- 范士远;林学广;谭晋韵;邓宇君;彭林法;
设计了一种基于温差原理的足背动脉血液流量传感器，传感器由前端柔性加热片和后端信号调理板组成。搭建了模拟足背实验平台，在模拟足背动脉流量范围(4～20 mL/min)内，传感器能稳定监测到与流量相关的温差信号(0.10～0.24℃),并通过持续测量验证了对流量的分辨率高于4 mL/min。最后，建立了温差信号与流量信号的定量映射关系。进一步开展了人体足背实验，对两名志愿者足背进行了测试。血流通畅条件下，温差信号在1.03～2.14℃间，在局部临时阻断条件下，温差信号表现约为0.5℃的波动，验证传感器对监测足背动脉的可行性。该传感器在指导下肢动脉缺血血运重建手术、患者术后居家监测等方面具有重要意义。
2025年08期 v.44;No.402 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1291K] [下载次数：126 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 唐峰;李爱学;张恒;王清涛;
水杨酸(SA)作为一种重要的植物激素，在植物生长发育的过程中起着重要的调节作用。为满足在柔软的植物组织中进行SA原位检测的需求，利用激光直写技术在聚酰亚胺(PI)上制备激光诱导石墨烯(LIG)三电极体系。进一步转移到聚二甲基硅氧烷(PDMS)上，制备了柔性的LIG/PDMS电极。该电极具有良好的柔韧性和抗拉伸性能。在LIG表面修饰金纳米颗粒(AuNPs)、黑磷(BP)纳米片和Ti_3C_2(MXene),增强了电极催化效果，所制备的传感器在SA浓度范围1～700μmol/L具有良好的线性关系，相关系数为R~2=0.989 3,检测限(LOD)为0.316μmol/L (S/N=3)。使用研制的传感器成功对生菜体内的SA含量进行了原位检测。结果表明：该传感器在植物生理信息的原位检测方面具有重要应用前景。
2025年08期 v.44;No.402 17-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K] [下载次数：177 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ] - 刘晓雅;贺欣欣;马东辉;马宗敏;
主要研究石英玻片和碱金属原子气室内十八烷基三氯硅烷(OTS)膜层的形貌与抗弛豫特性。采用原子力显微镜(AFM)和水接触角仪进行形貌表征分析，研究了H_2O︰OTS及不同物质的量比(从4︰1至8︰1)条件下，浸没时间为60 min、OTS浓度为6 mmol/L时OTS镀膜的疏水性和形貌变化。结果显示在所有物质的量比条件下，OTS镀膜均表现出良好的疏水性。根据热稳定性的研究结果，确定了最佳物质的量比为7︰1。利用自由感应衰减振荡方法测量了镀膜碱金属气室的弛豫时间温升变化。研究结果表明：在特定温度范围内(37～61℃),OTS镀膜的物质的量比为7︰1时，其团簇边缘清晰，具有更低的温度敏感度，同时能够产生更加均匀致密的镀膜结构，气室弛豫衰减规律较为统一且在该物质的量比下具有同批次最长弛豫时间。
2025年08期 v.44;No.402 23-26+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K] [下载次数：128 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 简泽明;周超;胡君豪;聂磊;刘梦然;
当前声源定位中的深度学习算法多依赖单一实数特征，未能充分挖掘麦克风阵列间的空间信息与频谱特征的多样性。为此，提出一种基于互短时傅里叶变换(STFT)复数卷积神经网络(CCNN)的声源定位方法。该方法以融合幅度与相位信息的互STFT谱作为输入特征，并通过CCNN进行特征提取，以提升定位精度与鲁棒性。通过仿真与实验，对比分析了互STFT特征及三种典型特征在实数与复数网络中的定位性能。结果表明，所提方法具有显著优势，定位误差较实数方法降低了51.06%,验证了其在特征表达能力和定位精度方面的有效性，为深度学习在声源定位领域的进一步发展提供了新思路。
2025年08期 v.44;No.402 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K] [下载次数：182 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ] - 陈涛;钱文烨;吕程;张立红;邓志扬;宋小春;
