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光子学报 2021年第5期50卷 59-67页

作者：张建鑫张家洪陈福深昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省计算机应用技术重点实验室昆明650500 北京森馥科技股份有限公司北京102209

针对集成光波导电场传感器无法直接对直流电场响应的问题,基于场磨式电场传感器的基本原理,研制了一种由直流电机、屏蔽电极、集成光波导和感应电极构成的直流电场传感器,其体积为87.5 mm×58.5 mm×17.5 mm。推导给出了集成光... 详细信息

针对集成光波导电场传感器无法直接对直流电场响应的问题,基于场磨式电场传感器的基本原理,研制了一种由直流电机、屏蔽电极、集成光波导和感应电极构成的直流电场传感器,其体积为87.5 mm×58.5 mm×17.5 mm。推导给出了集成光波导直流电场传感器的工作原理,利用COMSOL软件构建了传感器的三维仿真模型,仿真得出了感应电极上的电场强度随着屏蔽电极的旋转进行周期性的变化。建立直流电场测试系统,对研制的集成光波导直流电场传感器的动态范围进行测试。结果表明:传感器的最小可测电场为5 kV/m,最大可测电场大于140 kV/m,线性相关系数为0.995 1,适合用于直流电场测量。

关键词：集成光学直流电场测量光波导传感器场磨式原理电光调制

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一种软件定义物联网中的数据传输方法

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计算机应用与软件 2021年第5期38卷 129-136,235页

作者：丁俏冯勇李宇桐昆明理工大学云南省计算机应用技术重点实验室云南昆明650500

在软件定义的物联网中主要通过减轻控制器端的请求负载和增加数据服务器数量来降低网络中数据传输的延迟,但未考虑数据转发平面上的数据传输延迟问题,导致网络整体数据传输延迟。对此,提出一种基于蚁群算法的数据传输方法。在数据转发... 详细信息

在软件定义的物联网中主要通过减轻控制器端的请求负载和增加数据服务器数量来降低网络中数据传输的延迟,但未考虑数据转发平面上的数据传输延迟问题,导致网络整体数据传输延迟。对此,提出一种基于蚁群算法的数据传输方法。在数据转发平面上,对数据流的路径进行动态规划,实现数据流合理均衡分配到可行的多路径上。该方法能够充分利用网络资源,使网络达到负载均衡,避免网络数据传输拥塞,从而降低网络中数据传输的延迟。仿真实验结果表明该方法具有很好的效果。

关键词：软件定义的物联网数据上传多点对点蚁群算法动态规划

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铌酸锂集成MZI型光波导大电流传感器

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仪器仪表学报 2021年第11期42卷 87-95页

作者：杨杜兵张家洪陈福深赵振刚李英娜昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 云南省计算机应用技术重点实验室昆明650500 北京森馥科技股份有限公司北京102209

采用集成光学技术,设计与研制出了一种用于大电流测量的集成光波导电流传感器,器件体积为78 mm×18 mm×9 mm。对带有多环形天线和调制电极的传感器结构进行了理论分析,并利用COMSOL Multiphysics软件建立传感器的三维模型,仿... 详细信息

采用集成光学技术,设计与研制出了一种用于大电流测量的集成光波导电流传感器,器件体积为78 mm×18 mm×9 mm。对带有多环形天线和调制电极的传感器结构进行了理论分析,并利用COMSOL Multiphysics软件建立传感器的三维模型,仿真验证了所设计的传感器可用于脉冲大电流的测量。搭建了脉冲大电流测量实验系统,对传感器性能进行测试。结果表明,传感器测量得到的脉冲电流时域波形与Pearson电流互感器测量得到的脉冲电流时域波形相比,波前时间T_(f)和持续时间T_(d)的平均相对误差分别为3.9775%和5.4375%。传感器在100~3300 A的被测电流范围内,线性相关系数为0.99897,当信噪比为6 dB时,传感器最小可测电流为66 A。

关键词：集成光学马赫-曾德尔干涉仪环形天线电流传感器脉冲大电流

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融合CNN与时序Transformer的动态手势识别

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陕西理工大学学报（自然科学版） 2023年第4期39卷 35-43页

作者：王丰平张云昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650504 云南省计算机应用技术重点实验室云南昆明650504

针对传统手势识别方法没有综合考虑手势的全局空间、局部空间、时序等特征信息,提取的特征通常很难全面表征手势之间的区别,提出了一种卷积神经网络(CNN)和Transformer网络相结合的网络结构。首先对输入视频序列的每一帧使用轻量化Mobil... 详细信息

