检索结果-内蒙古大学图书馆

高技术通讯 2015年第4期25卷 404-410页

作者：张立国张志福金梅赵金阁燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004

为了提高人体手臂运动姿态跟踪的精度,提出了一种采用蚁群优化(ACO)算法修正误差的手臂姿态跟踪方法。该方法基于对姿态测量单元中加速度计的误差模型的分析,采用ACO算法进行误差模型参数拟合以修正加速度计的静态误差;应用卡尔曼滤波... 详细信息

为了提高人体手臂运动姿态跟踪的精度,提出了一种采用蚁群优化(ACO)算法修正误差的手臂姿态跟踪方法。该方法基于对姿态测量单元中加速度计的误差模型的分析,采用ACO算法进行误差模型参数拟合以修正加速度计的静态误差;应用卡尔曼滤波算法对MEMS加速度计、磁力计和陀螺仪数据进行数据融合,得到肢体姿态最优估计;采用了手臂肘关节的几何约束模型,对手臂姿态跟踪过程中因噪声扰动和肌肉变形产生的随机漂移误差进行补偿,得到手臂关节的正确位置估计。试验表明,该方法有效地降低了传感器噪声所引起的漂移,提高了位置测量的准确度和稳定度。

关键词：姿态跟踪蚁群优化(ACO)算法数据融合几何约束

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变周期亚波长介质光栅多层膜的双重Fano共振特性

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 681-687页

作者：肖春艳杨晨周鑫德河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

现在众多传感结构模型只能对单变量待测样本折射率进行传感检测,为实现不同待测样本的高通量检测并降低环境因素的干扰,提出了一种基于波长调制的变周期亚波长介质光栅多层膜复合结构。以双周期为例进行分析,变周期光栅层由两个具有不... 详细信息

现在众多传感结构模型只能对单变量待测样本折射率进行传感检测,为实现不同待测样本的高通量检测并降低环境因素的干扰,提出了一种基于波长调制的变周期亚波长介质光栅多层膜复合结构。以双周期为例进行分析,变周期光栅层由两个具有不同光栅周期的介质光栅A和B组成,通过有限元法对传输特性进行分析,TE偏振入射光以垂直于光栅层表面的方式入射至介质光栅表面,当在介质光栅区域A和B内分别满足相位匹配条件时,变周期亚波长介质光栅会形成GMR,提供两个具有单一窄带的双离散态共振缺陷峰;由于类F-P腔中含有周期性光子晶体,光波传播到光子晶体会产生光子禁带,提供一个较宽频带的连续态。在满足相位匹配条件时,变周期亚波长波导结构中形成的双离散态共振缺陷峰与周期性光子晶体多层介质薄膜构成的类F-P腔中形成的连续态发生耦合,实现双重Fano共振。然后通过探究波导层厚度dw和光子晶体周期数N对传感特性的影响,选择dw=97 nm和N=3,使其达到FOM值最大。最终因变周期介质光栅层是由两种具有不同介质折射率的材料构成,在介质光栅区域A和B的光栅凹槽部分可设置两个传感检测单元,建立基于波长调制的双重Fano共振全电介质传感模型,设置不同的传感检测区域,发现双重Fano光谱曲线在不同传感检测区域内都能随着ns1和ns2变化,间接实现了对待测样本折射率的动态检测,因而可在同一传感结构模型中实现对不同待测样本折射率区间的多变量检测。结果表明,在传感检测单元A内,FR1和FR2的FOM值分别为631.53和463.7 RIU^(-1);在传感检测单元B内,FOM值分别为480.67和834.04 RIU^(-1)。所设计的传感结构模型通过结构参数优化,实现了传感结构的高反射率、高FOM值和较宽的检测范围,对双重Fano共振提供了理论参考,对待测样本折射率的多变量检测具有一定的研究价值。

关键词：传感器双重Fano共振变周期亚波长光栅导模共振周期性光子晶体多层膜

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压缩感知结合卷积网络的天然气管道泄漏孔径识别

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振动与冲击 2020年第21期39卷 17-23页

作者：温江涛付磊孙洁娣王涛张光宇张鹏程燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004 燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004 燕山大学河北省信息传输与信号处理重点实验室秦皇岛066004

