2024年, 第43卷, 第04期　
刊出日期：2024-08-15

  

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  基于AS-YOLOv7的红外目标检测算法

  王艳梅, 李明明, 黄月, 张艳珠

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 1-6+12.

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  为解决传统目标检测算法在红外场景下的目标识别精度低、检测速度差等问题，提出基于AS-YOLOv7的红外目标检测方法。首先针对红外图像的特性，对YOLOv7模型中的特征提取网络进行重构并构建卷积块CBH,保证模型的稳定性和计算速度；然后改进金字塔池化(SPPCSPC)模块，使模型在不增加任何参数的同时提高模型性能；最后将原模型中的损失函数替换为具有动态非单调的WIoU损失，解决红外数据集中质量较好和质量较差的样本间的不平衡问题，提高模型的泛化性。本文实验在自行采集的数据集上进行训练和验证，与原模型相比，AS-YOLOv7的平均精度提升了0.2%,参数量降低了79%,计算量降低了85%,推理时间降低了32 ms。改进后的模型在保持准确度的情况下提高了模型的推理速度。
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  基于校园监控的多帧图像超分辨率重建技术

  陈亮, 梁暄浩

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 7-12.

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  为解决校园监控视频质量低、细节信息少的问题，在BasicVSR网络模型的基础上提出一种增加辅助机制的多帧图像超分辨率重建技术。首先，选择双向循环机制的BasicVSR网络以保证信息传递的多样性与连贯性；其次，在图像配准模块增加辅助机制以获得关键帧特征，矫正主干网络的特征图，该辅助机制在一定程度上解决了图像长期传递的信息误差，减少了纹理造假现象；最后，使用早期图像融合的方式，将前向分支与后向分支的特征图像融合为新的特征并使用亚像素卷积进行图像重建。在自制校园监控数据集上的对比实验结果表明，改进后模型的峰值信噪比相比于原模型提升了1.51 dB,提高了监控视频的清晰度，具有较好的应用价值。
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  基于改进YOLOv8的细长物体检测方法

  李佳兴, 文峰

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 13-18+26.

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  在计算机视觉领域，无锚框的检测算法能够较好地检测并定位任意几何形状的物体，有利于检测细长物体。从更好保留细长物体信息、防止信息的混淆以及更好表达非局部信息之间关联的角度出发，提出改进YOLOv8的细长物体检测方法。在YOLOv8的骨干和头部网络中加入有助于处理细长物体的SPD-Conv构建块，SPD-Conv充分利用空间分割与非跨步卷积处理技术，有效减少细长物体特征的丢失；改进YOLOv8骨干网络中的卷积运算，解决参数共享的问题，对图像不同位置和不同通道的特征赋予不同的重要性和含义；为更好标定细长目标，使用非局部non＿local注意力机制理解图像中的长距离依赖关系和相关性。实验结果表明：与YOLOv8原型相比，改进算法平均精度提升了11.35%,推理速度略有降低，为每秒20帧，基本达到了实时性要求。
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  改进Bot-SORT的边坡落石监测方法

  王晓青, 阎吉, 张德育

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 19-26.

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  针对边坡落石监测中存在的目标尺寸小、石块与背景特征差距小、落石目标运动速度快等问题，提出一种基于检测的改进Bot-SORT多目标跟踪算法。在检测部分对YOLOv7模型进行改进，引入注意力机制，提升模型对石块特征的提取能力，并使用归一化高斯Wasserstein距离作为真值框与预测框的距离度量方式，降低模型对小目标的漏检率；在跟踪部分引入GIoU距离匹配方式，有效跟踪快速运动的落石。通过实景拍摄及Unity仿真方式建立训练及测试数据集，消融实验和对比实验结果表明，本文改进算法能够有效提高落石的检测率和跟踪精度。
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  面向文本识别的CRNN模型的改进

  吕艳辉, 刘明鑫

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 27-31.

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  复杂场景下文本识别因阴影、残缺、模糊、虚化等因素会出现识别精度下降问题。鉴于此，提出一种基于特征融合与双向简化门结构的CRNN模型。首先引入特征融合机制改进卷积神经网络(CNN)模型，利用特征金字塔结构，多加一条自底向上的路径，将低层特征与高层特征融合在一起，以保留更多低层细节特征，提高场景文本识别精度；其次通过合并遗忘门与输入门，得到结构更简单、计算量和参数量更少的简化门结构替换长短期记忆(LSTM)网络改进循环神经网络(RNN)模型部分；最后设计消融实验验证改进后模型的有效性。三个数据集的测试结果表明：在ResNet50做主干网络时，与原始模型相比，改进后模型准确率提升了1.5%以上；在MobileNetV3做主干网络时，准确率提升了1.4%以上。
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  基于DQN算法的农用无人车作业路径规划

  庄金炜, 张晓菲, 尹琪东, 陈克

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 32-37.