为检测在役小径钢管内外壁裂纹缺陷，设计了一种内穿式磁化阵列涡流传感器。首先，利用COMSOL建立磁化阵列涡流仿真模型；然后，对内外壁裂纹在不同角度下的相对磁导率与电压信号进行分析；最后，制作磁化阵列涡流探头实物，并对不同角度的15 mm×0.2 mm×0.5 mm的内壁缺陷与15 mm×1 mm×1 mm的外壁缺陷进行实验验证，试件选择45~#钢管，外径22 mm,内径18 mm。实验结果表明：设计的3个主要通道的阵列配置能够有效弥补内壁裂纹检测的盲区，引入了信号处理算法，使得合成信号对任意角度的裂纹都产生相近的幅值；同时，能够检出外壁任意方向的外壁裂纹，然而随着裂纹取向与磁化方向夹角的减小，涡流信号幅值也相应减小。
2025年08期 v.44;No.402 32-35+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1297K] [下载次数：226 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 崔建伟;王选杰;杜韩;
助残手是帮助上肢残疾患者恢复日常生活能力的重要方法，但在目前研究中，助残手一般只有张开和闭合这2种抓取模式，不符合真实的手部动作。为了实现不同的抓取模式，提出了一种基于深度相机的助残手不同抓取模式的控制方法，采用物体信息—抓取模式映射的策略，帮助用户控制多指助残手对各种日用品进行抓取。通过设计助残手实验，完成了不同抓取模式下6种日常物体的控制动作。实验结果表明：模式识别成功率达到92.83%,验证了基于深度相机助残手不同抓取模式控制方法的可行性和实用性。
2025年08期 v.44;No.402 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1152K] [下载次数：124 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 寻滔源;李攀;邹璨;吴晨晖;尹崇山;邹望辉;
针对气体检测技术面临的时序数据特征提取与长期依赖捕捉难题，提出一种融合长短期记忆网络(LSTM)、一维卷积(Conv1D)与脉冲神经网络(SNN)的LSTM-Conv1D-LIF分类模型。该模型通过LSTM网络捕获气体响应信号的长期依赖关系，Conv1D提取局部时序特征，最终由SNN实现精确的分类决策。实验结果显示，该模型在乙醇、甲烷、乙烯和一氧化碳四分类任务中取得98.96%的准确率，较传统方法有明显提升。通过三种网络优势互补，为工业安全预警和环境监测提供了一种高鲁棒性的解决方案。
2025年08期 v.44;No.402 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K] [下载次数：265 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：15 ] - 程振乾;孙略升;文吉延;刘洋;
为解决氧分压传感器敏感芯体封接玻璃易开裂导致器件失效的关键问题，选取BaO-SiO_2掺杂体系的6种玻璃作为封接材料，系统研究了其与8YSZ(8 mol%Y_2O_3稳定的ZrO_2)的匹配特性。通过制备敏感芯体并完成传感器封装，采用加速老化测试(包括老化、随机振动、温度循环及通断电循环)评估其可靠性。实验结果表明，SBYb—1玻璃因其热膨胀系数(10.2×10~(-6)/℃)与8YSZ(10.5×10~(-6)/℃)高度匹配，在100次温度循环(-55～70℃)与1 000次通断电后仍保持结构完整性，展现出最优异的长期稳定性，其工作寿命较其他组分提升约30%,输出偏差<5%。为高性能氧传感器封接材料的开发提供了重要依据。
2025年08期 v.44;No.402 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K] [下载次数：121 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ] - 刘明尧;兰永清;李聪;
通过对电弧放电法和氢氟酸(HF)腐蚀法两种制备锥形光纤布拉格光栅(TFBG)的工艺进行对比，证明HF腐蚀制备的TFBG带宽应变灵敏度更高。区别于以往对裸露TFBG反射谱带宽研究，采用353ND环氧树脂保护封装的方法，将HF腐蚀制备的TFBG和光纤布拉格光栅(FBG)粘贴在等悬臂铝梁上，通过应变加载实验表明：TFBG与FBG应变灵敏度理论值仅相差0.7%;通过温度加载实验表明TFBG与FBG粘贴在铝基板上温度灵敏度理论值仅相差2.8%,应变灵敏度仅相差2.4%,TFBG带宽在25～100℃表现出对温度不敏感，证明了腐蚀后FBG与腐蚀前FBG中心波长应变灵敏度和温度灵敏没有发生改变，以及HF腐蚀制备的TFBG使用环氧树脂封装解决温度—应变交叉敏感在工程应用上的可行性。
2025年08期 v.44;No.402 50-53+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K] [下载次数：128 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 李智源;彭安杰;陈真;黎永前;乔大勇;
