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电子测量与仪器学报
电子测量与仪器学报

崔建平

月刊

1000-7105

jemi@vip.163.com

010-64044400

100009

北京市东城区北河沿大街79号

电子测量与仪器学报/Journal Journal of Electronic Measurement and InstrumentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊旨在开展学术交流活动，沟通同行业科技人员之间的信息，以促进国内、外电子测量仪器的发展和科学技术的进步。
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    基于双输入信号驱动的耦合分段对称三稳随机共振的轴承故障检测

    贺利芳徐家琦黄笑笑
    98-111页
    查看更多>>摘要：为解决传统双输入信号驱动的二维三稳随机共振系统(two-dimensional tri-stable stochastic resonance system driven by dual-input signals,DTDTSR)所存在的输出饱和和信号放大差等问题,独创性地提出了一种全新的系统:双输入信号驱动的耦合分段对称三稳态随机共振系统(coupled piecewise symmetric tri-stable stochastic resonance system driven by dual-input signals,DCPSTSR).首先深入研究系统输出饱和性的问题,为系统性能的优化提供了关键理论基础.其次,在绝热近似理论的框架下,推导了系统的输出谱放大函数(spectral amplification,SA).详尽分析了系统参数对其的影响,为更深层次的理解提供了理论支持.进一步,通过数值模拟对DCPSTSR、耦合分段对称三稳态随机共振系统(coupled piecewise symmetric tri-stable stochastic resonance system,CPSTSR)和DTDTSR系统进行了全面比较,结果明确指出DCPSTSR系统在输出谱放大函数方面显著优越于其他系统.最后,通过遗传算法对系统参数进行了精密优化,并将其成功应用于轴承故障检测.实验结果验证了DCPSTSR系统在性能上的卓越表现,为未来理论研究和工程应用提供了有力的理论支持和可行性验证.这一设计以及其在轴承故障检测方面的成功应用,为共振系统领域的进一步研究和实际应用提供了新的方向和范例,具有重要的科学和工程价值.

    轴承故障检测随机共振SADCPSTSR

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    帧间方向梯度直方图特征关联的行人检测方法

    宁爽宋辉
    112-118页
    查看更多>>摘要：当前行人检测算法是无人驾驶领域的研究热点,但行人遮挡问题由于样本量相对比较少、遮挡情况多样、可视特征减少等因素,仍未得到很好的解决.针对行人之间相互遮挡或行人被其他物体遮挡导致的漏检问题,给出一种帧间方向梯度直方图特征关联的行人检测方法.首先,在YOLOv7基线网络模型的基础上添加跟踪的方法,以发现漏检行人并估计其位置信息;将含有漏检行人的最新局部图像作为新的信息,利用方向梯度直方图特征,采用支持向量机的方法,在漏检目标估计位置处进行行人检测,以改善由于部分遮挡所导致的漏检问题.实验结果与基线网络相比,该方法的精确度(P)值提高了6.25％,被遮挡行人的平均精度(AP)由26.67％提升到了53.42％.实验表明帧间方向梯度直方图特征关联的行人检测方法可以提高行人检测准确率,计算复杂度低,不明显增加原方法的计算开销,具有一定的应用价值.

    方向梯度直方图支持向量机行人检测无人驾驶帧间关联

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    复杂背景下退役圆柱锂电池轮廓精确提取与位姿检测方法

    王朕叶文华陈煜昊梁睿君...
    119-129页
    查看更多>>摘要：针对退役圆柱动力锂电池自动化拆解过程中存在的成像环境复杂、电池不规则形变和金属表面不均匀漫反射等复杂情形,现有视觉识别方法无法准确提取轮廓与位姿信息问题,提出基于弗雷歇距离相似函数的轮廓精确提取和基于矩形度与边缘形态特征的位姿检测方法.通过建立圆柱锂电池Lambert漫反射模型和运用形态学运算方法得到锂电池粗定位轮廓,并根据弗雷歇距离定义的相似度函数,对粗定位图像内各像素带归类完成轮廓精确提取.随后根据圆柱锂电池正负极端特征,通过自适应阈值分割算法提取正负极端ROI区域特征轮廓,最后对比两端区域矩形度数值计算出锂电池位姿信息.实验结果显示:在自建包含形变、腐蚀锈斑和光照不均情形下的退役圆柱锂电池图像数据集中,所提方法对不同型号和位姿下的锂电池识别均有较高精度,其直径长度检测误差小于3％,位姿检测正确率高于94％,能够满足实际自动化拆解检测需求.