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  传统农用无人车作业时常依据人工经验确定作业路线，面对复杂的作业环境时无法保证路径规划的高效性，且传统覆盖路径规划方法聚焦于覆盖率而忽略了车辆作业路线上的损耗。为此，提出一种以减少车辆在路线上的损耗为目标的最优全局覆盖路径规划方法。以深度Q网络(DQN)算法为基础，根据作业时车辆的真实轨迹创建奖励策略(RLP),对车辆在路线上的损耗进行优化，减少车辆的转弯数、掉头数及重复作业面积，设计了RLP-DQN算法。仿真实验结果表明，对比遗传算法、A~*算法等传统路径规划方法，本文RLP-DQN算法综合性能较好，可在实现全覆盖路径规划的同时有效减少路线损耗。
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  基于领航-跟随的无人机编队避碰飞行控制

  鲁军, 杨杰, 郝永平, 杨丽圆, 王俊杰

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 38-43+50.

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  为实现多无人机之间队形的动态保持，针对从机对主机轨迹的实时追踪和主从机之间航向角的准确同步问题，设计一种以无人机之间距离和角度为变量的领航-跟随算法，在此基础上设计一种误差比例控制器以实现编队队形动态保持；在解决无人机内部避碰的问题上，建立一种球类避碰算法，避免无人机之间因碰撞而影响队形。通过Matlab仿真平台验证无人机集群编队算法，实验结果表明：改进的领航-跟随算法能够稳定地操控多架无人机，实现编队飞行；改进的无人机避碰算法能够有效维持编队的队形，并确保编队成员之间有足够的安全间距；算法的改进不仅提高了无人机编队控制的稳定性，而且能够应对更加复杂的环境条件。
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  往复压缩机管系脉动分析与抑制方法研究

  李子卫, 巴鹏, 张秀珩, 董超存

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 44-50.

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  针对压缩机传统缓冲器对管路脉动抑制效率低的问题，基于ANSYS有限元分析软件对压缩机管路系统进行流体压力脉动分析与模态分析，对管路系统结构进行优化。压力脉动分析结果表明，缓冲器进口添加侧支吸纳器后，管路系统的压力脉动得到抑制。模态分析结果表明，由于管路的机械固有频率落在压缩机固有频率共振区内，增加防振管夹后可以提高管路的机械固有频率，从而避开压缩机激发态共振区，有效地控制了压缩机管路系统的振动。
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  Ag元素和时效时间对T6态Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc合金拉伸性能的影响

  王莹, 陈立佳, 车欣, 张浩宇, 张思倩

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 51-56.

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  为了明确Ag元素的添加对Al-Cu-Mg系铝合金拉伸性能的影响，针对T6态(固溶+时效处理)的热挤压Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc(-0.5Ag)合金进行了室温和高温拉伸实验。结果表明，添加0.5%Ag元素可显著提高T6态Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc合金的室温抗拉强度、屈服强度、峰时效态及该合金在150～300℃范围的抗拉强度和屈服强度，但会降低该合金的室温和高温塑性。断口形貌的扫描电子显微镜观察与分析结果表明，在室温及高温拉伸加载条件下，T6态Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc(-0.5Ag)合金的拉伸断口上大部分存在韧窝和撕裂棱，表现出明显的韧性断裂特点。
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  Fe_3O_4/Cu_2O的制备及其类芬顿性能研究

  葛伊柠, 姜承志, 刘彦祺, 王新颢

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 57-62+69.

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  为提高Fe_3O_4在类芬顿反应体系中对污染物的去除效果，基于类芬顿催化氧化技术，制备了Fe_3O_4/Cu_2O复合材料作为非均相类芬顿催化剂，与H_2O_2共同构成以亚甲基蓝模拟废水为目标物的类芬顿催化氧化体系。对比分析不同实验条件下Fe_3O_4/Cu_2O复合材料的类芬顿活性，并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对材料进行表征。实验结果表明：当Fe_3O_4与CuCl_2·2H_2O的复合配比(质量比)为2∶1时制备Fe_3O_4/Cu_2O,且其投加量为40 mg、H_2O_2用量为0.5 mL时，对浓度为6 mg/L的废水溶液中亚甲基蓝的去除率达到84.27%,类芬顿活性较好；类芬顿反应中起主要活性作用的是·OH。
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  动态吸附装置数值模拟及均匀流场分析

  贾欣宇, 党明岩, 王健, 姜夕宗, 刘宸希, 孙杰

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 63-69.

