检索结果-内蒙古大学图书馆

太赫兹科学与电子信息学报 2022年第10期20卷 1017-1025页

作者：孙烨辰李鹏南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学滨江学院江苏无锡214105

为准确测定危化气体泄漏的位置,借助卫星四元定位法,根据传感器与声源“一发四收”的反演关系,不考虑卫星速度与收发钟差的影响,获得了声源位置的非线性超定方程组,并提出了结合量子遗传算法(QGA)和Fmincon约束条件的优化算法求解该方程... 详细信息

为准确测定危化气体泄漏的位置,借助卫星四元定位法,根据传感器与声源“一发四收”的反演关系,不考虑卫星速度与收发钟差的影响,获得了声源位置的非线性超定方程组,并提出了结合量子遗传算法(QGA)和Fmincon约束条件的优化算法求解该方程组,有效解决了其他方法易陷入局部收敛的难题。实验结果显示,改进的量子遗传声源定位方法,相比于最小二乘法(LS)、粒子群算法(PSO)以及普通QGA算法,具有收敛性能好,定位效率高,定位精确度高等优点。在同一条件下,该方法在平均均方根误差(ARMSE)、相对定位误差(RPE)、贝塞尔均方误差(BMSE)等重要性能评价指标上均有明显提高。

关键词：声源定位 QGA优化算法 Fmincon约束卫星模型反演传感器阵列

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二元混合气体成分检测的改进蒲公英算法研究

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传感器与微系统 2025年第2期44卷 15-20页

作者：李鹏汤炼海林事力纵彪于涛南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与技术装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学滨江学院江苏无锡214105

针对阵列传感器检测二元混合气体时由于交叉敏感特性导致准确率低的问题,提出一种改进型蒲公英优化(IDO)算法优化核极限学习机(KELM)的二元混合气体检测方法。首先,引入Kent映射初始化种群提高初始种群分布的均匀性,后将精英反向学习策... 详细信息

针对阵列传感器检测二元混合气体时由于交叉敏感特性导致准确率低的问题,提出一种改进型蒲公英优化(IDO)算法优化核极限学习机(KELM)的二元混合气体检测方法。首先,引入Kent映射初始化种群提高初始种群分布的均匀性,后将精英反向学习策略(EOBL)引入蒲公英种子位置更新,提高原算法寻优精度。将该算法用于KELM参数寻优,建立改进DO(IDO)算法优化KELM模型,实现对二元混合气体的成分识别。实验结果表明:IDO算法优化的KELM模型对二元混合气体成分识别准确率可达99.71%,比原始KELM模型提高4.28%。

关键词：改进蒲公英优化算法核极限学习机气体分类

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基于Fluent的超声波换能器测风阵列模型改进研究

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传感技术学报 2020年第2期33卷 252-258,271页

作者：安浩然行鸿彦侯天浩吴佳佳南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

针对垂直相交型阵列易受阴影效应影响的问题,根据时差法原理,采用三组超声波换能器互成120°放置,设计了一种具有三条独立测风路径的改进型测风阵列,并建立了风速计算模型。该阵列保证至少有两组换能器正常工作的前提下,对某一条受... 详细信息

针对垂直相交型阵列易受阴影效应影响的问题,根据时差法原理,采用三组超声波换能器互成120°放置,设计了一种具有三条独立测风路径的改进型测风阵列,并建立了风速计算模型。该阵列保证至少有两组换能器正常工作的前提下,对某一条受到绕流干扰严重的测风路径进行校正。利用SpaceClaim软件建立测风阵列及风洞模型,通过Meshing软件进行网格划分,使用FLUENT软件改变模拟风洞内的风速及雷诺数等指标,仿真两种阵列在不同流态下的性能表现,得到速度分布云图以及测风路径速度曲线图,说明了改进型测风阵列能明显提升测风精度。

关键词：阴影效应时差法测风阵列测风精度

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LDPC自适应最小和译码算法及其FPGA实现

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计算机科学 2021年第S01期48卷 608-612页

作者：王登天周华钱荷玥南京信息工程大学南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

低密度奇偶校验码(Low-density Parity-check,LDPC)置信传播算法性能优异且被证明接近香农极限,但需要极其复杂的对数和三角函数运算,不利于现实使用。尽管最小和算法提高了计算的方便性和适用性,但也削弱了其译码能力。为了减少误码率(... 详细信息

