针对汽车经过凸块或不平路面时导致转向盘上产生过大冲击力矩给驾驶员带来不适感的问题,通过建立电动助力转向动力学模型估计折算到转向小齿轮上的路面冲击力矩,最终确定出路面冲击补偿电流,用以衰减由路面冲击而产生的转向盘冲击力矩。实车试验结果表明,本文方法能够在不增加电动助力转向系统元件的基础上,有效衰减转向盘冲击力矩,有较好的实际应用价值。

为了进一步改善悉尼自适应交通控制系统(Sydney coordinated adaptive traffic system, SCATS)线圈数据短时多步预测的效果,在对SCATS线圈数据进行预处理的基础上,设计了一种基于动态神经网络的短时多步预测双层模型,包括基于NARX(Nonlinear autoregressive model with exogenous inputs)神经网络的多步预测方法以及基于FTD(Focused time-delay)神经网络的可预测步数在线估计方法,并采用某特大城市SCATS线圈实测数据进行了验证和对比分析。结果表明:本文方法能够进一步降低SCATS线圈数据短时多步预测的误差。

在研究现有常态天气下交通状态判别的基础上,充分考虑冰雪灾害对道路通行能力的影响,提出了适用于冰雪天气条件下的路段和交叉口的交通状态判别方法。同时考虑道路的等级、路段的通行能力以及路段长度等因素,确定了路段和交叉口的交通状态权重,实现了区域交通状态实时判别。最后利用TransModeler微观仿真软件对本文方法进行了验证。结果表明:该方法判别准确度较高、判别时间较短,为冰雪条件下交通状态研究提供了新的思路。

针对目前缺乏混合交通视频智能检测设备的问题,利用CCD传感器与DSP芯片构建了智能相机框架体系和硬件原型系统,采用背景初始化、背景模型与前景获取、物体分割、特征提取、多目标识别分类、摄像机参数标定等视频图像处理技术,构建了混合交通流检测软件方法体系,开发了相应的嵌入式算法系统,实现了混合交通流参数检测。在不同交通状态下的测试结果反映了该系统具有良好的性能,可实现混合交通流参数检测。本方法可为混合交通流智能相机的研发提供借鉴和参考。

为了在保证双钢轮振动压路机压实质量的前提下合理匹配整机功率,根据压路机循环作业的负荷特性,提出了双钢轮振动压路机的并联混合动力系统方案及控制策略。以某双钢轮振动压路机混合动力行走系统为例,采用AMESim和ADAMS联合仿真方法分析了从高速起步到停车制动的一个载荷循环过程。仿真结果表明:起步和制动过程发动机转速波动范围比原系统减小一半以上;稳定压实过程行走速度稳定;发动机的输出转矩被限制在150 N·m以内,制动能量得到有效回收;循环过程实现了电池荷电的维持。与原系统相比,本文并联混合动力系统在保证压实质量的前提下,整机功率匹配更合理,功率利用率更高。

基于苏通大桥辅助航道桥运营期两年内实测的温度、气象和应变数据,对混凝土箱梁的有效温度与应变进行了分析。结果表明:箱梁的尺寸越小,有效温度变化的范围越大,设计基准期为100年的墩顶梁和跨中箱梁的有效温度范围分别为(-4.3 ℃,37.3 ℃)和(-6.1 ℃,42.2 ℃);大气前3天的最高(低)平均温度与箱梁有效温度的相关性系数高达0.97,通过回归分析得到的箱梁有效温度与大气前3天平均最高(低)温度的关系式,可用来对箱梁有效温度进行预测。最后提出了修正混凝土收缩、徐变效应的方法,并使用箱梁有效温度对主墩墩底混凝土的竖向相对应变和支座截面箱梁顶板混凝土的纵向相对应变进行了预测。

通过沥青混合料在冻融循环作用下的弯曲试验,分析了冻融循环次数、油石比、级配组成对混合料弯拉特性的影响。试验结果表明:随着冻融循环次数的增多,沥青混合料的弯拉强度、弯拉应变、劲度模量均呈减小趋势。油石比、级配组成对弯拉特性有明显影响,随着油石比的增大,冻融循环作用对沥青混合料弯拉特性的影响减小,AC-13混合料的弯拉特性优于其他两种级配。在青藏高原寒冷地区采用AC-13的沥青混合料、油石比为5.5%或适当增加油石比可以提高沥青混合料在冻融循环作用下的低温弯曲特性。

