利用低成本的Kinect相机可以实现人体姿态捕捉，代替价格昂贵的光学动作捕捉系统进行异常步态分析。本文从病理性异常步态特征、步态数据集、Kinect相机可靠性和异常步态识别方法4个方面分别对异常步态分析的发展现状展开综述。首先，总结了常见的异常步态的病理性特点，介绍了步态分析中常用的步态特征和步态事件；然后，介绍了基于Kinect相机采集的异常步态骨架数据集和可穿戴设备、压力传感器采集的异常步态数据集；广泛调查了验证Kinect用于步态分析可靠性的相关实验研究，讨论了Kinect相机及骨架数据用于步态分析的可行性；最后，分别从异常步态特征提取和异常步态分类器两个方面介绍了这一领域的发展现状，结合实际应用指出当前研究存在的不足和发展方向。

总结和分析了平稳随机振动时间域虚拟激励法，建立了非平稳随机振动空间域虚拟激励法。借助于变量及其导数的时间域和空间域转换关系，由时间域汽车振动模型推导得到空间域汽车振动模型，建立了汽车振动和时间域加速度的空间频率响应特性。采用汽车振动两自由度单轮模型，建立了虚拟路面不平度、虚拟振动响应量和振动响应量统计特性的表示。选取某汽车参数和一种典型行驶工况，分析了振动响应量统计特性的变化规律。结果表明，本文方法适于求解汽车非平稳随机振动响应量的统计特性。

以长头重型卡车作为研究对象，进行空气动力学性能的减阻优化。优化分为造型初期的外形优化和后期整车阶段的气动优化，优化过程基于Hyperstudy软件实现形状参数化，通过CFD软件仿真进行气动性能评价，并用两种软件构建出了一个自动化流程，实现长头重型卡车气动外形优化。研究确定了8个需要考虑的设计变量（即遮阳板旋转、发舱盖变形、货箱变形、车头顶部导流罩优化、前轮阻风板优化、侧面导流板优化、货箱处添加侧裙、添加货箱尾部导流装置）进行气动优化设计，最终将该车的气动阻力系数从0.432降低至0.387，相比于Base模型降低了45 counts，降幅达10.4%。

以某款纯电动共享汽车日常运行数据为研究对象，确定了5大类共25个驾驶行为特征参数。将车辆运行数据分为起步、停车和运行3个阶段，通过适用于高维大数据相关性分析的最大信息系数（MIC）算法计算了25个特征参数间的相关关系，研究了驾驶行为对能耗的影响规律，明确了不同车辆使用阶段下对总能耗和百公里能耗有显著影响的特征参数。结果表明：不同阶段对能耗产生显著影响的驾驶行为特征参数存在差异，通过对不同驾驶行为特征参数的影响规律分析，提出了不同阶段下节能降耗驾驶行为的优化建议。

提出了一种磁流变减振器Bouc-Wen滞回模型参数的识别方法。基于新型元启发优化算法（海鸥算法），对描述磁流变减振器非线性力学特性的模型参数进行拟合识别，通过引入基于透镜折射成像的反向学习模型，改善了海鸥算法陷入局部最优的问题。该参数辨识方法计算结果准确，计算过程简单，计算结果鲁棒性强。通过对多工况下磁流变减振器力学特性试验数据进行拟合计算，建立了模型参数与控制电流之间的关系，进而建立了包含控制电流的磁流变减振器多工况通用模型，为磁流变半主动座椅悬架控制系统搭建提供了准确的力学模型。

针对液压可变气门机构实际运行中系统会产生压力波动，影响可变气门机构的工作性能这一问题，分析了压力波动产生的原因，并采取了有效措施减小压力波动。通过试验及AMESim仿真探究了气门弹簧刚度、气门活塞质量、节流孔径大小等关键参数对系统压力波动的影响。研究表明：当气门落座速度小于0.5 m/s时，增大薄壁孔径可以有效减小压力波动；增加气门弹簧刚度可以减小压力波动幅值；减小气门活塞质量有利于减小压力波动；增大气门活塞直径，压力波动幅值明显减小，最大可减小2.719 MPa；减小系统液压油总容积，可减少压力波动次数。