静电MEMS微镜的最大扫描角度受到各种能量耗散的制约，在大气环境中，空气阻尼是MEMS微镜能量耗散的主要途径，因此对MEMS微镜的空气阻尼特性进行研究对于扫描角度的优化以及复杂动力学显得尤为重要。利用位置敏感探测器(PSD)对MEMS微镜在空气中的自由衰减振动曲线进行了测量，从实验上获取了MEMS微镜的品质因子与振幅的关系。同时，利用瞬态的三维Navier-Stokes模型对扭转振动的MEMS微镜与周围空气的相互作用进行了模拟，计算得到了微镜在不同振幅下的品质因子。实验与仿真结果表明：MEMS微镜的品质因子随着振幅的增大而减小，因此MEMS微镜中的空气阻尼系数是随振幅增大而增大的，对MEMS微镜进行理论建模以及动力学分析中应该考虑不同振幅下阻尼系数的变化带来的影响。
2025年08期 v.44;No.402 54-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K] [下载次数：149 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：11 ] - 罗骆;李云飞;周扬;陈杰;张飞;
城市供水管道泄漏的高效检测对于减少水资源浪费和保障居民用水安全具有重要意义。针对传统检测方法中复杂的特征工程和耗时的信号转换问题，基于一维卷积神经网络(1D-CNN)与时间卷积网络(TCN)构建了1D-CNN-TCN快速检测模型，该模型直接以原始泄漏信号作为输入，实现高效的泄漏检测。为验证模型的有效性，设计搭建了管道长度为200 m、管径为100 mm的实验装置，泄漏速率约为0.14 t/h,通过水听器和数据采集处理终端进行实验信号捕捉。实验结果显示，模型在实验测试集上的准确率达到99.60%,在合并验证集和测试集上的准确率达到99.73%,验证了1D-CNN-TCN模型在常压条件下对管道小尺度泄漏的高效诊断能力。
2025年08期 v.44;No.402 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1282K] [下载次数：490 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：15 ] - 李威;李海虹;孙胜;
针对农作物种植环境信息在大面积采集时存在传感器节点多、不同区域环境波动大的问题，搭建了基于5G标准的智能窄带物联网(NB-IoT),设计了一种动态的环境检测系统。采用定点传感器搭配NB巡检车移动采集，减少节点的数量；使用改进的滤波算法对环境数据进行处理，提高准确性。以温度数据为例进行仿真。结果表明：改进的滤波算法均方误差(MSE)相比于卡尔曼滤波(KF)算法下降81.8%。对系统进行实地试验，结果表明：NB无线数据传输平均丢包率为0.39%,系统通信稳定。
2025年08期 v.44;No.402 64-66+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1177K] [下载次数：204 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：11 ] - 宋阳阳;郑浩然;张胜宾;王帅龙;杨盼;于仕辉;
柔性压力传感器因其可穿戴、可拉伸、便携等特点，被广泛用于电子皮肤、运动监测、人机交互等领域。为提高柔性压力传感器的灵敏度，常采用光刻技术、化学刻蚀等制工艺，制备流程复杂，成本较高。结合简单便捷且低成本的紫外臭氧(UVO)紫外辐射技术和模板法，制备了Ecoflex双层褶皱微结构柔性电容式传感器，系统研究介质层微结构对传感器性能的影响。实验结果表明，具有交叉褶皱结构的传感器具有更高的灵敏度(2.34 kPa~(-1)),更快的响应速度(50 ms),较高的重复稳定性(1 500次),并成功检测到手指弯曲、肘关节弯曲、脉搏跳动等情况，表明了该传感器在可穿戴电子设备、健康监测、运动监测等领域具有良好的应用前景。
2025年08期 v.44;No.402 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1202K] [下载次数：496 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：14 ]
- 阮航;王红霞;周奎;吕圣;程翔宇;
针对四轮转向(4WS)无人车辆在较大曲率道路且高速下轨迹跟踪控制的精度和操纵稳定性问题，提出了一种考虑车速自适应的模型预测控制(AMPC)策略。首先，基于车辆动力学模型，考虑纵向速度变量因素，构建AMPC轨迹跟踪控制器；其次，增加后轮转角控制量和控制增量约束，提高了无人车辆的横向稳定性；最后，利用MATLAB/Simulink和CarSim进行联合仿真分析，验证控制效果。结果表明：设计的4WS轨迹跟踪控制器可完成对于设定工况的轨迹跟踪，提高了跟踪精度和纵向速度适应度，并有效降低了无人车辆的横摆角速度，提高了无人车辆的横向稳定性，为4WS车辆轨迹跟踪控制的研究提供了参考。
