当期目录

2019年 第32卷 第5期 刊出日期：2019-05-15

  

基于虚拟现实的恐惧测量模型建立

郝文强,MathildeMagontier

2019, 32(5):  1-4.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.001

摘要 ( 384 )   HTML ( 15 )   PDF (568KB) ( 82 )  

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恐惧程度的客观评价在心理健康评估和职业能力评测中具有重要的作用。在沉浸式训练过程中,生理和运动数据有助于提升交互界面设计,增加虚拟训练的安全性。文中使用头戴式VR系统HTC Vive实现沉浸式VR体验,利用OpenVR开源软件包采集控制器和头部的位置信息,并结合Equivital belt EQ02 Lifemonitor所采集的心电信号、躯体加速度实现多种信号的特征提取。文中使用递归特征消除的特征排序方法和支持向量回归从50个生理及运动特征中选取了10个特征。基于自测恐惧值和特征的多元多项式回归实现了准确率为90%的二分类,即完成了对受试者恐惧或者非恐惧的分类。

可视化与非可视化特征融合超声3D目标识别研究

宋寿鹏,申静静,卢翠娥

2019, 32(5):  5-6.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.002

摘要 ( 343 )   HTML ( 5 )   PDF (684KB) ( 66 )  

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目前常用的超声3D目标识别方法主要是利用传感器在空间一点或多点获取一维回波,通过信号处理得到目标体3D信息以实现3D目标体识别。这些方法普遍存在识别率低和鲁棒性差的问题,制约了该项技术的推广和应用。为此,文中提出了一种基于可视化和非可视化特征融合的超声3D目标体识别方法,该方法将目标体回波信号处理方法与合成孔径方法相结合,将提取的目标体信息在特征层进行了融合,然后经BP神经网络实现了分类识别,可使现有方法的不足得到显著改善。通过对3类人工靶标的实验表明,该方法可显著提高缺陷的3D识别率,能够保持在90%以上,且鲁棒性也得到明显改善。

基于改进遗传算法的配电网无功优化研究

陈强,刘瑾,杨海马,刘海珊,韦钰

2019, 32(5):  11-16.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.003

摘要 ( 479 )   HTML ( 13 )   PDF (652KB) ( 95 )  

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有效降低配电网有功损失是配电网安全、经济运行的重要课题。为解决局部地区网损偏大的问题,文中将改进的遗传算法用于无功补偿优化。在考虑配电网拓扑结构的同时,设计了自适应遗传算子并构造了指数型适应度函数来提升遗传算法收敛速度和精度,充分发挥了遗传算法的全局随机快速搜索能力。优化某16节点算例的结果表明,配电网有功网损由6.76%下降到5.16%,电压达标率从70.61%提高到92.86%,表明该方法能够提高全局寻优精度,改善区域网络电压质量,同时也证明了该改进遗传算法用于无功优化的可行性和实用性。

基于遗传-细菌觅食组合算法的非线性模型优化

李亚品,邹德旋,段纳

2019, 32(5):  16-20.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.004

摘要 ( 350 )   HTML ( 4 )   PDF (824KB) ( 136 )  

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文中提出一种遗传-细菌觅食组合优化算法以解决非线性模型优化问题。该方法先使用遗传算法进行全局搜索,并缩小最优解的搜索范围;再使用细菌觅食优化算法在该局部范围内执行局部搜索。这种组合搜索策略可以增强算法的收敛性,并能有效地均衡全局搜索和局部搜索。文中利用单峰、多峰和复杂多峰等非线性函数模型验证所提算法的性能。实验结果表明,组合算法的计算精度和效率分别比遗传算法和细菌觅食优化算法提高了30%和50%,表明该组合算法具有更快的收敛速度,更高的求解精度,适用于大规模多极值的非线性问题。

基于异构信号处理平台的解调器组件化设计与实现

冀磊,黄焱,汪洋

2019, 32(5):  21-27.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.005

摘要 ( 294 )   HTML ( 7 )   PDF (965KB) ( 112 )  

