深圳大学学报理工版 /oa 面向无人机数据回传的压缩采样技术:机会与挑战 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905001 随着无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)的广泛应用,其与地面接收站实时共享机载传感器数据成为工业界的迫切需求.然而,目前为无人机开放使用的频谱资源稀缺,通信信道带宽非常有限,这就促使人们研究如何在带宽受限条件下实现无人机数据的实时无损回传.作为突破经典奈奎斯特(Nyquist)采样理论的新技术,压缩采样将是解决这类问题的最佳方案.本文通过对比当前无人机通信技术核心参数,揭示现有通信技术标准无法满足无人机数据通信对信道带宽日益迫切的需求,评述无人机数据回传压缩技术,对压缩感知、1-bit压缩采样、相位恢复和矩阵补全技术原理进行回顾.采用压缩感知和矩阵补全技术对实测数据进行验证,结果表明,压缩感知和矩阵补全技术可在带宽不变的情况下,显著降低数据的传输时间.最后提出无人机数据压缩和恢复领域的4个研究发展方向. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 473 481 5706215 黄磊<sup>1,2</sup>,李晓鹏<sup>1,2</sup>,黄敏<sup>1,2</sup>,李强<sup>1,2</sup>,赵博<sup>1,2</sup>,孙维泽<sup>1,2</sup>,张沛昌<sup>1,2</sup> 无人机导航信号的增强及干扰抑制技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905002 自适应波束形成技术的多天线卫星导航接收机易受高动态干扰影响,导致导航信号接收性能下降,无法为无人机提供可靠的位置信息.提出一种基于最小离差准则的稳健波束形成设计方法,最小离差准则波束形成通过联合信号的各阶统计特征实现对导航信号的接收增强,同时结合最小干扰功率准则展宽波束零陷抑制高动态干扰.稳健最小离差波束形成设计方法可通过求解带有二次约束的优化问题实现.为降低运算复杂度,将二次约束替换为线性约束,并开发快速算法将运算复杂度由标准内点法的O(N3)降至O(NM2). 通过计算机仿真,从波束形成器输出波束图、输出信干噪比、算法收敛速度等方面验证了方法的有效性. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 482 488 3095951 孙彦景,陈功骁,张亮,李松 一种新的无人机载雷达非均匀杂波抑制方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905003 无人机载雷达可以对感兴趣的重点区域和目标进行持续跟踪,在军用和民用领域都有广泛应用前景.然而载机平台的运动会带来地杂波谱的展宽,致使潜在的低速微弱目标淹没在强地杂波中.为了解决无人机机载雷达非均匀环境下的地面杂波抑制问题,提出一种基于恒虚警样本选择策略的非均匀下视杂波抑制方法.通过距离分块策略解决距离空变带来的非均匀样本的差异,通过低门限恒虚警(constant false alarm rate, CFAR)策略剔除孤立的强杂波散射点和疑似运动目标对训练样本的影响,降低非均匀样本单元对协方差矩阵估计的干扰,从而提高非均匀环境下对杂波的抑制性能.结合一组实测挂飞数据,对比了不同杂波抑制方法对运动目标检测的影响.实测数据验证所提方法有效. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 489 496 5081651 陈洪猛<sup>1</sup>,刘京<sup>1</sup>,李明<sup>2</sup>,易晓丽<sup>1</sup>,穆贺强<sup>1</sup>,鲁耀兵<sup>1</sup> 基于WPG的无人机一致性控制算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905004 基于游走近端梯度(walk proximal gradient, WPG)提出无人机的一致性控制算法,并在高度对齐场景下进行建模实验.验证了算法在有路由与无路由两种情况下的性能,并在无路由情况下将WPG算法进行推广,且将推广的WPG算法与基于Gossip的方法相结合.实验表明,在有路由情况下,算法可在有限的迭代次数下迅速收敛,且收敛精度高;在无路由情况下,算法具有很好的收敛性,并具有很高的通信效率,可大幅减小一致性过程中的通信开销. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 497 502 3029570 彭浩<sup>1</sup>,毛祥荟<sup>1</sup>,谷源涛<sup>1</sup>,王永程<sup>2</sup>,王玉<sup>2</sup> 无人机SAR数据低比特量化及其复杂度分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905005 无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)平台由于尺寸与载荷的限制,仅能提供有限的硬件计算资源.如何利用尽可能低的计算复杂度来获得高质量的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像,是基于UAV SAR系统设计面临的一个重要问题.