质心侧偏角估计是车辆稳定性控制系统中的关键技术和难点, 针对电动汽车, 本文充分利用车轮上的驱动力矩和制动力矩信息, 计算出了轮胎上的纵向力。并将轮胎侧向力用纵向力和侧偏角表示或进行局部线性化。这样可以将二自由度车辆模型简化为以侧向速度为状态的线性估计模型, 用于电动汽车质心侧偏角的估计。仿真结果表明:基于线性估计模型的质心侧偏角估计器的估计精度较高, 对路面摩擦因数的依赖程度小, 并且计算简单, 可以应用于车辆的稳定性控制系统中。

电磁阀的主要作用是在车辆防抱死系统ABS(Anti-block system)工作过程中的增压阶段控制增压速度, 但其在线性控制时精度较差, 动态响应能力低, 对此, 本文提出了基于开关控制的阶梯控制增压方式, 并指出了其应用范围。根据电磁阀开关响应特性, 确定了电磁阀阶梯控制时需要进行匹配的参数。借助实车搭建匹配试验台, 调整匹配参数使其能够满足阶梯控制的要求。将匹配的结果运用于ABS控制算法, 进行道路测试。结果表明, 该方法能够快速确定匹配参数的合理范围, 且控制精度较高。

为了获取半主动悬架控制中车辆的垂直速度, 在分析真实垂直速度信号成分的基础上, 提出一种基于垂直加速度计算速度的积分滤波电路和仿真研究方法。本文基于SimScape建立了电气仿真模型, 设计了硬件滤波电路, 通过离线仿真和硬件在环测试完成了积分滤波电路的开发, 并对真实随机路面工况加速度信号进行软硬件处理。实验结果表明, 通过软硬件积分滤波系统的信号与离线积分滤波的真实信号保持了较高的一致性, 从而验证了积分滤波系统的准确性。

针对智能汽车关键技术之一的自主行驶问题, 提出了一种分层决策框架, 并重点对框架中的下层轨迹规划问题进行了研究。本文首先提出了一种将微观轨迹规划问题抽象为不同终点约束换道行为的方法, 并提出了一种能够同时满足行驶安全和全局性能最优的动态轨迹规划方法。根据全局性能最优指标, 提出了一种以三次多项式表达的最优换道轨迹;随后, 本文在交通车轨迹预估的基础上, 以简单车辆动力学模型为轨迹发生器建立了汽车行驶的安全搜索空间;最后以最优换道轨迹为目标决策出汽车行驶的最终轨迹。在Simulink仿真平台中对本文方法进行了仿真试验并证明了其有效性。

首先利用实验和计算求得纯电动汽车动力电池的热物性参数, 然后通过ANSYS有限元仿真软件, 对电池组生热和散热温度场进行仿真分析, 完成了电池组的散热系统设计;通过对电池箱加热和保温结构进行仿真分析, 完成了加热设计和保温设计。最后, 通过实验验证了电池箱散热、加热和保温设计的有效性。

应用热弹性不稳定性(TEI)理论研究离合器接合过程中的局部高温区产生的原因与发展规律。通过有限元建模的方法建立了离合器接合过程三维有限元模型, 并求解不同频率扰动对应的增长系数。研究发现:减小离合器半径尺寸、增大摩擦片厚度可以提高系统热弹性稳定性;离合器内外径比值小于0.6时, 减小内外径比值有利于提高稳定性;离合器对偶片半厚度小于2 mm时, 减小对偶片厚度有利于提高稳定性。

提出了液电馈能式减振器(HESA)的简化模型, 从液压整流桥、液压马达以及管路的损失等方面分析了液压回路的压降, 推导了HESA的理论阻尼力;试制了HESA的样机并建立了相应的试验台架, 对HESA的样机进行了台架试验, 对比分析了试验数据以及理论数据。结果表明, 在激励频率为1.67 Hz、激励幅值为12.5 mm时, HESA的理论阻尼力与试验阻尼力吻合很好, 具有很高的准确性, 随着激励幅值的增大, 试验阻尼力与理论阻尼力的偏差增大;相比伸张行程, 压缩行程的试验阻尼力与理论阻尼力吻合得更好。