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随着通信体制的日益发展,对应的解调算法也呈现多样化的形态。结合软件无线电技术的应用,研究高效、快捷的解调器开发方式显得越来越重要。文中利用软件无线电的思想和组件化方法,研究基于组件的数字解调器软件重构技术设计了解调器软件重构模型来解决重构的难题,并建立了解调器开发组件库。基于研制的组件库及解调器软件重构模型,以16QAM连续信号解调为目标,设计并基于新组件进行集成化开发,形成新的功能。通过测试,从误比特率对比验证重构的正确性及源代码复用率分析的角度证明,新方法的开发效率提高了71.63%。

基于权衡因子的联邦滤波信息分配系数研究

马兴元,李智,王勇军

2019, 32(5):  28-31.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.006

摘要 ( 275 )   HTML ( 4 )   PDF (631KB) ( 52 )  

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组合导航系统的融合算法普遍采用运行速度快、实时性强、计算量小的联邦滤波算法。针对该算法中当前的信息分配原则无法同时兼顾系统滤波精度及容错性的缺陷,采用了一种基于权衡因子的自适应信息分配方法。通过各子系统的误差协方差及量测噪声方差分别计算出能够提高系统滤波精度和容错性的信息分配系数,将各子系统的故障概率归一化得出该子系统的权衡因子,并在权衡因子的作用下自适应调节上述两种信息分配系数所占的比重,达到同时兼顾系统滤波精度和容错性的目的。仿真结果表明该方法能够减小系统的融合误差,保证系统的工作性能及融合精度。

基于特征融合的海洋哺乳动物声音识别

钟鸣拓,蔡文郁

2019, 32(5):  32-37.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.007

摘要 ( 432 )   HTML ( 8 )   PDF (856KB) ( 87 )  

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为了提高海洋哺乳动物声音识别算法的识别率和鲁棒性,提出了一种将梅尔倒谱系数MFCC、线性倒谱系数LFCC和时域特征融合作为特征参数进行声音识别的方法。该方法通过融合不同倒谱系数以增强对不同频段的表征能力,通过融合时域特征来更全面地描述声音信息。声音样本通过基于海洋环境下的预处理、特征提取与融合后,用支持向量机进行分类识别。相对于传统算法只针对一种或几种哺乳动物进行识别,该方法在包含61种海洋哺乳动物声音的样本库中进行测试。测试结果显示该算法较传统的梅尔倒谱系数在识别率上提升了5.5%,且在海洋低信噪比环境下有更好的识别表现。

基于Spark框架的CFSFDP改进算法

李琪,张欣,张平康,张航

2019, 32(5):  38-44.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.008

摘要 ( 316 )   HTML ( 2 )   PDF (815KB) ( 60 )  

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CFSFDP算法是一种基于密度的新型聚类算法。文中针对算法需使用决策图人工选取聚类中心点的问题,利用斜率思想找出聚类中心点与非聚类中心点间的分界点,在消除主观误差的同时实现了中心点的自动求取,并最终将算法使用Spark框架进行了并行化实现。实验结果表明,文中算法在消除人为误差的同时提升了算法效率,且并行后的算法具有良好的加速比与扩展性,适用于海量数据的聚类分析。

基于多特征融合的视频检索算法

侯严明,李菲菲,陈虬

2019, 32(5):  44-49.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.009

摘要 ( 483 )   HTML ( 6 )   PDF (810KB) ( 67 )  

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随着视频等多媒体数据呈指数式迅猛增长,高效快速的视频检索算法引起越来越多的重视。传统的图像特征如颜色直方图以及尺度不变特征变换等对视频拷贝检测中检索速度以及检测精度等问题无法达到很好的效果,因此文中提出一种多特征融合的视频检索方法。该方法利用前后两帧的时空特征进行基于滑动窗口的时间对齐算法,以达到减少检索的范围和提高检索速度的目的。该算法对关键帧进行灰度序列特征、颜色相关图特征以及SIFT局部特征提取,然后融合全局特征和局部特征两者的优势,从而提高检测精度。实验结果表明,该方法可达到较好的视频检索精度。

