2025年 02期
基于三维高斯泼溅技术的航拍场景建模
何天琪;宋佳洁;程景春;潘雄;针对航拍视频场景建模存在的数据匮乏、现有算法建模细节缺失等问题，提出了基于仿真引擎的飞行场景数据采集方法，并采用三维高斯泼溅（3D Gaussian Splatting,3DGS）算法实现航拍场景的建模与渲染。首先，利用仿真引擎实现城区、沙滩、江桥3种典型场景下不同飞行轨迹、不同飞行速度、不同环境条件下的数据集获取，并进行航拍视频帧采样；然后，通过运动恢复结构实现场景的稀疏建模，再利用3DGS算法进行场景的稠密建模及渲染；最后，进行了模型的定量对比与定性分析实验。结果表明：与经典的COLMAP算法相比，所提算法具有更好的建模效果以及更完备的图像细节；线性、网格、螺旋不同的飞行轨迹均能得到较高的图像质量，但螺旋轨迹具有更好的场景通用性；飞行速度在30 m/s以下时可以得到较高质量的建模效果，其中PSNR>32 dB,SSIM>0.93,LPIPS<0.13；在不同环境条件下均能得到较高的图像质量，且在晴天白天理想光照下质量最佳。该研究为具有位姿灵活、飞行速度较快、场景大等难点的航拍视频提供了高精度、高鲁棒性的建模方案。
基于可扩展置信规则库的工业设备故障诊断方法
冯树成;贺维;马宁;周国辉;针对工业设备故障诊断中常面临的样本量大、参数繁杂等问题，提出了一种新型可扩展置信规则库模型（Extended Belief Rule Base, EBRB），该模型具有良好的可解释性和合理性，便于技术人员根据模型输出进行可靠的决策。首先，运用极致梯度提升方法对大量特征进行重要性评估，选取最具诊断价值的特征，有效降低问题维度；然后，在推理阶段，引入投影协方差矩阵自适应策略优化方法进行参数优化，从而提升模型性能；最后，在输出阶段，采用基于阈值的方式限制激活规则数量，并使用改进的证据推理引擎，以提高推理效率和准确性。结果表明：提出的EBRB在多个故障诊断任务中表现优异，在滚动体故障诊断中，准确率达98.15%，与K最邻近模型并列第一；在内圈故障诊断中，准确率为90.74%，优于所有其他对比模型；在外圈故障诊断中，准确率为88.89%，同样高于其他对比模型。实验结果验证了该模型在处理复杂工业设备故障诊断任务中的高准确性和鲁棒性，为工业设备故障诊断领域提供了一种新的有效解决方案。
考虑测试履历影响的惯导系统健康状态评估方法
熊子龙;曹哲;针对飞行器惯导系统测试影响、数据模态不均衡和专家知识不确定等对惯导系统健康评估精度产生影响的问题，构建了一种考虑测试履历影响的置信规则库模型（Belief Rule Base with Test Impact,BRB-T）。首先，通过引入累计测试次数与通电时长来反映测试履历对惯导系统健康评估的影响，提出一种基于自度量的测试履历影响转换方法，从而将测试次数和通电时长2个不同量级指标转换到统一度量框架下。然后，基于所构建的BRB-T模型，提出了一种考虑测试履历影响的飞行器惯导系统健康状态评估方法，以提高飞行器惯导系统在多次通电测试下的健康评估精度。其中，在所构建的BRB-T模型中，通过专家规则构建过程实现专家知识的嵌入，并通过少量非均衡数据对模型参数进行优化调整，实现了知识数据互补增强。最后，利用某型号飞行器惯导系统对所提出方法的有效性开展了实验验证。结果表明：该方法的健康评估误差为0.0131，相比于神经网络、模糊推理等数据/知识驱动方法的精度分别提高了59.06%和69.61%，证明了所提方法的有效性。
细编穿刺C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能
