应用点云分割网络对玉米作物器官点云进行了精确分割,成功提取了玉米叶片点云数据,并提取了叶面积。结果表明,分割网络在点云分割精度方面表现优异,叶片点云精确率、召回率、F1分数和交并比指标均超过95%,其他器官分割指标也均高于75%。不同生育期叶面积提取结果存在显著差异。在苗期、拔节期、全生育期模型表现较好,R^(2)分别为0.9062、0.9838、0.9949,均方根误差分别为221.34、172.77、206.64 cm^(2);但在成熟期,模型表现显著下降,R^(2)降至0.5178,RMSE上升至209.32 cm^(2)。不同施肥量下,叶面积提取结果整体良好,R^(2)均高于0.98。随着施肥量变化,均方根误差呈先下降后上升趋势,分别为176.38、106.36、110.18、270.34 cm^(2)。基于本文设计的设备和方法,能够准确有效地提取大田单株玉米叶面积,为智慧农业和表型机器人提供技术支持。

关键词：夏玉米生育期叶面积三维点云点云分割手持式结构光扫描系统

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基于可变障碍函数和强化学习的预设性能最优安全跟踪控制

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控制与决策 2025年第3期40卷 803-812页

作者：李小华刘莹邹嵩楠辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

研究一类具有未知初始跟踪条件的非线性系统预设性能最优安全跟踪控制问题.首先,开发一个基于可变障碍函数的性能约束控制设计的新方法,并基于已有的安全边界保护法(SBPM)提出一个新的安全边界自调整规律(SBSAL),使其不仅可以处理实际... 详细信息

研究一类具有未知初始跟踪条件的非线性系统预设性能最优安全跟踪控制问题.首先,开发一个基于可变障碍函数的性能约束控制设计的新方法,并基于已有的安全边界保护法(SBPM)提出一个新的安全边界自调整规律(SBSAL),使其不仅可以处理实际输出约束发生突变的情况,而且还可以解决突变解除后系统输出不能快速准确跟踪原期望轨迹的问题,使得安全跟踪控制策略更为完善.然后,采用演员-评论家神经网络(ACNNs)强化学习(RL)算法优化系统的控制输入,减少控制的能量消耗.所设计预设性能最优安全跟踪控制器可保证系统在初始跟踪条件未知情况下的安全跟踪控制,且系统输出具有预设有限时间控制性能.最后,通过仿真验证所提出方法的有效性.

关键词：最优跟踪控制强化学习安全跟踪预设性能控制可变障碍函数输出约束

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双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图像加密

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光学精密工程 2025年第4期33卷 624-640页

作者：贾静雯张钊周红艳陈雪波辽宁科技大学计算机与软件工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

为了解决现有混沌图像加密算法中低维混沌系统混沌性质弱、安全性低,高维混沌系统传输成本高、存储空间大以及压缩感知技术中传统测量矩阵占用空间大、传输成本高等问题,本文提出一种双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图... 详细信息

为了解决现有混沌图像加密算法中低维混沌系统混沌性质弱、安全性低,高维混沌系统传输成本高、存储空间大以及压缩感知技术中传统测量矩阵占用空间大、传输成本高等问题,本文提出一种双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图像加密算法。首先,通过Lorenz超混沌系统优化Arnold算法,提高安全性。其次,利用6D超混沌系统改进压缩感知的测量矩阵,减少空间资源和传输成本。再次,采用具有大密钥空间和高安全性的6D超混沌系统进行置乱,提高安全性。最后,利用Fibonacci Q矩阵分块扩散,增强不可预测性。此外,在图像重建中引入2D投影梯度嵌入解密算法,与传统重建算法相比,具有更高的安全性和计算效率。实验结果表明:信息熵均超过7.999,更接近理想值8,相关系数接近0,像素数变化率和统一变化率接近理想值99.6094%和33.4635%。在有效保护图像安全性和完整性的同时,具有很强的抗统计攻击和差分攻击能力以及更好的鲁棒性。

关键词：图像加密混沌系统压缩感知 Fibonacci Q矩阵

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基于知识蒸馏压缩混合模型的航空发动机剩余寿命预测研究

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 290-305页

作者：张小燕刘月峰内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

航空发动机剩余使用寿命(RUL)预测对于提高飞机运行系统的安全性和降低维护成本至关重要。针对实际应用中边缘设备计算能力和内存有限的情况,保证模型RUL预测准确性的同时减少模型规模是亟待解决的问题。因此,提出了使用两次知识蒸馏压... 详细信息

