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光学学报 2025年第1期45卷 8-19页

作者：曹明华周根学杨清张悦张霞王惠琴兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252000 山东省光通信科学与技术重点实验室山东聊城252000

为了应对传统通感一体化系统在频谱需求和硬件实现成本上的挑战,设计了一种融合非对称限幅光正交频分复用与线性调频(LFM)技术的激光雷达通信感知一体化系统,实现了光通信和激光雷达测距的一体化。在此基础上,为解决传统限幅技术在降低... 详细信息

为了应对传统通感一体化系统在频谱需求和硬件实现成本上的挑战,设计了一种融合非对称限幅光正交频分复用与线性调频(LFM)技术的激光雷达通信感知一体化系统,实现了光通信和激光雷达测距的一体化。在此基础上,为解决传统限幅技术在降低峰均比(PAPR)时引入噪声的问题,提出了一种迭代限幅滤波方案,将系统PAPR降低了3.6 dB。仿真结果证明该系统在Gamma-Gamma弱、中湍流信道条件下具有稳定的传输速率和可靠的误码性能,不但成功探测到了80、100、1000、1300 m位置处的4个目标,且相较于采用单一的LFM系统,一体化系统的误码性能提升了4.2 dB,测距精度提高了40.7%,一体化系统的模糊函数的主瓣更加集中,旁瓣水平更低,整体呈现出“图钉”状,表明其具有更高的距离分辨率和多普勒容忍度。

关键词：光无线通信感知一体化误码率峰均比限幅滤波模糊函数图

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基于球语义多模态融合的三维目标检测

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光电子技术 2025年第1期45卷 75-81页

作者：韩路宇林珊玲赵民林志贤郭太良福州大学物理与信息工程学院福州350116 中国福建光电信息科学与技术创新实验室福州350116 福州大学先进制造学院福建泉州362200

针对当前三维目标检测由于数据增强导致点云和图像无法有效对齐,点与点对齐方法会丢失图像特征以及定位和分类置信度不一致的问题,提出一种多模态融合的三维目标检测方法。首先,采用PointNet++提取点云的特征;采用卷积神经网络提取图像... 详细信息

针对当前三维目标检测由于数据增强导致点云和图像无法有效对齐,点与点对齐方法会丢失图像特征以及定位和分类置信度不一致的问题,提出一种多模态融合的三维目标检测方法。首先,采用PointNet++提取点云的特征;采用卷积神经网络提取图像特征;其次,在点云与图像融合阶段,采用语义对齐方法以及图像球特征,实现点云与图像更好的跨模态对齐。同时采用基于注意力的方法来指导点云与图像特征的融合,以获取更可靠的图像特征;最后引入DIoU损失来平衡置信度不一致的问题。实验结果表明:所采用的方法明显优于baseline,在简单、中等和困难任务下,Car类别的mAP达85.6%。

关键词：激光雷达彩色图像多模态融合自动驾驶

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基于高光谱成像技术与BO-LightGBM算法的玉米品种无损鉴别

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中国粮油学报 2025年第3期40卷 192-199页

作者：张阿支沈建国蒋敏兰杨文文张长江石小威浙江师范大学物理与电子信息工程学院金华321004 浙江光电子研究院金华321004 台州学院电子与信息工程学院台州318000 杭州海康威视数字技术股份有限公司杭州310000

玉米集粮、经、饲三元为一体,是我国最主要的饲料来源及工业原料,优质的玉米品种是保证玉米产量的首要条件。针对目前玉米品种检测以人工为主、工作量大、效率不高,有损检测、易因疲劳而产生主观错误等问题,本文提出了一种基于高光谱成... 详细信息

玉米集粮、经、饲三元为一体,是我国最主要的饲料来源及工业原料,优质的玉米品种是保证玉米产量的首要条件。针对目前玉米品种检测以人工为主、工作量大、效率不高,有损检测、易因疲劳而产生主观错误等问题,本文提出了一种基于高光谱成像技术实现玉米品种快速无损鉴别的方法。首先,对采集到的5种不同品种共计1000份玉米光谱数据采用多元散射校正、小波变换、移动平均滤波、标准化和矢量归一化5种不同的方法进行预处理,消除光谱采集过程中存在的干扰信号,比较并筛选出最优的光谱预处理方法;其次,采用主成分分析(PCA)进行特征波长提取,实现数据降维,降低模型运算量;最后,利用贝叶斯优化自动调整模型超参数,建立基于贝叶斯优化LightGBM玉米品种分类模型(BO-LightGBM)。结果表明,矢量归一化的预处理方式结合PCA提取特征的BO-LightGBM模型对于玉米种粒无损鉴别的效果最好,准确率为99.67%。

关键词：玉米品种鉴别高光谱成像技术 LightGBM

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一种基于二阶OGS全变分红外图像去噪模型

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中国科技信息 2025年第2期 69-72页

作者：徐国荣陈颖频陈育群闽南师范大学物理与信息工程学院

红外成像系统可以将接收到的不同对象的红外辐射信号转换成图像信息，这种成像系统可实现夜视成像，相比于可见光成像，具有优秀的环境适应性和良好的隐蔽性。由于红外成像系统的特殊性，红外图像相对于普通的光学图像往往包含更加复杂...

