计算机科学与信息工程

  • 基于核化方法的多目标多任务优化算法

    谭瑛;张瑞丽;刘晓彤;孙超利;李春鹏;

    近年来多任务优化受到了越来越多的关注,其主要思想是利用不同任务之间的知识迁移,从而促进不同任务的同时优化。然而,在知识迁移的过程中负迁移现象很难避免。为了尽可能避免负迁移,因此提出了一种基于核化方法的多目标多任务优化算法。由于在高维空间中更容易捕捉到数据之间的非线性关系,因此提出将不同的任务映射到再生核希尔伯特空间,构建二者间的非线性关系,并通过该非线性关系将任务间的知识进行有效迁移。将所提算法与三个有代表性的多任务优化算法在多目标多任务优化基准测试问题上进行了实验结果的比较,实验结果表明其具有良好的优化性能,并且表明通过这种方法能有效减少负迁移现象。

    2025年03期 v.46;No.209 201-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
  • 基于区域划分博弈的高维多目标进化算法

    张志霞;郭婉婉;崔志华;

    针对高维多目标进化算法(Many-objective Optimization Evolutionary Algorithm,简称MaOEA)在求解工程问题时存在的选择压力低、收敛性与多样性难以平衡等问题,提出一种基于区域划分博弈的高维多目标进化算法(Many-objective Evolutionary Algorithm based on Game with Region Division,简称MaOEA-Game),该算法在环境选择阶段设计了分区协同选择策略和分区删除策略,并以种群目标函数值和平衡适应度估计作为收益函数,推动解集快速逼近真实Pareto前沿。实验结果显示,相较于其他四种算法,MaOEA-Game在处理基准测试问题DTLZ上优势显著,能够为云计算任务调度模型提供更优的解决方案,有效提升了算法求解性能。

    2025年03期 v.46;No.209 208-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
  • 缓变区尖锐度与均匀性折中的3D点云精简

    张赞赞;武迎春;杨娜;王岩;王子豪;

    稠密3D点云的低成本快速获取加快了3D重建技术的发展,为3D打印技术的普及奠定了基础,针对不同打印任务,对稠密点云进行精简可有效提高3D打印效率。现有点云精简算法侧重于3D模型几何显著区的特征保留,这造成了数据封装后平坦区空洞现象,基于此,提出一种兼顾几何显著性与整体均匀性的3D点云精简算法。该算法在点云缓变区建立了尖锐度与均匀性折中的特征评价函数,根据特征阈值实现了缓变区的二次分类;对缓变区特征值高的点进行精简时,提出基于八叉树划分的子空间分级采样算法,在提高精简速度的同时可有效控制精简率;对缓变区特征值低的点进行精简时,提出远近点循环采样算法,在数据高采样率下保证点的均匀性。实验验证了所提算法的有效性:视觉效果上,采用算法精简的3D点云封装后空洞明显变少;定量评价结果中,算法精简后点云的最大距离误差和平均距离误差均有所降低。

    2025年03期 v.46;No.209 216-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
  • 网络轻量化的实时自动驾驶目标检测算法

    王荣;王锐;李俊吉;李庭鱼;

    针对嵌入式系统中自动驾驶目标检测算法在计算量大、实时性差以及模型泛化能力不足等问题,提出了一种基于改进MobileNet-V3和Ghost模块的轻量化目标检测算法。首先,采用MobileNet-V3作为主干网络,利用深度可分离卷积技术有效减少计算量,同时保持特征提取性能。其次,在Neck部分引入Ghost模块,通过特征映射的线性转换提升多尺度信息融合能力,并显著降低模型复杂度。最后,将损失函数中的边界框回归优化为EIoULoss,以解决传统损失函数在预测框宽高变化不一致情况下的不足,从而提升模型回归性能。实验结果表明,该算法在KITTI和Gopro数据集上表现优异,平均精度(mAP)达到91.419%,召回率为97.031%,模型参数量仅为5.5 M,并在Jetson Xavier NX设备上实现了毫秒级的推理速度,充分满足嵌入式系统中实时性与检测精度的双重需求。

    2025年03期 v.46;No.209 224-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
  • 空间相关莱斯信道下CF-mMIMO-NOMA系统分析

    郝鹏昇;李素月;

