期刊基本信息
创刊:
1970年 • 月刊
名称:
电光与控制
英文:
Electronics Optics & Control
主管单位:
中国航空工业集团公司
主办单位:
中国航空工业洛阳电光设备研究所
主编:
刘红漫
副主编:
周德云 苏泽青
ISSN:
1671-637X
刊号:
CN 41-1227/TN
电话:
0379-63327293
邮箱:
地址:
河南洛阳017信箱《电光与控制》编辑部
邮编:
471009
定价:
20元/期

本期栏目 2023, 30(3)

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电光与控制 第30卷 第3期

作者单位
摘要
1 空军工程大学,a.航空工程学院
2 空军工程大学,b.研究生院, 西安 710000
3 中国人民解放军93131部队, 北京 100000
4 中国人民解放军93137部队, 北京 100000
空战对抗过程中的目标状态数据呈现时序性、多维性等特征, 为进一步提升目标意图识别的准确率, 提出了一种基于改进注意力机制的长短期记忆网络(LSTM)目标识别方法, 将空战可能出现的目标意图识别当成一个多分类问题处理。该方法首先通过目标实时的状态数据, 生成特征序列; 接着采用注意力机制提升目标的特征学习能力, 增强空战过程中的主要目标状态特征表示, 得到具有权值分配的特征向量; 最后利用LSTM网络对目标特征向量进行训练, 通过softmax层实现目标意图的识别。仿真实验表明, 该方法利用注意力机制有效增强目标的特征学习, 进一步提升了LSTM网络的识别精度, 具有一定的科学性和有效性。
空战 目标意图识别 注意力机制 LSTM网络 权值分配 air combat target intention recognition attention mechanism LSTM network weight allocation 
电光与控制
2023, 30(3): 1
作者单位
摘要
电光与控制
2023, 30(3): 1
作者单位
摘要
1 中国华阴兵器试验中心, 陕西 华阴 714000
2 陆军工程大学, 南京 210000
为了解决某型加速度计进行可靠性寿命试验最小试验样本量难以确定的难题, 基于可靠性统计推断理论和机电产品寿命分布特点,提出一种结合原始数据修正、分布模型建立和抽样方法设计的适合于工程应用的最小样本量抽样方法。通过该方法得到了该型加速度计进行可靠性寿命试验的样本量为11, 并进行了试验验证。结果表明, 该抽样方法计算得到的先验参数值与原值之间的相对误差不超过1.5%, 可以满足工程应用。
可靠性 寿命试验 抽样方法 最小样本量 加速度计 reliability life testing sampling method minimum sample size accelerometer 
电光与控制
2023, 30(3): 101
作者单位
摘要
上海电力大学电子与信息工程学院, 上海 201000
针对目前遥感图像检测精度低、召回率低、实时性差等问题, 提出基于GhostNet和 CoT多分支残差网络(MBRNet)的遥感飞机检测算法。借鉴YOLOv4网络模型, 采用MBRNet作为新的主干网络, 从而减少梯度消失问题并弥补了CNN欠缺的全局特征计算能力; 为了减少小目标丢失问题, 同时在主干与PANet中引入多方位的特征提取与融合思路, 实现在高、低特征层之间和同尺度特征层之间的信息充分互补。提出的算法在具有背景复杂、过度曝光、目标密集等场景的RSOD 和LEVIR数据集上准确率达到了97.64%, 召回率达到了89.11%。
遥感图像 遥感飞机 多分支残差网络 remote sensing image remote sensing aircraft Multi Branch-Residual Network(MBRNet) YOLOv4 YOLOv4 GhostNet GhostNet 
电光与控制
2023, 30(3): 107
作者单位
摘要
航空工业西安航空计算技术研究所, 西安 710000
综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配, 但集成工作增加了系统的复杂性, 同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统, 这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和个人技能, 存在忽视系统故障状态和误判故障影响的局限性。为了解决该问题, 提出了一种新的综合模块化航空电子系统安全分析方法——模型检测, 使用遍历算法搜索所有系统状态。这种分析过程的使用在实现自动化的同时减少对工程经验的需求。该方法在综合模块化航空电子系统安全分析中的实用性得到验证, 在系统需求规格的基础上给出了分析过程, 利用模型检测工具NuSMV进行安全性分析。该方法能够自动识别出引起顶层事件的最小故障组合, 从而达到传统故障树分析的目的, 最终通过案例分析表明了该方法的实用性。
