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          目錄信息
          第48卷,第9期
          刊出日期:2020年09月
          • 計算機與控制工程
          • 作者 叢明, 趙申申, 劉冬, 杜宇
            doi 10.13245/j.hust.200901 頁碼 1-6 全文下載(1.42 MB)
            為提高物體在機器人雙臂之間的傳接效率,從優化傳接操作過程角度出發,提出了一種傳接位置選取和雙臂移動路徑規劃方法.通過對傳接過程進行分析建立雙臂機器人傳接位置優化模型,將傳接位置選取問題轉變為一個非線性約束優化問題.使用改進的遺傳算法進行求解,為機器人雙臂傳接過程選擇基于時間最佳的傳接位置.在Moveit!規劃框架下,采用雙向快速擴展隨機樹(RRT-Connect)算法完成傳接過程中的雙臂路徑規劃,使得雙臂免于碰撞.利用保存的歷史規劃信息對隨機采樣算法存在的不可重復性問題進行優化,找到耗時最短的雙臂移動路徑.仿真和實驗結果表明:提出的方法可以為機器人雙臂之間的傳接操作找到基于時間最佳的傳接位置,并且為雙臂規劃到達目標傳接位置的近似耗時最短路徑,提高雙臂傳接的效率.
          • 作者 杜中州, 秦江波, 王丹丹, 蘇日建
            doi 10.13245/j.hust.200903 頁碼 7-11 全文下載(884.4 KB)
            針對常規磁矩測量技術或儀器中存在的測量設備昂貴和耗時等缺點,提出了一種新型的磁納米粒子磁矩分布信息測量方法.依據郎之萬順磁理論研究一次諧波、三次諧波幅值信息與磁矩分布信息之間的耦合關系,構建測量模型并建立矩陣方程組,然后采用奇異值分解法求解矩陣方程反演得到磁納米粒子的磁矩分布信息.仿真分析了磁矩分布測量方法,并通過搭建的磁矩分布測量實驗系統,測量了磁納米粒子樣品的磁矩分布信息.仿真和實驗結果表明:該方法能夠快速準確獲取磁納米粒子的磁矩分布信息.
          • 作者 熊小峰, 劉嘯嬋, 郭肇祿, 張文生
            doi 10.13245/j.hust.200904 頁碼 12-18 全文下載(628.35 KB)
            針對傳統方法在解決化工參數辨識問題中易陷入局部最優、導致求解精度不足的問題,提出了一種組合三角變異差分進化(CTMDE)算法,融入了組合三角高斯變異策略和DE/current-to-pbest/1變異策略.其中,組合三角高斯變異策略引入了組合權重來適應性利用較優個體、一般個體、當前個體的信息,維持種群多樣性;而DE/current-to-pbest/1變異策略能夠利用種群中的較優個體來指導搜索,對解空間的開采能力較強.兩者結合使得算法在加快收斂速度的同時降低陷入局部最優的可能性.在12個基準測試函數上,將CTMDE算法與其他新近DE算法進行比較,并將CTMDE算法應用于甲醇轉化為烴類物質的參數辨識問題.實驗結果表明:CTMDE算法具有較好的尋優性能,且在化工參數辨識問題上具有較好的求解效果.
          • 作者 黃小龍, 陳陽舟, 詹璟原
            doi 10.13245/j.hust.200905 頁碼 19-24 全文下載(799.81 KB)
            針對模型不確定性多智能體系統的分布式魯棒一致問題,提出了魯棒部分變元穩定性方法,將連續時間多智能體不確定系統的狀態一致性問題轉化為相應線性系統的魯棒部分變元漸近穩定性問題.首先根據有向圖生成樹建立關聯矩陣,對原來的不確定系統進行線性變換,實現結構分解.其次根據得到的降階系統設計魯棒二次鎮定控制器,推導出所有智能體狀態達到漸近一致的充分條件,將控制協議的設計最終轉化成求解線性矩陣不等式可行解的問題,使得所有的智能體能夠在所設計的控制協議下不僅能保證不確定性閉環系統是漸進穩定的,而且實現了多智能體系統狀態的一致性.最后通過數值仿真驗證了所提出的一致性協議的可行性和有效性.
