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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 利用双目摄像头实现三维感知的视觉对接抗气泡噪声技术

    摘要： 近期，全球多项研究致力于延长自主水下航行器的水下作业续航时间。尽管仍存在挑战，水下电池充电技术是解决方案之一。对接功能不仅对电池充电至关重要，在干预等高级应用中也发挥着重要作用。当采集图像受噪声干扰时，海底环境中的视觉伺服系统必然面临环境识别难题。本研究阐述了一种基于立体视觉的实时位姿跟踪与伺服系统，该系统应用于视觉伺服型水下航行器时，展现出对气泡扰动的有效识别性能和强鲁棒性。通过双摄像头采集的动态图像，采用实时多步遗传算法（RM-GA）实现航行器位姿识别。既往研究在无图像退化干扰条件下考察了对接性能，本文则通过水池试验中的视觉伺服与对接实验，验证了RM-GA对气泡扰动的鲁棒性——证实系统能持续识别三维标记位姿并通过视觉伺服维持目标姿态。随后在海试对接实验中验证了该系统对浊度等实际干扰（可能降低系统海上能见度）的有效性，从而确认了所提方法的实用性。

    关键词： 遗传算法（GA）、气泡噪声、视觉伺服、双目相机、水下航行器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于遗传算法考虑运行策略的混合光热-光伏电站优化设计方法

    摘要： 太阳能是最丰富的可再生能源，具有巨大的发展潜力。将太阳能转化为电能主要有两种方式：光伏发电（PV）和聚光太阳能发电（CSP）。CSP-PV混合系统能充分整合两大系统的优势，实现低成本、稳定输出及可控发电。本文针对目前商业化运行的抛物槽式CSP系统和光伏系统，提出了CSP-PV系统的运行策略。采用遗传算法优化系统设计，计算光伏装机容量、电池容量及CSP系统的储热容量，使系统实现最低发电成本。结果表明：引入CSP系统可在电池容量较小时确?；旌舷低呈涑龉β实奈榷ㄐ?，大幅提升光伏年利用时长并减少弃光现象。当基于春分日运行特性优化系统时，最低平准化度电成本为0.0627美元/千瓦时，光伏与CSP系统额定容量分别为222.462兆瓦和30兆瓦，储热与电池容量分别为356.562兆瓦时和14.687兆瓦时；当基于全年运行特性优化时，最低LCOE降至0.0555美元/千瓦时，光伏与CSP系统额定容量分别为242.954兆瓦和30兆瓦，储热与电池容量分别为136.059兆瓦时和8.977兆瓦时。对比显示两种优化方法（基于春分日与基于全年）的混合系统发电曲线相似，但基于全年运行特性优化的LCOE更低，而基于春分日优化的系统年利用率更高。

    关键词： 聚光太阳能发电、运行策略、遗传算法、平准化度电成本、光伏发电、太阳能、光热-光伏混合系统

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 利用遗传算法实现三维粒子追踪测速中粒子的立体对应

    摘要： 基于遗传算法（GA）的立体粒子配对算法已开发并应用于立体三维（3-D）PTV系统的空间粒子配对问题。在该3-D PTV系统中，两个（或更多）具有视差的立体相机所观测到的粒子必须在每个同步时间步长内正确配对。这一点至关重要，因为若不了解粒子的正确立体对应关系，就无法计算单个粒子的3-D坐标。在本研究中，遗传算法被应用于极线邻近性分析，以建立两个共时立体粒子图像之间粒子对的对应关系，从而计算每个单独粒子的3-D坐标。通过各种标准图像进行测试后发现，采用遗传算法的新策略在立体PTV的三维粒子跟踪测速中比传统粒子配对方法表现更优。

    关键词： 粒子跟踪测速法，三维粒子跟踪测速技术，粒子配对问题，遗传算法，可视化

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于创新多PCNN网络的绿地监测方法 - 高光谱卫星图像中近乎不可区分区域的识别与描述