综合模块化航空电子系统 安全性 系统分析 模型检测 integrated modular avionics system safety system analysis model checking 
电光与控制
2023, 30(3): 112
作者单位
摘要
1 江苏科技大学电子信息学院, 江苏 镇江 212000
2 中科探海(苏州)海洋科技有限责任公司, 江苏 苏州 215000
针对回收对接过程中, 自主式水下机器人(AUV)的组合导航系统由于子传感器量测信息发生阶跃性突变而导致导航系统滤波发散的问题, 以分布式联邦滤波结构为基础, 提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的自适应容错异步融合算法。该算法以传感器的采样率为依据, 建立分布式组合导航多尺度系统模型, 在辅助信息突变时利用自适应渐消因子优化UKF动态调整增益矩阵、削弱故障信息对滤波精度的影响, 使得多源导航系统更加稳定、容错性更高。仿真实验表明, 提出的自适应容错UKF异步融合算法能更好地抑制滤波发散, 提升导航系统的精度与可靠性, 有效提高AUV的导航系统在回收对接过程中的稳定性与容错性。
自主水下机器人 回收对接 联邦滤波 异步融合 容错滤波 组合导航 AUV recovery and docking federated filtering asynchronous fusion fault-tolerant filtering UKF UKF integrated navigation 
电光与控制
2023, 30(3): 116
作者单位
摘要
1 上海工程技术大学, a.电子电气工程学院
2 上海工程技术大学,b.数理与统计学院,上海 201000
针对带有扰动及不确定性的四旋翼无人机的稳定性问题, 提出了一种基于滑模控制方法的拓展状态观测器。首先,根据机体坐标系和地面坐标系的转化, 利用反步控制方法构造无人机的动力学模型;然后, 设计拓展状态观测器, 用来恢复系统的状态以及对系统所有扰动及不确定性进行估计; 可以实现误差快速收敛以及足够高的估计精度; 同时, 设计了滑模控制器, 结合李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法, 提出了观测器的稳定性条件; 最后, 通过数值仿真对其有效性进行了验证。
四旋翼无人机 拓展状态观测器 反步控制 滑模控制 quadrotor UAV Extended State Observer (ESO) backstepping control sliding-mode control 
电光与控制
2023, 30(3): 15
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学, 南京 210000
2 江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 南京 210000
针对目前图像去雾方法中存在的输出图像色彩偏暗、场景信息丢失以及去雾不彻底等问题, 提出了一种基于注意力机制的端到端图像去雾方法。首先将通道注意力机制嵌入到Inception网络中, 并由融合后的网络进行浅层特征提取; 然后通过多尺度卷积和残差密集连接块学习深层图像信息, 同时以跳跃连接的方式实现深浅特征融合; 最后经过单一卷积层回归到像素比例系数矩阵, 依据改进后的大气散射模型生成无雾图像; 网络模型在均方差(MSE)的基础上设计了保真度损失函数作为约束。在RESIDE雾天数据集上的实验结果显示, 提出的方法的峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)、学习感知图像块相似度(LPIPS)和CIEDE2000分别达到32.545,0.970, 0.026和2.711, 表现出良好的效果, 输出图像去雾彻底, 色彩保真度高, 并有效避免了已有方法中的细节信息丢失问题。
图像去雾 保真度损失 大气散射模型 通道注意力机制 跳跃连接 image dehazing fidelity loss atmospheric scattering model channel attention mechanism skip connection 
电光与控制
2023, 30(3): 20
作者单位
摘要
南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,南京 210000