基于三维温度场有限元理论, 考虑高强度钢板实际热成形过程中板料和水冷模具的温度边界条件, 开发了用于热成形的KMAS_HF(King mesh analysis system _ Hot forming)温度场分析模块, 其中分别采用壳体单元和三维四面体单元模拟板料和模具温度场, 将板料相变潜热释放引入温度场分析过程中。以典型U型试件为例, 对其热成形过程进行数值模拟分析, 并与实际试验进行对比研究。结果表明:板料与三维实体模具温度变化的数值模拟结果与试验结果一致, 该模块对于热成形温度场分析预测具有重要指导意义。

面向四路环形交叉口, 以安全、高效地实施单进口轮流放行方式的交通信号控制为基本目的, 采用非优化建模的思想, 建立了具有4个进口道机动车相位、4个环道机动车相位和4个行人相位的相位结构设计方法, 提取了4项通行权供给的时间特性, 建立了有条件地满足所有道路使用者的通行时间资源需求的信号配时设计方法。仿真实验结果表明, 本文方法能够在机动车交通高峰时段有效遏制环形交叉口整体性能的显著恶化, 分时段实施让行规则控制和交通信号控制是十分必要的。

以简支组合梁承受均布和集中荷载为例, 考虑了界面滑移效应, 引入挠度增大系数的概念, 以ANSYS模拟得到的组合梁有限元模型产生样本数据, 将BP神经网络用于挠度增大系数的计算, 推导得出了增大系数的闭合解公式。

采用新型张拉锚固系统, 对剪跨比为2.2和1.65的预应力钢绞线U形抗剪加固梁各3根和1根未加固梁进行了对比试验, 研究预应力水平、剪跨比对加固效果的影响规律。试验结果表明:预应力抗剪加固可提高梁的承载力、截面刚度;当预应力水平小于0.3时, 承载力、截面刚度、钢绞线利用率随预应力水平的提高而提高;当预应力水平大于0.3时, 加固梁的承载力随预应力水平的提高相对降低。建立了预应力高强钢绞线U形抗剪加固梁的承载力计算式, 计算结果与试验值吻合良好。研究结果可为预应力钢绞线抗剪加固混凝土梁设计和施工提供参考。

综合考虑抗力折减和火灾荷载系数, 对受火钢柱的可靠性进行了分析。通过具体算例来确定火灾和钢柱的温度以及钢柱的承载力, 影响结构反应的大量特定参数都被视为随机变量, 包括火灾荷载、建筑面积与火灾构件总面积的比率、开放性参数、构件的热吸收率、厚度、绝缘体的热传导率、恒荷载、活荷载, 钢的力学和几何特性(屈服强度、截面面积等)也被视为随机变量。选择一榀框架进行受火钢柱的可靠性分析, 分析结果表明, 承载力折减系数和火灾荷载系数不是常量, 随建筑物中防火系统和构件尺寸的不同而变化。

基于DI-HCCI发动机试验台架, 对乙醇HCCI燃烧模式下的离子电流特性进行了试验, 并结合Chemkin-Pro软件对乙醇HCCI燃烧过程离子产物的化学反应路径进行了分析。结果表明, 发动机负荷提升, 离子电流信号会显著增强, 并且信号的起始、峰值等相位也会提前, 离子电流信号最大升高率也会增加, 即离子反应速率加快。

为提高立轴风力机的启动能力, 提出了适宜低尖速比运行的桨距角变化规律, 并设计了一种变桨执行机构以实现多组叶片的统一变桨距控制。从变桨执行机构、翼型选择、风轮结构和控制系统等方面介绍样机设计原理, 并进行了样机性能实验。结果表明:对称翼型厚度为15%时最佳, 而非对称翼型的最大厚度不超过10.4%;实验数据与理论值变化趋势一致, 理论值相比实验数据高出20%~30%;通过增加上盘面顺风区叶片迎风面积可以提高启动能力。

