基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法

飞机通信寻址与报告系统(ACARS)允许飞机和地面站之间发送和接收报文,在保障飞行安全、实现空中交通管制等方面具有重要意义。通信链路的噪声和频偏是影响ACARS信号接收性能的关键因素。针对ACARS信号接收过程中的失真等问题,深入研究频偏、噪声等因素与ACARS报文接收性能之间的关系;在充分考虑噪声与多普勒频移等因素的基础上,提出基于过零点斜率加窗解调的ACARS信号接收方法,并从理论和仿真分析2方面探讨不同方法的抗频偏抗噪声能力;设计并搭建基于软件无线电平台的ACARS信号接收系统。通过对ACARS报文接收性能的仿真分析和真实报文接收性能的对比分析,表明所提方法在提升抗噪声和频偏能力、降低误码率等方面均具有优势。

考虑跨线列车的运行图与天窗一体化模型与算法

列车运行图与维修天窗之间以及本线列车与跨线列车之间存在相互影响、相互制约的耦合关系。为了在编制运行图和安排维修天窗时充分考虑跨线列车的影响,用跨线列车的到达时刻与理想到达时刻的偏差衡量其时刻与理想时刻偏离程度。以列车总旅行时间最小、跨线列车理想时刻偏差最小和天窗开设时间最长为目标,建立考虑跨线列车的高速铁路运行图与综合维修天窗一体优化的多目标整数规划模型。根据问题特点构建基于二维排序编码的NSGA-II算法进行求解,对随机选取一行的顺序交叉方式难以满足越行规则和停站方案的情况采用“多列顺序交叉+未交叉部分重新生成+随机越行”的交叉策略,并设计了运行线冲突疏解方法。结合模拟高速铁路线路算例进行有效性验算,得到Pareto最优解。与初始运行图对比分析结果显示,优化后的运行图可以使列车总旅行时间减少194 min(下降6.0%);跨线列车理想时刻偏差为3447 min;天窗开设时间增加1655 min(上升19.3%)。算例结果证明,所建模型和设计的求解算法对优化列车运行图和维修天窗均有效。提出的考虑跨线列车的运行图与天窗一体化模型和方法,可以缩短列车旅行时间,增加天窗开设时间以预留铁路通过能力,同时使跨线列车时刻在一个满意范围内,可为铁路运营决策者编制列车运行图和设置维修天窗提供有价值的决策支持。

改进视觉Transformer的视频插帧方法

针对现有的视频插帧方法无法有效处理大运动和复杂运动场景的问题,提出了一种改进视觉Transformer的视频插帧方法。该方法融合了基于跨尺度窗口的注意力和可分离的时空局部注意力,增大了注意力的感受野并聚合了多尺度信息;对时空依赖和远程像素依赖关系进行联合建模,进而增强了模型对大运动场景的处理能力。实验结果表明,该方法在Vimeo90K测试集和DAVIS数据集上的PSNR指标分别达到了37.13 dB和28.28 dB,SSIM指标分别达到了0.978和0.891。同时,可视化结果表明,该方法针对存在大运动、复杂运动和遮挡场景的视频能产生清晰合理的插帧结果。

一种基于FPGA的跨屏幕视频显示处理方法

在机载显示控制系统中,用户对于大屏显示的需求不断增强,以便于获取更多信息。本文提出了一种基于FPGA的跨屏幕视频叠加显示方法,以更加细腻平滑的控制方式,实现了窗口视频在跨屏幕叠加显示场景下的无缝拖动,取得了很好的应用效果。

基于模糊时间窗的智慧物流越库调度仿真研究

在越库配送中商品和货物到了配送中心后直接可在站台上向客户配送,能够有效降低库存和运输成本,但是对车辆调度效率要求较高。若进出站台的车辆得不到精准排序,会直接影响货物出站时间。为进一步提升越库调度效果,提出基于模糊时间窗的智慧物流越库调度方法。基于物流越库类型的分析结果,结合模糊时间窗制定调度目标函数以及约束条件,构建物流越库调度模型。引入萤火虫算法对调度模型求解,获取模型最佳目标函数值,输出模型调度结果,实现智慧物流的越库调度。实验结果表明,上述方法对物流越库调度模型的求解与最优解的差距最小,且物流调度范围对其影响不大,可在10s之内完成智慧物流的越库调度,应用效率较高。