为研究集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验的影响,基于沥青混合料集料均匀性指标,通过在混合料水平截面不同方向上加载,采用有限元法数值模拟集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验中最大应力值(平面主应力和水平拉应力)的影响,并加以试验验证。研究结果表明:集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验中平均最大应力值影响不大,其间相关性不明显,但与最大应力值变异性间相关性却很显著。

针对一多孔喷油器数值模拟研究了喷嘴内针阀运动和油压波动对燃油在孔内流动过程及孔外雾化过程的影响。研究结果表明,引入油压和针阀升程的变化后,喷雾形貌及贯穿距离和锥角等喷雾特征参数均与实验结果更为吻合;而将油压和针阀升程视作恒定时其喷雾贯穿距离在喷射前期明显偏大,喷雾锥角相对较小。故在柴油机模拟计算过程中要充分考虑喷嘴内油压波动和针阀运动等因素对燃油的孔内流动、雾化、混合、燃烧及有害物生成的影响。

利用超声雾化多液滴制备系统,制成了柴油/汽油混合燃料多液滴群,其中液滴直径、液滴浓度、液滴速度等参数均可独立调节,以模拟内燃机缸内喷雾的实际流动及其与空气的混合状态。将该多液滴群引入可控活化热氛围燃烧器中,并对其稳定燃烧后的燃烧特性进行了研究。结果表明:改变混合燃料掺混比、燃料进给速度、空气流量等参数后,多液滴群自燃火焰形状随之发生显著改变,随着燃料中柴油所占比例的增大,火焰起升高度增加,火焰宽度减小;燃料进给速度和空气流量的改变,影响了混合燃料的燃空当量比及中央射流出口速度,进而影响到燃料的燃烧特性。

针对柴油机低温燃烧/压燃(LTC/CI)燃烧模式切换过程中的瞬态控制问题,提出并开发了组合燃烧模式下的燃油系统和空气系统协调控制策略。实验结果表明,采用油气协调的控制策略,燃烧模式切换快速平稳,保证了LTC的减排效果。

为提高混合动力装载机的节能效果,提出了一种针对并联式混合动力装载机动力系统参数匹配的方法。分析了混合动力装载机系统结构、工况特点及控制策略,提出了优化目标函数及约束函数。对某5 t混合动力装载机的主要元件进行了参数匹配,在此基础上利用粒子群优化算法对传动系统参数进行了优化。仿真研究结果表明:参数匹配后系统装机功率和油耗降低、效率提高。经优化后的系统油耗更低。

为延长装载机双涡轮液力变矩器超越离合器平均无故障工作时间,在分析原结构缺点的基础上,提出了一种改进的超越离合器结构。采用有限元方法对改进前、后结构的应力和应变进行了计算分析,结果表明改进后的结构由内圈滚道面磨损而引起的锁止角变化很小,且其在分离状态时,外圈滚道面不会产生磨损,从而提高了装载机的工作可靠性。

基于单向流固耦合(FSI)分析技术,对某型冲焊型液力变矩器的焊接强度进行数值计算。计算中依据冲焊型液力变矩器焊缝处的结构特点,采用接触算法,并通过CFD和FEA相结合的方法实现了对涡轮焊接强度较为精确的预测,同时得到了涡轮结构的变形和应力分布情况。结果表明在典型的制动工况下,冲焊型液力变矩器的焊接强度能够满足要求。本文工作可为冲焊型液力变矩器的结构设计及分析提供参考和指导。

针对平衡单搭胶/螺栓混合连接结构及其对应胶连接、螺栓连接结构,通过逐步构建其各自对应的精确三维有限元分析模型的方法对比分析了三种连接结构的应力分布。首先构建了胶连接分析模型,其胶层应力计算结果与采用已有文献理论分析模型计算结果比较吻合,验证了计算模型的准确性;在上述模型基础上继而构建了胶/螺栓混合连接分析模型,对比分析了采用两种胶材料的混合连接相对于对应单种胶连接层应力分布的变化,并计算了混合连接胶层与螺栓的承载比例,发现采用酚醛树脂胶的混合连接与对应胶连接胶层应力分布几近一致,螺栓分载很少,而采用丙烯酸酯胶的混合连接胶层剪切应力得到极大程度降低且螺栓得到了较大分载;最后构建了混合连接对应的螺栓连接分析模型,比较了两者应力水平和应力集中程度,发现前者明显低于后者,混合连接胶层的加入有缓解连接孔边应力集中的作用。提出混合连接可采用低模量胶材料以使胶层与螺栓共同分载,从而达到比传统连接方式更好的连接性能。