通过建立换热管典型平面弯曲态几何模型及本构模型分析不同温度地下换热管传热过程中管土结构热变形特征, 着重研究典型初始弯曲管体热变形对管-土间隙演变发展的影响。研究表明, 通常换热管弯曲凹侧出现较大间隙, 其间隙分布占管体周边一半左右;当换热管初始弯曲较小或基本无弯曲时, 其较大间隙出现在U形换热管的两管间对应区域, 管-土间隙量随初始弯曲程度的增加而增加。

以某5 t并联式混合动力装载机为研究对象, 通过载荷谱分析了其工况特点, 提出模糊逻辑控制策略, 通过在线估计系统需求转矩, 以需求转矩和超级电容SOC值作为输入, 得到发动机和电机输出转矩。结果表明:本文控制策略改善了发动机燃油经济性, 比传统装载机节油约7.8%, 实现了节能效果。

以两参数威布尔分布为多重威布尔混合模型的基函数, 建立了以极大似然函数为目标的参数估计优化模型, 并改进了求解优化模型的EM算法。改进EM算法中提出贝叶斯随机分类方法, 用于初始化算法中的待估计参数。采用径向基函数插值法求解EM算法极大化步中的超越方程组, 并通过实际算例对比分析了改进EM算法与传统算法的准确性。给出了用改进EM算法求解多重威布尔混合模型参数的具体算例, 分析了多重威布尔混合模型的逼近性能。针对国内同期出厂的10台某型号冲压机床, 通过现场跟踪获取其初期故障样本数据, 运用多重威布尔混合模型研究可靠性数据分布规律, 并研究了KS检验统计量D_max与威布尔混合模型重数N之间的关系。应用案例表明, 4重混合威布尔模型更能准确地反映冲压机床早期可靠性的实际分布规律。

介绍了一种采用双传感器差分算法分析人体肢段双向偏转角并进行肢段定位的新方法;基于本方法开发了一套使用三轴加速度计的可穿戴式传感系统, 用于获取和分析下肢肢段前后摆角和左右偏转角信息。为了评估本方法, 将该系统分别在二自由度机械臂和受验志愿者大腿上进行了测试。结果表明:在理想条件下, 只使用加速度计组成可穿戴式传感系统, 通过测量髋关节和大腿上的加速度, 就可以得到人体局部坐标系内下肢段定向的动态分析。

应用分离线圈技术和双向二极管技术, 使核磁共振地下水探测系统死区时间由38 ms缩短至18 ms, 并提高了采集到的信号的幅度。通过结合全波收录系统所需高精度同步、大数据量采集、快速数据回传的特点, 以状态机和多线程操作为基础, 开发了基于CompactRIO平台的全波收录系统, 为地面磁共振参考消噪等多种数据预处理方法的研究提供了强大的实践平台。实验结果表明, 该系统工作稳定可靠, 可以为核磁共振含水层精确解释提供有效的全波数据。

利用一阶偏微分方程组将属于一阶双曲型偏微分方程组的多导体传输线方程变换为一阶线性常系数方程组, 应用偏微分方程的特征线构造该方程组的一阶迎风格式, 将一阶线性方程组的系数矩阵进行通量分裂, 结合阻性负载的边界条件, 计算出传输线的瞬态响应。最后通过仿真将本文计算结果与利用具有二阶精度的传统时域有限差分(FDTD)格式和Lax-Wendroff格式计算出的结果进行比较。结果表明:本文算法克服了传统FDTD格式和Lax-Wendroff格式在间断解处的非物理振荡, 同时还具有简单稳定, 适用范围广的特点。

对铝/钢异种金属焊接接头界面进行了XRD和EDS分析, 结果表明:在Al-Fe界面上主要生成Fe₂Al₅和FeAl₃两种金属间化合物, 以热力学基本定律为基础, 建立了基于相图的Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能计算模型, 利用该模型分别计算了各Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能随温度变化的关系。结果表明, 生成Fe₂Al₅的吉布斯标准自由能比生成FeAl₃的低, 所以在铝/镀锌钢板的焊接过程中, Fe₂Al₅要比FeAl₃优先生成。