针对传统天然气管道泄漏孔径检测面临的原始数据冗余性大、特征选取主观依赖性强以及复杂环境下识别准确率低等问题,提出了一种将压缩感知与深度卷积神经网络相结合的泄漏孔径识别方法。首先利用随机高斯矩阵对原始泄漏信号进行压缩采集... 详细信息

针对传统天然气管道泄漏孔径检测面临的原始数据冗余性大、特征选取主观依赖性强以及复杂环境下识别准确率低等问题,提出了一种将压缩感知与深度卷积神经网络相结合的泄漏孔径识别方法。首先利用随机高斯矩阵对原始泄漏信号进行压缩采集,以较少的压缩感知域数据获取全部泄漏信息;然后构建深度一维卷积神经网络,将压缩采集数据送入网络中实现自适应特征提取及高准确度泄漏孔径识别;还对主要参数的影响进行了深入的分析。实验结果表明,该方法能够快速、准确地实现天然气管道泄漏孔径识别,且在低信噪比环境下具有较好的鲁棒性,总体识别效果优于传统的分类方法。

关键词：管道泄漏孔径识别压缩感知采集 1维卷积网络自适应特征提取

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基于三维荧光与BLLS/RBL同时检测蜂蜜中3种喹诺酮类抗生素

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计量学报 2021年第9期42卷 1257-1264页

作者：赵兴涛车先阁王书涛刘诗瑜苑媛媛燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

采用三维荧光光谱法实现对蜂蜜中的3种喹诺酮类抗生素(氟甲喹、恩诺沙星和左氧氟沙星)残留样本的数据测量,对所得光谱消除了二级瑞利散射和拉曼散射的干扰,采用小波优化集合经验模态分解(EEMD)的方法消除光谱噪声,完成了预处理过程。采... 详细信息

采用三维荧光光谱法实现对蜂蜜中的3种喹诺酮类抗生素(氟甲喹、恩诺沙星和左氧氟沙星)残留样本的数据测量,对所得光谱消除了二级瑞利散射和拉曼散射的干扰,采用小波优化集合经验模态分解(EEMD)的方法消除光谱噪声,完成了预处理过程。采用双线性最小二乘/残差双线性(BLLS/RBL)算法分别对预处理前后的样本进行定性、定量检测。结果表明:经预处理后可以准确地解析出样本中各组分光谱,且与原光谱有着极高的相似度。定量分析中,氟甲喹、恩诺沙星和左氧氟沙星的预测平均加标回收率RA分别为94.99%,100.20%,103.20%;均方根误差RMSE分别为4.03,0.21,0.29μg/L;灵敏度SL分别为3.2×10^(3),3.5×10^(4),3.3×10^(4)μg/L;检测下限L_(out)分别为2.08,0.18,0.19μg/L;优于未经预处理的结果。

关键词：计量学抗生素残留检测双线性最小二乘/残差双线性小波优化集合经验模态分解喹诺酮类抗生素蜂蜜质量

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三维荧光结合三阶校正算法快速检测水中酚类化合物

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光谱学与光谱分析 2019年第6期39卷 1806-1811页

作者：商凤凯王玉田王君竹孙洋洋程朋飞张令王书涛燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

苯酚和麝香草酚等酚类化合物对人体和动植物有着严重危害,且这些酚类化合物往往同时存在于水体。由于苯酚和麝香草酚的激发和发射光谱重叠严重,常规荧光方法不能实现直接快速测定。基于三维荧光光谱结合四维平行因子(4-PARAFAC)算法,对... 详细信息

