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基于EROEWA与SLIC超像素滤波的线段检测
郝亚峰;王松伟;滑伟;刘厦;张泽勇;盖帅;针对无人机油气管道巡检中复杂背景下的线段检测难题,提出一种融合图像增强、超像素滤波与边缘检测的线段检测方法,旨在通过优化线段特征提取方法,快速定位违章建筑、可疑车辆、管道裸露等异常情况,以提升巡检效率与准确性。该方法基于简单线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering, SLIC)超像素分割算法与增强型指数加权均值比(Enhanced Ratio of Exponentially Weighted Averages, EROEWA)算法对无人机航拍图像进行综合处理:在图像预处理阶段采用基于引导滤波的去雾算法对无人机图像进行质量增强,突出细节信息;在超像素滤波阶段通过仅计算灰度与空间特征降维处理改进SLIC超像素分割算法,提升图像分割效率,生成同质区域以平滑噪声;在边缘检测阶段引入EROEWA算法,通过多方向卷积计算边缘强度与方向,并基于连续性进行线段提取。该方法综合优化了预处理、分割与检测环节,在实际无人机油气管道巡检图像上的实验表明,该方法能够清晰检测房屋、道路、施工车辆、裸露管道等目标的线段结构。实验验证了其在复杂环境下的有效性,为油气管道无人机巡检提供了高效可靠的解决方法。
北斗系统平稳过渡对导航接收机服务性能影响分析
吕志成;高沙沙;张悦;北斗卫星导航系统(BeiDou Satellite Navigation System, BDS)接收机具备定位、导航、授时(Positioning, Navigation and Timing, PNT)和报文通信功能,在各行业中得到广泛应用。以北斗二号(BDS-2)区域系统向北斗三号(BDS-3)全球系统平稳过渡为背景,研究其对导航接收机服务性能影响及应对措施。通过对比BDS-2与BDS-3系统在信号类型、信号体制、星座规模和服务性能等方面的差异,阐述BDS平稳过渡的具体表现形式和状态变化趋势。重点分析BDS平稳过渡对导航接收机报文通信、导航定位、抗压制干扰等服务性能产生的影响。仿真结果表明,BDS-2接收机(PRN01~37)在平稳过渡期间,RDSS报文通信服务仍可正常使用;随着BDS-2卫星的陆续退役,空间可用卫星数将逐渐由33颗减少到18颗,全球范围内平均可见卫星数由11.62颗减少至6.31颗,平均几何精度因子(Geometric Dilution Precision, GDOP)值由2.00增加至3.15,服务连续可用性由93%降低到46.46%,定位精度和服务范围均受到影响;BDS-3卫星实施功率增强时,导航接收机可获得7~15 dB的抗压制干扰能力提升。针对导航接收机不同应用场景分别给出减弱或消除影响的应对措施,使导航接收机在BDS平稳过渡期间能够持续为用户提供可靠服务。研究成果可为北斗导航接收机的设计、研制和应用提供参考。
基于改进的YOLOv11甜菜田间杂草识别算法研究
周子健;刘强;针对复杂真实场景下甜菜田间杂草识别效率低、精确率低、小目标漏检等问题,提出一种基于YOLOv11模型改进的甜菜田间杂草识别算法。在主干网络引入PoolFormer模块和AKConv模块增强模型对全局语义信息的捕捉能力来提升检测精度,提高了在低分辨率图像和小物体中的检测效果。AKConv模块通过动态调整卷积核参数和形状,提升模型对生长形态不规则的甜菜与杂草的特征提取能力;PoolFormer模块可以很好地将相互遮盖的甜菜与杂草的边缘特征进行分割。在头部网络加入高级筛选-特征融合金字塔网络(High-level Screening Feature Pyramid Network, HS-FPN)模块增强多尺度融合效率,提升幼苗期甜菜与杂草的特征提取效率和速度。通过实验得出,改进YOLOv11模型的精确率、召回率、mAP@0.5、mAP@0.5:0.95相较于改进前分别提升了6.9%、7.8%、7.9%、7.8%。结果表明,在甜菜田间杂草识别上取得了显著的提升效果,为复杂场景中检测甜菜田间杂草提供了一个更可行的解决方案。
一种双频双圆极化对称阵子天线组件设计
李中伟;董润鹏;针对传统测控领域接收与发射天线相互独立的问题,提出了一款双频双圆极化对称阵子天线组件。采用对称阵子天线实现双频工作特性,利用3 dB电桥实现双圆极化辐射特性,并在天线下方层叠式放置双工器实现接收频段与发射频段的高隔离度。基于此设计思路,在仿真分析的基础上加工天线样机并测试,结果表明所设计天线工作频带可覆盖1.75~1.85 GHz与2.2~2.4 GHz,且在该频段内轴比均小于3 dB,接收通道与发射通道间的抑制均达到70 dB以上。为实际工程中收发共用天线单元提供了可行性的设计方案。
基于检索增强生成的卫星任务需求决策优化模型
马茜;王港;刘纾彤;陈金勇;针对卫星任务需求决策中多模态数据融合不足、动态约束优化复杂等问题,设计了智能化决策模型,增强了自动化能力与决策精度。提出基于检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation, RAG)的卫星任务需求决策优化模型:(1)采用输入层接收用户需求文本及地理坐标等多模态数据;(2)在处理层集成Transformer架构大语言模型(Large Language Model, LLM)与向量数据库,实现语义检索与知识增强;(3)约束验证模块生成可行方案;(4)基于反馈层动态更新知识库。实验验证表明,所提模型决策准确率达90%,较传统规则系统(Rule-Based Expert System, RBES)与机器学习模型(Machine Learning Model, MLM)绝对精度分别提升20%与9.8%。所提模型显著增强了卫星任务决策的适应性,有效解决了动态约束下的资源优化配置问题,具有工程应用潜力。