针对快速动态系统对模型预测控制(MPC)的微型化和高实时性的需求, 提出了一种MPC控制器的现场可编程门阵列(FPGA)硬件实现方法。MPC中的二次规划(QP)问题采用粒子群优化(PSO)算法进行求解。通过分析算法的特点, 对算法计算步骤进行循环展开、流水线等优化处理, 充分利用FPGA的硬件并行计算特性提高MPC的在线计算性能, 最终得到MPC控制器的最优实现方案。最后以电子节气门的跟踪控制为例, 在实验平台上进行了实时仿真实验, 验证了基于FPGA硬件实现方法设计的MPC控制器的有效性和实时性。

针对多缸锻造液压机系统, 在考虑不确定大负载和多缸耦合的情况下建立了非线性系统数学模型。采用广义逆的控制分配方法解决液压缸过驱动问题, 进而提出一种二级非线性控制器设计方案。该控制器内环级采用李雅普诺夫直接法控制4个单输入单输出的液压缸压力系统, 实现对期望压力的精确快速跟踪;外环级则针对带不确定大负载的多输入多输出系统, 采用自适应控制策略并结合控制分配理论获得各缸期望压力。仿真和实验结果表明, 该控制策略优于采用滑模变结构方法的单控制器策略, 实现了低速运行下的高精度调平和跟踪控制。

针对动态系统中存在的输入不确定性、模型参数不确定性和测量丢失, 提出了基于迭代策略的鲁棒滤波方法。用模有界的变量来描述系统输入不确定性和模型参数不确定性, 测量数据传输过程中存在的丢失现象满足一个已知概率分布的随机二进制序列。利用博弈论获得了最小二乘鲁棒滤波器, 在此基础上利用迭代策略设计了所期望的迭代鲁棒滤波器。仿真结果验证了本文方法的有效性。

针对搜索机器人路径规划问题, 提出了一种改进的蚁群算法。算法构建一个栅格环境模型, 并设置禁忌策略将部分栅格归为禁忌栅格以避免路径死锁;采用折返蚂蚁, 且正向与反向蚂蚁分别采用不同搜索策略, 来提高算法的收敛速度;构造路径综合评定目标函数, 提高搜索最优路径的能力。实验表明:即使在复杂的环境中, 本文算法也能快速地规划出最优路径。

在高速公路绿通车道检测过程中, 为了避免射线对驾驶员身体造成伤害, 需要对车辆的驾驶室进行避让。本文提出了一种基于有限状态自动机的绿通车辆驾驶室避让控制方法。首先在对车辆通过绿通车道时的状态进行分析的基础上, 建立了车辆驾驶室避让的自动状态机模型;然后根据该模型编制了相应的控制程序, 对该状态机模型进行了仿真验证和考核;最后对绿通车辆大量的实测数据进行分析。结果表明:基于有限状态自动机的驾驶室避让控制方法能够准确有效地实现驾驶室避让控制, 有效地剔除非车辆通行所导致的误动作。

针对汽车连杆裂解槽人工检测工作量大、效率低且误差大的现状, 提出一种基于机器视觉的汽车连杆裂解槽检测方法。该方法利用CCD摄像机获取检测图像, 通过同态滤波技术滤除背景噪声以提高检测图像的质量, 通过自适应阈值的Canny边缘检测方法提取有效边缘信息, 通过圆形度和扁度对目标特征进行检测和识别, 通过对汽车连杆进行实际检测来验证本文方法。实验结果表明:本文方法能够快速准确地实现汽车连杆裂解槽的自动检测识别, 具有良好的检测效果。 结果 结果

以北京奥运会纯电动公交车用90Ah锰酸锂电池为研究对象, 搭建了模拟电池工作温度和实际运行电流工况的单体寿命测试平台, 并分别选取10℃、25℃和40℃进行工况条件下的模拟寿命测试, 分析了不同温度和不同SOC使用区间对循环寿命的影响。结果表明:可以通过阿列尼乌斯方程分析不同老化状态的电池极化阻抗与温度的关系, 综合利用三阶RC等效电路模型分析电化学阻抗谱有助于得出不同SOC使用区间的极化阻抗与电池容量衰退的作用机制。对比不同加速应力的寿命测试结果, 提出了优化的电池使用及管理控制方法, 为大规模应用的电池选型以及延长电池寿命提供了依据。