针对某型雷达装置的等高齿锥齿轮在啮合时的时变啮合刚度,提出一种多项式函数展开的时变啮合刚度新模型。通过转速、负载扭矩、阻尼因子系数分析,构建了多项式函数展开的时变啮合刚度模型,建立了等高齿锥齿轮的非线性动力学方程。将本文建立的时变啮合刚度模型与传统的多阶简谐波叠加形式的时变啮合刚度模型以及综合刚度参考数据模型进行分析对比,发现在小阻尼、重载工况下这种多项式形式的时变啮合刚度模型能更贴近于时变啮合刚度的实际特性,该模型为齿轮传动的减振、降噪、平稳传动等方面的动力学研究打下基础。

为解决大型锻件几何尺寸的在线测量这一难题,提出并开发了一种基于面阵CCD的测量系统。该系统可实现大型锻件多种几何参数的热态、远程、非接触测量。本文重点介绍台阶轴锻件同轴度的测量。测量的数学模型基于CCD成像原理建立。结果显示,用本文方法测量普通锻件(直径400~550 mm)时最大误差为1.5 mm;约为被测锻件最大直径的0.3%。与其他测量方法相比,系统具有非接触、操作简单、可靠性高等优点。可在锻件的加工中节省7%的原材料,提高后期加工效率,降低产品的运输成本。

针对我国大型风力发电机组容量已达6 MW,而现有风力发电制动器惯性试验台只能完成3 MW制动器测试的问题,作者研制了可用于6 MW大型风力发电机组主轴制动器测试的惯性试验台。介绍了该试验台的工作原理、结构及关键技术的解决措施。该试验台不仅可用于风力发电机组制动器测试,还可用于工业制动器、重型卡车制动器、船舶锚绞机制动器的测试,提高了设备的投资效益。初步实测表明,该新型试验台可以达到设计的功能要求。

以柔性铰为连接副建立了滚子链系统的SimMechanics多体动力学模型。模型考虑了完整的链轮齿廓。基于该模型,使用虚功原理及拉格朗日方法,得到了柔性铰的广义力及系统动力学方程。建立了完整的链轮齿廓下滚子与链轮的离散单元接触模型,引入接触对指示矩阵和接触局部坐标系,提出了基于齐次坐标变换的滚子与链轮接触的快速搜索策略。仿真得到了滚子与链轮的啮合过程中滚子与各段齿廓的接触碰撞力。通过与ADAMS仿真结果比较验证了该方法的正确性。

为考察辐照对纯铜材料的影响,利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对多晶纯铜进行表面辐照处理,详细考察了辐照前后材料表面的微观结构状态和腐蚀性能。海水腐蚀极化曲线及电极化阻抗谱实验结果表明:十次强流脉冲电子束辐照后,纯铜的抗腐蚀性能显著提高。透射电子显微镜观察表明,HCPEB辐照在材料表层诱发了大量的过饱和空位缺陷,空位缺陷的凝聚可形成空位型位错圈和堆垛层错四面体(SFT)等空位簇缺陷。空位簇缺陷有助于形成厚而致密的表面钝化膜,钝化膜具有阻挡腐蚀性阴离子的能力,从而提高材料的抗腐蚀性能。

通过研究水生生物在流体介质运动中,皮肤可随着流体载荷的变化而发生动态变化,并与皮下组织特有的非光滑结构形成动态耦合,形成具有特定功能的表面的现象,并依据仿生学相似原理,提出一种形态/柔性材料二元耦合功能表面设计的新思想,称之为仿生耦合功能表面(BCFS),该功能表面由不同属性的双层材料构成,利用面层材料的弹性变形以及面层材料与基底材料表面上仿生非光滑结构的耦合,对流体进行主动控制,实现增效减阻功能。探索了将这种仿生耦合功能表面(BCFS)在典型流体机械-泵上面的实现方法,并以效率为目标,进行了仿生耦合功能表面增效减阻功能的试验,试验结果表明,采用这种耦合功能表面的仿生耦合水泵,效率提高了5%以上。

