针对无人机在三维空间里的航迹规划问题, 从加快收敛速度和保证收敛效果的角度, 对标准人工鱼群算法进行改进。首先, 引入自适应视野和自适应步长的改善因子α, 加快算法的收敛速度; 然后, 设定最小视野和最小步长, 保证算法的搜索能力; 最后, 增加跳跃行为, 确保算法在后期可以跳出局部最优。通过软件进行算法的仿真和对比验证, 仿真实验结果表明, 算法在搜索初期具有较快的搜索速度和较好的收敛效果, 搜索后期可以跳出局部最优, 算法的有效性得到验证; 对比实验结果表明, 算法在搜索后期, 最佳适应度有所改善, 算法的优越性得到验证。
无人机 三维航迹规划 改进人工鱼群算法 自适应视野 自适应步长 跳跃行为 UAV three-dimensional path planning improved artificial fish swarm algorithm adaptive field of view adaptive step size jumping behavior
1 南京医科大学附属江宁医院呼吸与危重症医学科，南京 211100
2 南京医科大学生物医学工程与信息学院，南京 211100
3 南京医科大学第一附属医院急诊医学中心，南京 210029
4 南京医科大学附属江宁医院中心实验室，南京 211100
耐药的产生是肺癌死亡率居高不下的主要原因。因此，建立非小细胞肺癌(NSCLC)第三代分子靶向药物奥希替尼获得性耐药细胞株，并探讨其耐药机制对肺癌耐药的研究具有重要意义。本研究采用间歇性大剂量冲击和梯度递增法，以HCC827为模型，在体外建立奥希替尼耐药细胞株HCC827OR。利用细胞计数(CCK8)法检测细胞增殖，通过耐药指数(RI)评估细胞对奥希替尼的敏感度; 利用荧光染色法比较耐药前后细胞的形态学变化; 利用Western blot法检测表皮生长因子受体(EGFR)及其下游信号蛋白的表达; 第二代测序(NGS)检测EGFR的基因突变; 细胞周期和划痕试验检测细胞的增殖和迁移能力。试验结果显示，HCC827OR的RI为18.65，表明HCC827OR为奥希替尼耐药细胞株。与野生型HCC827细胞相比，奥希替尼耐药细胞的核质比显著增大，关键蛋白p-EGFR表达显著下降，而细胞增殖相关的p-AKT显著增加，这表明其可能通过非EGFR依赖信号通路产生耐药。同时，流式细胞术和划痕试验结果表明，HCC827OR细胞株出现了明显的G2/M周期阻滞，但其迁移能力得到了提高。本研究成功构建了NSCLC奥希替尼耐药细胞株HCC827OR，初步证明了其可通过非EGFR依赖的旁路产生耐药，为研究肿瘤细胞耐药提供了重要的体外模型。
奥希替尼 非小细胞肺癌 表皮生长因子受体 耐药细胞株 耐药机制 Osimertinib non-small cell lung cancer cell epidermal growth factor receptor drug resistance drug resistance mechanism
1 西北民族大学土木工程学院, 兰州 730124
2 甘肃省新型建材与建筑节能重点实验室, 兰州 730124
为了促进建筑垃圾的再生利用, 通过再生微粉替代部分水泥制备干混砂浆, 探究再生微粉细度、掺量和复掺比对砂浆稠度、抗压强度、抗折强度和显微结构的影响规律。结果表明, 随着再生微粉颗粒细度的减小, 砂浆稠度整体呈下降趋势, 28 d抗压、抗折强度均呈增加趋势, 研磨40 h时, 其强度达到最大值。随着再生微粉掺量的增加, 砂浆稠度呈下降趋势, 28 d抗压、抗折强度呈先增加后降低的趋势, 当掺量为10%(质量分数)时, 抗压强度达到最大值。随着再生微粉复掺比(质量比)的增大, 砂浆稠度呈下降趋势, 砂浆的28 d抗压、抗折强度呈先增加后降低的趋势, 当研磨20 h的微粉与未研磨微粉复掺比为6∶4时, 其抗压强度达到最大值。
再生微粉 干混砂浆 细度 掺量 复掺比 力学性能 regenerated micropowder dry mixed mortar fineness content compounding ratio mechanical property
中国科学院空天信息创新研究院, 数字地球重点实验室, 北京 100094
水体中的悬浮物浓度和透明度是水质调查中的基本参量, 也是评价水环境优劣的重要指标。 卫星遥感技术可以大范围、 较快速、 低成本地实现主要水质参数的反演, 但是对于水质复杂多变且水域面积较小的内陆水体来说, 目前常用的卫星不能满足水质参数的反演需要。 珠海一号卫星星座是由珠海欧比特宇航公司发射的新型高光谱卫星星座, 具有高空间、 高光谱、 高时间分辨率的特点, 在内陆水体水质监测中具有重要潜力; 然而目前对于运用珠海一号数据进行内陆水体水质参数遥感监测的适用性有待研究, 需要开展星地同步实验检验其应用效果。 以珠海一号高光谱卫星作为遥感数据源, 以于桥水库为研究区, 利用与卫星同步的水面实测数据, 使用经验回归的方法分别构建了悬浮物和透明度的反演模型, 并开展了悬浮物浓度和透明度的模型精度检验。 检验结果证明, 于桥水库悬浮物浓度和透明度的反演模型最佳波段组合分别为Rrs(684)/Rrs(540)和Rrs(656)/Rrs(556), 模型反演相对误差分别为8.6%和11.7%, 均方根误差分别为1.0 mg·L-1和18.2 cm。 利用建模公式得到了2018年11月22日于桥水库的水质参数分布图, 发现于桥水库的悬浮物浓度空间分布呈现北高南低的特点, 而水体透明度的空间分布呈现出北低南高的分布特征, 这种空间分布特征应该主要是因为于桥水库北部水较浅南部水较深, 水越深底泥越不容易再悬浮导致的。 基于星地同步实验的于桥水库水质参数反演建模和检验结果初步说明了珠海一号高光谱卫星在定量反演内陆水体水质参数方面具有潜力, 未来需要开展更多的星地同步实验进一步完善预处理和反演模型。