红外成像系统可以将接收到的不同对象的红外辐射信号转换成图像信息，这种成像系统可实现夜视成像，相比于可见光成像，具有优秀的环境适应性和良好的隐蔽性。由于红外成像系统的特殊性，红外图像相对于普通的光学图像往往包含更加复杂和强烈的噪声。各种噪声呈现在红外图像上是可以累加的，各种噪声的累加会带来红外图像信噪比的持续下降。严重的噪声甚至会淹没图像原本要呈现的内容，导致大量图像信息的丢失，浪费红外成像过程中所使用的资源。常见的红外图像恢复算法分为以下几类：基于全变分正则化的方法、基于稀疏字典的方法及基于深度学习的方法。基于全变分（Total Variation,TV）去噪模型能很好地恢复图像细节信息，用此模型进行图像去噪时假定图像是分片光滑常数，因此存在较严重的阶梯效应，针对这种现象，Bredies、Knoll等学者提出广义全变分（Total Generalized Variation,TGV），广义全变分能有效的对图像高维度梯度信息进行稀疏约束，因此可有效缓解阶梯效应。Liu和Chen等学者提出了交叠组稀疏正则项（Overlapping Group Sparsity TV,OGSTV），交叠组稀疏考虑了图像梯度的结构化稀疏特性，在处理过程中采用交叠组合梯度进一步提高图像平滑区域与边界区域的差异性，去除噪声的同时还克服了阶梯效应。

关键词：

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质点与刚体间的万有引力计算

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物理教学 2025年第3期47卷 59-63,69页

作者：林洽武焦振兰林诗彤赵泽敏广东第二师范学院物理与信息工程学院广东510303 华南师范大学物理与电信工程学院广东510303 广西师范大学物理科学与技术学院广西541004 惠来县第一中学广东515299

在中学物理教学过程中,求万有引力大小时通常将物体等效为质点,当物体本身尺寸相对物体间距离不能被忽略时,即物体不能再看成质点处理时,会错误地被认为可以把物体等效为质量集中在质心上的质点。这是中学物理教学过程中的一个迷思概念... 详细信息

在中学物理教学过程中,求万有引力大小时通常将物体等效为质点,当物体本身尺寸相对物体间距离不能被忽略时,即物体不能再看成质点处理时,会错误地被认为可以把物体等效为质量集中在质心上的质点。这是中学物理教学过程中的一个迷思概念,在不能忽略物体大小、形状的情况下去计算物体间的万有引力是比较复杂的。介于这两种情况的过渡,研究质点与刚体间的万有引力,利用对称性及与库仑力计算的类比,计算出无限长均匀细棒与质点、有限长均匀细棒与质点、有限均匀薄平面与质点之间的万有引力大小及力的方向,同时经过比对得到在求万有引力大小时一般不能把物体等效为在质心上的质点,有利于中学到大学的教学衔接,解决在中学万有引力教学过程中的迷思概念,为准确地计算物体间的万有引力提供研究思路和方法。

关键词：万有引力质点刚体

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基于语义增强的单阶段文本生成图像方法

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信息技术与信息化 2025年第1期 5-9页

作者：兰才俊姚剑敏胡海龙陈恩果严群福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 晋江市博感电子科技有限公司福建泉州362216

文本到图像生成是一项极具挑战性的跨模态任务,目标是根据给定文本描述生成对应的图像。尽管现阶段相关研究在视觉呈现方面效果优异,但仍存在细节表达不够精细、语义一致性欠佳等问题。基于此,文章提出了一种基于语义增强的生成对抗模型... 详细信息

文本到图像生成是一项极具挑战性的跨模态任务,目标是根据给定文本描述生成对应的图像。尽管现阶段相关研究在视觉呈现方面效果优异,但仍存在细节表达不够精细、语义一致性欠佳等问题。基于此,文章提出了一种基于语义增强的生成对抗模型,将文本进行编码后送入条件增强模块进行处理,丰富文本语义特征。在生成网络中,添加一个自适应块,在仿射变换前将上一层的输出和文本语义信息输入自适应块进行进一步的信息增强。并通过引入对比损失,提高文本与生成图像之间的语义一致性。将这一方法在MSCOCO和CUB birds 200 两个数据集上进行训练测试,实验结果表明,与其他模型相比,性能得到了较高提升。

关键词：语义增强文本生成图像生成对抗网络对比损失

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面向通信设备信号异常识别的深度学习算法

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计算机仿真 2025年第1期42卷 215-218,228页

作者：王锦毅茆政吉福建师范大学协和学院福建福州350117 莆田学院机器人系福建莆田351100 福州大学物理与信息工程学院福建福州350116

通信设备信号可能受到多种干扰,例如电磁干扰、电源噪声等,会对信号进行扭曲和干扰,影响异常识别的准确性。现提出面向通信设备信号异常识别的深度学习算法。采用基于相似性矩阵的信号盲源分离方法将通信设备原始信号中的有用信号从背... 详细信息