动车组用网压过零点快速检测装置设计

兰新高速铁路玉门南站附近(公里标2440~2499区间)网压波动一直较大(范围在28~31 kV上下),且存在较大谐波,动车组途径此地容易发生牵引离线、闪红、自动切除及主断跳开故障。为保证动车组运行正常,设计了一种动车组用网压过零点快速检测装置,系统包括采集网压信号的网压采集电路、将模拟网压信号转换为数字网压信号的模数转换器、FPGA。FPGA对模数转换器发送的数字网压信号进行采样,并对采样的数字网压信号进行滑动窗口滤波和FIR滤波得到频率50 Hz的正弦波网压信号;FPGA内设过零点检测模块,过零点检测模块被设置为:当连续达到预设阈值T个网压数据大于零时,标记Flag=1;当连续达到预设阈值T个网压数据小于零时,标记Flag=0;当连续预设阈值N包网压数据小于零时,则输出过零中断信号。该装置已成功应用到高速动车组牵引控制单元,能够实时快速精确地检测动车组用网压过零点,使动车组在网压畸变严重的情况下依然保持正常运行。

AN IMPROVED CROSS-CORRELATION METHOD FOR(DIGITAL)PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY

An improved method that brings enhancement in accuracy for the interrogation of (digital) PIV images is described in this paper. This method is based on cross-correlation with discrete window offset, which makes use of a translation of the second interrogation window and rebuilds it considering rotation and shear. The displacement extracted from PIV images is predicted and corrected by means of an iterative procedure. In addition, the displacement vectors are validated at each intermediate of the iteration process. The present improved cross-correlation method is compared with the conventional one in accuracy by interrogation of synthetic and real (digital) PIV images and the interrogation results are discussed.

室内三维环境重建技术中的立体匹配算法研究与仿真

为了提升室内三维重建效果、提高艺术设计的真实感,文中对立体匹配算法进行了研究,并基于卷积、全连接运算与ReLU函数构建了用于匹配代价计算的深度计算网络。该网络以双目视觉中的左图、右图为输入,将视差图的匹配代价作为输出,且引入了一种基于十字窗口的代价聚合方法,从而有效提取像素点感受野内的相关性信息,提升特征的提取效率。同时采用了Adam优化方法进行训练迭代,以调整网络训练过程中的学习率,避免产生过拟合。以开放数据集Flyingth-ings3D进行的仿真结果表明,所提算法的SPBM、SMAE和SMSE分别下降至9.23、5.51%及10.64%,其综合性能较为理想。

一种互相关法联合STFT的时间差测量算法

为了解决传统互相关法和二次相关法在低噪声情况下误差较大且具有±1个采样周期的理论误差问题,提出一种互相关法联合STFT的时间差测量算法。首先,使用传统互相关法对接收的2路信号的时间差进行粗测,将其中1路信号延迟相应的时间;然后,以某1路信号为基准,在一定时差范围内,对另1路信号进行短时傅里叶变换,通过不断比较基准信号和滑动信号的频域特性是否相同,来判断滑动后信号和基准信号的相对延时是否为0。实验结果表明,在低信噪比环境下,和二次相关法相比,新算法提高了时差测量的精度。