    机器视觉Lambert漫反射模型弗雷歇距离轮廓提取位姿检测

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    细化特征引导对抗性解纠缠学习的无监督行人重识别

    陈元妹王凤随王路遥
    130-138页
    查看更多>>摘要：无监督行人重识别旨在无监督设置下从非重叠的相机中识别出同一行人.针对现有的无监督行人重识别网络不能充分提取行人特征以及相机之间的差异导致行人检索错误的问题,提出了一种细化特征引导对抗性解纠缠学习的无监督行人重识别方法,设计特征细化信息融合模块嵌入ResNet50网络的不同层,用以增强网络提取关键信息的能力.设计特征解耦学习方法最小化行人特征和相机特征之间的互信息,减少相机差异对网络的负面影响,同时设计对抗性解纠缠损失函数进行无监督联合学习.在两个公共数据集Market-1501和DukeMTMC-reID上对所提方法进行评估,平均精度均值分别提升了4.6％、3.1％,相较于基线算法具备较强的鲁棒性,满足在无监督背景下对行人的识别需求.

    行人重识别无监督特征细化相机差异对抗性解纠缠

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    基于KPCA-CGSSA-KELM的变压器故障识别方法

    江兵李响巢一帆余子煜...
    139-147页
    查看更多>>摘要：针对冗余特征对变压器故障识别影响和传统方法识别准确率低的问题,提出一种基于核主成分分析(kernal principal component analysis,KPCA)与混沌麻雀搜索算法(chaos gauss sparrow search algorithm,CGSSA)优化核极限学习机(kernelized extreme learning machine,KELM)的变压器故障识别方法.首先,通过KPCA对变压器故障数据进行预处理,降低特征间相关性.其次,通过引入改进Tent映射和高斯变异策略优化麻雀搜索算法提高其搜索精度和收敛速度,并将CGSSA与麻雀搜索算法(SSA)、灰狼优化算法(GWO)及鲸鱼优化算法(WOA)效果进行对比.最后,利用经KPCA处理后的特征数据作为模型输入,并通过CGSSA准确选择KELM的核函数参数和正则化系数,建立KPCA-CGSSA-KELM变压器故障识别模型.实验结果表明,在相同输入数据的情况下,CGSSA在收敛速度和寻优精度方面均有提升,且所提方法识别准确率为95.7％,较WOA-KELM、GWO-KELM、SSA-KELM分别提高18.6％、10％、15.7％.结果表明所提方法能有效处理冗余特征,提高故障识别准确率,证明了使用所提方法在在冗余特征影响的情况下进行变压器故障识别的有效性与可行性.

    变压器故障识别核主成分分析混沌麻雀搜索算法核极限学习机

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    面向遥感图像的结构化图像描述网络

    李国燕田明达董春华郝志鹏...
    148-157页
    查看更多>>摘要：为了解决标准注意力方法只能生成粗粒度的注意力区域,既无法获取遥感对象之间的地理关系,也不能充分利用遥感图像语义内容的问题,提出了一种面向遥感图像的结构化图像描述网络(geo-object relational segmentation for remote sensing image captioning,GRSRC).首先,针对遥感图像特征高度结构化的特点,提出基于结构化遥感图像语义分割的特征提取方法,通过增强编码器特征提取能力实现更准确的表达;同时,引入注意力机制对分割区域进行加权,使模型能够更加关注重要的语义信息;其次,针对遥感图像空间对象位置关系较为明确的特点,在注意力机制中融合地理空间关系,使生成的描述更加准确且具有空间一致性;最后,在RSICD、UCM、Sydney 3个公开的遥感数据集上进行实验评估,在UCM数据集上,BLEU-1达到了84.06、METEOR达到了44.35、ROUGE_L达到了77.01,相较于所对比的经典模型,分别提升了2.32％,1.15％和1.88％.实验结果说明模型能够更充分利用遥感图像语义内容,表明了该方法在遥感图像描述任务中具有较好的性能.