          • 作者 劉 冬, 陳 飛, 鄒 強, 叢 明
            doi 10.13245/j.hust.200902 頁碼 25-30 全文下載(1.15 MB)
            針對稀疏點云地圖用于自主導航任務的信息不充分問題,融合情景經驗實現環境認知,提出一種基于情景經驗與稀疏點云的移動機器人導航系統,獲取全局最優路徑,提高機器人導航精度.構建點云地圖來保存環境顯著路標.受人類基于情景經驗方式導航啟發,模擬經驗積累過程,構建封裝了場景感知、位姿信息和事件轉移集的情景經驗地圖,實現機器人對環境在拓撲關系上的理解.結合環境稀疏點云地圖定位機器人,根據情景經驗地圖規劃路徑與控制機器人行為.實驗結果表明:該導航系統能夠根據不同的導航任務規劃出全局最優路徑,并且具有較高的導航精度.
          • 作者 李 琳, 夏學知, 熊紫倩, 黃友澎
            doi 10.13245/j.hust.200906 頁碼 31-37 全文下載(737.96 KB)
            針對戰役級目標態勢數據量大、信息源數量多、采樣頻率各異、探測誤差差異大、目標屬性特征存在誤判等問題,基于多尺度航跡聚類提出了一種面向戰役級目標態勢生成的航跡關聯算法.首先利用等距滑動窗口均值濾波剔除目標異常數據點、降低傳感器誤差引起的數據抖動,重新估計目標航速和航向;然后綜合目標量測數據的多維特征提出了一種軌跡相似性距離;最后基于該距離,分階段進行基于多粒度網格聚類的粗聚類和基于密度聚類的精聚類完成目標數據關聯判斷,綜合聚類結果和離群點得到關聯結果.實驗表明:提出的方法在戰役級目標數據環境下,數據處理容量、關聯正確率、身份異常穩定性等方面較現有航跡關聯算法有一定的提升,適用于戰役級目標態勢生成應用.
          • 作者 王立鵬, 張 智, 蘇 麗, 聶文昌
            doi 10.13245/j.hust.200907 頁碼 38-43 全文下載(1.06 MB)
            提出一種自適應權重的融合卷積特征和方向梯度直方圖(HOG)特征的目標分類方法,實現快速精準分類目的.首先,利用ResNet網絡框架提取圖像卷積特征,增加OpenCV接口以提取圖像HOG特征,對HOG特征圖擴維處理至與卷積特征同維;然后,在ResNet網絡框架中嵌入SENet模塊,計算卷積特征和HOG特征的權重向量,將卷積特征、HOG特征及相應的權重向量加以變權值疊加,實現多特征的自適應同步融合,以此構建二分類網絡模塊;其次,將二分類網絡模塊嵌入Faster Rcnn網絡,構成Faster Rcnn-HOG新型網絡,通過基于變閾值的粗檢測策略和先驗知識的區域關注策略得到圖像中目標預處理檢測框,利用二分類網絡模塊精確判定,實現目標分類.將Faster Rcnn-HOG與傳統Faster Rcnn網絡及另一特征融合網絡Net-BB-HOG進行對比試驗,三種方法在目標大類識別方面性能基本相當,但是Faster Rcnn-HOG在目標小類識別方面效果更佳,證明了提出的多特征融合自適應目標分類方法的有效性和正確性.
          • 作者 潘少明, 王玉杰, 種衍文
            doi 10.13245/j.hust.200908 頁碼 44-49 全文下載(663.48 KB)
            針對由源域訓練的行人再識別模型通常在目標域的泛化能力不強的問題,提出基于圖卷積神經網絡的跨域行人再識別方法,將源域數據學習到的整合鄰居樣本信息的能力遷移至目標域數據.首先,為經過特征提取后的源域數據建立親屬子圖,并將源域數據特征和親屬子圖作為所設計的圖卷積神經網絡模塊的輸入,以基于源域的監督信息訓練圖卷積神經網絡模塊;然后,對經過特征提取后的目標域數據建立親屬子圖,將訓練過的圖卷積神經網絡模塊應用于目標域數據,為目標域數據賦偽標簽;最后,聯合源域數據和目標域數據訓練得到一個泛化能力強的行人再識別模型.分別在兩個大規模公開數據集Market-1501和DukeMTMC-reID上對所提出方法進行實驗驗證,結果表明所提出的方法與所選擇的基準模型相比使得Market-1501的rank-1準確率和平均準確率均值(mAP)分別提高了7.4%和9.2%,而DukeMTMC-reID的rank-1準確率和mAP分別提高了14.2%和14.9%.