提出了一种改进的遗传算法, 该算法在求解划分问题的同时也解决了多种硬件方式探索问题。算法依据硬件实现方式的硬件延时-面积矛盾的特征, 结合Q-学习算法和贪婪规则, 自适应地选择合适变异方向, 减少变异盲目性, 增强遗传算法的局部搜索能力。实验结果表明, 与BUB算法和标准遗传算法相比, 本文方法在搜索质量、收敛性方面具有更好的效果。

针对已有服务适配方法大多只考虑两个服务交互的简单场景且不支持BPEL代码的自动生成的问题, 提出了一种面向多个服务交互的适配器自动生成方法。在通过对有限自动机进行扩展以建模服务的签名和行为信息的基础上, 给出了分析多个服务之间相容性的方法。对于不相容的情况, 定义了适配器模型的语法和操作语义, 给出了适配器模型的自动生成算法, 并对得到的适配器模型进行约简以支持适配器BPEL代码的自动生成。通过一个实例分析说明本文所提方法的可行性。

提出了测试云存储文件系统聚合带宽的方法, 设计并实现了测试并行文件系统聚合带宽的测试软件FSPoly。本文对FSPoly测试结果的有效性进行了充分验证, 并通过使用FSPoly, 实现了对内存文件系统、网络文件系统及并行文件系统的聚合带宽进行了评测。

综合考虑了实时系统的容错和节能, 针对处理器提供离散的频率和电压, 提出了基于检查点机制的容错节能调度算法(CPFTES)。该算法利用动态电压缩放技术节能, 通过确定优化的检查点且使用检查点机制实现容错。当任务发生错误时, 恢复任务从已保存的检查点重新启动以最大的处理器速度运行, 确保任务不错过截止期限。提出了H_SPEED和A_SPEED两种速度选择策略。仿真实验表明:在PXA250处理器上, CPFTES_A_SPEED比CPFTES_NODVS平均节约66.18%的能耗, CPFTES_A_SPEED比 CPFTES_H_SPEED节约0~19.41%的能耗。

为了有效地延长分簇无线传感器网络的寿命, 提出了一种改进的解决不均衡能量消耗问题的新算法EESA(Energy-efficient separating algorithm)。在考虑簇间能耗平衡的基础上, 根据网络拓扑和能量消耗来计算簇半径, 对基本的簇划分方式进行了改进, 并通过将单个簇头的任务分配给两个节点完成以实现簇内的能耗平衡的方法从任务分离角度对簇头选举策略进行了改进。仿真结果表明:EESA可以有效避免能量洞问题, 并减少整个传感器网络的能量消耗, 从而延长了网络寿命。

针对图像的低级特征表示与高级概念之间的语义鸿沟, 本文利用密度聚类获得的簇分布信息和多示例学习框架在区分歧义性对象上的特点, 提出了一个基于区域特征密度聚类和多示例学习的图像分类方法(DCRF-MIL)。该方法首先将每个图像分割为多个区域, 将所有区域组成一个集合, 在这个区域集合上, 使用密度聚类算法学习到区域特征的簇分布信息;然后, 将图像看作包, 区域看作包中的示例, 基于区域特征的簇分布信息, 将包映射为簇分布空间上的一个向量作为包的特征, 使得包特征带有图像区域的语义信息;最后, 使用支持向量机算法, 在带有包特征的训练集上训练分类器, 对测试图像进行分类。在Corel图像集和MUSK分子活性预测数据集上的实验表明, DCRF-MIL算法具有分类精度高和参数易于选择等特点。

针对DBSCAN算法时间开销大的缺点, 提出了基于网格单元的DBSCAN算法, 通过对数据空间进行网格单元划分来优化DBSCAN算法中最耗时的区域查询过程, 省去了大量不必要的查询操作, 并分析了网格单元的划分方式对本文算法的影响, 通过选取最优划分方式, 提高整个算法的运行效率。通过仿真实验, 验证了基于网格单元的DBSCAN算法具有较高的准确率和较低的时间复杂度。