王首豪;余安南;张兆甫;葛强;孙建涛;李瑞珍;以碳纤维纱穿刺叠层铺放的缎纹碳布为纤维预制体，采用化学气相渗透法（Chemical Vapor Infiltration,CVI）结合先驱体浸渍裂解法（Precursor Infiltration and Pyrolysis,PIP）制备了细编穿刺C/C-SiC复合材料，在（3.2±0.32)MW/m~2氧-乙炔焰作用下考核了C/C-SiC复合材料在碳布叠层和穿刺方向上的抗烧蚀性能，用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）对材料烧蚀表面及剖面的微观形貌进行表征与分析。结果表明：在60 s氧-乙炔焰考核后，C/C-SiC复合材料碳布叠层方向和穿刺方向的线烧蚀率分别为（1.67±0.23）μm/s和（2.39±0.22）μm/s，质量烧蚀率分别为（2.33±0.09)mg/s和（1.46±0.19)mg/s；当热流方向垂直于复合材料碳布叠层方向时，SiC基体氧化后生成的SiO_2在碳纤维束及邻近基体表面形成较为连续的氧化膜，可有效阻挡高温热流对材料内部的进一步氧化烧蚀；当热流方向平行于复合材料碳布叠层方向时，穿刺纱中SiC分布较少，使得碳纤维在高温有氧环境下发生显著烧蚀，诱发穿刺纱端部出现明显氧化烧蚀凹坑；基体SiC分布方式和复合材料微结构特征是细编穿刺C/C-SiC复合材料在不同方向上表现出抗烧蚀性能差异的主要因素。
基于高度计位置修正的SINS/GNSS车载重力测量方法
张志利;张克凡;赵军阳;针对以车辆为动基座进行重力异常测量试验时，遇到隧道、立交桥、山谷和密林等地面障碍物遮挡导致全球导航定位系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）天线无法正常输出定位信息，从而影响重力测量精度的问题，提出了一种基于高度计位置修正的捷联惯性导航系统（Strapdown Inertial Navigation System,SINS）/GNSS集中滤波车载重力测量方法。首先，利用高度计输出的海拔高度对GNSS信号进行自动检测和修正，解决GNSS信号跳变和空缺的问题；其次，使用修正后的GNSS信息进行组合导航和重力测量改正项计算，并利用捷联式惯性标量重力测量模型提取测线重力异常；最后，以EGM2190模型计算的测线重力异常为参考值，对低通滤波后的测线重力异常进行外符合精度评估。结果表明：与传统SINS/GNSS方法相比，所提方法具有明显的精度优势。
基于变权重系数的LQR多轴特种车辆分层稳定性控制
程洪杰;侯祯伟;刘志浩;李建华;赵媛;刘秀钰;为有效提升多轴特种车辆在高附和低附快速机动转向2种极端工况下的转向灵活性与行驶稳定性，以某重型5轴特种车辆为研究对象，基于分层控制结构思路，设计了一种考虑路面条件变化的分层稳定性集成控制系统。上层控制器基于线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator, LQR）的控制策略，实现了后轮主动转向角与附加横摆力矩控制量的计算，并通过模糊控制规则建立了权重矩阵与路面附着系数的关系；下层控制器则基于迭代次数少、实时性高的内点法来实现车轮驱动力矩的最优控制分配。最后，基于Trucksim-Simulink联合仿真平台，对该控制策略的控制效果进行了验证。仿真结果表明：对于低附高速转向工况，相比于无控制车辆，变权重LQR集成控制车辆的横摆角速度与质心侧偏角的幅值与期望值之间的偏差分别降低了89.7%和85.67%，相比于比例积分微分（proportional-integral-derivative,PID）控制的车辆分别降低了51.72%和57.38%；对于高附高速工况，相比于无控制车辆，变权重LQR控制车辆的横摆角速度与质心侧偏角的幅值与期望值之间的偏差分别降低了85.08%和98.63%，相比于PID控制的车辆分别降低了42.96%和73.48%；在2种工况下，变权重LQR控制器相较于PID控制器均表现出更高的控制精度和响应速度，同时对输入量的需求明显减少，为多轴特种车辆行驶稳定性分析与性能优化提供了参考。
高精度可调焦物镜精密装调技术研究