珠海一号 高光谱 于桥水库 悬浮物浓度 透明度 Zhuhai-1 Hyperspectral satellite Yuqiao reservoir Suspended matter concentration Water clarity
西安工程大学电子信息学院, 陕西 西安 710048
针对应用深度学习检测数码印花缺陷需准确分类的问题,提出了基于卷积神经网络(CNN)的数码印花缺陷分类算法。该方法首先依次对图像进行RGB颜色空间直方图均衡化、高斯滤波、局部均值分辨率调整的图像预处理,提升输入网络的图像质量,并进行图像几何变换的数据增强,扩充样本数据集;然后,设计拓扑结构为2个卷积层、2个池化层、2个全连接层的CNN网络对样本进行训练,得出最优的数码印花缺陷分类CNN模型。经600张测试样本验证,结果表明,该算法对各类数码印花缺陷的分类准确率均超过90.0%,多分类任务Kappa系数值为0.94,能实现数码印花缺陷的准确分类。
图像处理 卷积神经网络 缺陷分类 数码印花 激光与光电子学进展
2020, 57(24): 241011
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像变化检测中存在的差异图细节信息丢失的问题,提出了一种面向SAR图像像素级变化检测的去模糊化处理方法。通过对差异图漏检像素点分布的理论分析,提出了一种新型的差异图构造方法,将新型差异图构造方法生成的差异图与经典的像素级差异图构造算法生成的差异图相融合,实现了差异图的边缘去模糊化。以均值比值算法为例,实验结果表明,新型差异图构造方法得到的差异信息与邻域变化检测算法得到的差异信息具有较强的互补性;利用新型差异图构造方法进行去模糊化处理后,得到的差异图在主观上更接近真实地物的变化情况,在客观上变化检测结果的漏检数降低,变化检测的精度有所提高。
成像系统 图像处理 合成孔径雷达 边缘去模糊化 变化检测 差异图 激光与光电子学进展
2020, 57(22): 221105
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, Collaborative Innovation Center for Optoelectronic Semiconductors and Efficient Devices, Jiujiang Research Institute, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Institute of Electromagnetics and Acoustics, Xiamen University, Xiamen 361005, China
3 College of Physics Science and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830046, China
4 The First Affiliated Hospital of Xiamen University, Xiamen 361003, China
5 e-mail: nanoantenna@hotmail.com
6 e-mail: zlyang@xmu.edu.cn
Coupling effects of surface plasmon resonance (SPR) induce changes in the wavelength, intensity, and linewidth of plasmonic modes. Here, inspired by coupling effects, we reveal an abrupt linewidth-shrinking effect in 2D gold nanohole arrays at the azimuthal angle of 45° arising from the interference of two degenerate SPR modes. We further demonstrate the biosensing capability under various excitation conditions for detecting the critical molecular biomarker of prostatic carcinoma, and achieve the maximum sensitivity at this angle. Our study not only enhances the understanding toward plasmonic resonance-linewidth shrinking, but also provides a promising strategy to greatly improve biosensing performance by light manipulation on plasmonic nanostructures.