          • 作者 劉開華, 周美麗, 李 卓
            doi 10.13245/j.hust.200909 頁碼 50-56 全文下載(724.97 KB)
            針對命名數據網中內容存儲池須要快速檢索差異化名稱數據、高效存儲數據信息和有效支持緩存替換策略的設計需求,提出了一種基于雙向跳表的命名數據網內容存儲池的存儲結構學習樹-雙向跳表(LT-DSL).該存儲結構由部署于片上的學習樹和部署于片下的雙向跳表(DSL)兩種數據結構組成.LT-DSL通過重新設計索引數據結構來學習索引內容在存儲器中的分布情況,實現了數據的均勻映射,提升了存儲效率,降低了存儲開銷;同時,通過采用全新的名稱數據檢索算法來快速檢索名稱數據,LT-DSL有效支持了緩存替換策略,加速了數據處理過程.實驗結果表明:相比其他基于跳表的內容存儲池方案,LT-DSL在有效支持緩存替換策略和滿足網絡丟包率低于1%的前提下,進一步提升了數據檢索速度,降低了整體存儲開銷.
          • 作者 俞藝涵, 周大偉, 李洪成, 吳曉平
            doi 10.13245/j.hust.200910 頁碼 57-63 全文下載(1.26 MB)
            針對關系型數據中多維敏感屬性隱私差異所引起的隱私保護效用降低問題,提出了一種能有效表達多維敏感屬性隱私差異的隱私保護數據發布方法.基于一種多維桶分組技術(MSB)對數據集的多維敏感屬性隱私差異以及記錄價值進行量化區分,給出記錄分組優先級參數的計算方法,進而可實現基于記錄分組優先級參數多維桶記錄分組(TPSB)算法的隱私保護數據發布.實驗結果表明:在權重參數合理賦值條件下,該方法在保證數據發布效率的同時可有效提升數據發布的質量.
          • 作者 閆群民, 張鳳鴿, 馬瑞卿, 馬永翔
            doi 10.13245/j.hust.200911 頁碼 64-69 全文下載(878.78 KB)
            為了對徑流式小水電出力不確定及其配電網負荷變化等情形帶來的電能質量問題進行綜合治理,分析了小水電接入配電網的運行特性,提出了一種基于電感-電容-電感(LCL)型靜止同步補償裝置(D-STATCOM)的準比例諧振(QPR)分相控制策略.利用頻率特性分析證明了QPR相對比例積分(PI)、比例諧振(PR)控制方法可以實現對各個頻段的無靜差調節,研究了QPR控制器參數對系統穩定性的影響,優化設計了控制器諧振帶系數、比例系數和諧振增益系數等參數.最后,在Matlab/Simulink建立了含有小水電并網系統的仿真模型,同時將本系統與傳統并補裝置下的補償電流諧波進行分析.結果表明:所提控制策略和參數優化不僅能夠快速有效地抑制電壓波動,總畸變抑制率為1.11%,而且能降低并聯補償設備向系統注入的諧波,動態地保證配電網的電能質量,能較好地適應小水電的運行特性.
          • 電子與信息工程
          • 作者 儲岳中, 黃 勇, 張學鋒, 劉 恒
            doi 10.13245/j.hust.200912 頁碼 70-75 全文下載(741.95 KB)
            基于深度學習的方法,運用單次多框檢測器(SSD)目標檢測框架和自注意力機制,針對施工人員佩戴安全帽數據集進行神經網絡訓練.通過調整原始SSD目標檢測框架中的參數,并向SSD目標檢測框架中添加自注意力模塊來計算特征圖中像素點之間相互影響,以提高算法對目標檢測的關注度,擴大卷積神經網絡的感受野,從而提高目標檢測的準確率.實驗結果表明:改進算法在應對小目標檢測以及目標之間的遮擋方面有很好的適應性,同時與其他檢測算法相比,檢測成功率有明顯提高.
          • 作者 于凌濤, 王鵬程, 張 瑩, 夏永強
            doi 10.13245/j.hust.200913 頁碼 76-81 全文下載(1.09 MB)
            針對肝臟分割影像中模糊的肝臟邊界,提出了一種新穎的用于腹部CT肝臟分割的邊界監督模型.該模型包括肝臟區域分割模塊和邊界分割模塊,其中邊界分割模塊使用肝臟邊界進行監督訓練,輸出精準的肝臟邊界.模型將肝臟區域分割輸出與邊界分割輸出融合在一起,得到最終的肝臟分割預測.肝臟區域分割模塊與邊界分割模塊分別設置了相應的損失函數進行監督訓練.模型使用腹部器官分割挑戰提供的數據集進行了消融實驗并與先進模型進行了評估.結果證明該方法的有效性和優異性,提出的邊界分割模塊有助于保留肝臟的邊緣信息,提高了肝臟分割的性能.