针对传统手势识别方法没有综合考虑手势的全局空间、局部空间、时序等特征信息,提取的特征通常很难全面表征手势之间的区别,提出了一种卷积神经网络(CNN)和Transformer网络相结合的网络结构。首先对输入视频序列的每一帧使用轻量化MobileNet V3卷积神经网络来提取空间特征信息,再将输出经过pathch embedding后加上时序嵌入序列,输入到Transformer模型中利用注意力机制来提取手势的全局注意力特征和时序特征。并在两个公开数据集DHG-14/28和VIVA上进行了实验,与经典方法相比,平均识别精度分别提升了2.38%、1.87%和3.74%。实验结果表明,提出的方法能够准确地提取动态手势序列的特征并表征手势类别。

关键词：手势识别 MobileNet V3 Transformer 时序特征

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微型集成光波导电场传感器的设计

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传感技术学报 2021年第11期34卷 1445-1450页

作者：王欣张家洪陈福深刘斌昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省计算机应用技术重点实验室云南昆明650500 北京森馥科技股份有限公司北京102209

针对现有测量手段对时域脉冲电场测量的不足,利用铌酸锂晶体的电光效应,设计了一种集成了光波导与锥形天线的新型电场传感器。采用退火质子交换技术与溅射法制备的集成光波导电场传感器体积为仅为70 mm×15 mm×15 mm。对该传... 详细信息

针对现有测量手段对时域脉冲电场测量的不足,利用铌酸锂晶体的电光效应,设计了一种集成了光波导与锥形天线的新型电场传感器。采用退火质子交换技术与溅射法制备的集成光波导电场传感器体积为仅为70 mm×15 mm×15 mm。对该传感器的频响特性与时域动态范围进行测试,实验结果表明:传感器带宽为100 kHz至10 GHz,可测量电场范围为6.67 kV/m~133.33 kV/m,线性拟合相关系数为0.98535。与直接感应式电场传感器与电光直调电场传感器相比,集成光波导电场传感器体积更小,无需供电,无金属干扰,带宽宽,更适用于瞬态电场的测量。

关键词：电场传感器晶体电光效应频响测试时域测试频率响应时域特性

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基于FPGA的频域幸运成像算法

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天文研究与技术 2022年第3期19卷 253-263页

作者：黄学明李彬华王锦良昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省计算机应用技术重点实验室云南昆明650500

幸运成像技术是一种事后图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响。传统的频域幸运成像算法的效果优于空域算法,主要由图像预处理、数据选择和数据叠加3部分组成。提出了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate A... 详细信息

幸运成像技术是一种事后图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响。传统的频域幸运成像算法的效果优于空域算法,主要由图像预处理、数据选择和数据叠加3部分组成。提出了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的频域幸运成像算法,并在现场可编程门阵列上构建了频域幸运成像的实验系统。本系统通过将二维转换为两个一维的处理方式对天文图像数据进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT),采用频域数据的实部平方与虚部平方之和代替幅值进行数据选择,得到的高分辨率图像与基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)算法处理的结果基本相同。本实验系统能对2000帧128×128像素的图像进行频域幸运成像处理,比传统的基于中央处理器频域幸运成像算法速度快13倍多,实现了对传统频域幸运成像算法的加速,同时也为将来频域幸运成像的实时化提供了一种可行的技术方案。

关键词：幸运成像大气湍流 2D-FFT 频域现场可编程门阵列

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基于Dask并行加速的射电干涉成像网格化方法实现

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天文研究与技术 2022年第1期19卷 21-28页

作者：李姗姗骆开达卫守林戴伟梁波昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 云南省计算机应用技术重点实验室云南昆明650500

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)比傅里叶变换有更好的算法性能,是射电干涉成像的基础算法,但因为天线阵列的不规则采样,需使用网格化算法将可见度数据重采样到规则的网格上才能应用。基于卷积的网格化计算具有密集型和迭... 详细信息

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)比傅里叶变换有更好的算法性能,是射电干涉成像的基础算法,但因为天线阵列的不规则采样,需使用网格化算法将可见度数据重采样到规则的网格上才能应用。基于卷积的网格化计算具有密集型和迭代型的特点,特别是处理海量可见度数据的情况下,高性能的网格化计算对整个成像过程加速尤为重要。为了缓解数据处理的压力,在现有处理整块数据和支持多核计算的算法基础上,拓展应用Dask并行计算框架,不仅将数据分块并分配到多线程上,提高数值计算效率,而且动态的分布式任务调度策略优化了网格化的实时处理。实验结果表明,多核中央处理器利用率显著提高,即使增加数据量,也能进一步提高网格化算法的性能。分布式任务调度能够将单(多)测量集的网格化弹性缩放到单(多)机系统,充分发挥集群的规模化优势。