在公共安全、**等领域高分辨率热红外图像能够提供更多的场景细节信息, 有着广泛的应用需求,但高昂的设备成本限制了高分辨率红外图像的获取。为此设计了一种多级跳线深层残差卷积神经网络(DR-CNN), 通过软件超分辨的方法重构出高分辨率的红外图像。采用多级跳线双通道注意力残差块增加卷积深度以解决卷积层间缺乏关联性的问题; 使用Concat模块实现局部特征信息的融合, 利用反卷积层进行特征图像的上采样, 使其直接从低分辨率图像学习到高分辨率图像以降低训练的复杂度, 加快运行速度。所提算法与SRCNN, FSRCNN和ADSR等算法进行对比测试, 使用峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM)作为算法的评价指标。实验结果表明提出的RD-CNN算法优于其他对比算法, 生成的高分辨率图像细节丰富且清晰。
热红外图像 超分辨重建 多级跳线 双通道 注意力残差块 Concat层 thermal infrared image super-resolution reconstruction multi-level skip dual-channel attention residual block Concat layer 
电光与控制
2023, 30(3): 27
作者单位
摘要
东华理工大学机械与电子工程学院, 南昌 330000
针对基于Census变换的立体匹配算法匹配精度不理想、易受噪声干扰的问题, 提出一种自适应窗口结合改进Census变换的方法。通过自适应选择变换窗口大小, 并在Census变换中引入噪声容限参数, 且将其改进Census代价与RGB颜色差值代价加权融合, 再采用四路径代价聚合策略完成初始代价聚合, 最后用WTA算法计算初始视差后通过后处理优化得到最终视差。实验结果表明所提算法误匹配率较低, 抗噪性能有较好提升。
视觉检测 立体匹配 自适应窗口 Census变换 代价融合 visual inspection stereo matching adaptive window Census transformation cost fusion 
电光与控制
2023, 30(3): 33
作者单位
摘要
上海工程技术大学机械与汽车工程学院, 上海 201000
为了解决传统人工势场法在路径规划中存在局部最小和目标不可达的问题, 提出了一种改进的人工势场法。首先,引入障碍物的碰撞范围和使用角度定义障碍物的影响范围, 排除机器人前进方向一定角度和距离外障碍物的影响;其次, 为了解决目标不可达问题, 基于目标点与机器人的距离改进斥力函数;最后,利用外接六边形在障碍物的碰撞范围外创造虚拟目标点, 避免机器人陷入局部最小。基本环境和复杂环境下的实验结果表明:所提算法可以在一定程度上克服传统算法的缺陷, 是一种有效的路径规划算法。
人工势场法 路径规划 碰撞范围 虚拟目标点 移动机器人 artificial potential field method path planning collision range virtual target point mobile robot 
电光与控制
2023, 30(3): 38
作者单位
摘要
南京航空航天大学自动化学院, 南京 211000
为提高多智能体任务完成效率以及降低成本,基于阿克曼无人车模型设计了滑模控制器, 实现了跟随车对于期望轨迹跟踪。采用双曲正切函数代替指数趋近律中的符号函数, 保证切换函数具有连续性。证明了新构造趋近律作用下系统的收敛性。基于树莓派4B和ROS搭建了低成本无人车实验平台, 完成了ROS软件功能设计, 包括无人车平台的导航、建图、TF变换等功能。针对多无人车系统完成了组网操作, 使得无人车能够进行传感器数据共享并通过TF变换关系求得相对位置信息。最后基于所设计的滑模控制器在实机平台完成实验, 得到编队控制性能曲线图并进行了定性定量分析。
无人车 自动控制 滑模控制 编队控制 多智能体系统 unmanned ground vehicle automatic control sliding mode control formation control robot operating system ROS multi-agent system 
电光与控制
2023, 30(3): 42
邱小霞 1,2,3鲍华 1,2高国庆 1,2,3,4张莹 1,2,3[ ... ]李淑琪 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 成都 610000
2 中国科学院光电技术研究所, 成都 610000
3 中国科学院大学, 北京 100000
4 电子科技大学, 成都 611000
自适应光学(AO)成像系统受残余大气湍流、闭环跟踪误差和光电探测噪声等因素的影响, 成像结果参差不齐, 不利于后期图像筛选和事后处理, 故需要对图像质量进行评价。传统图像质量评价方法对自适应光学图像质量的评价不可靠, 甚至会出现评价结果与实际背离的情况。针对上述问题, 根据自适应光学系统的成像过程, 生成具有图像质量标签的自适应光学退化图像数据集, 在此基础上采用以ResNet作为主干的深度神经网络, 训练得到了用于评价自适应光学图像质量的神经网络模型, 在测试集上的Spearman相关系数(SROCC)最佳为0.994。实验结果表明, 该方法综合考虑了自适应光学图像成像过程中的多种退化因素, 通过训练深度神经网络得到无参考自适应光学图像质量评价模型, 评价精度优于其他传统图像质量评价算法。