该方法利用视觉底层特征颜色、方向、强度和轮廓构建显著图, 通过最大熵估计方法获得显著特征分割蒙板;利用中层视觉特征对图像进行超分割, 其中在聚类时考虑特征向量的空间信息, 并依据显著性自动分配初始参数, 使分割后的超像素与目标轮廓更接近;最后将底层视觉特征和中层视觉特征融合, 通过底层特征分割蒙板判定图像的超像素归类, 将不规则目标从背景中分离。实验结果表明:本文分割方法受复杂背景和光照的影响较小, 分割目标轮廓准确, 实现了不规则显著目标与复杂背景的有效分离。

针对Internet产生的时延问题, 提出使用网络测量RTT时延来研究Internet时延对远程实时电动车驱动控制系统产生的影响, 分析了影响RTT时延的网络因素, 使用主动测量方式对RTT时延进行测量、对比和分析, 建立了简单有效的远程电动车控制模型并进行了仿真实验, 实验结果能够正确反映Internet网络时延对电动车控制系统带来的影响, 为进一步的研究工作提供了一种有效的工具。

为提升算法抵抗数字图像区域攻击能力, 提出了一种安全的强鲁棒性数字水印算法。引入随机四元组的概念, 使用宿主图像每个随机四元组中的每个8×8小块同时隐藏原始冗余水印及该块的均值信息。水印嵌入前先使用混沌序列对原始水印进行加密, 接着结合新的算法性能评价函数寻找最优水印嵌入量化步长上下限;水印嵌入过程中根据图像块内容特性自适应选取最优嵌入量化步长。对比实验表明, 随机四元组策略安全性高;算法水印透明性好, 在抵抗图像常规区域攻击及其他类型攻击方面显示了较高的鲁棒性。 方法

针对现有大流检测算法自适应能力差和难以满足工程应用需求的问题, 提出一种新的基于“最近最久未用”淘汰机制的自适应大流检测算法。该算法设置流归并和LRU两级缓存, 数据分组到达时, 首先进入流归并缓存, 按照“流关键字”通过哈希算法实现数据分组到流的匹配, 并对流大小进行估计;同时根据上一时刻被LRU淘汰流的大小实时调整LRU缓存之前的过滤门限;然后比较流估计值和门限大小, 估计值大于门限的流所含数据分组进入LRU缓存进一步筛选, 否则丢弃。为保证实时性和过滤效果, 分析并提出了门限时长的设置方法。理论推导和实验结果表明:该算法既保证了准确性又提高了自适应性, 更适合工程应用。

利用信道相关估计、压缩采样以及基追踪的信号重构理论, 并应用平均一致算法实现了多用户合作检测。在瑞利衰落信道环境中, 将本文算法与传统能量检测算法进行了仿真比较。仿真结果表明:与传统能量检测算法相比, 本文算法在较低信噪比环境中, 使用较少的采样数量即可获得较好的检测性能;同时, 当认知用户增加时, 检测性能也有所提高。

水声信道环境恶劣, 为了获得更大的分集增益, 提出级联编码的MIMO-OFDM水声通信系统, 同时提出一种改进的联合迭代接收方案。系统发射端外码和内码分别位于空时编码两侧。提出的改进接收方案在外码硬判决译码后增加反馈结构, 利用反馈信息减小MIMO检测的次数, 同时改善内码译码初始软信息。对级联编码系统在三种接收方案下的性能进行仿真, 并与独立编码系统对比。仿真结果表明, 改进方案能够获得更大的性能增益, 同时显著地减少MIMO检测的运算量。另外, 信噪比较高时, 相同系统码率的级联编码系统误码性能优于独立编码系统。

提出了一种新的量子路由方案, 即使两个移动节点不共用EPR纠缠对, 仍可实现这两个移动节点之间的量子态无线远程传输。该量子路由方案可以被用来构建量子无线通信网络, 同时提出了相应的通信协议。为了实现与现有的经典无线通信网络的融合, 方案采用了两层数据库的量子无线通信网络结构。分析表明, 在量子信息传输时间和安全性两方面, 性能优于量子中继路由方案, 具有很高的可扩展性和实用价值。

