在铁路建设及运营阶段，侵入限界的异物对既有线的安全行车构成极大威胁。将复杂的空间侵限检测转换为简单的平面内异物检测，研究利用二维激光测距传感器构建三维幕墙的侵限检测方法。在异物检测过程中，正常通过的列车不能认作异物，必须设计合理的算法检测并予以剔除。由于列车主要体现在轨道平面的检测结果中，重点研究通过分析扫描点云的分...
实际管网泄漏检测环境中，管内外非泄漏固定噪声（如施工、管道阀门噪声等）叠加在管道泄漏声信号中，传感观测信号间的互相关函数中有多个相关峰值，若不能正确识别峰值来自泄漏还是非泄漏声源，将导致漏点定位错误。以两传感观测信号的自相关函数构建非泄漏和泄漏信号特征提取函数，通过特征提取函数识别出管道传播媒质对两类信号的衰减特征信...
根据U形管科里奥利质量流量计的信号产生特点，提出了一种时间差推算理论。将科氏力的动态响应过程转化为静态力学状态，并创新地运用超静定结构中的变形比较法求解出U形振动管两侧在科氏力的作用下产生的时问差，清晰地建立了灵敏度与振动管关键尺寸之间的关系。首次将振动管的扭转刚度引入时间差的计算，因此，较之传统的简化算法，该方法具有...
传统PCR（polymerasechainreaction）仪对样品反应池壁温度进行接触式测量与温控，存在测量迟滞大、无法直接控制试剂温度的缺点。研制的电化学实时定量PCR温控系统采用红外温度传感器、热源温度传感器以及环境温度传感器分别测量试剂表面热辐射、热源与反应池壁温度与环境温度，并提出序贯双卡尔曼滤波估计算法对三点温度数据进行信息融合从而...
电子耳蜗现有产品所采用的语音处理算法以传递语音信号的幅度信息为基础，丢失了声调信息，因此造成我国电子耳蜗植入者对声调的识别还存在困难。声调信息主要蕴涵在语音基频中，在电刺激下，为了提高基频检测的准确性进而提高对声调的识别率，并对刺激速率进行准确选择，在前期提出的9度速率电刺激编码策略的基础上，通过自相关算法及平均幅度...
为了在脑电信号波形的特定相位处施加电刺激，利用NI公司的通用数据采集卡和LabVIEW虚拟仪器环境，开发了一种闭环式电刺激系统。采集卡的A／D通道采样大鼠大脑海马区的场电位信号，LabVIEW程序分析幅值和周期特性，预测即将到来的场电位θ节律的波峰或者波谷，并在指定相位处经由采集卡的数字口或者D／A通道输出所需的刺激信号，以实现闭环式刺...
针对生命体检测技术中呼吸频率检测问题进行了研究，提出了利用超宽带步进变频雷达对生命体在一维距离域上成像的同时检测其呼吸频率的方法。该方法首先利用步进频率的回波数据得到目标的一维距离像，然后在一维距离像中目标信号两边作滤波，滤波后可将微弱的呼吸频率从噪声中提取出来，实现检测生命体呼吸频率的目的。该方法可将载有呼吸频率信...
传统的GNSS（globalnavigationsatellitesystem）软件接收机中，载波环路的环路增益是固定的，无法兼顾信号变化时的快速锁定和信号跟踪时的稳定输出2种不同需求。提出了一种基于自适应增益控制方法的载波环路设计方案，建立了一套环路增益控制模型，并给出了相应的数学定义。通过仿真分析，该方案能够有效地提升载波环路的暂态响应特性。最后通...
针对水声信道多参数的估计问题，提出了一种新颖的基于分数阶傅里叶变换（fractionalFouriertransform，FRFT）的估计算法。采用发送固定时间间隔为r的2个Chirp信号，通过对接收信号进行FRFT处理后的峰值间隔变化，实现对频偏和时延的估计。更进一步说，该算法主要思路是利用了Chirp信号的调频斜率不变特性，避免了再对接收信号进行阶数的搜索，...
针对化学机械研磨（chemicalmechanicalpolishing，CMP）过程非线性、时变、产品质量不能在线测量的特性，为了提高CMP过程R2R（Rum—to—Run）控制的精度，提出了一种基于灰色模型和克隆选择免疫算法的CMP过程R2R预测控制器GI—PR2R。通过离线测量获得历史批次少量数据，构建CMP过程的在线灰色GM（1，Ⅳ）预测模型，解决了复杂CMP过程难以建立...