图像质量评价 自适应光学图像 深度神经网络 image quality assessment adaptive optical image deep neural network 
电光与控制
2023, 30(3): 48
作者单位
摘要
1 中北大学,a.电子测试技术国防科技重点实验室
2 b.仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030000
针对目前广泛使用的基于磁梯度张量不变量的磁性目标定位方法未考虑椭圆系数的变化而导致定位精度降低这一问题, 提出一种新的单位距离矢量求解方法和距离矢量模求解方法。通过分析磁性目标与测量系统之间的位置关系, 构建新的单位距离矢量, 并通过麦克劳林公式和磁梯度张量不变量分别构建新的存在一阶误差与二阶误差的距离矢量模, 避免未考虑椭圆系数变化而导致定位精度降低。仿真试验验证了所提方法较以前方法定位精度有明显提升, 存在一阶误差与二阶误差的距离矢量模对定位精度的影响基本相同。该方法对进行探潜和未爆炸物的检测等方面具有较高的研究和应用价值。
磁性目标 目标定位 椭圆误差 麦克劳林公式 张量不变量 定位 magnetic target target localization ellipse error Maclaurin formula tensor invariant positioning 
电光与控制
2023, 30(3): 54
作者单位
摘要
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
时间敏感网络在标准以太网的基础上通过增加高精度时间同步、资源预留及路径控制、流量整形和业务调度等一系列关键技术,能够保证数据传输的实时性和可靠性。然而, 启发式算法在实现门控调度时, 数据的周期比过大会导致缓存容量增大和相同优先级数据同时、同向传输时无控制调度等问题。为此, 优化改进了门控调度的启发式算法, 通过采取数据周期感知和输出缓存长度感知循环等技术, 解决了缓存容量不足和时延抖动等问题。仿真结果表明, 与传统的启发式算法相比, 所提算法在数据周期比超过60倍时能有效减少门控列表90%的存储空间, 在相同优先级数据传输情况下平均时延抖动降低了约50%。
时间敏感网络 网络传输 门控调度 门控列表 启发式算法 时延抖动 time sensitive network network transmission gating scheduling gate control list heuristic algorithm delay jitter 
电光与控制
2023, 30(3): 58
作者单位
摘要
1 太原理工大学,a.信息与计算机学院, 山西 晋中 030000
2 太原理工大学,b.机械与运载工程学院, 太原 030000
针对蚁群算法在无人机三维路径规划问题中存在收敛速度慢和容易陷入局部最优的问题, 提出了一种融合改进人工势场的蚁群算法。构造重力势能场, 将改进人工势场的合力作为系数对预搜索可行区域内的信息素进行初始化, 提出一种随机性信息素挥发因子更新机制, 改进蚁群算法的启发函数和信息素更新规则, 引入重力势能来模拟无人机高空飞行, 并将其应用于信息素的更新。最后设置两组对比实验对比4种算法。结果表明, 所提算法有效地解决了蚁群算法存在的问题, 提高了算法搜索路径的效率和能力, 能在不同的环境下最快地收敛到最优值, 证明了该算法的适应性和有效性。
无人机 三维环境 改进蚁群算法 启发函数 信息素更新规则 UAV 3D environment improved ant colony algorithm heuristic function pheromone update rule 
电光与控制
2023, 30(3): 63
作者单位
摘要
中国人民解放军陆军装甲兵学院兵器与控制系, 北京 100000
高光谱图像拥有光谱分辨率高、图谱合一的优点, 已经成为遥感科学的重要研究方向。大多数传统的高光谱图像分类方法是基于浅层人工特征且依赖于专家经验, 已经难以满足当下的技术需求。近年来, 随着卷积神经网络在人工智能领域的广泛应用, 基于卷积神经网络的高光谱图像分类方法已经在分类精度和速度上取得突破性的进展。首先介绍了高光谱图像分类方法, 分析了传统分类方法的局限性; 然后根据卷积神经网络对高光谱图像特征提取方式的不同, 将算法分为基于谱特征、空间特征和空谱特征3大类, 并分析了每类算法的优缺点; 最后对高光谱图像分类的小样本训练、实际应用和分类结果等问题提出建议。
高光谱图像 深度学习 图像分类 卷积神经网络 特征提取 综述 hyperspectral image deep learning image classification convolutional neural network feature extraction survey 
电光与控制
2023, 30(3): 70