    摘要： 该论文提出了一种用于多光谱卫星图像中感兴趣区域检测与分类的原创神经网络方法。该方法采用一系列脉冲耦合神经网络来识别潜在的感兴趣区域，随后通过主成分分析降维算法生成支持向量机分类器的输入数据以验证结果。算法参数通过遗传算法进行优化。该方案专为区分高度相似区域而设计（例如由带庭院住宅构成的整片城区中的公园区域）。经Sentinel-2卫星图像测试，该算法对OpenStreetMap真实标注数据中标记为公园的像素实现了76.85%的召回率。

    关键词： 遗传算法（GA）、脉冲耦合神经网络（PCNN）、主成分分析（PCA）、支持向量机（SVM）

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 无铅多用途辐射屏蔽玻璃的光谱与热分析

    摘要： 采用遗传算法筛选出组成为50Bi?O?-(50-x)B?O?-xBaO（wt.%）且具有相近半值层（HVL）与中子移出截面的玻璃体系。通过光谱与热分析相结合的方法进一步探究这些玻璃的结构，以确认其是否具备与传统核反应堆设计材料相媲美的优异物理性能。差示扫描量热法（DSC）分析用于考察玻璃体系的热学特性并确定玻璃化转变温度Tg和软化温度Ts。组成为50Bi?O?-30B?O?-20BaO的玻璃展现出最高热稳定性。拉曼光谱分析证实样品中存在BiO?八面体及多硼酸链中的B-O-B键。通过对红外光谱进行解卷积，确定了影响玻璃密度和体积模量的BO?三角形与BO?四面体单元相对比例。样品的光学吸收谱在蓝光区呈现吸收峰，并在较长红光波长处出现与铋离子激发相关的宽吸收带。相较于传统辐射屏蔽用重混凝土，铋钡硼酸盐玻璃作为γ射线屏蔽体性能优于常规重晶石混凝土，作为中子辐射屏蔽体则与褐铁矿混凝土相当。该系列玻璃的体积模量也与普通混凝土相近，约为30 GPa。

    关键词： 半值层，重金属氧化物，中子移出截面，遗传算法

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 使用树莓派测量全球太阳辐射数据及其通过遗传算法的估算

    摘要： 由于人类对舒适生活需求的不断增长，高效、环保且非常规的能源需求应运而生。太阳能现已成为终极选择。本文将创新中心（MIT Manipal）用于测量太阳辐射的仪器连接至树莓派，以实现远程数据获取。通过制定遗传算法，有效估算了曼尼帕尔地区的月均全球太阳辐射量。以湿度、温度、风速等气象数据作为输入参数训练网络，并成功建立了数据记录仪与树莓派之间的连接。数据记录仪采集的设备数据传输至树莓派后，再由树莓派发送至内部服务器。可通过PuTTY等SSH客户端访问树莓派。为构建人工智能模型，收集了2010-2014年的气象数据。通过RMSE、相关系数等工具对比实测数据与估算数据，验证了所建模型的有效性。采用GeneXpro Tools 5.0版本完成了基于遗传算法的太阳辐射建模。

    关键词： 树莓派，遗传算法，GeneXpro工具，太阳辐射，气象数据

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于电磁设计方法的多输入多输出天线阵列最优分集增益性能经验几何边界研究

    摘要： 我们提出了一种通用设计方法，通过工程化阵列几何形状来合成具有最优互相关分集增益性能的表面或体多输入多输出（MIMO）天线阵列。该设计算法基于用无穷小（电?。┡技诱罅斜平我馓煜呒负喂剐?，继而利用新近提出的互相关格林函数计算远场互相关性，无需显式测量或计算远区场。该方法通过直接关联远场互相关性与天线阵列几何细节（位置与取向），采用全局优化策略（遗传算法）在给定几何形状内寻找MIMO天线单元的最优位置与取向，从而实现统计最优的系统性能。我们提供了包括多种阵列拓扑结构（固定式与共形式）在内的广泛数值结果，研究了阵列密度、单元位置及相对取向对可达成分集增益的影响。本文还阐述了该设计方法针对MIMO环境中存在地平面这一重要特殊情形的扩展方案。研究发现：通过精确控制各单元位置与取向，小型MIMO接收终端可适配任意几何形状。所得阵列尺寸均小于0.35λ×0.35λ且分集增益达80%以上。同时发现每种天线拓扑都存在单位面积/体积天线临界数量，超过该值后分集增益不再提升——这一几何本质的上界通过电磁分析获得，清晰揭示了天线相对定位与取向的影响。研究考察了圆盘、环形、球体及球壳等多种二维/三维阵列配置并列表给出其临界阵列密度，还提供了机载雷达罩共形阵列的实际案例。对比仅位置优化、仅取向优化、位置与取向联合优化及随机阵列的分集增益性能发现，单独调控相对取向也能显著提升MIMO阵列性能。本方法可扩展至更复杂天线类型，亦适用于连续大辐射/接收天线表面的可扩展计算分析及大规模MIMO场景。特别对于毫米波应用，海量微小天线阵列的优化需求将提升对本文这类精确通用设计算法的要求。

