改进YOLOv4-tiny的安全帽佩戴检测算法

针对已有的安全帽检测方法存在的模型参数量大,难以部署在边缘设备上,以及对较小目标检测效果不好等问题,提出一种改进YOLOv4-tiny的轻量级安全帽检测模型。针对小目标丢失过多问题,增加了检测小目标的尺度,提升模型关注小目标的能力。提出了一种轻量级特征融合结构,缓解特征融合部分的语义混叠问题,并且在模型中融入了优化的注意力模块,提升模型捕获上下文信息的能力。针对分类与回归任务之间的冲突,将模型预测头替换为解耦合的预测头,采用并行的卷积分别进行分类与回归任务。将改进的模型命名为HM-YOLO,通过实验验证了HM-YOLO算法的有效性,相比YOLOv4-tiny模型,HM-YOLO模型平均精度提升了14.2个百分点,参数量减少了19%,检测速度为为63 FPS,具有良好的检测精度和实时性,更易于部署在边缘设备上。

改进YOLOv5s的复杂交通场景路侧目标检测算法

针对传统路侧目标检测模型存在的对于行人、非机动车、受遮挡车辆等小目标检测精度低以及模型体积过大的问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的路侧目标检测模型。使用EIoU Loss替换原始的CIoU Loss作为目标边界框的回归损失函数,在加快预测框回归损失函数收敛速度的同时提升了预测框的回归预测精度;使用轻量级的通用上采样算子CARAFE替换原始的最近邻插值上采样模块,减少了上采样过程中特征信息的损失;在原始的三尺度检测层的基础上新添加一层检测尺度更小的小目标检测分支,并提出了一种高效的解耦预测头对不同尺度的检测层进行解耦,进一步提升了模型对于小目标的检测能力;对改进后的模型进行通道剪枝,剪除对于检测效果影响不大的冗余通道,降低模型体积,使得模型更加适用于资源受限条件下的路侧目标检测任务。在路侧目标检测数据集DAIR-V2X-Ⅰ上的实验结果表明,相较于原始YOLOv5s算法,改进后的算法在模型体积减小5.7 MB的基础上,mAP50、mAP50:95分别提高了2.5个百分点和3.8个百分点,达到了90.3%、67.7%,检测速度也达到了89 FPS。与其他主流的目标检测算法在检测精度、模型体积以及检测速度上相比有一定的优势,改进后的算法适用于复杂交通场景下的路侧目标检测任务。

人工表面等离激元片上传输线及其应用

现代信息技术对芯片的集成度与功能多样性提出了越来越高的要求,使得微带线、共面波导为代表的传统片上传输线在电磁模式与功能方面的短板日渐凸显。因此,从物理底层寻找具有全新传输模式的传输线是突破当前芯片瓶颈的一条重要技术路径。人工表面等离激元传输线作为一种具有强场束缚性和灵活可调色散特性等优势的电磁超材料,有望成为下一代芯片技术中的关键基础元件。文中介绍了人工表面等离激元片上传输线的基本构型、小型化设计以及可重构设计,展现了人工表面等离激元片上传输线具有的极高自由度。然后介绍了基于人工表面等离激元片上传输线的片上去耦应用和信号调制应用研究进展,展示了人工表面等离激元片上传输线巨大的应用潜力。

用于旋翼试验台的双通道六分量天平设计

为满足旋翼试验台主轴上六分量力/力矩的高精度测量需求,设计一种可输出两组载荷的双通道六分量天平,该天平具有8个测力分支共16个拉压力传感器,可同时测量6个力/力矩分量,且各载荷分量具有2个测量通道。在ABAQUS软件中利用有限元仿真技术分析了对天平进行单分量满量程加载时传感器弹性体的应变情况,天平具有较高的测量灵敏度。基于最小二乘法原理对天平标定数据进行线性解耦,解耦后天平的I类误差小于1.32%,Ⅱ类误差小于2.35%,满足旋翼试验台所用六分量天平的使用需求。

基于线性自抗扰的水下运载器控制

针对水下运载器强非线性、强耦合、外界干扰、自身参数不确定的影响,基于线性自抗扰控制提出一种姿态解耦控制方法。将水下运载器各控制通道的相互耦合以及内外部的干扰作为总和扰动,通过扩张状态观测器对其进行估计,并引入到反馈控制器中进行补偿,使原非线性系统转化成线性系统,实现解耦控制。引入虚拟控制量,对舵引起的耦合进行解耦。基于此控制系统和水下运载器非线性动力学模型,给出稳定性分析。仿真结果表明,基于线性自抗扰的控制器具有响应快速、超调与稳态误差小、鲁棒性强的特点,较PID控制动态性能与抗干扰能力有较大提升。