苯酚和麝香草酚等酚类化合物对人体和动植物有着严重危害,且这些酚类化合物往往同时存在于水体。由于苯酚和麝香草酚的激发和发射光谱重叠严重,常规荧光方法不能实现直接快速测定。基于三维荧光光谱结合四维平行因子(4-PARAFAC)算法,对存在未知干扰物的湖水中苯酚和麝香草酚进行定性和定量分析。利用三维平行因子和四维平行因子算法分解光谱数据,探索三阶校正算法的“三阶优势”。通过引入温度维来构建四维数据阵,将不同温度下扫描得到的激发发射矩阵沿样本维叠加得到四维数据阵,结合基于四维平行因子的三阶校正算法对目标分析物进行定性定量分析。为避免溶剂散射和仪器的影响,需要对扫描得到的激发发射矩阵信号进行预处理。通过空白扣除法和Delaunay三角内插值法去除激发发射矩阵中散射信号,再进一步进行激发发射校正,得到真实光谱。然后分别使用基于平行因子的二阶校正算法和基于四维平行因子的三阶校正算法对光谱数据进行分析,对比两种算法的分析结果。结果表明,四维数据阵并不是三维激发发射矩阵简单的叠加,得到的四维数据可能含有丰富的高维信息,有助于改善对分析物的测量结果。四维平行因子算法解析得到的湖水中苯酚和麝香草酚的平均回收率分别为97.7%±9.2%和96.5%±8.8%,预测均方根误差为0.047和0.057μg·mL^-1,预测相对误差低于10%,分析结果优于三维平行因子(平均回收率分别为105.7%±15.3%和111.0%±3.6%,预测均方根误差为0.090和0.056μg·mL^-1,预测相对误差高于10%)。实验表明,样本中存在复杂干扰背景和数据共线性严重时,三阶校正算法能够得到比二阶校正算法更满意的结果,为复杂体系中苯酚和麝香草酚的检测提供了可靠方法。

关键词：三维荧光光谱三阶校正温度苯酚麝香草酚

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基于脑功能网络分析的孤独症儿童辅助干预效果研究

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自动化学报 2021年第11期47卷 2654-2663页

作者：李昕王欣安占周蔡二娟康健楠燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004 河北大学电子信息工程学院保定071002

脑功能网络是分析复杂网络之间连接关系的一种有效方法,对脑功能障碍分析具有重要意义.本文基于频域Granger因果分析的定向传递函数(Direction-transfer function,DTF),构建了各频段的脑功能网络.采用图论方法分析最佳阈值下经颅直流电... 详细信息

脑功能网络是分析复杂网络之间连接关系的一种有效方法,对脑功能障碍分析具有重要意义.本文基于频域Granger因果分析的定向传递函数(Direction-transfer function,DTF),构建了各频段的脑功能网络.采用图论方法分析最佳阈值下经颅直流电刺激(Transcranial direct current stimulation,tDCS)干预前后孤独症(Autism spectrum disorder,ASD)儿童脑网络的平均度、全局效率和平均局部效率等特征,并对比了经颅直流电刺激对孤独症儿童脑功能状态辅助干预效果.结果发现刺激前组在各频段的图论特征均低于刺激后组(P<0.05),其中Theta频段和低-beta频段的局部效率统计性差异显著,表明在一定程度上tDCS干预是ASD儿童治疗的有效手段.

关键词：孤独症经颅直流电刺激脑功能网络定向传递函数

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基于LMD和局域时频熵的旋转机械故障诊断方法

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计量学报 2015年第1期36卷 77-81页

作者：孟宗李姗姗王亚超燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

提出了一种基于局部均值分解和局域时频熵的旋转机械故障诊断方法。以旋转机械作为研究对象，利用LMD方法分解旋转机械振动信号，对分解得到的各乘积函数进行Hilbert变换，得到振动信号的时频分布。为了定量描述振动信号能量的时频分布... 详细信息

提出了一种基于局部均值分解和局域时频熵的旋转机械故障诊断方法。以旋转机械作为研究对象，利用LMD方法分解旋转机械振动信号，对分解得到的各乘积函数进行Hilbert变换，得到振动信号的时频分布。为了定量描述振动信号能量的时频分布情况，提出了局域时频熵的概念，根据旋转机械故障的频谱特征，将整个时频平面划分为若干时频段，计算时频段的局域时频熵，以局域时频熵作为旋转机械故障特征，实现旋转机械故障特征提取。基于局域时频熵进行故障特征提取可以细致地反映各时频区域能量分布的差别，同时可以减小计算量，提高运算速度。仿真与实验结果表明，该方法能有效地应用于旋转机械故障诊断中。

关键词：计量学旋转机械故障诊断局域时频熵局部均值分解

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异质结构光子晶体微腔实现多通道可调谐滤波

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红外与激光工程 2014年第10期43卷 3399-3403页