    遥感影像图像描述空间关系语义分割注意力机制

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    智能配电网WMNs数据分类传输的延时性能评估分析

    方如举赵晗
    158-168页
    查看更多>>摘要：针对大规模无线先进测量仪表在智能配电网应用时,无法实现对不同类型传输数据的延时性能进行分别评估分析的不足,提出了一种保证实时性需求的射频网状网络(WMNs)数据分类传输的延时性能评估方法.在分析智能配电网WMNs架构基础上,借助马尔科夫链调制手段,建立起前后两个连续时隙起始阶段之间函数关系.为避免在求取稳态解过程中解高阶微分方程的困难,给出了一种基于误差迭代求取稳态工作点的求解方法并给出详细求解流程.在稳态工作点求出的基础之上,进一步建立实时性数据和非实时性数据在上行、下行传输过程中平均延时性能评估分析解析式.为了验证所提出的智能配电网WMNs延时性能评估方法有效性,分别对实时性数据和非实时数据在3种不同的传输率环境下延时性能进行仿真测试.实验仿真和测试结果表明,所提出的方法,能够实现对智能配电网不同类型的通信数据的传输延时进行性能评估分析,而且能够提射频网状网络的传输性能.

    智能配电网分类传输延时时间性能评估马尔科夫链调制系统测量仪表

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    基于声信号的离心泵故障诊断研究

    陈剑姜涛陈品
    169-177页
    查看更多>>摘要：各种原因使得工业现场设备状态监测的首选测量信号是声信号时,提出一种基于声信号的设备状态监测方法显得尤为必要.以某型离心泵为依据对象,对现场采集的声信号提取梅尔倒谱系数(MFCC)作为信号的初始特征,然后计算这些MFCC初始特征的散布熵(DE)值,并通过主成分分析法(PCA)对矩阵进行降维,从而构造特征矩阵.利用蝙蝠优化算法(BA)对支持向量机(SVM)的惩罚系数与核函数参数进行优化,对离心泵的多种故障工况开展诊断,并与多种诊断方法进行比较.实验结果表明,经过BA优化后的模型在诊断准确率上提高了21.7％;在该模型的基础上利用DE对MFCC提取的信号进行深度挖掘,使模型诊断的准确率提高2.05％.

    离心泵故障诊断声信号梅尔倒谱散布熵蝙蝠优化算法支持向量机

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    飞机多层金属铆接结构缺陷检测的新型电涡流探头仿真设计

    徐昊包俊黄国勇邓为权...
    178-187页
    查看更多>>摘要：飞机多层金属铆接结构随着飞机服役时间的增加,并伴随极端服役环境,有可能出现疲劳裂纹等缺陷,及时发现缺陷并获取缺陷深度、方向等信息对损伤评估与维修具有重要意义.然而,由于多层结构带来的缺陷隐蔽性,导致常规电涡流探头检测信号特征不明显,且常规电涡流探头对某些方向缺陷不敏感,难以判断疲劳裂纹走向.针对上述问题,设计了一种十字跑道型差分式涡流探头,主要由一个十字跑道型激励线圈和两组差分检测线圈组成.通过建立飞机多层金属铆接结构缺陷检测的三维有限元模型研究新型涡流探头的可行性,包括对探头的结构进行了优化,分别对缺陷的不同方向、埋深和提离高度进行了仿真计算.结果表明,新型探头能够有效检测埋深6 mm、尺寸为10 mm×1 mm×1 mm的深层缺陷,并且能够获取缺陷的方向信息.相较传统探头,设计探头具有非敏感方向不漏检、抗提离效应、分辨力高等优势,研究结果可对飞机多层金属铆接结构检测的电涡流探头设计提供一定的参考.

    多层金属铆接结构电涡流检测缺陷方向差分结构

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    基于改进ACO-DWA算法的轮式植保机器人避障路径研究

    牛晶申传艳张利鹏李奇军...
    188-200页
    查看更多>>摘要：山地非标准果园内大型植保机械通行性差,小型轮式植保机器人有广阔的应用前景.为解决因果园枝叶郁闭所造成的视觉信息误判,作业地形复杂所造成的机器人避障不及时等问题,提出了一种基于改进ACO-DWA算法的轮式植保机器人路径规划算法.首先通过激光雷达获取果园环境信息,应用体素化网格法精简点云密度,利用栅格法分割地面点云,采用K-means算法提取机器人行间通行区域;再结合植保机器人的运动学模型及作业规范约束,采用基于模型预测算法(SBMPO)生成一系列待选轨迹集合;然后采用改进的ACO-DWA算法,将机器人的通行成本融入搜索节点的目标函数,根据环境地图在线进行路径规划;最后,利用MATLAB R2021仿真平台和机器人ROS操作系统分别进行了仿真验证和实景布置试验.试验结果表明,该方法可以明显改善机器人在果园复杂场景下的通行能力,算法路径规划效果和运行效率明显提高.

    轮式植保机器人改进ACO-DWA算法路径规划通行成本能耗成本

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