分析现有算法的缺陷,利用不同的量化方法对SAR原始回波数据进行低比特量化,针对低比特量化SAR数据提出基于单频阈值的成像质量改善方法.在此基础上,研究不同量化策略下SAR成像匹配滤波处理所需的计算复杂度,并定量评估了相应的成像质量.研究结果可为基于UAV平台的SAR成像应用中计算复杂度与成像质量之间的取舍提供参考. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 503 509 4292345 李正茂<sup>1</sup>,陈大庆<sup>2</sup>,刘马良<sup>3</sup> 超薄纳米薄膜的划痕硬度评价方法及应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905006 纳米压痕是一种常用的薄膜硬度评价方法.然而,当薄膜厚度&lt; 10 nm时,该方法难以去除基体对薄膜硬度的影响,因而无法获得薄膜自身的硬度,限制了纳米结构与硬度之间关系的认知,阻碍了超薄纳米结构薄膜的应用.本研究提出一种基于纳米压痕硬度标定下的纳米划痕硬度评价方法,并将其应用于纳米结构碳膜的硬度研究.首先,利用自行设计搭建的纳米刻划装置,通过对比碳膜在纳米划痕和纳米压痕方法下的残余变形深度,分析不受基体影响的临界薄膜厚度,得到纳米划痕深度不受基体影响的临界薄膜厚度.其次,采用压头形状等效接触模型,利用划痕的残余顶角、宽度和深度,通过计算压头前端的接触压力分布得到硅基体的纳米划痕硬度,与纳米压痕硬度标定结果一致.最后,将纳米划痕硬度方法应用在电子回旋共振等离子体溅射方法制备的3种不同纳米结构碳膜上,得到交联结构碳膜和非晶碳膜的硬度分别约为19.1 GPa和14.6 GPa,高于硅基体11.2 GPa的硬度,而石墨烯嵌入式碳膜的硬度约为2.7 GPa.分析不同纳米结构碳膜的刻划机理表明,在sp2含量较高的纳米结构碳膜中,sp3含量并不是决定碳膜力学特性的唯一因素,小尺度、多石墨烯层间交联结构能够有效增加层间的剪切强度,薄膜展现出较好的耐刻划特性.研究结果有助于进一步拓展纳米划痕方法的应用,也为不同纳米结构碳膜的应用提供了理论基础. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 510 518 6862186 范雪<sup>1,2</sup>,刁东风<sup>1,2</sup> 基于相位涨落的量子随机数发生器理论模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905007 密码算法的安全性基于密钥的安全性,密钥本质上是随机数.伪随机数基于算法的复杂度,理论上无法保证其真随机性,量子力学的不确定性为真随机数发生器提供了一个完美的熵源.基于YANG等提出的利用量子相位涨落获取实时量子随机数方案,设计了一个加入两个延时线圈的量子随机数光干涉理论模型,并对该理论模型进行随机性分析,所得理论模型具有随机正态分布特征. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 519 524 2363711 陶红,谭晓青,李晓纯 氮流量对掺氮氧化亚铜薄膜性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905008 氧化亚铜在光伏及光催化等领域有潜在应用,掺氮能增加其空穴浓度从而提高电导率,但氮在氧化亚铜的状态仍未被深入研究.在溅射压强等参数不变的条件下,逐步增加氮气流量,制备了一系列纯相的氮掺杂的氧化亚铜,并用X射线衍射、台阶仪、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、拉曼光谱、X射线光电子能谱仪、霍尔效应及分光光度计等方法对所得样品进行分析.霍尔效应测试结果表明,氮掺杂能使氧化亚铜薄膜空穴浓度提高1个数量级.禁带宽度随氮气流量的增加而逐渐减小,氮在氧化亚铜中以β-N(氮原子)、α-N2(分子态氮,—NN—)及γ-N2(分子态氮,N≡N)3种形式存在,随着氮流量的增加,β-N的结合能的峰强不断增强,而α-N2的结合能的峰强不断减弱.氮流量为2标准立方厘米每分钟(sccm)时所得样品的电阻率最小. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 525 530 5211515 邱奕斌<sup>1,2</sup>,陈倩倩<sup>1,2</sup>,叶凡<sup>1,2</sup>,蔡兴民<sup>1,2</sup>,张东平<sup>1,2</sup>,范平<sup>1,2</sup> 基于流体力学设计地震气氡观测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905009 针对目前中国地震领域气氡观测的稳定性和水气比等问题,设计新型气氡观测系统并进行实验研究.基于流体力学原理设计恒流装置控制采样水流量,脱气集气装置内鼓泡脱出氡气并传输,利用AlphaPUPM主动泵控制鼓泡气流量,AlphaGUARD PQ2000测氡仪测量气体的氡放射性活度浓度,组合成一套新型气氡观测系统.采用控制变量法开展实验,实验结果表明,在一定范围内,氡观测值随采样水流量增大而增大,但与鼓泡气流量呈负相关;氡观测值与水气比呈线性正相关,且两者具有一定的变化限值区间,该变化限值区间为地震氡观测异常核查量化研究提供了参考依据. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 531 537 3516501 黄仁桂<sup>1,2</sup>,周红艳<sup>1,2</sup>,任宏微<sup>3</sup>,肖健<sup>1,2</sup>,赵影<sup>1,2</sup>,李雨泽<sup>1,2</sup> 远程LIBS结合拉曼光谱探测系统检测物质成分分布 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905010 发展用于远程探测物质成分的激光诱导击穿光谱仪(laser induced breakdown spectroscopy, LIBS)和拉曼光谱复合检测系统,其能实现以2 mm的扫描精度对二维区域进行扫描,并在30 m的最大距离处检测样品中的元素含量及其表面分布. 通过二维扫描系统分析30 m距离处硅灰石表面的Fe元素分布. 根据LIBS与拉曼信号的时间差异,采用门控增强型CCD相机分别采集LIBS和拉曼光谱信号. 实验结果表明,该系统可用于对铝合金的分类识别,并可用于合金分选过程,从而节约大量的资源和能源. 该系统还可用于远程矿物识别,矿物和岩石可以通过拉曼光谱分析得出分子信息,如C—O、S—O和Si—O的拉伸模式,从而区分出矿物和岩石的种类,即碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐等. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 538 543 4579117 祝铭<sup>1,2</sup>,王梦涵<sup>1</sup>,屈军乐<sup>1</sup> 热电制冷器不同的混沌激光器驱动电路设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905011 在前期设计电路的基础上,对具有不同型号热电制冷器(thermoelectric cooler, TEC)混沌激光器的温度和驱动电流控制电路进行优化,实现对不同型号TEC混沌激光器的温度及电流的有效控制,输出到TEC端的最大电压调节范围为0~3.3 V,输出电流稳定度在0.02%以内,输出波长波动稳定在9 pm以内. 与Newport驱动源相比,本设计将光发射次模块激光器输出波长的归一化均方差从0.004 4降至0.002 0,控制稳定性得到明显提高. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 544 550 6916880 于小雨<sup>1,2</sup>,王兴<sup>1,2</sup>,张建忠<sup>1,2</sup>,张明江<sup>1,2</sup>,乔丽君<sup>1,2</sup>,王涛<sup>1,2</sup> 基于通信信号本身实现光纤故障检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905012 报道一种基于光网络中的通信信号自身来检测光纤链路故障点的方法.该方法通过数据采集装置对参考信号和带有故障点信息的回波信号进行收集,利用排列熵算法提取两者中的随机部分,将提取出的两部分随机信号再做互相关运算,由互相关曲线峰值的位置推知故障点发生的位置.实验以时分复用无源光纤网络中传输的通信信号为探测信号,检测对象是带有模拟故障点的G652单模光纤.不同于传统的光时域反射仪,本研究提出的故障点检测方法不需要断开正常的通信网络,且可实现15 cm的位置分辨率,降低光纤链路故障检测的测量成本. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 551 556 3446402 薛欣,闫慧文,易小刚 钙钛矿CsPbBr3中光生载流子的动力学行为 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905013 钙钛矿材料的光电性能十分优异,可应用于光电器件,且钙钛矿中光生载流子的动力学行为可以决定光电器件的性能.本研究利用泵浦探测瞬态吸收光谱研究CsPbBr3量子点被激发后光生载流子的动力学行为,通过奇异值分解及全局拟合研究了CsPbBr3量子点被光激发后的瞬态吸收光谱.实验结果表明,激子间的耦合会导致CsPbBr3量子点的能带边沿发生红移,而Burstein-Moss效应会引起其能带边沿发生蓝移.结果同时揭示了CsPbBr3量子点中光生载流子的动力学过程,以及与之对应的指前相关因子光谱,其中,热载流子的弛豫时间约为0.4 ps,10 ps和100 ps量级的衰减时间可归结为双激子以及带电激子的寿命,而纳秒量级的衰减时间可归结为激子的辐射复合. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 557 563 5251873 宋宗鹏<sup>1,2,3</sup>,章瑛<sup>2,3</sup>,蒋凌峰<sup>3</sup>,裴继红<sup>1</sup>,阮双琛<sup>2,3</sup> 组织芯片多重免疫组织化学染色方法的优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905015 为提高多重免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)技术在组织芯片(tissue microarray, TMA)上的染色效果,通过对同一样本进行多种抗体染色或同种抗体多次染色的方法,探索并优化IHC技术中的多个步骤,具体包括:“滤纸夹层-蒸蛋器”抗原修复新装置的研发、抗原修复液的筛选、透明剂的优选. 