低密度奇偶校验码(Low-density Parity-check,LDPC)置信传播算法性能优异且被证明接近香农极限,但需要极其复杂的对数和三角函数运算,不利于现实使用。尽管最小和算法提高了计算的方便性和适用性,但也削弱了其译码能力。为了减少误码率(Bit Error Rate,BER)的损失,利用输入变量节点边信息绝对值的最小值、次小值和双曲正切函数的关系,引入自适应乘性因子提升算法性能。仿真结果显示,自适应最小和算法的性能比传统的对数似然比置信传播算法(Log-Likelihood Ratio Belief Propagation,LLR BP)提升了0.2 dB。此外,通过在Xilinx公司的FPGA平台上进行硬件测试,实现了155码长的LDPC码最小和算法仿真。

关键词： LDPC码自适应最小和算法自适应乘性因子算法性能 FPGA实现

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土壤水分传感器探头的仿真分析

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电子测量与仪器学报 2021年第4期35卷 55-65页

作者：张颖行鸿彦张旭周琦刘钧南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 航天新气象科技有限公司无锡214127 华云升达(北京)气象科技有限责任公司北京102299

在分析土壤介电常数的基础上,研究了电容式土壤含水率传感器的测量原理。利用ANSYS软件建立了电容式水分传感器探头的三维模型,研究了传感器探头结构参数发生变化时,传感器对其的电容值、电场强度分布、含水率探测深度及灵敏度的影响,... 详细信息

在分析土壤介电常数的基础上,研究了电容式土壤含水率传感器的测量原理。利用ANSYS软件建立了电容式水分传感器探头的三维模型,研究了传感器探头结构参数发生变化时,传感器对其的电容值、电场强度分布、含水率探测深度及灵敏度的影响,确定了探头的最优尺寸参数,设计了一种基于频域反射法的电容式土壤含水率传感器。仿真实验结果表明,当探头环状电极半径28 mm、轴向宽度28 mm、电极间距12 mm、电极厚度1 mm时,探头的灵敏度、信号测量强度以及探测范围均与对照产品相比显著提升,为电容式土壤含水率传感器的结构设计提供了理论依据。

关键词：土壤含水量电容式传感器有限元仿真计算

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一种机器视觉的冰雹检测方法

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现代电子技术 2022年第16期45卷 13-17页

作者：李鹏丁倩雯嵇佳丽张思炜南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学滨江学院江苏无锡214105

针对气象部门人工检测冰雹费时费力的问题,文中提出一种基于机器视觉的冰雹检测方法。首先通过Relief⁃F算法提取有效特征;再基于支持向量机的粒子群优化算法对冰雹进行识别和分类,该方法能够提取冰雹的几何特征、颜色特征参数,可进一步... 详细信息

针对气象部门人工检测冰雹费时费力的问题,文中提出一种基于机器视觉的冰雹检测方法。首先通过Relief⁃F算法提取有效特征;再基于支持向量机的粒子群优化算法对冰雹进行识别和分类,该方法能够提取冰雹的几何特征、颜色特征参数,可进一步优化机器视觉的冰雹图像处理策略和识别算法。文中采集模拟降雹下的图像160幅,真实场景下的冰雹图像40幅,非冰雹图像200幅,选择实验室模拟的图像作为训练集,其余作为测试集进行图像识别和分类处理。结果表明:所提系统对冰雹识别的准确率最高达97.50%,对冰雹分类的准确率最高为93.50%,能够实现利用机器视觉代替人工视觉对冰雹进行检测的目的。

关键词：冰雹检测机器视觉图像识别分类处理特征提取 Relief⁃F

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基于FNLM和Frangi滤波的路面裂缝分割算法

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现代电子技术 2022年第14期45卷 69-73页

作者：李鹏王青宁南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学滨江学院江苏无锡214105

Frangi滤波是一种由二阶偏导数组成的基于Hessian矩阵的滤波器,对线状物体有较高的响应值,可以突出目标和背景的区别。但其对图像求Hessian矩阵之前需进行高斯预处理,这会导致高频信息丢失、边缘细节模糊及实际路面情况复杂多变。针对... 详细信息

Frangi滤波是一种由二阶偏导数组成的基于Hessian矩阵的滤波器,对线状物体有较高的响应值,可以突出目标和背景的区别。但其对图像求Hessian矩阵之前需进行高斯预处理,这会导致高频信息丢失、边缘细节模糊及实际路面情况复杂多变。针对此问题,文中提出一种基于FNLM与Frangi滤波的路面裂缝分割算法。该算法对Frangi滤波中原有的高斯核进行改进,将其与快速非局部平均滤波相结合,在平滑噪声的同时保留裂缝边缘细节,从而有效抑制噪声对分割的影响。实验结果表明:所提算法在复杂环境下分割精度较高,其结构相似性为0.9317,相较于传统算法提高27.19%;平均运行时间为10.49 s,可满足实时检测的需求。