基于WiFi-GM指纹的室内定位算法

章裕润,吴飞,毛万葵

2019, 32(5):  49-54.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.010

摘要 ( 523 )   HTML ( 6 )   PDF (724KB) ( 150 )  

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针对室内环境中单一指纹定位方法存在定位误差较大、定位漂移的问题,提出了一种融合室内Wi-Fi指纹和地磁指纹的定位算法。首先在大范围区域中通过K-means聚类方法将较大的匹配区域划分成更小的且特征更加明显集中的子区域,然后在在线阶段通过WiFi指纹粗定位到小区域,再通过地磁指纹定位系统进行近一步精匹配定位。实验表明,该融合算法缩小了地磁匹配的初始搜索范围,大大减少了指纹定位中的误匹配问题。实验中,平均定位误差仅2.17 m,最大定位误差3.61 m,较单一指纹定位系统性能均有大幅度提升,证明该定位方法具有一定的可行性与先进性。

银行交易网络的链路预测

马青青,闫光辉,王雅斐,武昱

2019, 32(5):  55-62.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.011

摘要 ( 341 )   HTML ( 2 )   PDF (901KB) ( 36 )  

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基于银行交易具有动态变化、时效性和重复性的特点,文中通过对银行网络进行清洗和压缩,研究银行网络的基本拓扑统计性质和聚类结构,并得到交易网络满足复杂网络的小世界和无标度特性。针对已有的链路预测算法在动态网络预测中的不足,提出一种自适应的动态链路算法对银行客户交易进行预测。该方法在预测网络的基础上添加了节点重要性与节点连接强弱性两个特性,并将3种预测算法结合随机算法进行了对比分析。随后将这3种算法运用到具有动态交易特性的3类真实数据集中进行实验验证。实验结果显示,新算法的预测精度约为75%。将该算法与经典的预测算法进行比较发现,提出的算法在预测方面的性能提升了5%~10%。

改进双开关表直接功率控制策略的研究

胡会智,吉培荣,张赟宁,吴张傲

2019, 32(5):  62-67.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.012

摘要 ( 259 )   HTML ( 4 )   PDF (1014KB) ( 108 )  

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为了有效解决电压型三相PWM整流器的动态扇区直接功率控制策略在输入功率与指定功率之间存在较大差异的问题,文中研究了一种新型双开关表DPC调节机制。通过引进三状态滞环比较器,形成了一个新的功率幅度控制函数。系统根据功率幅度控制函数和三状态滞环比较器的输出值来选择开关表和开关矢量,以使整流器能够根据实时的功率差额选择合适的开关矢量。最后通过与传统动态扇区DPC策略的MATLAB/Simulink仿真对比,证明双开关表DPC策略可以有效改善直流侧输出电压特性并减小无功功率纹波。

基于ATML的TPS可移植性设计

刘明,高海英,张伟昆

2019, 32(5):  68-74.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.013

摘要 ( 294 )   HTML ( 2 )   PDF (1331KB) ( 55 )  

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传统自动测试系统以面向仪器开发为核心,测试程序严重依赖具体仪器,造成测试信息无法交互,测试程序不可移植,系统互操作性差等一系列问题。针对上述问题,文中提出了基于ATML的可移植性TPS设计方法。该方法采用ATML标准统一描述测试资源信息,通过对多个XML Schema进行定义,使测试信息以一致的格式存储。将TPS相关信息逐类分离并保持相互独立,并采用STD标准对信号进行定义。新方法以信号的方式描述了测试需求和仪器能力,解决了过去TPS跨平台移植问题,有效提高了系统的互操作性。

局部阴影下光伏阵列各拓扑结构输出特性研究

王归新,郑启

2019, 32(5):  75-80.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.014

摘要 ( 434 )   HTML ( 5 )   PDF (902KB) ( 46 )  