基于鸵鸟足结构形貌及越沙机制,以鸵鸟足为生物原型,通过对杖托进行仿生设计,研制了一种仿生越沙杖。该仿生杖托能够根据仿生杖的垂直荷载和沙土的软硬程度自动改变结构以及杖托/沙土接触面积。采用离散元软件PFC2D^®,对仿生越沙杖入沙过程中触沙初始状态、承载中间状态和极限承载状态进行了数值模拟,并与普通越沙杖杖托下接触力场、速度场、沉陷量和承载力的模拟结果进行了对比,结果表明仿生越沙杖具有优越的固沙限流、抗沉陷和高承载性能。

针对气动灭火炮炮弹发射过程中弹体橡胶密封圈与炮管之间摩擦阻力大的问题,将仿生凹坑表面减阻技术应用于弹体橡胶密封圈上。建立气动灭火炮橡胶密封圈仿生凹坑减阻运动模型,采用数值模拟方法,研究弹体橡胶密封圈仿生凹坑特征直径及弹体速度对橡胶密封圈与炮管之间摩擦阻力的影响。结果表明:在相同的弹体速度下,当灭火炮弹体橡胶密封圈仿生凹坑特征直径为2 mm时,减阻效果最佳,凹坑特征直径为4 mm时,减阻效果最差;最大减阻率为17.191%,最小减阻率为3.158%。仿生凹坑中存储的润滑油在弹体运动时,润滑油产生拖拽泼洒而溢流到炮管内壁,对炮管内壁和橡胶密封圈起到润滑作用,达到减小摩擦阻力以及提高炮弹发射速度的目的。

基于C8051F340单片机设计了一种适用于水田作业环境下的除草机器人平台控制系统,简述了控制系统的硬件组成、设计原理和软件设计的思想与结构。系统主要由车载控制模块、PC端转译发射模块、遥控端控制模块三部分组成,可实现自动导航控制及手动遥控两种功能。田间测试结果表明:系统可实现水田环境下机器人平台的平稳行走控制,可进行8个自由度的运动,平台行走速度为0.2 m/s,具有30 ms的快速反应速度;配置机械弹性触觉除草器进行试验,除草率和伤苗率分别为81.3%和3.6%。

综合考虑了生产、生态、经济、气象、社会和土壤等因素,建立了节水灌溉技术优选指标体系,利用蚁群算法实现指标的筛选,并以支持向量机为分类器,建立了节水灌溉技术优选模型。以山西省的43个县为案例对该模型进行了试验,试验结果表明,在指标筛选方面,蚁群算法的应用有效减少了指标数量,从初始节水灌溉技术优选指标体系30个指标中,小麦优选出12个指标,玉米优选出16个指标,大豆和棉花优选出17个指标;在节水灌溉技术优选方面,本文模型针对小麦、玉米、大豆和棉花4种作物分别优选出了相应的节水灌溉技术,与当地的实际情况基本吻合。该模型可为决策人提供科学依据,对节水灌溉项目规划设计中选择适宜的节水灌溉技术有较大的现实意义。

为减少分布式反馈(DFB)激光器输出波长和光功率受其工作温度波动的影响,采用Ziegler-Nichols 比例-积分-微分(PID)控制算法,设计并研制了一种具有强鲁棒性的DFB激光器温度控制系统。利用该温度控制系统,对中国科学院半导体研究所研制的中心波长为1.742 μm的DFB激光器进行了温度控制测试。实验证明,该系统的控制精度为±0.05 ℃,温度控制范围为5~60 ℃,并在长时间 (220 min)运行中,DFB激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,为DFB激光器在红外气体检测领域的实用化提供了性能保障。

为获得透射光栅在软X射线波段的各级衍射效率,利用凹面反射光栅单色仪加激光等离子体光源组成一套软X射线波段单色系统,并以He空心阴极光源所发射的30.38、53.70、58.43 nm三条谱线做为标准点,通过建立拟合曲线方程的方法对该单色系统进行波长标定。然后以背照射CCD(charge-coupled device)做为接收元件,对金自支撑式透射光栅在85~900 eV能区范围内的多个能量点进行了衍射效率的实验标定,获得了该透射光栅一级相对衍射效率和零级绝对衍射效率的标定结果。同时利用准梯形栅线模型对该透射光栅在软X射线波段范围内的衍射效率进行理论计算,得到了该透射光栅一级相对衍射效率的理论曲线,模型计算结果与实验标定结果基本符合。最后,利用实验中得到的零级绝对衍射效率和模型计算的一级相对衍射效率结果拟合出了该透射光栅一级绝对衍射效率曲线。