研究结果显示:自创的“滤纸夹层-蒸蛋器”抗原修复辅助工具,能减少高温高压修复时水分子对组织的冲击,作用温和、操作安全,有较好的组织切片完整性和较少的组织脱片率,且可减少抗原修复液使用量;柠康酐抗原修复液对多重染色具有更强的阳性效应和通用性;无毒TO(terpentine oil)透明剂可取代有毒二甲苯,具有同样的脱蜡透明效果.TMA中多重IHC技术的改良,提供了更加高效、廉价、安全的方法,可提升与扩展TMA在病理学中的应用价值. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 564 569 13675595 许特<sup>1,2,3</sup>,王筠<sup>1</sup>,邓芳<sup>1,4</sup>,李延鹏<sup>1</sup>,屈军乐<sup>2</sup>,颜鸿飞<sup>4</sup>,盛司潼<sup>1</sup> 集胞藻缺氮驯化株的代谢组学分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905014 集胞藻Synechocystis sp.PCC6803是一种非固氮蓝藻,它是重要的模式生物,可作为实验室驯化的研究材料.实验室驯化是指生物为适应人工环境而改变其遗传性状的过程.为研究生物在胁迫环境下的适应机制,以缺氮胁迫为选择压力对野生型Synechocystis sp.PCC6803进行了长达615 d的实验室驯化,最终获得了8株缺氮驯化株.这些驯化株在缺氮条件下的比生长速率与对照株无显著差异.用气相色谱-质谱检测这些驯化株的代谢物,共检测到52种代谢物,主要为氨基酸、脂肪酸、糖类及其衍生物.根据代谢物的组成对这些藻株进行分层聚类分析,结果显示,藻株形成3个聚类,分别由比生长速率较高的驯化株、比生长速率较低的驯化株和对照株构成.实验表明,由相同方式得到的驯化株的代谢组不同,这些驯化株可能以不同的代谢模式来应对缺氮胁迫. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 570 575 2962631 胡浪,刘烨蓉,许伟钊,王璐,胡章立,王江新,雷安平 公路选线中的嵌套山体自动提取技术 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905016 地形地貌是影响公路选线的核心因素之一,传统的地貌类型的划分方法过分注重地貌单元的完整性,缺乏有效的针对地貌实体对象的自动提取. 以规则格网数字高程模型为数据源,利用数字地形分析中的地形特征和水系特征等提取技术,提出一种公路选线中地貌实体单元的自动提取方法. 该方法与结合专家知识的人工提取结果吻合,实现了自动划分山地与平原、自动提取嵌套山体界线. 在开展公路初步选线的过程中考虑山体的完整性,相比仅考虑地貌微观因子的选线方法,得到了较好的结果. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 576 583 6499878 王长海,肖亮亮 超深地连墙施工对软弱地层扰动现场试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905017 为研究软土地层中超深地连墙施工对周边地层扰动影响,对苏州地铁5号线某车站地下连续墙施工进行现场监测研究.针对3幅相邻槽段施工,采用现场监测对施工过程中的土体侧向位移、地表沉降、分层土体沉降、周边建筑物沉降和土压力变化进行观测.发现单幅施工过程中,成槽开挖施工对地层扰动最大,地层变形显著;混凝土浇筑会对土体产生应力补偿,抑制地层变形;在混凝土硬化阶段,土体应力轻微释放,地层变形继续发展并趋于稳定.地层变形规律表明,浅层土体受扰动较大,土体变形较明显,最大土体侧向位移发生在地表,离槽段越近,沉降越明显,深层土体受到扰动则较小.相邻槽段施工对地层变形累积增加,但变化幅度较小.现场地连墙施工引起的周边建筑物沉降和倾斜均在可控范围内. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 584 591 4580203 李惠丽<sup>1</sup>,唐寅伟<sup>2</sup>,刘维<sup>1</sup>,史培新<sup>1</sup> 城市水环境治理项目全面安全管理实践 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201905018 为提高水环境治理项目安全管理水平,降低安全事故发生率,基于危险预知活动、因果分析法、层次分析法、“整理、整顿、清扫、清洁、素养”和“计划、实施、检查、处置”理论,提出了一个全面安全管理方法——“预知、告知、检查、控制”PNCC(predict, notify, check, control)法,并将其用于深圳市茅洲河水环境治理项目. 在实施PNCC法过程中,应用二维码、视频监控系统和掌控安全APP等技术促进全员、全过程、全方位管理和持续改进的实现.研究可供其他水环境治理项目借鉴. 2019年09月18 00:00 2019年No.5(473-598) 592 598 3705289 黄卫东<sup>1</sup>,刘建<sup>2</sup>,李娜<sup>2</sup>,于政强<sup>1</sup>,王廷林<sup>1</sup>,骆科钧<sup>1</sup>,缪钰<sup>2</sup>