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局部阴影条件下,不同拓扑结构的太阳能电池板具有不同的功率输出特性,直接影响到整个光伏阵列输出效率。文中在局部阴影条件下光伏阵列数学模型的基础上,设计并搭建SP、TCT和BL 3种拓扑结构4×4光伏阵列的仿真模型。在各局部阴影情形下,对3种拓扑结构的最大输出功率进行仿真并对仿真数据对比分析。研究表明,在不同阴影移动模式中,光伏阵列的最大输出功率与拓扑结构呈现一定的规律性,对光伏电池板拓扑结构设计有一定的借鉴意义。

基于旋转圆柱体法的太阳光入射角度测量研究

严法高,陈虹

2019, 32(5):  81-85.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.015

摘要 ( 368 )   HTML ( 2 )   PDF (610KB) ( 95 )  

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太阳光线角度测量中,开关量测量方法存在精度差、光敏元件多的问题;模拟量测量方法也存在测量范围小、光敏元件特性不一致性且难以处理的缺点。针对这些问题,文中提出了带有光电池的旋转圆柱体法。圆柱体表面开有沿轴向、倾斜的特殊槽,待圆柱体旋转后,通过测量底部光伏电池最大电流处的旋转角度,即可计算出方位角和高度角。文中方法采用了抛物线插值,提高了最大值处的旋转角度精度。实验结果表明,该方法能取得较好测量精度。

基于倾斜摄影技术的无人机电力巡检设计

郗来迎,赵赫男,王松波,张孝超,马明阳

2019, 32(5):  85-88.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.016

摘要 ( 460 )   HTML ( 10 )   PDF (531KB) ( 128 )  

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随着电力输电线路的长度的不断增长,为了保证电力系统的运行安全,文中设计了一种基于倾斜摄影技术的无人机电力巡检系统。使用无人机搭载倾斜摄影相机采集输电线路及周边设备的图像信息,通过无人机无线传输将图像数据信息传输至地面站,再进行数据解析、分析及三维模型构建。从而完成输电线路故障的排查、安全隐患的排除,保障电力传输安全。此外,使用该倾斜摄影技术可以有效提高电力巡检判断的准确性。

基于大数据平台的信令数据采集技术研究

吴良

2019, 32(5):  89-92.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.017

摘要 ( 449 )   HTML ( 10 )   PDF (522KB) ( 159 )  

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针对现有信令数据采集技术所面临的海量数据采集需求以及存储困难等问题,文中研究了基于大数据平台的信令数据采集技术。设计了基于大数据平台的信令监测系统架构,并分析了信令监测系统的大数据解决方案。另外,文中进一步划分了基于大数据平台的信令数据采集架构,主要包括大数据信令采集架构、大数据信令采集模式以及大数据信令采集内容3部分。所设计的面向大数据平台的信令数据采集技术架构可以有效适用于海量信令数据采集场景,为实现大规模分布式信令数据采集提供了工具。

基于径向基神经网络的粒子群表面缺陷识别算法

蓝机满

2019, 32(5):  92-95.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.05.018

摘要 ( 304 )   HTML ( 7 )   PDF (514KB) ( 104 )  

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金属部件表面缺陷识别问题是模式识别领域的研究热点,高效、可靠的表面缺陷识别方法能够有效提高生产效率、维护生产安全。针对这一问题,文中提出了一种利用径向基(RBF)神经网络和粒子群优化(PSO)算法相结合的表面缺陷识别算法。采用PSO算法确定和改进RBF神经网络的权值参数,同时对PSO算法中的惯性权重进行线性处理,有效消除了PSO算法中的最优解局部振荡现象。针对金属部件表面常见的几种缺陷对RBF-PSO表面缺陷识别算法进行网络训练,并进行相应的实际测试。文中提出的RBF-PSO表面识别算法识别准确率可达96%,相比于传统的神经网络算法具有明显的性能提升。