为提高利用近红外光谱(NIRS)分析技术进行油页岩含油率的原位检测时的建模精度,需要采用适当的方法进行数据预处理。本研究利用实际和合成油页岩样品,结合光谱和矩阵2类数据预处理方法,研究不同方法及其组合对油页岩光谱数据一致性、样品含油率偏最小二乘法(PLS)的模型精度的影响。结果表明:在11种光谱数据预处理方法中,一阶导数、正则化、中心化以及适当的组合(如平滑、消噪和消基线后分别加中心化)等光谱预处理方法,可提高相同样品光谱数据间的一致性;在11种光谱预处理和3种矩阵处理的组合方法中,3种数据预处理组合方法(中心化、一阶导数2种光谱预处理+中心化矩阵预处理、一阶导数光谱预处理+正则化矩阵预处理)可提高合成样品含油率PLS模型的精度。

针对时间域电磁探测系统中发射电流过冲造成接收盲区的问题,建立了电流过冲产生和抑制的交流等效模型,运用电路理论对模型进行了分析,提出加速电阻增大过冲电流振荡阻尼的方法,对时间域电磁探测发射机进行了改进。实验表明改进后系统稳定可靠,并使波形早期道信号前移110 μs,达到缩小近地探测盲区的目的, 为时间域电磁探测全电流波形收录提供了硬件前提,也可为基于无人机的电磁法探测装备的研发提供参考。

为减小ICPT变换器开关损耗以及简化软开关控制电路,引入推挽变压器,通过在变压器输出接发射线圈和补偿电容,使发射线圈与补偿电容构成的谐振网络呈感性来实现零电压开通,开关管漏源极两端并联电容实现零电压关断,从而不需要增加电压过零检测电路和相应的控制电路即可实现软开关。对软开关的工作原理进行了分析,给出了零电压的工作条件以及推挽变压器匝数的边界条件,仿真及实验结果表明该变换器可工作在软开关条件下,具有驱动简单、传输效率高的特点。

针对搜救机器人在灾后特征环境下同步定位与地图构建问题,提出了改进动态阈值分裂合并算法,与固定阈值算法相比提高了直线拟合的准确性。推导出匹配条件参数,通过比较始末点距离解决了误匹配,提高了匹配精度。在此基础上,进行全局定位计算。利用最小二乘法进行滤波处理,提高了定位精度。通过仿真与模拟现场实验表明,本文方法能使提取的直线更准确地反映实际地形环境,完成二维栅格地图的实时创建任务。

现有启发式方法在处理Composed问题时会生成过多节点,造成求解效率下降。基于此类问题结构特性,设计并实现了一种新的变量排序启发式方法——边界启发式。针对问题结构,提出了边界变量的概念,在Composed问题上实现了对边界变量的筛选,检索过程中,同普通变量相比边界变量被赋予更高的实例化优先级,文中给出了新启发式方法的两种实现策略。实验结果表明,新启发式方法在求解效率上明显优于原有启发式方法。

针对软件程序状态间转移关系存在不等式约束的问题,给出一种形式化的程序描述系统,即线性半代数变迁系统。在该系统的基础上,为简化软件程序结构,采用特征列的方法,提出了基于线性半代数系统共同零点的互模拟等价概念及计算方法。但在工程应用中大多数实验所得数据仅为给定误差范围内的近似值,精确的系统等价关系缺乏容错性及灵活性。为获得更恰当的系统关系,利用奇异值分解对系统进行近似处理,建立了系统的近似互模拟等价概念及计算方法。通过符号与数值混合计算,实现误差可计算及可控制。最终选取近似等价系统代替原复杂系统。并发通信程序中的实例分析表明,该方法在简化软件程序设计中具有合理性及有效性。

不同实验条件下差异表达基因(DEGs)的识别是微阵列数据分析的主要目标之一,针对分析结果中具有高排名的基因往往表现出较低差异表达水平的缺点,提出了一种基于简单统计排名模型的差异表达基因识别算法MRP(Matrix rank product)。算法可直接处理基因芯片原始数据,排除了数据预处理方法对算法的干扰;另外,通过对基因芯片数据形成的矩阵进行整体排序计算,得到具有高准确度的差异表达性排名结果。