航空发动机剩余使用寿命(RUL)预测对于提高飞机运行系统的安全性和降低维护成本至关重要。针对实际应用中边缘设备计算能力和内存有限的情况,保证模型RUL预测准确性的同时减少模型规模是亟待解决的问题。因此,提出了使用两次知识蒸馏压缩复杂的混合模型来预测航空发动机的RUL。首先,知识蒸馏用于异构网络之间进行知识转移,教师模型包含卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)等复杂网络,其中,CNN能够提取数据空间特征,而Bi-LSTM可以学习数据的双向长时间依赖性。学生模型则使用规模相对简单的多尺度卷积神经网络(MS-CNN),利用不同的卷积尺度各自提取数据信息,从而保证特征学习的完整性。其次,知识蒸馏用于同构网络之间进行知识迁移,学生网络与教师网络均使用多尺度卷积神经网络。最后,经过两次知识蒸馏获得的学生网络在C-MAPSS数据集上进行了RUL预测实验,结果显示蒸馏学生模型在4个数据集上预测准确性均有一定提升。蒸馏学生模型相比原始MS-CNN在FD001数据集获得的误差值降低了5.9%,同时也比Bi-LSTM误差值低6.7%,从而证明了所提方法在航空发动机RUL预测领域具有一定的竞争性。

关键词：剩余使用寿命知识蒸馏卷积神经网络双向长短期记忆网络多尺度卷积神经网络

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一种基于多目标粒子群算法的太赫兹超材料吸收器快速优化方法

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物理学报 2025年第5期74卷 222-231页

作者：王玉蓉屈薇薇李桂琳邓琥尚丽平西南科技大学信息工程学院绵阳621010 西南科技大学四川天府新区创新研究院成都610299

传统太赫兹超材料吸收器设计需多次试错调整,十分依赖设计人员的经验,设计时间成本高、效率低,而目前基于机器学习的设计方法或需要准备大量样本,或无法并行优化多个目标.为解决这一问题,本文提出一种基于多目标粒子群的几何参数优化方... 详细信息

传统太赫兹超材料吸收器设计需多次试错调整,十分依赖设计人员的经验,设计时间成本高、效率低,而目前基于机器学习的设计方法或需要准备大量样本,或无法并行优化多个目标.为解决这一问题,本文提出一种基于多目标粒子群的几何参数优化方法,以吸收率和品质因子为设计目标寻找符合要求的结构参数和介质厚度,并以一个由四个角码型金属组成的中心对称结构的吸收器为例进行优化设计.仿真结果表明,多目标粒子群所快速获取的结构几何参数可以同时满足高吸收率和高品质因子两个设计目标,明显优于粒子群算法.通过该方法设计的吸收器在1.613 THz的吸收率大于99%,品质因子为319.72,其传感灵敏度可达264.5 GHz/RIU.相比于传统设计方法,此方法设计出的超材料吸收器可以实现高吸收率、高品质因子和高灵敏度,为超材料吸收器的设计提供了新的思路,具有广阔的应用前景.

关键词：太赫兹超材料吸收器多目标优化粒子群算法参数优化

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基于强化学习的无人机通信感知一体化能耗优化

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电子科技大学学报 2025年第1期54卷 23-28,51页

作者：李新民张徐浩刘易阳曹辉张晓强成都大学计算机学院成都610100 西南科技大学信息工程学院绵阳621000

通信感知一体化技术与灵活可控无人机通信技术结合将成为6G无线通信网络“万物智联”的潜在技术。针对无人机通信感知一体化系统中无人机能量受限问题,提出了一种基于强化学习的无人机功率分配和轨迹设计的联合优化算法。该算法在用户... 详细信息

通信感知一体化技术与灵活可控无人机通信技术结合将成为6G无线通信网络“万物智联”的潜在技术。针对无人机通信感知一体化系统中无人机能量受限问题,提出了一种基于强化学习的无人机功率分配和轨迹设计的联合优化算法。该算法在用户通信速率和目标感知波束图增益约束下,通过构建与无人机能耗、发射波束和通信速率相关的线性加权奖励函数,以实现智能化的无人机功率分配和轨迹设计,从而最小化无人机通信感知一体化系统的能耗。仿真结果表明,该方案相较于基准方案降低了12.36%~21.08%的无人机能耗,并拥有更优的收敛性能。

关键词：通信感知一体化无人机强化学习能耗优化

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