2025年08期 v.44;No.402 71-74+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K] [下载次数：315 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 王水发;唐卓君;张陈涛;
为满足海洋浮标隐蔽安全无人化的能源补给需求，无需直接物理接触的无线充电技术受到越来越多关注。提出了一种基于原边电流检测的无线充电系统失谐矫正电路。首先理论分析表明，输出功率和传输效率都会随系统失谐程度加深而降低，而稳态频率点可以保证较高的输出功率和传输效率。因此，提出的失谐矫正电路通过对原边谐振电流完成采样、差分放大、相位补偿及过零检测等处理后作为逆变电路的驱动信号，实现对输入电压电流的零相角补偿。与以往的失谐矫正方法相比，所提出的频率自跟踪策略具有采样变量少、响应时间快、调节过程简单等优点。最后搭建了实验平台，对所提出的失谐矫正电路在多种运行环境下的实际性能进行了测试。
2025年08期 v.44;No.402 75-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1469K] [下载次数：83 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 陈美凤;吕惠萍;马心英;
研究采用电化学聚合方法制备了金—瓜氨酸复合修饰电极(Au/Cit/GCE),在pH 7.0的磷酸盐缓冲液中，用差分脉冲伏安法(DPV)对邻苯二酚(CC)和对苯二酚(HQ)的高灵敏度同时检测。测试结果表明，CC和HQ分别在该电极上产生一对良好的氧化还原峰(电位差达100 mV)。采用DPV对CC和HQ同时测定，在浓度为8.00×10~(-8)～2.00×10~(-5) mol/L范围内，CC和HQ浓度与其i_(pa)分别成线性关系：i_(pa)=2.08×10~(-5)+5.49c(mol/L),R=0.998 0和i_(pa)=6.09×10~(-6)+7.29c(mol/L),R=0.996 3,检出限分别为20.00,8.00 nmol/L。实际水样检测回收率为96.3%～100.1%,该方法具有良好的抗干扰性和可靠性，可用于环境水样中痕量酚类污染物的高灵敏检测。
2025年08期 v.44;No.402 80-83+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K] [下载次数：73 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：10 ] - 贺子树;赵锐;石云波;李祥宇;李鹏;
针对微型飞行器(MAV)在姿态控制方面的需求，提出了一种具有静电驱动、翼面偏转和攻角检测能力的MEMS姿态控制单元。该单元通过蠕动电机提供驱动力，通过翼面偏转模块执行翼面的控制，通过角度检测模块对翼面的偏转进行检测。有限元仿真分析结果表明，在32 V驱动电压下，控制单元产生250.8 mN的驱动力，实现±11.03°的双向翼面偏转。
2025年08期 v.44;No.402 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1163K] [下载次数：198 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 徐欣悦;侯立威;张文品;徐溢;
金属有机骨架(MOF)材料具有结构多样、高比表面积、孔径可控和主—客体相互作用等特点，在挥发性有机化合物(VOCs)气体传感器的制造方面取得了巨大进展，显示出广阔的应用前景。根据传感器响应信号特征的不同，重点综述了基于MOF敏感膜的VOCs气体传感器的最新研究进展，详细阐述了MOF在传感器中的作用及其对灵敏度、选择性和稳定性等传感性能的影响，对存在的问题进行了总结，展望了其发展前景。
2025年08期 v.44;No.402 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1290K] [下载次数：352 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：16 ] - 曾广娟;陈宏;陈昭阳;巩伟杰;
针对仿生机器海豚水下识别与跟踪任务要求低延迟与高实时性等特点，提出一种基于改进YOLOv5n的仿生海豚目标识别与跟踪方法。该方法使用轻量化网络GhostNet替代原YOLOv5n的主干网络，从而减少算法网络结构的浮点运算次数，提升仿生海豚水下目标检测与识别的实时性与可靠性，并最终与DeepSORT跟踪算法融合，完成对识别目标的跟踪任务。仿真与实验结果表明：改进后的算法更加轻量化，且识别效率高，跟踪误差小，验证了算法在仿生海豚水下目标识别与跟踪任务中的可行性与高效性。