在萤火虫优化算法和BP神经网络的基础上,建立了萤火虫算法优化BP神经网络的目标威胁估计模型,并提出了基于该模型的算法。该模型和算法采用萤火虫算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,优化后的BP神经网络能对测试集进行更好的预测。实验结果表明,萤火虫算法优化BP神经网络的预测误差明显小于BP和PSO_SVM。该模型和算法具有很好的预测能力,可以快速、准确地完成目标威胁估计。

针对粒子滤波存在的样本集贫化现象,将入侵式野草优化思想融入粒子滤波的采样阶段,提出了一种入侵式野草优化粒子滤波方法。该方法通过优化采样过程并融合最新观测值,使粒子以自身权值在附近搜索空间动态繁衍,优胜劣汰出具有最优权值的粒子集,以指导粒子向后验概率的局部高似然域运动,增加了样本多样性而缓解样本集贫化现象。试验结果表明,该方法具有较高估计精度与运行效率。

从校验矩阵的角度对网络编码进行分析,给出其编译码的序列矩阵描述。这一方法可将确定型线性网络编码、随机线性网络编码以及卷积网络编码统一到同一矩阵序列结构中,为深刻理解网络编码提供一个新的视角。在此基础上,首次提出一种译码矩阵的求解方案,其复杂度为多项式时间,并给出可行性分析。还讨论了卷积网络编码的译码原理,并给出一些译码性质。最后,用例子简单说明序列矩阵描述的卷积网络编译码方法。

针对延迟容忍社会性网络存在多个社会子区域的情况,提出了一种基于链路代价综合评估和转发限制的路由算法SECMR。算法定义了节点社会性状态参数,使用IPMM与RWP相结合的移动模型来模拟延迟容忍社会性网络中节点的运动规律,并设置域内转发限制参数SOC_CST,避免大量域间数据在活跃节点处的拥塞。仿真结果表明,SECMR对延迟容忍社会性网络具有较强的适应性;与Prophet及MEED路由协议相比,在增加少量资源开销的前提下,数据分组投递率分别提升了15%与20%,平均传输时延分别降低了9%与12%。

以提高带通椭圆球面波函数(BPSWF)重构求解精度为出发点,提出一种快速收敛的BPSWF函数重构求解算法。根据采样定理,由采样信号重构恢复带通信号的带通滤波选择本质,给出基于采样定理的带通椭圆球面波函数重构求解通式;分析了重构求解算法的主要误差因素,提出通过改善重构基函数收敛性,提高BPSWF函数重构求解精度的基本思想;通过频域设计构造了一种时域快速收敛的带通PSWF重构基函数,进而提出一种快速收敛的BPSWF函数重构求解算法。理论和仿真分析结果表明:新重构的求解方法更适合于低频段BPSWF求解,与sinc基函数重构求解方法相比,求解精度高,求得的PSWF函数正交性好,能量聚集性佳。

提出了一种基于目标对象的最佳中继协作频谱感知方案(P_e-BRCS),通过最小化报告信道上的错误传输概率为目标选择最佳中继,以提高感知性能;为了降低计算复杂度,进一步提出了简化的最佳中继,协作频谱感知方案(simplified_BRCS)。仿真结果表明:相比传统SINR-BRCS方案,P_e_BRCS方案有效降低了报告信道上的错误传输概率,可以在增加较少计算复杂度的条件下提高感知性能;simplified_BRCS方案可以在不增加复杂度的情况下很好地近似P_e_BRCS方案。

将人工蜂群算法应用于似然函数的优化,实现了阵列信号波达方向(DOA)和多普勒频率的联合估计。利用状态空间模型构造包含DOA和多普勒频率信息的广义可观测矩阵,并构造包含该广义可观测矩阵的似然函数,将参数估计问题转化为多维非线性函数优化问题。进而利用人工蜂群算法对似然函数的求解过程进行优化,得到DOA和多普勒频率的估计值。算法保留了最大似然估计的渐近无偏估计性能,降低了似然函数求解的计算量,且参数能够自动配对。