结合卷积Transformer的目标跟踪算法

现有基于Transformer的目标跟踪算法未充分利用Transformer的长距离依赖属性,导致算法提取的特征判别性不足,跟踪稳定性较差。为提高孪生网络目标跟踪算法在复杂场景中的跟踪能力,结合卷积与Transformer的优势,提出目标跟踪算法CTTrack。在特征提取方面,利用卷积丰富的局部信息和Transformer的长距离依赖属性,以卷积和窗口注意力串联的方式和层次化的结构构建一个通用的目标跟踪骨干网络CTFormer。在特征融合方面,利用互注意力机制构建特征互增强与聚合网络以简化网络结构,加快跟踪速度。在搜索区域选择方面,结合目标运动速度估计,设计自适应调整搜索区域的跟踪策略。实验结果表明,CTTrack在GOT-10k数据集上的平均重叠度为70.3%,相比基于Transformer的跟踪算法TransT和TrDiMP均提高3.2个百分点,在UAV123数据集上的曲线下面积为71.1%,相比TransT和TrDiMP分别提高2.0个百分点和3.6个百分点。在TrackingNet、LaSOT、OTB2015、NFS数据集上分别取得82.1%、66.8%、70.1%、66.3%的曲线下面积,并能以43帧/s的速度进行实时跟踪。

针对气象敏感型综合能源负荷的收敛交叉映射因果关系分析

气象敏感型综合能源负荷是随气候条件变化而波动明显的电、冷、热等多元负荷,具有较强的随机性、不确定性与耦合转化关系,现有的负荷特性分析方法难以精准量化评估气象因素对其的影响。选取实际的综合能源系统为分析对象,基于负荷特性分析,建立了包含多种单一和综合气象因素的关联指标体系,通过基于滑窗法的强关联时段提取、基于收敛交叉映射方法的因果关系强度及敏感度计算构建了因果关系模型与分析流程,结合算例仿真对所提模型进行了验证。结果表明,所提方法能够准确衡量气象因素对多元负荷的影响,可为后续开展能源系统规划与负荷预测研究提供参考。

基于局部窗口交叉注意力的轻量型语义分割

在自动驾驶汽车环境感知任务中,采用环视相机在统一鸟瞰图(bird′s eye view,BEV)坐标系下对车道线、车辆等目标进行语义分割受到广泛关注。针对相机个数增加致使任务推理延迟线性上升、实时性难以完成语义分割任务的难题,本文提出一种基于局部窗口交叉注意力的轻量型语义分割方法。采用改进型EdgeNeXt骨干网络提取特征,通过构建BEV查询和图像特征之间的局部窗口交叉注意力,完成对跨相机透视图之间的特征查询,然后对融合后的BEV特征图通过上采样残差块对BEV特征解码,以得到BEV语义分割结果。在nuScenes公开数据集上的实验结果表明,该方法在BEV地图静态车道线分割任务中平均IoU达到35.1%,相较于表现较好的HDMapNet提高2.2%,推理速度相较于较快的GKT提高58.2%,帧率达到106 FPS。

基于遗传变邻域搜索算法的农机跨区调度优化研究

智慧农业的快速发展促使多区域互联农机的调度追求更高的实时性,为更合理配置农机资源,农机跨区作业已成为完成“三夏”机收任务的主要服务模式。基于小麦收获机跨区作业真实场景,研究了带时间窗的多库、多机型的农机跨区调度问题,同时考虑经济成本和环境成本,建立以最小调度成本为目标的跨区调度模型。根据问题特征,设计遗传变邻域搜索算法(Genetic algorithm variable neighborhood search,GAVNS),该方法通过交叉、随机扰动、自适应邻域选择等操作,使解的搜索更加高效和灵活。对我国黄淮海平原72个小麦生产区县的作业需求进行计算与分析:不同算法相比,本文设计的算法得到最优解的迭代次数更低、收敛速度更快,求得的目标函数值较遗传算法、变邻域搜索算法分别降低16.41%、11.15%;对比不同调度模式,开放路径模式更有利于提升跨区调度服务效率,较闭合路径模式,调度成本降低17.76%。

薄壁小径管环焊缝的数字射线检测

基于数字射线检测技术中数字图像的特点和窗宽窗位调整对数字图像显示效果的影响,在检测变截面工件时,提出了在正式检测前先对壁厚最薄处进行缺陷视觉的可分辨性验证以固化窗宽窗位的思路,并对铝合金薄壁小径管环焊缝进行检测,以验证该思路的有效性,同时探讨了固定垫片的工装板对薄壁小径管检测的影响,得到了特种工艺评审的认可。