2025年08期 v.44;No.402 93-96+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1258K] [下载次数：448 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：13 ] - 高朋;周毓婷;曹艺博;王宏博;王志远;王子木;
提出了一种半球形空气耦合的光子晶体光纤(PCF)马赫—曾德折射率传感器。该传感结构是将单模光纤制成的半球形结构和PCF分别插入石英插芯中，调整石英插芯中间空气腔距离为0.11 mm,进行了折射率传感实验。实验结果表明：折射率在1.336 0～1.348 0的范围内，干涉谱谐振谷波长漂移的最高灵敏度为37.67 nm/RIU。本文提出的空气耦合结构能够完全保留PCF空间结构，具有更好的可重复性与应用前景。
2025年08期 v.44;No.402 97-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K] [下载次数：168 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：13 ] - 刘磊;李轩;车波;郭佳;许小莉;邓林红;
针对呼吸道患者气道黏液清除困难，长期治疗费用高等问题，设计了一种基于家用呼吸机的高频振荡排痰系统。在呼吸机正压通气下，该系统通过控制扬声器振荡源的频率、幅值产生周期性振荡气流作用于人体气道，体外模拟小气道黏液栓实验表明：该系统可以通过流体剪切力移动和稀化黏液栓。同时在不影响排痰效果情况下，提出了低幅高频的保护性通气优化策略，规避了高气道压导致的肺部气压伤风险。该系统操作简单，价格便宜，尤其适合中重度慢性阻塞性肺疾病、囊性纤维化等黏液潴留慢性呼吸道疾病患者使用，具有重要的临床应用价值。
2025年08期 v.44;No.402 101-104+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1379K] [下载次数：86 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 冀彦哲;范世发;彭勇钢;李文辉;曹毓鹏;
飞机冷却液流量的监测对冷却系统评估和飞机安全至关重要。结构参数对流量测量精度影响显著，利用超声波时差法进行流量测量，并在声流耦合场通过有限元法分析了不同结构参数的影响，并进行样机实验。结果表明，AF65号冷却液在DN42管径中充分发展流动时，换能器采用V型安装，且安装角度为45°,流速分布误差最小，可达到0.33%,样机实验平均误差-0.04%。所得结果将为飞机航空系统冷却液插入式超声波流量计的研发及实际应用提供理论依据。
2025年08期 v.44;No.402 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1386K] [下载次数：65 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：10 ] - 张纪民;董峰;
移动机器人路径规划是自主导航领域的核心问题，涉及全局路径优化与局部避障控制。提出了一种基于改进引力搜索算法(GSA)与动态窗口法(DWA)融合的路径规划方法，以提升机器人在复杂环境中的自主运动能力。首先，改进GSA通过非线性时变引力调节、局部搜索增强和个体运动优化，提高全局路径规划的质量与搜索效率。随后，DWA在局部路径规划阶段利用速度采样与动态评估机制，实现实时避障与轨迹优化。两者结合确保机器人既能找到最优路径，又能适应动态环境变化。实验结果表明，该方法在路径长度、计算效率与避障性能方面均优于单独使用GSA或DWA,为复杂环境下的机器人自主导航提供了一种高效、鲁棒的解决方案。
2025年08期 v.44;No.402 110-114+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K] [下载次数：439 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：13 ] - 朱晓萌;许高斌;高雅;张宇;冯建国;尤锦涛;
针对车身动态悬架和车辆底盘控制的加速度计存在灵敏度低、抗干扰能力差的问题，设计了一种高灵敏度梳齿式MEMS加速度计。该加速度计采用多组不等高梳齿结构增加梳齿电极的数量，单边凹槽和阻尼孔的组合减小阻尼的同时，偏移了敏感质量块的质心，增大了偏转角度，有效地提高了加速度计的灵敏度。挠性梁在Z敏感轴方向的位移远高于X、Y非敏感轴，X、Y轴的耦合误差分别为1.42%、0.01%,具有良好的抗交叉轴干扰能力。利用COMSOL仿真软件对敏感结构进行静力学、模态与谐响应分析。结果表明，该加速度计量程为16 g_n,抗过载能力超过500 g_n,灵敏度为3.9 fF/g_n,固有频率约为1.4 kHz。最后基于绝缘体上硅(SOI)技术设计了加速度计的工艺流程。