结合解耦注意力图卷积与时态建模的骨架动作识别

目前,多数基于图卷积网络的骨架动作识别模型在提取空间特征时,在所有通道上共享相同的拓扑结构,限制了空间聚合的表现能力;在提取时间特征时,仅堆叠多层的一维局部卷积,使得非相邻时间帧之间的关联信息被忽略。因此,提出一种结合解耦注意力与时态建模的图卷积网络模型。通过使用解耦注意力图卷积模块和通道注意力模块,将更多的注意力集中在关键的通道信息上,提高图卷积网络的空间聚合表达能力;通过融入多尺度时态建模模块,对相邻和非相邻时间步长之间的时态关系进行建模,充分提取骨架序列的时间动态特征。在公开的大规模数据集NTU RGB+D、NTU RGB+D 120、Kinetics-Skeleton上进行了实验,分别取得了90.1%(CV)和96.0%(CS)、86.0%(CSub)和87.2%(CSet)、37.3%的top-1识别准确率。实验结果表明,识别精度优于当前较主流的方法,提高了人体骨架动作识别的准确性。

双通道控制旋转导弹自动驾驶仪解耦控制研究

为消除旋转导弹自旋所带来的纵向与侧向运动的交叉耦合,进行了双通道控制旋转导弹自动驾驶仪回路解耦控制研究.对自动驾驶仪回路的耦合进行分析发现,旋转导弹自动驾驶仪回路存在运动耦合、控制耦合以及加速度表不在质心引起的耦合.分析结果表明了解耦的必要性.利用前馈补偿法实现了自动驾驶仪回路的解耦控制,并进行了仿真,结果验证了解耦方法的可行性.

分散式自适应主动隔振控制算法研究

针对主动隔振中次级通道耦合会影响传统FXLMS算法稳定性问题,提出一种分散式解耦优化控制算法。主要是更新控制滤波器系数时忽略作动器与非临近传感器间的耦合,将多通道控制系统简化为多个并联的单通道控制系统,能降低算法运算量。但在一定程度上也会降低系统的收敛速度,为此,在辨识矩阵的估计模型中引入了作动器与非临近传感器之间的反馈补偿因子。仿真和试验结果表明,该算法可有效降低运算量,提高收敛速度和控制精度,双频线谱激励控制效果显著,振动衰减分别可达24.5 dB和12.4 dB。

BTT导弹制导律研究综述

与STT导弹相比,BTT导弹在气动效率、机动能力、控制性能等方面具有明显优势,但其运动耦合特性也给传统研究框架下的制导律设计带来了挑战。本文针对BTT导弹制导律设计问题展开研究,首先描述了BTT导弹制导基本问题,分析了BTT导弹制导律设计的技术难点,需要综合考虑运动耦合、多约束、目标机动、弹体动态效应等因素,然后综述了国内外现代制导律设计的基本方法,将其分为双通道解耦法、球坐标法、现代几何法等,最后指出了BTT导弹制导律的进一步研究方向。

猕猴脑部多通道接收线圈的仿真与设计

目的介绍一种用于消除磁共振线圈通道间耦合的仿真方法,指导猕猴脑部线圈的设计。材料与方法通过电磁场及电路仿真软件,计算线圈周围的空间电磁场分布及S参数,以观测通道间的耦合影响。结果在猕猴脑部接收线圈的设计过程中,通过仿真通道间的耦合可知:当相邻一组线圈的几何中心相距42.2 mm时,其耦合影响可以忽略不计,达到了线圈的设计要求。结论利用本文介绍的仿真方法,实现了猕猴脑部多通道线圈的去耦设计。在线圈的制作过程中,该方法可以明确优化方向,降低线圈的研发成本。