          • 作者 姚若河, 許澤韜
            doi 10.13245/j.hust.200914 頁碼 82-88 全文下載(1 MB)
            提出了一種基于噪聲消除與襯底交叉耦合技術的寬帶低噪聲放大器(LNA)架構,在共柵(CG)與并聯反饋組合的噪聲消除結構基礎上,采用了襯底偏置和襯底交叉耦合技術使輸入級的等效跨導增大,提高了噪聲消除路徑中的消除率,降低了電路的噪聲指數.基于噪聲消除原理,通過在輸入級金屬氧化物晶體管(MOS)的襯底上采用無源增益增強的方式,增加了輸入級跨導的自由度,改善了原結構輸入匹配與噪聲指數之間相互制約的問題.根據LNA架構中節點的基爾霍夫電流公式,分析了新架構的增益、輸入匹配和噪聲指數.與現有噪聲消除結構相比,采用襯底交叉耦合技術使這個LNA架構的噪聲指數降低了13.3%.
          • 作者 高偉鵬, 賀 國, 劉樹勇, 王偉豪
            doi 10.13245/j.hust.200915 頁碼 89-94 全文下載(2.49 MB)
            針對實際主動控制系統中,次級通道隨著傳感器位置、作動器輸出特性變化而實時改變這一問題,將小波變換思想引入到在線辨識算法結構中,改進在線辨識算法.通過小波變換將誤差信號中控制信號相關分量與隨機噪聲相關分量分離開來,極大程度削弱甚至消除了辨識環節和控制環節之間相互影響,提高了算法的收斂性能和控制精度.基于Matlab/Similink進行控制仿真,搭建試驗臺架進行控制試驗.仿真和試驗結果表明:改進后算法辨識精度高,收斂速度快,控制效果好.
          • 作者 陳香敏, 柯 麗, 杜 強
            doi 10.13245/j.hust.200916 頁碼 95-99 全文下載(645.79 KB)
            針對目前多數表情識別算法都是基于淺層特征的,很難達到良好的識別效果,并且核主成分分析網絡(PCANet)網絡存在提取到的表情特征維數比較高致使識別時間較長和分類效率較低的問題,受到深度學習模型PCANet的啟發,提出了一種結合核主成分分析網絡(KPCANet)和線性判別分析(LDA)的表情識別算法.首先,利用基于KPCANet模型獲取訓練樣本及測試樣本的深層特征;然后,用LDA監督層對KPCANet模型獲取的深層特征對表情圖像特征進行監督投影,從而使表情特征具有類別區分性;最后,將經LDA投影的特征矩陣輸入支持向量機(SVM)中對表情特征進行訓練和分類.提出的KPCANet-LDA算法模型在人臉表情數據庫CK+和JAFFE上進行實驗,實驗結果表明提出的算法具有良好的魯棒性且識別率高于其他對比算法.
          • 船舶工程
          • 作者 張 立, 陳建挺, 陳偉民
            doi 10.13245/j.hust.200917 頁碼 100-106 全文下載(647.23 KB)
            參考國際船模拖曳水池會議(ITTC,2017)推薦規程以及國家相關標準,對船模拖曳水池的自航試驗進行不確定度分析.首先對船模自航試驗流程進行了梳理,確定其不確定度來源;然后根據自航試驗原理,提出了不同溫度時試驗數據換算的方法,對ITTC關于自航試驗不確定度分析規程進行補充;其次在試驗數據進行溫度換算之后,計算了船模自航試驗中槳模轉速、推力、扭矩和強制力的不確定度,并進一步計算了相關自航因子的不確定度.分析結果表明:當名義溫度15℃時,按照95%的置信水平,各自航點的轉速的擴展不確定度小于0.4%,推力和扭矩的擴展不確定度均低于1.0%,推力減額的擴展不確定度低于5.5%,伴流分數的擴展不確定度低于1.1%.本試驗的船模自航試驗不確定度分析的方法和步驟可以作為其他水池試驗的參考.
          • 作者 彭 斌, 蔣 龍
            doi 10.13245/j.hust.200918 頁碼 107-112 全文下載(810.13 KB)
            針對渦旋型線齒頭的參數優化選取,以雙圓弧修正和雙圓弧加直線修正兩種渦旋型線齒頭修正為例,推導了兩種修正的幾何模型,建立了修正齒齒形參數和修正齒面積的數學模型,分析了實現兩種修正所需要的初始參數,并討論了修正齒參數和修正齒面積隨各初始參數變化時的變化趨勢;以修正齒面積和修正面積系數為優化目標,采用多目標遺傳算法對兩種修正中各參數不同組合時的選取進行了優化,得到了各參數的一組非劣解集.結果表明該模型可為雙圓弧修正和雙圓弧加直線修正的初始參數的選取提供參考.