作者：陈颖王文跃范卉青卢波燕山大学电气工程学院自动化仪表系河北秦皇岛066004 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004

为解决WDM系统中多信道同时滤波问题,设计并研究了缺陷对一种异质结构光子晶体多通道滤波器的调制机制,结果表明:在光子晶体环形滤波通道中引入点缺陷形成复合缺陷,可克服光子晶体环形腔结构的多模特性,实现单通道内的单纵模滤波;对于... 详细信息

为解决WDM系统中多信道同时滤波问题,设计并研究了缺陷对一种异质结构光子晶体多通道滤波器的调制机制,结果表明:在光子晶体环形滤波通道中引入点缺陷形成复合缺陷,可克服光子晶体环形腔结构的多模特性,实现单通道内的单纵模滤波;对于各个通道,复合缺陷中点缺陷的折射率对输出端透射谐振波长具有调谐作用,且对各通道的可调谐滤波作用彼此独立,随着点缺陷折射率的增大,输出的谐振波长出现红移现象。所设计的异质结构结构光子晶体对WDM系统实现多信道滤波功能提供理论和设计参考。

关键词：可调谐滤波光子晶体复合缺陷多通道

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基于多重多尺度熵的孤独症静息态脑电信号分析

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自动化学报 2020年第6期46卷 1255-1263页

作者：李昕安占周李秋月蔡二娟王欣燕山大学电气工程学院生物医学工程研究所秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004

面向孤独症儿童脑功能状态评估问题,提出一种多重多尺度熵脑电特征提取算法.算法针对传统多尺度熵信息丢失问题,在移动均值粗粒化基础上,采用延搁取值法构建多个尺度上的多重脑电信号序列,再进一步计算各个尺度的样本熵.算法不仅克服了... 详细信息

面向孤独症儿童脑功能状态评估问题,提出一种多重多尺度熵脑电特征提取算法.算法针对传统多尺度熵信息丢失问题,在移动均值粗粒化基础上,采用延搁取值法构建多个尺度上的多重脑电信号序列,再进一步计算各个尺度的样本熵.算法不仅克服了传统多尺度熵的信息丢失问题,还能充分挖掘脑电信号的细节信息,同时减小了尺度间的波动.基于该算法分析了16名孤独症儿童和16名正常儿童的19个通道的脑电信号.结果表明:正常儿童F7、F8、T4、P3通道的多重多尺度熵和复杂度均高于孤独症儿童,且存在显著性差异(P<0.05).表明前颞叶(F7、F8)可以作为孤独症儿童脑功能状态评估的敏感脑区,T4、P3可以作为辅助干预的敏感通道.

关键词：孤独症静息态脑电信号多重多尺度熵复杂度

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基于CS-SVM的山梨酸钾的荧光光谱检测法研究

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计量学报 2018年第5期39卷 747-752页

作者：王书涛朱彩云刘洺辛彭涛程琪孔德明王玉田燕山大学电气工程学院测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

通过分析山梨酸钾的橙汁溶液的荧光光谱特征,发现山梨酸钾在激发波长为375 nm、发射波长为450~510 nm范围的光谱图有毛刺,说明橙汁被激发的荧光会干扰山梨酸钾的荧光光谱。构建布谷鸟搜索算法(CS)优化支持向量机(SVM)模型对15个样本进... 详细信息

通过分析山梨酸钾的橙汁溶液的荧光光谱特征,发现山梨酸钾在激发波长为375 nm、发射波长为450~510 nm范围的光谱图有毛刺,说明橙汁被激发的荧光会干扰山梨酸钾的荧光光谱。构建布谷鸟搜索算法(CS)优化支持向量机(SVM)模型对15个样本进行训练,并预测7个样本的山梨酸钾的浓度。CS-SVM的平均回收率为99.07%,均方误差为1.21×10-5g/L,结果表明CS-SVM能够精确测定橙汁溶液中山梨酸钾的浓度,CS-SVM训练过程和对预测结果的平均回收率、误差都优于PSO-SVM和GA-SVM。

关键词：计量学山梨酸钾荧光光谱布谷鸟搜索算法支持向量机

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