针对在有限时间区间上重复运行的一类状态时滞非线性系统，研究了一种带有初态学习的迭代学习控制算法。基于算子谱理论证明了系统在任意初态条件下经过迭代学习后，其输出能够完全跟踪期望轨迹，得到了该算法谱半径形式的收敛条件，比范数形式的收敛条件放宽了。并通过对系统初态的迭代学习，放松了迭代学习控制算法对初始状态函数的要求。仿真...
对基于PC的道路识别系统进行改进，利用SOPC技术在以单片FPGA芯片为核心的硬件平台上，完成了包括3×3窗口模块、改进的快速中值滤波、基于自适应阈值的Sobe!边缘检测和Hough变换等图像预处理功能。通过μC／OS—II嵌入式实时操作系统来调度系统初始化、数据接收、道路识别、车辆控制和状态监控等任务，保证了视频导航的实时性要求。静态道路图像...
大方位失准角捷联惯导系统（strapdowninertialnarigationsystem，SINS）误差方程是非线性的，为改善非线性模型下初始对准的精度，提出将一种新的非线性滤波方法（eubatureKalmanfilter，CKF）应用于捷联惯导系统初始对准中。为此建立了大方位失准角下初始对准非线性模型，分析了基于spherical—radialcubature准则的CKF滤波原理，对非线性模型...
无线传感器网络的应用已扩展到多个领域，常常工作在一些恶劣的环境下，例如战场、火灾等。有时候由于灾难性的破坏，导致整个网络同时被分割成很多孤立子区域。这些孤立区域彼此之间不连通，严重影响了网络的通信。提出了一种解决该类网络故障的方法。首先通过转置节点将失去连通的区域重新连接到最近的连通集，然后再将这些连通集连接起来，从...
在分析管道中超声导波时反聚焦原理的基础上，设计并实现了一套适合激励压电换能器阵列，并对管道中超声导波能量在缺陷处进行时间一空间聚焦的时反聚焦检测系统。该系统实现的关键技术为：改进DDS（directdigitalsynthesis）结构，实现脉冲激励电路对时反特征信号进行合成发射；采用脉冲方式，实现小体积大输出功率的宽带线性功放电路；通过时...
大地电磁测深需要较宽频率范围的感应式磁传感器来探测大深度范围，然而，随着频率的降低磁传感器的感应电压也随之降低；高频段由于磁性材料在磁化时存在趋肤效应，导致磁芯的有效面积变小，因此，提高磁芯的有效导磁率以及磁芯材料的有效面积是扩展频带提高传感器灵敏度的主要手段。采用高电阻率叠片磁芯并且在磁芯两侧附加磁通收集器的办法增...
利用数值仿真和实验相结合的研究方法，主要研究V型内锥流量传感器的使用灵活性和安装条件，针对50mm口径的管道．通过长200mm的渐扩和渐缩管与100mm口径等效直径比分别为0．45／0．65／0．853种结构类型的样机进行连接，对50mm口径的管道进行常温水流量测量。设计并进行了基线和扩管2类实验，仿真预测结果和实验结论吻合，研究结果表明，在一定...
提出了一种新的基于稀疏信号重构的无线传感网络目标定位方法。针对目标定位问题，将多目标位置表示为离散化测量空间上的稀疏向量，则多传感节点声音信号能量测量值向量可分解为测量矩阵、稀疏矩阵与稀疏向量的乘积，通过稀疏信号重构方法可以恢复目标位置稀疏向量，实现多目标定位。传统L1范数稀疏信号重构法要求测量矩阵和稀疏矩阵乘积满足受...
在无线传感器网络（wirelesssensornetworks，WSNs）中，可靠性和容错性是评价WSNs性能的重要指标。尽管在实验室和仿真环境中很多WSNs协议均可取得良好的性能，但是在实际部署后，复杂的现场环境常会导致网络出现系统异常、通信中断、数据包丢失、可靠性下降等问题。由于现场环境限制，进行系统调试和故障分析变得非常复杂。提出一种在实验环境...