针对现行视频压缩编码标准对多视角视频编码(MVC)的支持与扩展存在一定的局限性这一问题,结合多维矢量矩阵理论,对先前研究中提出的针对单一视角彩色视频流的一整套压缩编码方案加以扩展,将其应用于八个视角的视频编码中,包括多维分块、多维重组、多维矢量DCT正交变换、多维量化、差分编码、多维扫描及行程编码。通过对实验数据的分析,验证了这一整套方案在多视角视频编码中的可行性,为多维矢量矩阵以及多视角视频编码的进一步研究奠定了基础。

针对交通场景中对视频拼接速度要求较高的特点,提出了利用视频帧最优单应性矩阵进行实时拼接的双线程快速算法。首先,利用SURF(Speeded up robust features)算法提取图像特征点;其次,通过NN(Nearest neighbor)算法以及优化的RANSAC(Random sample consensus)算法进行特征点的匹配,并去除误匹配点对;再次,利用重叠区域的归一化协方差相关函数最大化得到视频前k帧配准效果最佳的单应性矩阵,作为后继视频帧场景拼接的映射矩阵;同时,采用KLT算法对k+1的后继视频帧特征点进行动态跟踪,若匹配点对的数量变化超过了给定的阈值,则认为当前的最优单应性矩阵需要进行优化和变换,重新计算k幅视频帧中新的特征点对,经匹配后求取新的最优单应性矩阵。在交通场景中的拼接实验证明,该快速算法平均视频帧的拼接处理速度小于100 ms,对存在旋转、尺度缩放、视角以及光照变化的图像都具有良好的拼接效果,具有参数估算准确,计算量小、速度快的优点,能够满足系统对视频拼接的实时性和精确性要求。

提出一种采用相关向量机的人脸识别方法,利用机器学习对小波分解和PCA变换后的人脸数据库样本进行训练,得到的相关向量构成"超平面"作为差异样本的分类面,并利用"一对一"方法实现多类别模式识别。对加噪声的识别对象进行了大量的仿真实验,结果表明:与传统方法相比,本文方法对图像噪声不敏感,具有更高的识别率和很强的鲁棒性。

为了凸显区域的细节特征,改善图像的视觉效果,本文通过对Directionlet变换进行插值处理,并结合压缩感知理论提出一种新的图像融合方法。在进行插值Directionlet变换分解以后,对低频分量通过其区域特征及其接近度进行系数融合;对于高频分量,使用改进稀疏化的哈达玛矩阵进行观测,并对观测值进行加权融合,然后对融合后的高频方向子带进行重构;最后通过插值Directionlet逆变换重构图像。数值试验显示,本文提出的融合算法计算复杂度低,融合效果好,能同时得到目标和场景均清晰的融合图像。

针对不同的图像退化模型,分析了图像模糊的不同类型以及通过解卷积复原图像的各类方法,讨论了对应于不同模糊类型所适用的解卷积方法。在对水下图像复原前先采取去噪预处理较好地抑制了复原过程的病态问题,再利用拉东变换和傅里叶变换估计点扩展函数中模糊角度和模糊距离,实现了在缺少先验信息前提下的水下图像的复原,且相比于其他估计方法更加简便准确。实验结果表明:该方法能较为有效地复原水下模糊图像。

为了有效地解决系统噪声未知情况下的目标跟踪问题,提出了一种自适应无迹粒子滤波算法。该算法采用改进的Sage-Husa估计器对系统未知噪声的统计特性进行实时估计和修正,并与无迹卡尔曼滤波器相结合产生优选的建议分布函数, 降低系统估计误差的同时有效提升了系统的抗噪声能力。实验结果表明:本文方法明显地改善了系统噪声未知情况下目标的跟踪精度和稳定性。

在北斗卫星载波相位定位确定模糊度之前,载波相位数据首先需要进行周跳的探测与修复。由于误差的影响,载波观测方程具有非线性、非高斯的特性,使用一般的线性滤波法探测周跳有其局限性。本文提出利用非线性、非高斯的自适应粒子滤波探测周跳的方法。在对周跳探测原理和计算过程分析的基础上,结合北斗卫星观测方程,建立了北斗卫星相位周跳探测模型。本文方法经实测数据计算,能够满足北斗卫星周跳探测及高精度定位的需求。通过与卡尔曼滤波方法进行比较,进一步验证了自适应粒子滤波周跳探测模型具有初始化简单、精度高、收敛速度快等特点。