基于注意力机制与小波变换的皮肤病变分割方法
李明蓉;皮肤病变发病率上升,使皮肤癌早期筛查变得尤为关键。皮肤病变图像分割任务在通道信息建模、结构适应性及特征融合方面存在不足,易导致病变边界识别不准确和关键上下文信息利用不充分。针对这些问题,提出一种基于注意力机制与小波变换的皮肤病图像分割方法——AW-SkinNet。该方法通过双分支协同注意力提取空间与通道依赖特征,结合小波变换增强频域表征,并利用轻量注意力引导的子像素上采样提升细节恢复与上下文理解。在ISIC-2017和ISIC-2018皮肤病变分割数据集上的实验表明,所提方法相较于现有皮肤病变图像分割方法实现了更高的分割精度。
面向指挥决策的DRA-MADDPG协同控制方法
苑司宇;康国钦;郑学强;周强强;随着人工智能等技术的发展,多智能体如无人机群等的实际应用领域逐渐广泛。多智能体深度确定性策略(Multi-Agent Deep Deterministic Policy Gradient, MADDPG)算法旨在解决多智能体在协作环境中的协同配合问题,凭借其独特的Actor-Critic架构已成为多智能体领域主流的应用算法之一。针对指挥决策中多智能体协同任务存在的角色分工模糊、信息过载导致的算法策略收敛较慢等问题,提出了一种引入动态角色注意力(Dynamic Role Attention, DRA)机制的改进MADDPG算法——DRA-MADDPG。该算法在Actor-Critic架构中嵌入了DRA模块,通过动态调整智能体对不同角色同伴的关注权重,来实现分工协作的精准优化。具体而言,定义了指挥任务的角色集合与阶段划分,进而构建角色协同矩阵和阶段调整系数;在Critic网络中设计DRA模块,依托角色相关性与任务阶段来计算权重并筛选关键信息;改进了Actor网络,结合角色职责生成针对性的动作。仿真实验表明,与MADDPG相比,DRA-MADDPG的训练累积回报曲线下面积(Area Under the Curve, AUC)提升了2.4%,任务完成耗时降低了19.3%,且通过训练回报曲线对比分析可知,DRA-MADDPG对于短期训练拥有更好的学习效率。证明了该方法适用于复杂指挥决策场景,为多智能体协同提供了一种相对高效的解决方案。
基于脊间隙波导的宽带径向功率合成器
王迎栋;针对宽毫米波频段的高功率合成应用,设计了一种基于脊间隙波导(Ridge Gap Waveguide, RGW)的宽带径向功率合成器。该合成器由2层金属板组成,下层金属板中心处采用同轴线进行馈电,能量经由上方多个金属圆台反射进入到各个径向传输线实现功率等分。径向传输线采用RGW结构,即在金属脊两侧的金属底板上布有销钉型电磁带隙(Electromagnetic Band-Gap, EBG)结构,可以减小各通道间的相互耦合,且无需对上下金属板进行焊接。仿真结果表明,该合成器工作频率为14.7~37.5 GHz,反射系数小于-15 dB,传输系数约为-6.1 dB。测试结果与仿真结果吻合良好。
一种用于无线电监测的小型化接收天线设计
王毳;吴丹;王魁;针对无线电监测系统的低频覆盖不足与天线尺寸问题,基于改进型的偶极子结构提出一种小型化超宽带接收天线。设计采用曲流技术弯折偶极子双臂(尺寸38.6 mm×134.1 mm×0.8 mm),结合对称寄生单元与挖孔结构优化电流分布,实现带宽扩展。CST仿真与实测结果表明,天线在0.7~0.96 GHz及1.3~5.3 GHz频段S11<-6 dB,覆盖GSM、DCS-1800、WLAN、WiMAX及5G NR n77/n78/n79等标准;2.2 GHz和4.4 GHz辐射效率分别达96.42%和95.63%,5G Sub-6 GHz平均效率85.4%±6.8%;3.3~5.0 GHz最大增益达(4.23±0.54)dBi,较传统偶极子提升1.8 dBi。该设计通过结构创新解决了低频段覆盖与小型化矛盾,适用于多制式通信监测场景。
基于磁-电偶极子的双频全向双圆极化MIMO天线设计
刘康;王颖舒;晏彬洋;张光辉;王平;叶志红;为满足半/全双工通信系统需求,提出一种基于磁-电偶极子的双频全向双圆极化多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)天线。该天线由4个相同天线单元对称分布形成2×2 MIMO阵,每一天线单元由圆形平面波导腔、4个折叠偶极子、8个寄生偶极子组成。在圆形平面波导上蚀刻扇形缝和采用短路柱可在弧形开口侧形成磁偶极子,其辐射电场与电偶极子产生的电场正交。当磁偶极子与电偶极子产生90°空间距离相位时,能在水平360°方向辐射左旋或右旋圆极化波。结果表明,该天线在低频段(2.42~2.47 GHz)能产生全向的右旋圆极化波,而在高频段(5.76~5.85 GHz)能产生全向的左旋圆极化波,轴比(Axial Ratio, AR)低于3 dB,水平面增益波动分别低于2.1 dB和7.3 dB。此外,所提MIMO天线通过相互对称布阵,在低频段和高频段的隔离度分别低于-30 dB和-50 dB。