为了解决目前低压电力电缆防盗机制的局限性和缺陷，分析对比了目前各种电缆防盗技术的原理及优点，提出了加载直流电压法和采用交流采样的阻抗测量算法相结合的一种新型综合电缆防盗机制。该机制采用模糊逻辑判断阻抗及电流的特性，根据微机电缆保护的整定值，通过对盗割电缆时电流动态分析，快速给出可靠的报警信号。
供能电源一直是电力电缆和输电线路在线监测系统亟待解决的关键问题。分析了现有供能电源存在的不足，设计了一种电力电缆分布式测温系统的取能电源。该电源根据电磁感应原理，利用带气隙的线圈从高压电缆感应取能，并通过电源管理单元和充电管理单元，将电缆电流转变为稳定的输出电压，为分布式测温系统供能。基于此，通过理论分析和软件仿真，...
针对从复杂图像背景中识别隐蔽目标的问题。模拟动物视觉高效的图像信息处理机制，提出一种仅用少样本快速准确地从复杂图像背景中识别出隐蔽目标的算法。首先采用拓扑ICA方法从自然图像中学习初级视皮层中复杂细胞感受野；然后用含有隐蔽目标的图像及其待配准图像分别对神经元进行刺激，筛选出对刺激有强烈响应的神经元对应内容，并通过对比找...
针对小波变换轮廓术中相位展开的精确性和快速性问题，提出了一种新的适用于小波变换轮廓术的相位展开方法。在使用小波变换得到条纹图像的相对相位分布的基础上，详细分析了利用小波变换脊处的尺度因子建立质量图指导相位展开的理论依据和实现方法，这种质量图建立方法有效反映了条纹图像各点的可靠性。在相位展开方面，针对全局洪水相位展开算...
提出一种结合全局和局部对比度的数据驱动自底向上的视觉计算模型，采用高斯多尺度变换和颜色复杂度计算相结合的方法检测图像的显著区域。图像经过高斯金子塔多尺度变换后，用改进的冗余计算方法，在频域中消除全局冗余信息，初步将大范围的目标从周围环境中分离出来，并均匀地突显目标，利用多尺度特征子图点对点平方融合使全局显著区域显著度...
采用微流体粒子图像测速仪（microscaleparticleimagevelocimetry，micro-PIV）对200μm宽、60μm深的长直通道三维速度场进行了非接触定量可视化测量，并在此基础上计算了通道内的微流量。实验采用二维分层速度场测量方法，将通道沿物镜景深方向划分为11个流体层，通过高精度的位移平台实现流体跨层粒子图像采集。分别针对64×64像素和32×32像素2...
如何设计出交互性好、逼真、高实时性的虚拟手术仿真系统是当前虚拟手术领域研究的热点，以一种新颖的基于物理意义的层状菱形链连接模型为基础，利用SenAbleTechnologies公司生产的PHANTOMOMNI交互设备，搭建了支撑双通道力／触觉交互的虚拟肺手术仿真系统。通过虚拟双手对正常肺组织与肺硬块在多点交互下的按压、拉拽等变形仿真，分析了该系统...
Dempster组合规则的有效运用取决于相应基本概率赋值的合理建立，但是如何生成各个证据的基本概率赋值仍然是一个有待解决的问题。基于广义三角模糊数表示模型，提出了一种基本概率赋值生成方法。该方法利用样本数据的最小值、平均值和最大值构造单元素命题的三角模糊数表示模型，多子集命题的广义三角模糊数用单元素命题的三角形的交叠部分来表...
在细菌检测环境中往往存在多种活细菌、死菌以及非生物微颗粒，它们形态和大小相近且耦合寄居在一起，这使得普通的菌类检测方法在检测细菌的种类和含量时很难奏效。提出一种细菌快速解耦检测方法，该方法采用荧光微视技术与拉曼光谱分析技术相结合，利用荧光微视技术实现活菌与非生物微颗粒及死菌的解耦检测，并且实现活菌的定位；利用拉曼光谱...
针对工业CT切片。方向分辨率不足问题，研究一种Zemike矩边缘检测与多项式拟合结合、自动预测顶端的高精度三维测量算法。首先通过Zernike矩对每张切片图像提取亚像素级轮廓，并用多项式拟合该轮廓；然后对拟合曲线进行等相角间隔采样，并建立同相角的轮廓点匹配，采用层间插值算法得到中间层的轮廓点并外插预估工件顶端点；最后采用台体法计算...
针对直接使用大数据量的离散深度数据实现海底地形可视化时，基于不规则三角网的海底地形建模速度慢、稳健性低的问题，提出一种联合矢积测试的子网合并双向缝合算法，设计了一种基于二叉树的动态分块合并机制。该算法能够避免相交三角形或线形三角形的产生并使缝合后新生成的初始三角形形状趋于最优，提高了子网合并速度与整个构网程序的稳健性...
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