在混沌预测模型基础上, 提出了消散型同步的混沌背景下微弱信号检测算法。采用径向基函数神经网络(RBFNN)拟合混沌模型, 结合消散型同步实现混沌时间序列与混沌系统的同步, 利用同步误差实现微弱信号的检测。以Rossler混沌系统为研究对象, 验证了算法的可行性, 研究了噪声对微弱信号检测的影响。仿真研究表明, 该算法能检测各种频率的微弱信号, 在一定条件下可检测到信杂比大于-110 dB的微弱周期信号;若信噪比SNR≥0 dB, 噪声对微弱信号检测的影响很小;但若SNR<-10 dB, 将检测不出微弱信号。在理论研究基础上, 由MKS-CEC-Ⅲ新型混沌演化控制实验仪获取Coullet混沌时间序列, 添加不同频率的微弱信号, 利用该算法实现了不同频率微弱信号的检测, 说明该算法适用于其他混沌系统。

针对无线传感器网络中蒙特卡罗定位算法在节点的无线射程为非理想条件下定位精度不高、采样率低等缺点, 提出一种自适应蒙特卡罗移动节点定位算法。该算法利用不同区域的采样粒子对未知节点的定位精度影响不同, 自适应地调整不同区域的采样粒子的影响权重, 对未知节点进行定位;同时, 利用上一时刻采样粒子增加限定条件, 提高定位精度。仿真结果表明, 本算法在规则度不同的条件下节点的定位误差平均下降了约13%, 在速度不同的条件下定位误差平均下降了约10%, 网络覆盖率可达到99.19%。

在简要分析目前标识点自动提取技术难点的基础上, 提出邻域灰度重心连线交点和累积量判断的“+”交叉点快速探测与单点匹配式高精度定位算法。试验结果表明, 算法能够很好地适应噪声环境、光照变化、图像旋转、采样误差、一定程度视角变化和透视变形等影响, 达到0.01~0.05像素级的定位精度。

基于图像的不同视觉特征, 构造各源图像的视觉显著图, 提出一种基于视觉显著图的多尺度图像融合算法低频子带融合规则, 构建了一种新的多尺度图像融合方法。结合àtrous小波和非下采样轮廓波变换(Non subsampled contourlet transform, NSCT), 对多传感器图像和多聚焦图像的融合实验表明, 应用本文方法所得的融合图像, 无论是视觉效果还是客观评价得分均优于基于平均法或神经网络选择低频系数的融合方法。

为提高现有直接信息均匀压缩采样(Analog to information conversion, AIC)的观测效率和性能, 在能量准则下, 提出非均匀信息采集(Non-uniform information acquisition, NUIA), 充分利用信息的重要性先验, 即对信号随机调制后, 依据能量进行变速率的采集, 能量越大的信号段采样速率越高, 反之亦然。结合支撑域扩充、剪枝的思路提出变速匹配追踪(Variable rate matching pursuit, VRMP)算法, 通过引入非均匀观测的先验支撑集, 并在追踪过程中将其与迭代估计出的支撑集相并, 提高了重构精度。理论分析和实验结果表明了NUIA-VRMP的有效性。特别地, 相比于常规AIC的子空间追踪重构, NUIA-VRMP的组合能在低采样速率条件(如20%的Nyquist速率)下获得50 dB的重构增益。

提出一种约束均值漂移方法, 对高分辨率影像中的城区树冠进行提取。该方法首先进行小波分解, 建立小波金字塔结构, 用特定窗口, 对每一层小波的低频系数计算均值, 同时对其高频系数计算标准偏差, 在每一层, 用这些均值和标准偏差构成特征空间, 最终构成多尺度金字塔影像特征空间;然后, 从金字塔顶层开始, 逐层进行均值漂移计算, 并在层间进行尺度传递, 由于尺度传递可能造成特征空间更加不平滑, 所以本文采用约束均值漂移方法进行聚类, 实现城区树冠初步聚类分割。最后, 由于特征空间的特征可区分性很难保证在区域边缘处的聚类精确性, 所以本文进一步采用基于聚类特征的监督分割方法提取树冠。实验结果表明, 与传统的直接监督方法以及非监督方法相比, 该方法能较好地消除高分辨率导致的影像高度细节化等因素对城区树冠提取的影响, 具有很强的实用性。 方法