Photonics Research
2020, 8(7): 07001226
1 中国人民解放军军械工程学院 导弹工程系, 河北 石家庄 050003
2 中国人民解放军军械工程学院 弹药工程系, 河北 石家庄 050003
针对惯性测量元件不能满足低成本制导弹药作战需求问题, 提出一种基于理想弹道的全捷联激光半主动末制导弹药视线角估计方法。该方法根据弹目相对运动模型及导引头量测模型建立非线性滤波系统; 针对弹体运动参数在末制导段变化范围较小的特点, 通过分析弹体运动参数对系统不确定性的影响, 将理想弹道弹体运动参数标准值作为滤波系统参数; 利用激光半主动导引头量测信息, 结合容积卡尔曼滤波对弹目视线角进行估计。数字仿真实验结果表明: 在小扰动条件下, 弹目视线倾角与偏角末制导段的均方根误差分别为0.182°与1.668°, 其最大估计误差分别为0.259°与2.913°, 具有较好的估计精度与鲁棒性能。
全捷联制导弹药 视线角 理想弹道 容积卡尔曼滤波 strapdown guidance munition line of sight angle ideal trajectory cubature Kalman filter 红外与激光工程
2018, 47(4): 0417008
1 陆军工程大学石家庄校区导弹工程系精确制导技术研究所, 河北 石家庄 050003
2 陆军工程大学军械士官学校导弹系, 湖北 武汉 430075
3 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
基于光谱探测的目标识别技术, 因其能够对抗伪装目标、 抗干扰性强等优势, 已经逐步应用于**领域, 为战场目标识别提供了一个新思路。 该方法的重点在于光谱识别的准确性、 数据处理技术等等, 目前对于该方法的研究、 改进以及创新多基于上述重点进行的。 现代战争的复杂程度越来越高、 可预见性越来越低, 所以对于战场机会的把握成为了能否打赢现代战争的关键, 因此对于应用于战场的目标识别方法的实时性要求将越来越苛刻。 故重点集中在基于光谱识别的目标识别方法的实时性, 目的是为了实现快速的目标识别, 使得该方法能够适应现代战争的作战特点, 增强其实用性。 首先对该研究的必要性进行分析; 然后以偏振干涉成像光谱仪为例, 说明该工作的改进之处并对提高目标的实时性进行原理分析; 最后对下一步的工作重点以及应用领域进行分析, 简述发展前景。
光谱探测 目标识别 实时性 快速识别 特征波长 Spectrum detection Target recognition Real-time performance Fast identification Characteristic wavelength
针对近程巡飞弹纵向控制系统设计中存在系统模型的非线性、不确定性、耦合性等问题, 引入了自抗扰控制(ADRC)方法。介绍了ADRC的结构、原理、算法实现及参数整定规则, 设计具有解耦抗干扰能力的ADRC。针对扩张状态观测器线性区间宽度参数较小时出现的震颤现象和控制性能降低的问题, 提出了一种改进非线性函数的方法, 设计了纵向运动控制系统。在Simulink平台下进行仿真实验, 仿真结果表明, 提出的改进方法有效解决了震颤问题, 增强了控制器性能, 设计的改进自抗扰纵向巡飞控制系统具有良好的控制性能, 验证了该改进方法及控制系统的合理性。
自抗扰控制 姿态控制 巡飞弹 抗干扰 ADRC attitude control loitering missile Simulink Simulink anti-jamming capability