    关键词： 遗传算法、无穷小偶极子、多输入多输出

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [2018年IEEE加拿大电气与计算机工程会议（CCECE）- 加拿大魁北克省魁北克市（2018年5月13日-2018年5月16日）] 2018年IEEE加拿大电气与计算机工程会议（CCECE）- 考虑智能削减策略的配电网高比例光伏接入研究

    摘要： 本文提出了一种基于光伏的配电网分布式电源配置方法。该方法旨在最小化开发者在预定规划期内与供电需求相关的投资成本。研究考虑了供需不确定性以及能源价格波动因素，并引入可再生能源智能限电机制，在提升消纳能力的同时降低总体投资。通过典型配电网的仿真验证了该资源配置方法的有效性与鲁棒性。

    关键词： 分布式发电、可再生能源、概率密度函数、遗传算法、智能电网

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • [IEEE 2018年新兴趋势与工程技术创新国际会议（ICETIETR）- 埃纳库拉姆（2018.7.11-2018.7.13）] 2018年新兴趋势与工程技术创新国际会议（ICETIETR）- 基于优化技术的模糊逻辑控制器在太阳能光伏系统最大功率点跟踪中的应用

    摘要： 基于阳光的光伏（PV）是人类重要的可持续能源来源。光伏系统的效率受辐照度、温度、灰尘、日光光谱密度等多种环境因素影响。通过采用最大功率点跟踪（MPPT）技术，可提升太阳能光伏系统的效率。学界已提出多种策略来增强光伏组件在不同环境条件下的发电能力。本研究采用基于遗传算法的模糊逻辑MPPT方法，并通过MATLAB将仿真结果与扰动观察法（P&O）MPPT进行对比。该太阳能光伏发电系统由光伏组件、模糊逻辑控制器（FLC）、升压变换器（升压转换器）及电阻负载组成。模糊逻辑控制器用于调控升压变换器的开关拓扑。仿真结果验证了基于FLC的MPPT系统的有效性与可行性。

    关键词： P&O与FLC基础MPPT技术，MPPT，太阳能光伏板，DC-DC升压转换器，遗传算法

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • [IEEE 2018年第20届透明光学网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018年7月1日-2018年7月5日)] 2018年第20届透明光学网络国际会议(ICTON) - 基于进化优化方法实现的椭圆全介质结构定向隐身特性

    摘要： 本研究基于进化优化方法，提出了一种定向光学隐身装置的优化设计方案。选择圆柱形完美电导体（PEC）材料作为待隐身目标置于拟议结构内部。通过结合三维时域有限差分法与优化算法，数值计算并迭代抑制该大尺寸理想金属散射圆柱体产生的散射场。特别采用遗传算法（GA）作为优化方法，该算法通过最小化自由空间中散射场分布的衍射效应，智能调控隐身区域的有效折射率。优化后的隐身结构由分布在优化区域内的二元高折射率（nPLA=1.55）与低折射率（nair=1）基本单元构成。所设计器件的结构与光学参数均选用符合3D打印工艺可实现性，并为未来微波频段的实验验证提供可能。

    关键词： 散射、隐形斗篷、微波、非均匀介质、遗传算法

    更新于2025-09-09 09:28:46