通信设备信号可能受到多种干扰,例如电磁干扰、电源噪声等,会对信号进行扭曲和干扰,影响异常识别的准确性。现提出面向通信设备信号异常识别的深度学习算法。采用基于相似性矩阵的信号盲源分离方法将通信设备原始信号中的有用信号从背景噪声中分离出来,完成信号的去噪处理;通过自适应噪声补偿聚合经验模态分解算法分解通信设备信号,结合综合评价指标选取有效IMF分量作为信号特征;将信号特征输入卷积神经网络中,通过深度学习信号特征实现通信设备信号异常识别。通过测试发现,所提算法可在噪声背景下有效分离出有用信号,识别精度高、识别效率高。

关键词：通信设备信号信号盲源分离经验模态分解卷积神经网络深度学习

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基于LQR和卡尔曼滤波的倒立摆系统鲁棒性分析

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自动化与仪表 2025年第1期40卷 11-16,22页

作者：霍婷婷李艳张庆宁夏师范大学物理与电子信息工程学院固原756000

一级倒立摆系统作为经典的控制理论实验装置,具有高度非线性和不稳定性,因此对其进行精确控制和状态估计具有重要的研究意义。该研究旨在提高倒立摆系统的鲁棒性,提出了一种基于LQR控制和卡尔曼滤波的综合方法。首先,建立倒立摆系统的... 详细信息

一级倒立摆系统作为经典的控制理论实验装置,具有高度非线性和不稳定性,因此对其进行精确控制和状态估计具有重要的研究意义。该研究旨在提高倒立摆系统的鲁棒性,提出了一种基于LQR控制和卡尔曼滤波的综合方法。首先,建立倒立摆系统的数学模型,通过线性二次调节器(LQR)设计了最优控制器,以实现系统的稳定控制。其次,增加卡尔曼滤波器对系统状态进行实时估计,提高系统的动态响应性能。通过仿真研究对比分析了不同控制策略下系统的鲁棒性表现。结果表明,融合LQR控制和卡尔曼滤波的方法使得倒立摆的摆杆角度响应时间控制在1 s内,其均方差提高93%,显著改善了倒立摆系统的鲁棒性和控制精度,有效抑制外部扰动的影响。

关键词：倒立摆系统 LQR控制卡尔曼滤波鲁棒性状态估计最优控制

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基于CameraLink与1553B的红外信号处理机测试系统设计

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2025年第1期 080-088页

作者：高振兴邹瑞滨陈一璐高扬孙嘉豪聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252059

为了测试红外导引头中红外信号处理机与导引头中其余功能模块的通信是否正常,设计了一种基于CameraLink与1553B协议的测试系统,主要用来模拟与红外信号处理机相关联的设备与其进行信息交换。系统以FPGA为核心,使用CameraLink协议为红外... 详细信息

为了测试红外导引头中红外信号处理机与导引头中其余功能模块的通信是否正常,设计了一种基于CameraLink与1553B协议的测试系统,主要用来模拟与红外信号处理机相关联的设备与其进行信息交换。系统以FPGA为核心,使用CameraLink协议为红外信号处理机提供输入测试红外图像,且可通过CameraLink协议接收红外信号处理机处理后的红外图像,并对输出图像进行监测判断。此过程用来模拟红外导引头中图像处理模块与红外信号处理机的红外图像收发功能。利用1553B总线进行测试系统与红外信号处理机的通信,测试用于模拟弹上机与红外信号处理机1553B通信是否正常。该系统创新性的将多个测试功能集成到一个系统中去并通过PCIe总线将红外图像传输至上位机中将其直观的显示出来,便于查找出红外信号处理机存在的通信功能问题。

关键词： FPGA CameraLink 1553B 红外图像

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基于单片机的客车安全检测系统设计

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太原学院学报(自然科学版) 2025年第2期43卷 38-44页

作者：陈海英闽南师范大学物理与信息工程学院福建漳州363000

客车安全事故频发,急需提高客车的智能化水平。以STC89C52单片机为核心,运用多传感器融合技术,设计了客车安全检测系统,对乘车环境进行实时监测。采用红外检测电路统计车内人数,DS18B20温度传感器测量温度,MQ-2烟雾传感器检测可燃性气... 详细信息

客车安全事故频发,急需提高客车的智能化水平。以STC89C52单片机为核心,运用多传感器融合技术,设计了客车安全检测系统,对乘车环境进行实时监测。采用红外检测电路统计车内人数,DS18B20温度传感器测量温度,MQ-2烟雾传感器检测可燃性气体浓度,单片机读取测量数据,与按键模块设置的核载人数、温度阈值进行比较,当检测到的数据超过阈值时进行声光报警,同时在LCD上实时显示温度、人数、警报信息等。当客车超载时,与客车的启动系统产生联动,实现超载自动停车。实验表明,该系统能有效抑制客车超载现象,及时提示火灾警情,为市民的安全出行提供保障。

关键词：客车超载检测烟雾传感器温度传感器

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