2025年08期 v.44;No.402 115-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K] [下载次数：363 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：10 ] - 陈海卫;陈仁军;高维烨;
硅压阻式压力传感器输出受温度变化影响。由于压力传感器实际工作环境的温度变化范围很大，需要采用温度补偿方法来抑制环境温度对传感器特性的影响。当前所采用的模拟式压力传感器调试工艺较为依赖人工操作，费时费力。本文给出了一种针对恒压激励下的硅压阻式压力传感器桌面模型补偿调试工艺，通过搭建补偿电路、元器件等桌面模型，以测试数据结合桌面模型计算的调试工艺提高压力传感器模拟补偿过程中的调试效率及合格率。1 000余支压力传感器的验证结果表明，基于桌面模型计算的调试一次合格率大于99%、调试效率提升400%以上，过程能力指数(CPK)为1.77,具备较强的工程化推广前景。
2025年08期 v.44;No.402 120-123+127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K] [下载次数：80 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：12 ] - 姜晓龙;窦雁巍;程振乾;孙志强;毕佳宇;邵志强;
首次提出了一种蓝宝石MEMS光纤动态压力传感器。利用有限元分析软件设计了蓝宝石MEMS敏感结构，采用湿法腐蚀和直接键合工艺制作了蓝宝石F-P敏感结构。为了快速提取出压力信息，提出了采用基于光强—干涉自补偿解调方法对传感器进行解调。搭建了动态压力测试平台，在室温环境下对传感器执行了10 Hz～1 kHz的动态压力测试和固有频率测试。测试结果表明，在10 Hz～1 kHz频率范围内，传感器的幅值灵敏度相对误差优于±0.5%,传感器的固有频率为430 kHz。
2025年08期 v.44;No.402 124-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K] [下载次数：372 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：10 ] - 石宏开;王庆蒙;唐瑞琦;宋涛;
仿生地磁导航技术模拟生物感受地磁场的机制进行导航，涉及仿生技术、弱磁检测技术和导航技术等多个领域。实现对生物地磁导航模仿的前提是充分了解生物的磁感受机制，目前被广泛认可的生物磁感受机制主要是磁颗粒机制和自由基对机制，但这两种机制都存在一定的局限性。有研究表明这两种磁感受机制存在某种耦合。基于磁颗粒与自由基对联合机制，设计了一种新的仿生地磁传感器。该传感器通过软磁材料制作的磁棒来模仿生物体内的磁颗粒，并利用高灵敏度磁传感器来模仿自由基对的磁响应，进而实现对地球磁场信息的感知。利用地磁场模拟装置对仿生地磁传感器进行磁场测试，并通过神经网络获得了传感器测量值与地磁参数之间的映射关系，从而验证了仿生地磁传感器对磁偏角和磁倾角检测的可行性。实测结果表明：基于神经网络算法的仿生地磁传感器具有较高的测量精度，通过模拟导航测试也证明了该传感器在地磁导航领域具有良好的发展前景。
2025年08期 v.44;No.402 128-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1208K] [下载次数：91 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：13 ]
- 范杨杨;刘元盛;王庆闪;
矿下环境主要依赖强光源照明，导致无人巡检车使用可见光传感器采集的图像因过度曝光而丢失人员目标。红外传感器虽能适应此类光照条件，但其成像分辨率较低，加之小目标特征不显著、目标密集等因素，导致人员漏检率较高。针对上述问题，本文提出基于YOLOv11n的红外小目标人员检测算法YOLO-PDL。首先，采用可编程梯度信息(PGI)策略重构主干网络，增强网络对矿下人员的表征能力，减少精度损失；其次，在C3K2模块中嵌入扩张残差(DWR)模块，增强网络骨干的特征提取能力；最后，在颈部网络中添加大型可分离核注意力(LSKA)机制，提升网络对多尺度目标的适应性和准确度。实验结果表明：所提算法在自建矿下红外数据集和FLIR数据集上的mAP分别提升3.8%和2.7%,显著提升了模型检测性能。
2025年08期 v.44;No.402 133-137+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1457K] [下载次数：324 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：11 ] - 张宇;白国长;王成;