    研究了空间相关莱斯衰落信道下非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)辅助无小区大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统的性能,并与正交多址(Orthogonal Multiple Access, OMA)系统进行了比较。在考虑信道估计误差、非理想串行干扰消除、组内和组间干扰的情况下,推导了频谱效率(Spectral Efficiency, SE)的闭式表达,并利用其分析了空间相关性和AP数量对能量效率的影响。结果表明,AP数量及其天线数均有利于系统的总SE提升,但随着AP数量的增多,能量效率会有所下降。对于所考虑的系统模型,空间相关性会对系统的总SE产生不利影响,但对莱斯信道的影响并不显著。此外,与传统的基于OMA的方案相比,基于NOMA的系统提供了大约51%的总SE提升。

    2025年03期 v.46;No.209 231-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
  • 基于RC-UNet的碲锌镉晶体图像分割方法

    贾佳鹏;王安红;李沛豪;卜东寒;杨亚坤;景灏;

    目前碲锌镉晶体分割任务主要由人工切割来完成,存在人工切割效率低、重金属对人体造成伤害等问题,国内目前没有关于碲锌镉晶体图像分割的方法,且传统图像处理方法难以实现对碲锌镉晶体的精确分割。对此提出了一种RC-UNet的碲锌镉晶体图像分割网络,首先,对输入的多幅碲锌镉图像进行信息融合,增加数据维度提升模型性能;其次,在U-Net主干网络前添加Resnet-18模块,以提高模型训练效率和鲁棒性;最后,采用残差连接与横向连接进一步将卷积块状注意力模块融合至主干网络,以提高分割精度。实验结果表明,相较于U-Net网络,提出的RC-UNet网络mIoU值提升3.8%,mPA值提升5.8%,为碲锌镉晶体图像分割提供了一种方案。

    2025年03期 v.46;No.209 238-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
  • 一种分段特征融合的疲劳驾驶识别网络研究

    王凯;何秋生;白武尚;

    因动作相似导致疲劳动作识别精度不高的问题,研究了一种分段特征融合的疲劳驾驶识别网络——MTSNR.首先将一段完整视频分解为8段视频帧,并将每一段视频帧分段采样预处理之后传入相同的M-CONVNET网络进行特征提取,从而得到8个特征矩阵,最后由TSNR模块将8个特征矩阵进行特征融合,采用对输入特征矩阵的分类特征维度求平均值的融合方式整合为一个特征矩阵。实验结果表明,在扩充的动作数据集Fatigue Driving上,该网络可以区分疲劳驾驶中较为细微的相似动作,使识别精度达到98.15%.

    2025年03期 v.46;No.209 245-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 279K]
  • 能量路由器中交流接口控制策略研究

    薛沛栋;刘立群;

    DC/AC变换器控制策略的稳定性关系到能量路由器的可靠运行和电能质量。针对VSG控制中固定的虚拟转动惯量(J)和阻尼系数(D)对系统的抗干扰能力有限,且无法兼顾系统动态响应的快速性。为此提出一种J、D自适应的VSG基础上加入超螺旋滑模环路控制的方法。首先,对虚拟同步机建立小信号模型,分析虚拟参数J、D对系统动态性能的影响。结合同步电机的功角特性曲线分析振荡过程中J、D参数的整定策略。其次,结合T型变换器模型设计滑模控制结构。在保证系统稳定的前提下,提高系统鲁棒性、平抑功率波动。最后,通过MATLAB/Simulink仿真,验证所提自适应控制策略有效性可行性。较传统VSG和PI环路的控制,该控制策略的输出功率、频率具有良好的动态性能,且具有良好的电能质量。

    2025年03期 v.46;No.209 251-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 484K]
  • 结合Laplace算子与对抗学习的局部全局图像去雾

    左旺;赵楠;赵嘉利;郭一娜;

    为了去除雾天环境下拍摄图像中的局部雾和全局雾,只用一个网络同时学习两种不同类型雾的特征将导致恢复后的图像严重失真,需要两个不同的网络分别实现局部雾和全局雾的去除。因此,提出一种结合Laplace算子与对抗学习的去雾算法,利用Laplace算子判断图像伴随局部雾还是全局雾,前者经过一个带有注意力机制的生成对抗网络检测雾区域以便图像恢复网络专注局部区域去雾。后者只需经过生成对抗网络实现图像去雾。实验结果表明,该算法在真实局部雾图上的盲图像质量指标、无参考图像空间质量评估器和自然图像质量评估器性能指标相较于最优对比算法优化了2.81 dB/1.02 dB/3.22,在真实全局雾图上优化了7.37 dB/2.23 dB/0.11,能有效去除局部雾和全局雾。

    2025年03期 v.46;No.209 258-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 688K]
  • 基于预测编码的加密图像可逆信息隐藏算法

    王世鹏;刘丽;