关键词：路面裂缝裂缝分割算法 Frangi滤波 FNLM滤波噪声抑制实验分析

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压力容器气体泄漏中的FSWT和SVM联合检测方法

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电子器件 2021年第4期44卷 1011-1018页

作者：李鹏陆一杨佳康徐永凯南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 无锡学院自动化学院江苏无锡214105

及时发现压力容器气体泄漏并判别其程度对避免发生安全事故具有重要意义,从气体泄漏源的声信号特征分析角度,从超声范围内提出一种基于频率切片小波变换和支持向量机的气体泄漏故障检测方法。利用频率切片小波变换对声波传感器采集的声... 详细信息

及时发现压力容器气体泄漏并判别其程度对避免发生安全事故具有重要意义,从气体泄漏源的声信号特征分析角度,从超声范围内提出一种基于频率切片小波变换和支持向量机的气体泄漏故障检测方法。利用频率切片小波变换对声波传感器采集的声信号进行预处理,分析泄漏声信号局部特征并选取特征明显的观测范围进行重构,从多域分量中提取能够区分是否存在泄漏以及泄漏程度的代表性特征,利用Relief-F算法计算并选取最优特征作为支持向量机的输入并对压力容器的气体泄漏进行识别和分类。经实验分析,采用所筛选出的最具鉴别性的6种特征对是否存在泄漏的判断准确率达到99.75%,对泄漏程度分类的准确率达到94.68%。结果表明该方法的气体泄漏检测准确率高,有助于后续实时检测系统的开发和泄漏孔定位研究。

关键词：气体泄漏检测超声频率切片小波变换阈值滤波支持向量机

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单颗粒气溶胶的吸湿增长模型及散射特性研究

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光学学报 2020年第5期40卷 9-16页

作者：赵佳佳顾芳张加宏崔芬萍南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

为研究亲水性和疏水性气溶胶的吸湿性差异引起的散射特性差异,基于热力学原理和表面吸附理论分别建立了两类气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了相对湿度为40%~90%范围内两类气溶胶的散射性质。结果表明:亲水性粒子(以... 详细信息

为研究亲水性和疏水性气溶胶的吸湿性差异引起的散射特性差异,基于热力学原理和表面吸附理论分别建立了两类气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了相对湿度为40%~90%范围内两类气溶胶的散射性质。结果表明:亲水性粒子(以4种典型的无机盐为例)达到潮解点时,粒径随相对湿度的增大呈指数增长;而疏水性粒子(以烟尘为例)的粒径随着相对湿度的增加呈现非线性缓慢增长,该结果与实验测量值基本吻合。利用上述吸湿增长模型及实测的折射率-湿度增长规律,计算分析了在粒径为0.1~1.0μm的范围内,相对湿度与气溶胶粒子散射增长因子的关系。研究发现,潮解后亲水性粒子散射增长因子呈指数增长,相对湿度为90%时,其值增大了几十倍,且氯化钠无机盐的散射因子增长曲线与实验结果吻合较好;而疏水性粒子的散射增长因子最大增至1.07,远小于亲水性粒子的数值。上述结果为气溶胶气候效应的评估、气溶胶浓度和大气能见度的精确测量提供了一定的理论支持。

关键词：大气光学光散射气溶胶吸湿增长离散偶极子近似法散射增长因子

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基于导向矢量估计的鲁棒波束形成

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雷达科学与技术 2020年第1期18卷 21-26,33页

作者：李鹏夏翔俞传富宋逸君南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

针对标准Capon波束形成器中真实导向矢量与期望导向矢量存在误差时,其性能会急剧下降的问题,提出了基于加权空间平滑与导向矢量估计相结合的鲁棒波束形成算法。该算法利用加权空间平滑方法,对子阵进行特殊的划分,根据子阵间自相关矩阵... 详细信息

针对标准Capon波束形成器中真实导向矢量与期望导向矢量存在误差时,其性能会急剧下降的问题,提出了基于加权空间平滑与导向矢量估计相结合的鲁棒波束形成算法。该算法利用加权空间平滑方法,对子阵进行特殊的划分,根据子阵间自相关矩阵与互相关矩阵权重差异,采用嵌套的方式获得加权矩阵,继而得到更加精确的协方差矩阵,接着,使用不确定范围约束期望导向矢量来获得真实导向矢量。仿真结果表明,和传统的自适应波束形成算法相比较,本文算法在面对协方差矩阵中含有期望信号以及角度失配问题时,鲁棒性得到明显提升。

关键词：加权空间平滑自适应波束形成导向矢量估计鲁棒性

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