针对目前睡眠分期中存在的依赖人工判别效率低、睡眠分期精度不高等问题，提出了一种基于改进粒子群优化算法优化支持向量机(IPSO-SVM)的睡眠分期模型，通过脑电(EEG)信号对睡眠过程进行准确分期。首先，对EEG信号进行滤波、分段等预处理；其次，提取EEG信号的时域、频域、非线性特征；最后，通过IPSO-SVM算法建立睡眠分期模型。该模型在PSO算法中引入模拟退火算法来提升算法的搜索能力，同时引入惯性权重自适应变异使粒子能够跳出局部最优解。使用ISRUC-Sleep数据集的前6位受试者数据对IPSO-SVM分类模型进行验证。结果表明：IPSO-SVM模型的平均睡眠分期准确率为92.34%,K系数为0.88,改进的睡眠分期模型具有较高的准确率和系统稳定性。
2025年08期 v.44;No.402 138-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K] [下载次数：239 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：10 ] - 殷笑天;杨丽英;刘干;何玉庆;
针对传统蚁群优化(ACO)算法在复杂环境路径规划中存在易陷入局部最优、收敛速度慢及避障能力不足的问题，提出了一种融合Q-learning基于分层信息素机制的A~*算法预引导蚁群路径规划算法—QHACO算法。首先，通过A~*算法预分配全局信息素，引导初始路径快速逼近最优解；其次，构建全局—局部双层信息素协同模型，利用全局层保留历史精英路径经验、局部层实时响应环境变化；最后，引入Q-learning方向性奖励函数优化决策过程，在路径拐点与障碍边缘施加强化引导信号。实验表明：在25×24中等复杂度地图中，QHACO算法较传统ACO算法最优路径缩短22.7%,收敛速度提升98.7%;在50×50高密度障碍环境中，最优路径长度优化16.9%,迭代次数减少95.1%。相比传统ACO算法，QHACO算法在最优性、收敛速度与避障能力上均有显著提升，展现出较强环境适应性。
2025年08期 v.44;No.402 143-147+153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K] [下载次数：462 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：13 ] - 范新明;
为优化无线传感器网络(WSN)覆盖性能，提出了一种基于改进灰狼优化(GWO)算法的三维无线传感器覆盖增强策略。首先，引入二元感知理论构建了节点感知模型；其次，引入非线性收敛因子、高斯扰动动态权重、边界约束处理及螺旋函数扰动等机制，提升算法的全局与局部搜索能力；最后，通过仿真实验验证所提算法的有效性。实验结果表明：在二维和三维监测区域中，所提策略的平均覆盖率分别达到了96.98%和98.08%,相较于传统GWO算法分别提高了9.45%和3.69%,其性能明显优于其他对比算法。
2025年08期 v.44;No.402 148-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1749K] [下载次数：368 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：16 ] - 杨雨涵;茅正冲;王艳媛;
人脸识别技术的应用具有重要意义，已经应用于安全监控、身份验证和隐私保护等领域，但对于遮挡人脸识别技术还在探索中。为更好适应现实场景应用，提出融合Transformer网络结合原有骨干网络Inception-ResNetv1,能够更好地提取遮挡人脸的特征。为更好处理复杂数据集，使用参数校正线性单元(PReLU)函数代替原骨干网络中的校正线性单元(ReLU)函数。使用ArcFace Loss作为损失函数，能够更好地分辨人脸特征的分类边界，提高对遮挡人脸的区分能力。引入卷积块注意力机制(CBAM),将关注重点放在人脸未遮挡部分，进一步提升了遮挡人脸识别的性能。结果表明，改进后的网络准确率为75.7%,比原算法提高了1.912%,比其他Transformer网络CoTNet、Swim Transformer,分别提高了0.467%和0.35%,比经典卷积神经网络(CNN)MobileNetV1提高了1.65%,效提高了遮挡人脸的识别准确率。
2025年08期 v.44;No.402 154-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] [下载次数：455 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：20 ]