    密文域可逆信息隐藏是云环境应用场景下有效保护用户隐私的一种技术。通过探索图像的空间冗余特性,为信息隐藏腾出嵌入空间。为解决目前现有方案在实际应用中嵌入容量受到限制的问题,提出一种大容量的密文域图像可逆信息隐藏算法。该算法通过使用高精度的像素预测器和自适应哈夫曼编码,在提升预测精度的基础上充分压缩额外信息的占比,有效提高了嵌入容量。仿真实验表明,该算法能够实现秘密信息的正确提取以及原始图像的无损恢复,且与现有的同类算法相比,嵌入容量明显提升。

    2025年03期 v.46;No.209 266-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]

机械工程

  • 基于多阶段接触理论的结合面静摩擦因数模型

    张其宗;张学良;范伟杰;

    基于多阶段接触理论,考虑基底长度对微凸体实际变形的影响,按照微凸体的接触程度推导微凸体实际变形量的函数表达式,在此基础上分析微凸体的变形模式。根据多尺度微凸体变形的不同情况,将结合面的接触划分为五个阶段,并建立结合面多阶段完整接触模型。据此,根据摩擦因数的定义求解了五个接触阶段内法向载荷和微凸体所能承受的最大切向载荷,并建立了基于多阶段接触理论的结合面静摩擦因数模型。仿真结果表明:结合面静摩擦因数随着法向载荷的增大而减小,随着分形维数的增大而增大。将本文所建模型与实验数据进行对比,基于多阶段接触理论的结合面静摩擦因数模型与实验数据更接近,验证了本模型的正确性。

    2025年03期 v.46;No.209 273-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 690K]
  • 起重机箱型梁多区格结构可靠性研究

    杨凯耀;曹晓翔;秦义校;苏申;

    桥式起重机主梁多采用复杂的多区格薄板结构,它具有大量纵向加强筋和腹板的焊接结构,在起升载荷的循环作用下,箱型梁容易出现应力集中和裂纹事故,从而为整机的安全性埋下隐患。因此,研究桥式起重机在发生多裂纹故障的可靠性方面尤为重要。故而,基于基础可靠度评估的假设,研究了桥式起重机多处应力集中失效部位发生裂纹时的桥架结构的可靠度并经过对初始桥架结构和多裂纹故障桥架结构的可靠度的分析对比,提出了一种多区格的可靠度评估策略。最后,通过工程实例的可靠性分析,展示了所提方法的应用过程,为实际工程问题的可靠性分析提供了一种求解方法。

    2025年03期 v.46;No.209 281-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K]
  • 面向制造业多元人才筛选的智能简历分类方法

    徐壮;郭宏;陈峙;晋美娟;

    简历文本作为体现人才能力信息的载体,面对智能制造机械行业人才能力需求向多元化变化,单一能力属性的人才筛选存在人才遗漏或难以满足企业需求问题,因此对简历进行多标签分类更有价值。提出了一种融合卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)的注意力机制序列模型(Sequence to Sequence, Seq2Seq)方法将多标签分类问题转化为序列输出问题,实现多标签简历行业分类。首先,对简历文本进行分词与停用词去除,并经过词嵌入操作获得简历文本的向量表示。然后,使用单层多卷积核的卷积网络进行初步局部文本特征提取,将提取的词向量特征输入编码器,经过双向门控循环(Bidirectional Gate Recurrent Unit, Bi-GRU)获得全文向量编码,并在解码过程使用注意力机制关注不同输入时刻上的重点内容,输出所属行业标签。在最后的实验验证中,该方法模型的F_1值达到0.841,证明融入CNN后的模型效果更好。

    2025年03期 v.46;No.209 288-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
  • 基于液机耦合模型的液压挖掘机工作装置强度分析

    李捷;王策;董洪全;王爱红;

    挖掘机是土石方工程的重要施工机械,为了分析其工作装置的强度,依据设计要求确定各构件的尺寸并完成了三维模型的建立,同时利用联合仿真技术搭建了液机耦合模型,选取两种典型的挖掘工况进行机械系统仿真与联合仿真,分析挖掘过程中动臂与斗杆的受力变化,确定了动臂与动臂缸铰点受力最大时工作装置的姿态:动臂与斗杆的铰点和铲斗齿尖的连线跟垂直面夹角为3.1°和4.3°。通过建立有限元模型对工作装置的两个构件进行了强度分析,分析得到动臂的最大应力出现在耳板处,斗杆的最大应力出现在其与动臂的铰接处,为工作装置的设计提供了参考。

    2025年03期 v.46;No.209 295-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
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