窗式空调器贯流风机系统优化设计

窗式空调器室内侧大多采用离心风叶送风,风道结构导致目前的噪声普遍在60 dB以上。为了提升用户体验,新一代静音窗式空调室内侧多采用贯流风机系统。为了研究贯流风机系统对窗式空调器风量和噪声的影响,针对现有窗式空调器整机风量低、噪声大的问题,通过研究贯流风机系统提高风机系统性能,以提升风量、降低噪声,改善窗式空调器舒适性。通过优化整机风道进出口布局、流道阻力等,同时对贯流风叶的尺寸和叶型对整机系统匹配进行优化,以达到提高风量的目的。实验结果表明,合理的风道端部布局以及通过更改蜗舌加大风叶直径,窗式空调器风量提升明显。

利用sPn震相测定芦山M_S7.0级地震余震的震源深度

利用南北地震带南段密集流动地震台阵的观测数据,采用波形互相关方法拾取Pn波走时,应用滑动时窗相关法识别sPn震相,通过sPn与Pn震相之间的走时差测定了芦山地震序列中28个ML4.0级以上余震的震源深度.结果表明,震源深度集中在10～20km范围内,垂直余震带的北西—南东向震源深度剖面揭示,余震分布表现出西深东浅的特点,倾角大约为39°.这些余震在空间上具有较好的线性分布特征,推测可能发生在与主震有关的破裂面上或邻近位置,由此推测主震的破裂面倾角大约为39°.根据余震的空间分布特征,认为芦山地震的发震断层并非双石—大川断裂,可能是其东侧的一条隐伏断层.

一种利用十字窗口识别红外弱小目标的新方法

为有效地识别红外图像中的弱小目标,在分析传统识别方法的基础上,提出了一种利用十字窗口识别红外弱小目标的新方法.该方法在待识别点上、下、左、右四个方向以目标大小选取四个参考点构造十字形识别窗口,根据待识别点与参考点之间的灰度梯度识别该像素点是否为目标像素.该方法无需预测背景,可以在低信噪比、强度变化剧烈的图像中获得较高的识别率与较低的虚警率.实验结果表明了该算法的有效性.

基于十字滑动窗口的快速自适应图像中值滤波

传统的中值滤波存在着在有效去掉脉冲噪声的同时也破坏了图像的细节等缺陷,而且运行速度不能很好地满足实时要求。提出了一种基于十字滑动窗口快速自适应中值滤波算法;十字滑动窗口不仅计算速度较方形窗口快,而且充分利用前一窗口信息,通过两个十字相交向量退化和推进,更加快速;还依据噪声强度来调整窗口大小来提高去噪效果。实验证明该算法在去噪的同时能很好地保护图像细节,并使传统中值滤波复杂度由O(D2)降至O(D),速度得到大幅度的提高。

精密控制机械震源特征及信号检测方法

基于精密控制机械震源(ACROSS)信号与石油工业上的常规可控震源的特征差异,对ACROSS信号进行互相关、短时相关、相干和反褶积等四种方法处理分析,并分别从重复性、走时剖面、频谱特征以及信噪比等方面对处理结果进行对比分析研究。结果表明:互相关方法处理结果稳定性好,能较好地突出高能量频率成分,但不适用于在频谱特征里能量相差较大的窄带信号分析;ACROSS信号与环境背景噪声在频谱上有重叠,短时相关法会放大噪声的作用,其效果较相干和反褶积法显得略差一些;信噪比对相干和反褶积法处理结果的稳定性影响较大,相干和反褶积法适合于具有一定信噪比的ACROSS信号检测分析。

一种激光灭火训练系统的光斑检测算法

为有效解决激光灭火训练系统的激光光斑中心检测问题,在分析传统检测方法的基础上,提出了一种简单实用的光斑检测算法。该算法首先对采集图像进行高斯滤波,消除噪点;然后在图像的HSV颜色空间提取白色和红色分量并二值化;其次在待检测点的周围以光斑尺寸大小为依据选取四个参考点构造十字检测窗口,识别光斑区域;最后根据矩形形心计算光标中心。该方法计算简单,无需背景预测,可满足不同背景、不同光照环境下的激光光斑中心检测。实验结果表明了该算法的有效性。