动力调谐陀螺锁定回路解耦控制一体化设计

针对动力调谐陀螺(DTG)模型锁定回路设计中陀螺真实模型与理论模型差异带来的问题,提出基于陀螺辨识模型的解耦、控制一体化控制器设计方案.首先,构建动力调谐陀螺模型辨识系统,获取动力调谐陀螺自回归(ARX)模型参数,为控制器设计提供设计依据.然后,按照系统指标要求在单独通道设计(ICD)框架下分析动力调谐陀螺参数模型的耦合特征并设计对角控制器,将解耦设计纳入到回路控制器设计当中.最后,针对某型号动力调谐陀螺进行实验验证,实验结果表明:设计得到的锁定回路阶跃响应上升时间小于50 ms,超调量小于5%,回路之间耦合量小于5%.依据动力调谐陀螺辨识模型设计对角控制器可以保证动力调谐陀螺锁定回路性能达到指标要求,为进一步深入探索先进控制技术在动力调谐陀螺锁定回路中的应用奠定基础.

多导体电力电缆载波通信系统中的资源分配

通过实测的多导体电力电缆串扰耦合系数,分析其串扰规律。结合电力线通信的约束,介绍其功率和速率自适应相结合的混合资源分配模型。针对拉格朗日乘子法求解有信号串扰的资源分配局限性,对传输信号及其相关参数进行线性变换以实现信道解耦和将复杂的资源分配分解为多个简单的等效信道优化问题。结合经典注水思想提出一种基于SVD-GMD解耦和脏纸编码的比特加减算法,为了对比还提出基于SVD解耦的比特添加查表算法。在典型的多导体电力电缆环境下,仿真结果表明比特加减算法有效地消除信道间的串扰和利用等效信道的相似性,其在保持系统性能最优的同时有效地降低了资源分配的复杂度。

一种双定子型的磁悬浮开关磁阻双通道全周期发电机

针对传统磁悬浮开关磁阻发电机中发电绕组与径向力绕组以及径向力绕组之间存在非线性强耦合的问题,该文研究一种新型的双定子磁悬浮开关磁阻双通道全周期发电机。该电机采用内–外双定子结构,内定子悬浮极上设置悬浮力绕组,外定子发电极上设置激励和发电绕组。在结合电机结构说明悬浮和全周期发电原理的基础上,利用磁通分布以及绕组磁链的有限元计算结果分析了悬浮与发电绕组之间以及悬浮力绕组之间的耦合程度,建立了系统的数学模型和运行策略。该发电机的悬浮极和发电极均可双通道运行,二者具有独立磁路,且悬浮力不受转子位置角影响,可连续发电并提高供电可靠性。有限元及实验结果验证了所提方案的正确性和有效性。

基于盲分离的单通道LFM引信欺骗干扰抑制

针对单通道LFM引信欺骗干扰抑制问题,提出了一种基于时频解耦盲分离(TFD-BSS)的干扰抑制算法。该方法首先通过Stretch变换将时频混叠的LFM信号转化为两差频信号,然后利用自适应滤波技术滤出干扰差频信号,并对其进行二次Stretch变换将干扰差频转化为欺骗信号以构造虚拟通道,从而将欠定盲分离转化为非欠定问题,最后通过延时差量法将干扰滤除。实验仿真表明,回波和干扰延时相差5 ns以上即可取得良好的分离效果。该方法不仅可为引信抗欺骗干扰提供借鉴,也是单通道盲分离算法的理论扩展。

异源水沙对黄河上游兰州至头道拐河段悬移质泥沙冲淤的影响

由于自然地理条件的差异,黄河上游(兰州至头道拐河段,以下简称兰头河段)具有十分显著的水沙异源特征,这对于河道冲淤有深远影响。本文以实测资料为基础,建立冲淤量与异源水沙之间的定量关系,为减淤措施的确定提供参考。划分了3个水沙来源区,即兰州以上清水来源区、祖厉河和清水河多沙细沙来源区和十大孔兑多沙粗沙来源区。基于清水区的汛期来水量与多沙细沙区、多沙粗沙区来沙量的对比关系,提出了不同来源区水沙的耦合指标,这些指标反映了清水区汛期来水对多沙区高含沙洪水的稀释作用。建立了兰头河段的年冲淤量SL-T与不同来源水沙量之间的多元回归方程,并按半偏相关系数的大小估算出兰州站汛期径流量Qwh,L、兰州站年输沙量Qs,L、祖厉河和清水河年输沙量Qs,ZQ和十大孔兑年输沙量Qs,KD对于SL-T变化的贡献率,分别为39.6%,23.8%,14.0%和22.6%。兰州汛期径流量对于兰头河段冲淤的贡献率居第一,十大孔兑的贡献率超过多沙细沙区。两个多沙区来沙贡献率之和为36.6%,为干流来沙贡献率的1.41倍。建立了兰头河段河道冲淤量与不同来源区水沙耦合指标的关系,并计算出使该河段达到冲淤平衡的临界值。这一临界值对于冲淤调控有一定的应用意义。基于本研究的成果,提出了减淤对策:(1)改变龙羊峡水库现有运用方式来增大兰州站汛期径流量;(2)在祖厉河和清水河多沙细沙区加强水土保持,减少从多沙细沙区进入干流的泥沙量;(3)在十大孔兑多沙粗沙区加强水土保持和进行风沙治理,减少输入黄河的粗泥沙量。