郑珊;张亚葛;张莉;王帅;胡小英;针对高精度可调焦物镜装配过程中误差累积导致的成像质量下降问题，提出一种基于定量化装调工艺的精密装配方法，通过优化装配流程与关键参数控制，提升光学系统的装调精度与稳定性。基于Zemax仿真软件建立光学系统模型，通过调制传递函数（Modulation Transfer Function,MTF）灵敏度分析确定镜组偏心与倾斜对像质的敏感度。在工艺实施阶段，采用定心车床完成光学元件的初始定心加工，确保镜组一次装夹同轴度误差不大于10μm；结合中心偏测量仪对镜组姿态进行动态监测与定量反馈，实现了光轴偏差的微米级调整，使其偏心量不大于20μm、倾斜角不大于30″。结果表明：所提方法通过标准化装调流程与量化评价体系的结合，能够有效减小装配误差对光学系统成像质量的非线性干扰；与传统粗装调工艺相比，所提方法将可调焦物镜的波前像差由0.10λ（λ=632.8 nm）优化至0.06λ以下，在1、2、3 m三种物距下的MTF值（30 lp/mm）分别达到0.64、0.68和0.62，较优化前提升40%以上。
基于无线传感网络的重气泄漏监测与定位
王蕊;吴玲玲;李淑娟;张欢;徐智霞;为提高N_2O_4泄漏点定位的精度和稳定性，提出了一种基于无线传感网络技术的气体泄漏监测与定位方法。首先，建立了气体湍流扩散模型，模拟N_2O_4在泄漏后的行为和扩散路径；随后，设计了一种改进的遗传算法与加权质心算法相结合的定位策略，该策略通过优化算法提高了定位的准确性。考虑到酒精在某些物理特性上与N_2O_4相似，在实验中使用酒精替代N_2O_4气体来验证模型的有效性。实验结果表明：在直径120 cm、泄漏点高度30 cm的监测区域内，提出的方法能够将定位误差控制在不超过4%，显著提高了泄漏点定位的精度和稳定性。
基于大型语言模型与先验知识的兵棋决策方法
王明;鲜勇;潘晨辉;任乐亮;为解决军事智能决策中面临的战场态势高度不确定性问题，提升临机决策的实时性和科学性，提出一种融合大型语言模型与先验知识的兵棋决策方法。通过构建态势转换模块，实现兵棋平台态势数据从字典格式向结构化自然语言描述的映射转换，涵盖了作战想定、红蓝双方战斗部署、火力配系等关键战场信息。在此基础上,融合战术原则与作战经验等先验专家知识，对态势信息进行了语义增强，将扩充后的态势描述作为提示词输入大型语言模型，利用模型的上下文理解与推理能力，从预设战术行动集合中执行决策选择。以“庙算·人机对抗平台”典型陆军合成营遭遇战为实验场景，进行了多轮对抗推演。结果表明：相较于传统规则式和深度强化学习决策模式，所提方法在决策灵活性和部署效率上具有显著优势，无需依赖大规模训练与推演资源即可高效运行，实现了实时语义解析与策略动态调整的有机结合，验证了将大型语言模型与先验知识相结合的决策方法能有效提升兵棋决策的智能化水平。
粘滞人工可控塑性铰抗震性能分析
姚怡帆;王炜;刘渊;高成强;为了满足建筑行业对可更换、可修复结构功能的需求，设计了一种具有弯-剪解耦特性的装配式粘滞人工可控塑性铰，该铰安装在预制钢筋混凝土（Reinforced Concrete,RC）框架梁上以实现对框架结构的性能控制。采用ABAQUS有限元软件建立了13个模型试件进行变幅低周往复加载，探究了耗能钢板厚度、橡胶厚度、铰连接长度、耗能系统截面削弱率等因素对粘滞人工塑性铰的承载力、刚度、延性及耗能性能的影响规律。结果表明：粘滞人工塑性铰连接滞回性能优异，橡胶板有效延缓了耗能板的屈曲变形和塑性发展，13个试件延性系数均超过13；耗能钢板厚度对铰连接承载力及耗能能力提升最为显著，但橡胶板厚度的增加对粘滞人工塑性铰抗震性能提升有限，建议其与耗能钢板的厚度比取值为2.5；为兼顾人工可控塑性铰的有效承载和损伤集中功能，建议耗能板截面削弱率取值不超过50%；耗能钢板厚度和铰连接长度可有效提升铰连接刚度，可根据结构性能需求进行协调设计。
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