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  采用流场模拟软件对动态吸附装置内部流场进行数值模拟，以流场不均匀度和压降为评价指标，探讨了动态吸附装置的结构参数对其流场不均匀度和压降的影响。结果表明：加装多孔板分布器可以在一定程度上改善进入吸附剂床层流体的流动均匀性；采用中心不开孔分布器结构可以很好地避开高速流体的正面冲击，将中心区域的高速流体阻断并向两侧分散，更好地改善流场均匀性；随着入口直径的增大，流场不均匀度逐渐减小，但会造成较大的设备损耗；随着高径比的增大，流场不均匀度逐渐增大，进出口压降变大，减小装置的高径比对均匀流场有着积极作用，并且造成的流体流动损耗较低；增大流体的入口流速可以在一定范围内改善流场均匀性，但会增大流体流动损耗。
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  基于ALE方法的加筋圆柱壳水下接触爆炸计算研究

  董金鑫, 黄伟佳, 卢熹

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 70-78.

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  随着水下制导技术的发展，接触爆炸对水下结构的毁伤问题越加受到关注。为研究加筋圆柱壳结构水下接触爆炸毁伤特性，采用LS-DYNA软件的任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法模拟爆炸冲击波的形成、传播及其对圆柱壳结构的毁伤过程，探讨水下接触爆炸作用下单、双层加筋圆柱壳的毁伤响应特性，并分析不同药量和爆距条件下加筋圆柱壳的破坏模式。研究结果表明：在不同药量和爆距的水下接触爆炸条件下，加筋圆柱壳呈现多种破坏模式，加筋和加肋位置处易出现撕裂状破口，板壳结构的破坏主要表现为凹陷变形及沿着加筋位置处扩展的裂纹，其中爆距对破坏模式的影响更明显。本文结果可为水下接触爆炸冲击波作用下水下航行体结构强度分析和防护设计提供参考。
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  基于电机电磁噪声的电动汽车声品质MNLR预测方法

  白镇熇, 魏佳帅, 冯胜涛, 王钟缘, 陈克, 王楷焱

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 79-85+91.

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  为研究电动汽车电机电磁噪声对车内声品质的影响，建立声品质预测模型。采用等级评分法对车内噪声进行主观评价，作为预测模型因变量，计算总体噪声A计权声压级、粗糙度、AI指数等客观参量，作为预测模型自变量，此外通过阶次分析和滤波法得到电磁噪声并计算其尖锐度等客观参量，亦作为一组自变量，构建多元非线性回归(multivariate nonlinear regression, MNLR)模型。仿真实验结果表明，MNLR模型的预测结果与主观评价结果具有较高一致性，电磁噪声尖锐度提升会恶化车内噪声环境，同时还会增强AI指数对人主观感受的影响。本文预测模型对声品质优化具有一定的指导意义。
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  微缝吸声板吸声性能探讨

  岳峰丽, 董磊, 王楷焱, 蒋从双, 宋鲁涛

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 86-91.

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  为了研究微缝吸声板的几何参数对其吸声性能的影响，以微孔吸声板理论为基础，设计制作了微缝吸声板，对微缝吸声板进行阻抗管试验并与仿真模拟结果进行对比分析，仿真结果与试验结果基本一致。通过仿真不同几何参数下微缝吸声板的相对声阻抗，计算得出吸声系数进行对比，结果表明，当缝宽和膜厚相对增加时，微缝吸声板的吸声峰值和吸声带宽均略有减小。
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  海州露天矿内排土场边坡稳定性研究

  董心悦, 祁云, 傅鹏, 彭涛, 薛凯隆

  沈阳理工大学学报. 2024, 43(04): 92-96.

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  随着露天煤矿开采规模逐渐扩大，固体废弃物堆积而成的内排土场堆高和边坡倾角逐渐变大，导致边坡失稳滑坡、崩塌等严重事故。为确保内排土场在安全稳定的前提下获得更大的排土容积，以海州露天矿南侧内排土场人工土石边坡为研究对象，基于强度折减理论，采用FLAC~(3D)数值模拟软件对内排土场人工土石边坡进行稳定性分析。结果表明：海州露天矿内排土场人工土石边坡两剖面稳定性安全系数分别为1.182和1.164,均小于安全储备系数1.3,内排土场存在边坡失稳出现滑坡的危险，需对其进行削坡处理；当削坡至35 m位置时，两剖面的稳定性系数均可达到安全储备系数。本文结果可为内排土场方案优化设计提供理论基础。