自适应控制系统中矩阵解耦控制算法研究

自适应多通道主动隔振系统中,次级通道间的耦合会影响控制算法稳定性,且任一误差信号均参与所有控制信号的更新。针对通道数较少(n<4)的控制系统,提出一种矩阵解耦优化算法,主要思想是基于前馈补偿,在次级通道矩阵前插入解耦矩阵,实现次级通道解耦,使控制信号与误差信号之间一一对应,提高算法的稳定性和收敛速度。同时,为增强作动器与临近传感器之间传递函数的影响,解耦矩阵主对角元素被设为1,文中给出了解耦矩阵工程实现的具体方法。对算法进行仿真分析和试验,结果表明:矩阵解耦优化算法对双频线谱振动控制效果明显,同时使计算量减小,控制精度提高,平均振动衰减分别可达21.6dB和10.9dB。

双信道应答器多天线间的互耦分析及降耦研究

双信道应答器内部4个不同频率的天线间的互耦,破坏天线的调谐状态,影响天线的正常工作。基于天线的串、并联等效电路,推导天线带宽的计算公式;建立双信道应答器多天线的三维仿真模型,对串联等效电路进行仿真分析。结果表明:多天线间的互耦使损耗电阻增加,等效电感和自谐振频率减小,同时使天线间产生转移阻抗,进而导致调谐频率偏移;4.234 MHz FSK发射天线至27.095 MHz接收天线、9.032 MHz PSK发射天线至27.095 MHz接收天线、9.032 MHz PSK发射天线至4.234 MHz FSK发射天线、4.234 MHz FSK发射天线至9.032 MHz PSK发射天线的传输系数均大于-10dB。在4.234 MHz FSK发射天线和9.032MHz PSK发射天线的信号输出端增加低通滤波器后,天线间的传输系数均降低到-10dB以下,表明加载低通滤波器可有效降低多天线间的传输系数,从而实现了多天线间的降耦。

单通道红外防空导弹图像解耦方法研究

针对单通道防空导弹导引头图像的弹旋解耦问题，提出采用图像解析算法进行弹旋软解耦的方法，可以使弹旋解耦不依赖于通常采用的陀螺等硬件装置。通过建立导弹与目标相对运动空间模型和成像模型，得出了耦合和解耦构成可逆过程的结论，图像解析算法建立在互逆结论的基础上，将导弹旋转角速度的估计分为近似估计和精确补偿两个过程，并设计了角速度实时跟踪的解耦流程。仿真实验表明，图像解析算法进行弹旋解耦具有速度快，精度高等优点，其时延小于0．02s，误差小于0．005r／s，并有效的节约了解耦成本。

基于ESO的BTT飞行器多变量解耦控制方法研究

针对倾斜转弯(BTT)飞行器姿态控制系统的多变量耦合问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的多变量解耦控制方法。将BTT飞行器系统中的耦合视为扰动,利用ESO具有实时跟踪估计扰动能力的特点,将耦合扰动估计出来,通过补偿消除耦合的影响。利用极点配置的方法完成闭环状态反馈控制律设计,并通过数学仿真验证方法的正确性和有效性。

信道估值误差对空时频移键控性能的影响

在信道状态信息已知的假设下,提出了一种分离最大似然信号检测方法,并仿真分析了信道估值不准确给上述分离最大似然信号检测方法带来的影响。表明在平坦瑞利衰落条件下,系统性能随着幅度、相位估值误差的增大而下降,尤其对相位误差更为敏感。另外,在大信噪比的条件下信道估值不准确对性能的影响更大,但仍然好于非相干检测方法。