作者单位
摘要
1 湖北工业大学,武汉 430000
2 湖北省农机装备智能化工程技术研究中心, 武汉 430000
同步定位与建图(SLAM)技术是自主移动机器人的主要技术支撑, 成为当今的研究热点。介绍了SLAM 技术的发展历程及主要传感器, 梳理了基于视觉、激光雷达以及多传感器融合的SLAM技术, 并对常见的SLAM算法进行归纳总结, 对比分析各实现方案的优缺点。最后探讨了SLAM的技术难题和发展趋势。
同步定位与建图 激光雷达 视觉相机 多传感器融合 自主移动机器人 SLAM lidar vision camera multi-sensor fusion autonomous mobile robot 
电光与控制
2023, 30(3): 78
作者单位
摘要
南京航空航天大学, 南京 211000
主要对三体对抗场景下的主动防御制导方法进行研究。首先, 通过构造具有严格反馈形式的三体对抗模型, 结合Backstepping理论和微分对策思想推导出一种主动防御制导策略;其次, 基于自适应动态规划算法建立评价神经网络以自学习在线求解该制导方法, 并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性和评价网络权值的收敛性;最终, 仿真验证了所设计的主动防御制导方法的有效性。
主动防御 微分对策 自适应动态规划 精确制导** active defense differential game adaptive dynamic programming precision-guided weapon 
电光与控制
2023, 30(3): 8
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室, 南京 210000
2 空军工程大学航空机务士官学校, 河南 信阳 464000
针对飞机战伤抢修决策问题, 设计了智能化决策支持系统。采用差分进化算法求解了时间估算的多元线性回归模型, 相比传统方法提高了估计精度。在此基础上构建了以时间最少为目标的抢修顺序决策模型, 并采用改进的自适应实数编码遗传算法进行求解, 有效提升了收敛效率。基于上述模型开发了辅助决策系统, 实现数据管理交互和图形用户界面等功能, 为战伤抢修智能化决策提供了支持。
飞机 战伤抢修 自适应遗传算法 辅助决策 aircraft battle damage repair adaptive genetic algorithm auxiliary decision-making 
电光与控制
2023, 30(3): 86
作者单位
摘要
1 天津理工大学电气工程与自动化学院, 天津 300000
2 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室, 天津 300000
3 天津中德应用技术大学智能制造学院, 天津 300000
提出一种基于串级线性自抗扰(ADRC)的四旋翼无人机姿态控制器设计方法, 并采用比例-积分-速度(PIV)控制设计位置控制器, 实现四旋翼无人机的轨迹跟踪控制。对于姿态控制系统, 通过对俯仰、滚转和偏航3个通道设计线性扩张状态观测器(LESO), 对系统内部不确定性与外部扰动进行实时观测与补偿。对于位置控制系统, 采用PIV控制算法设计控制器, 完成平移变量的稳定跟踪控制。对所涉及的串级自抗扰姿态控制器的稳定性进行了分析说明。最后, 在Quanser飞行控制实验平台中进行轨迹跟踪实验, 验证了所提方法的有效性。
四旋翼无人机 线性自抗扰控制 线性扩张状态观测器 串级控制 轨迹跟踪 quadrotor UAV LADRC linear extended state observer cascade control trajectory tracking 
电光与控制
2023, 30(3): 90
作者单位
摘要
大连理工大学机械工程学院微系统研究中心, 辽宁 大连 116000
面对长距离复杂场景下的自主移动机器人导航问题, 仿生鼠脑的RatSLAM相较传统SLAM更加高效。但完全依赖视觉信息, 导致其精度不高、可靠性不足。通过引入天空偏振光定向, 高效地提供精准的绝对航向角, 可以弥补RatSLAM的不足。设计并搭建了一种偏振光仿鼠脑导航系统及导航实验平台, 经过室外道路实验验证了系统的性能, 并与RatSLAM进行了比较。实验结果表明,偏振光仿鼠脑导航系统和RatSLAM的平均位置误差分别为3.65 m和26.29 m, 平均角度误差分别为0.36°和2.39°。该系统减少了累积误差, 实现了高效、强鲁棒性、轻量化的自主导航。
实时定位与地图构建 仿生导航 偏振光传感器 自主移动机器人 simultaneous localization and mapping bionic navigation polarization sensor RatSLAM RatSLAM autonomous mobile robot 
电光与控制
2023, 30(3): 96