关键词：网格化干涉成像分布式计算并行计算 Dask

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基于状态视图的高效Hilbert编码和解码算法

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电子与信息学报 2020年第6期42卷 1494-1501页

作者：贾连印陈明鲜李孟娟游进国丁家满昆明理工大学信息与自动化学院昆明650500 云南省计算机应用重点实验室昆明650500 云南师范大学图书馆技术部昆明650500

Hilbert曲线是高维降到1维的重要方法,具有较好的空间聚集和空间连续性,在地理信息系统、空间数据库、信息检索等方面有广泛的应用。现有Hilbert编码或解码算法未考虑输入数据对编码或解码效率的影响,因此将不同输入数据同等对待。为此... 详细信息

Hilbert曲线是高维降到1维的重要方法,具有较好的空间聚集和空间连续性,在地理信息系统、空间数据库、信息检索等方面有广泛的应用。现有Hilbert编码或解码算法未考虑输入数据对编码或解码效率的影响,因此将不同输入数据同等对待。为此,该文通过设计高效的状态视图并结合快速置位检测算法提出高效的免计前0的Hilbert编码算法(FZF-HE)和免计前0的Hilbert解码算法(FZF-HD),可快速识别输入数据前部为0而无需迭代计算的部分,从而降低迭代查询次数及算法复杂度,提高编解码效率。实验结果表明,FZF-HE算法和FZF-HD算法在数据均匀分布时效率稍高于现有算法,而在数据偏斜分布时效率远高于现有算法。

关键词：状态视图免计前0的Hilbert编码算法免计前0的Hilbert解码算法 Hilbert曲线

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基于线性规划的云南40米射电望远镜短期观测编排方法

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天文研究与技术 2022年第3期19卷 221-226页

作者：戴伟卫冰涛郝龙飞卫守林梁波昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 中国科学院云南天文台云南昆明650216 云南省计算机应用技术重点实验室云南昆明650500

望远镜自动化观测编排是望远镜观测控制系统实现自主观测必不可少的组成部分。云南天文台40 m射电望远镜需要对观测目标制定中长期和短期纲要。目前对短期目标的纲要编制,主要依赖观测人员根据经验手动实现,这种方式不仅低效耗时,更有... 详细信息

望远镜自动化观测编排是望远镜观测控制系统实现自主观测必不可少的组成部分。云南天文台40 m射电望远镜需要对观测目标制定中长期和短期纲要。目前对短期目标的纲要编制,主要依赖观测人员根据经验手动实现,这种方式不仅低效耗时,更有可能导致结果明显偏离最优观测方案,不能充分利用望远镜的观测时间。使用混合整数线性规划模型分析40 m射电望远镜的短期观测目标的问题,定义短期观测目标调度中的限制条件,以最小化望远镜的寻址时间作为目标函数,使用数学优化解决射电望远镜短期观测目标编排问题,并在40 m射电望远镜上进行了测试,测试结果能较好地满足目前短期观测目标编排的需求。

关键词：观测编排线性规划射电望远镜自主观测

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一种固定选图数的实时幸运成像算法

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天文研究与技术 2021年第2期18卷 231-239页

作者：王锦良李彬华昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省计算机应用技术重点实验室云南昆明650500

幸运成像技术是一种从大量短曝光图像中选取少量幸运好图进行配准、叠加的高分辨率图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响,但传统的基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)的幸运成像算法难以实现实时化。利用现场... 详细信息

幸运成像技术是一种从大量短曝光图像中选取少量幸运好图进行配准、叠加的高分辨率图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响,但传统的基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)的幸运成像算法难以实现实时化。利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的并行性和灵活性优势,提出了一种新的基于现场可编程门阵列的幸运成像算法,并构建了一个现场可编程门阵列实验系统。该算法采用一种固定选图数且无需排序的图像选择策略和一种以行列坐标为基准的图像配准策略,能够有效节省算法处理时间和硬件资源,达到实时幸运成像的目的。实时幸运成像算法能够以简洁的方式在中小规模的现场可编程门阵列上实现,所得高分辨率图像与基于传统中央处理器算法处理的结果完全相同。实验表明,对于2000帧128×128像素的输入图像进行幸运成像,本算法的运行速度比本实验室之前提出的算法快27倍,比传统的基于CPU+MATLAB幸运成像算法速度快150多倍,处理帧率可达197帧/秒。该算法及其现场可编程门阵列实现技术可以用于构建真正实时的幸运成像系统。

关键词：图像处理大气湍流实时性幸运成像 FPGA

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