          • 作者 代 翠, 戈志鵬, 董 亮, 劉厚林
            doi 10.13245/j.hust.200919 頁碼 113-118 全文下載(1.25 MB)
            為了研究離心泵仿生葉片的減阻降噪特性,獲得葉片壁面剪應力與減阻率、效率和噪聲變化情況的關系,提取出了鯊魚皮膚的表面特征,建立了具有V型槽表面葉片的離心泵模型.通過剪切應力傳輸(SST) 湍流模型對離心泵內部流場進行數值模擬,基于Proudman方法和聲類比方程對泵內部聲場進行了預測計算.研究結果表明:仿生表面能夠有效控制葉片近壁面邊界層的流體流動,在出口處的壁面剪應力梯度變小,工作面葉片的平均剪應力最大降幅達29%;仿生表面可以降低的最大減阻率為3.1%,離心泵的水力效率最大提高2.06%;仿生葉片溝槽表面能夠改變葉輪流道內的渦結構,降低離心泵葉輪內部的湍動程度,減小流道內的聲功率;與光滑葉片相比,仿生葉片的總聲壓級的降幅最大為2.68%;隨著流量的增大,壁面平均剪應力的變化率、效率、總聲壓級及減阻率等都隨之增大.
          • 土木工程
          • 作者 劉曉航, 賀金川, 鄭山鎖, 汪 靖
            doi 10.13245/j.hust.200921 頁碼 119-125 全文下載(874.11 KB)
            針對電力系統抗震可靠性評估中蒙特卡羅方法誤差收斂相對較慢的特點,將以低偏差序列抽樣的擬蒙特卡羅方法應用于可靠性評估中,并結合了在求解傳遞閉包中能夠減少計算量的三角形算法,建立了結合低偏差序列抽樣與三角形算法的抗震可靠性計算模型.基于川北地區110 kV發電站與變電站的可靠性分析,分別進行了三種算法下的標準蒙特卡羅方法模擬和Sobol序列擬蒙特卡羅方法模擬.模擬結果表明:在電力系統抗震可靠性求解中,與偽隨機數序列相比,Sobol序列的解算結果具有更高的收斂速度.當抽樣次數為5 000次時,擬蒙特卡羅(QMC)方法的計算結果為0.668 9,誤差不超過0.1%,而蒙特卡羅(MC)方法的計算結果為0.665 9,誤差為0.389%;在相同抽樣次數下,三角型算法相對于其他算法具有更高的運算效率,將三角形算法與擬蒙特卡羅方法結合既提高了精確度又提高了運算速度.
          • 作者 史 越, 傅鶴林, 伍毅敏, 鄧皇適
            doi 10.13245/j.hust.200922 頁碼 126-132 全文下載(1.51 MB)
            為揭示層狀巖石在單軸壓縮條件下的損傷演化機理,將橫觀各向同性體的柯西轉軸方程和隨機損傷理論結合,建立考慮荷載損傷的層狀巖石損傷本構模型;通過不同層理傾角炭質千枚巖的單軸壓縮試驗,驗證模型的合理性和準確性,并從細觀圖像、力學參數、破壞模式和損傷演化等角度討論炭質千枚巖的各向異性特征.研究結果表明:所建模型的理論曲線與試驗數據曲線基本相符,能夠較好地反映和預測單軸加載條件下層狀巖石的非線性力學行為;炭質千枚巖的各向異性顯著,在層理傾角從0°~90°變化的過程中,強度、峰值應變和泊松比先減小后增大,彈性模量逐漸增大,并依次產生張剪復合破壞、剪切滑移破壞和劈裂張拉破壞等三種破壞類型;不同層理傾角巖樣的損傷演化規律基本相同,損傷演化曲線均經歷了緩慢上升、快速上升和趨于穩定等3個階段,損傷演化率曲線均服從正態分布,但損傷發展速率各不相同,進而改變了材料的力學性能.這將為層狀巖體受荷損傷計算、各向異性研究、圍巖穩定性分析和巖層掘進施工等提供理論依據和技術參考.

          主管:教育部

          主辦:華中科技大學

          主編:李元元

          刊號:ISSN 1671-4512

             CN 42-1658/N

          郵發:國內 38-9

             國外 M 487

          論文檢索
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