为了减小汽车发动机正时链传动系统的传动误差，提高发动机的传动负载，提出了一种新型双相正时套筒链传动系统。这种新型双相链传动系统通过改变每相链轮的位置，有效地减少了套筒与链轮接触所产生的振动，在一定程度上抑制了传动噪声。通过对所设计的双相正时套筒链传动系统进行动力学仿真分析，选取部分动态特性参数与单相系统进行对比，结果表明该双相正时套筒链传动系统的传动性能优于单相正时系统。磨损失效研究为进一步分析正时套筒链传动系统的使用寿命提供了一定的科学依据。

根据圆渐开线的性质，提出一种由不同圆渐开线组合的新型变截面涡旋齿的建立方法。详细论述了型线的生成方法，阐述了建立基线的基本条件，推导出型线的一般方程，给出2种计算容积的方法，讨论正确生成内、外壁型线的控制变量取值范围。根据不同要求可快速建立一系列圆渐开线变截面涡旋齿的几何模型，为变截面涡旋齿型线的研究拓宽了思路。研究结果表明：相比传统的变截面涡旋齿几何模型的建立方法，提出的新型变截面涡旋齿的建立方法不但具有传统变截面涡旋齿的优点，而且减少了建立变截面涡旋齿的计算量，在一定程度上降低了变截面涡旋齿的加工难度，扩大了变截面涡旋压缩机或膨胀机的实际应用。

基于围道积分的方法提出了一种考虑润滑接触对的齿轮齿面微点蚀模拟方法，通过建立其二维有限元数值模型，研究微点蚀裂纹扩展过程中的损伤特征，即应力强度因子变化规律及最终齿面点蚀形貌。润滑接触对模型考虑了齿轮相互接触载荷、接触关系以及弹流润滑条件。在ABAQUS中计算得到裂纹尖端处的应力强度因子K_I、K_II以及扩展角θ_C，然后根据最大切向应力（MTS）准则计算等效应力强度因子K_σ 并作为裂纹扩展的判别条件，进一步地探讨不同润滑状态对微点蚀的形成影响。结果表明：齿轮间充分润滑时，K_I和K_σ 随着裂纹长度的增加而快速增大，形成的点蚀坑更小；润滑不足时，K_I和K_σ 随着裂纹长度变化缓慢，形成的点蚀区域更大。研究结果可为后续微点蚀齿轮的接触疲劳寿命分析、在线磨损监测以及啮合刚度计算提供理论支持。

为了在挖掘机实机定型投产之前更准确地验证各构件的设计参数，提出了一种利用离散元-多体动力学（DEM-MBD）联合仿真预测挖掘作业性能的分析方法。对某国产型号液压挖掘机进行了平地、斜坡工况下的多组实验测试，得到了对应工况的载荷谱数据。根据实验过程中挖掘机的挖掘过程以及料堆形状，利用动力学软件RECURDYN与离散元软件EDEM进行了联合仿真，还原了挖掘过程中挖掘机的作业状态。对比实验采集的载荷谱推导所得的数据和联合仿真数据，结果表明：联合仿真得到的各组油缸推力以及挖掘阻力数据与实验数据的相关系数均大于0.9，证实离散元-多体动力学联合仿真分析方法适用于挖掘机的挖掘作业性能分析。

针对碳纤维增强复合材料（CFRP）非全包裹可以在提高钢管性能的前提下实现进一步的轻量化，对CFRP强化钢管进行了横向冲击仿真研究，获得了CFRP包裹钢管的强化形式和尺寸对钢管横向冲击性能的影响规律。基于Hashin复合材料失效准则和Ductile金属失效准则，建立了CFRP全包裹钢管的落锤横向冲击仿真模型并验证模型的有效性。研究CFRP在钢管表面轴向粘贴、冲击侧环向粘贴和冲击侧背面环向粘贴时，CFRP粘贴尺寸与CFRP强化钢管抗冲击性能的关系。进行落锤横向冲击仿真，研究冲击作用下钢管损伤的分布规律，对比不同粘贴长度下强化钢管的最大位移和CFRP的吸能量。结果表明，增大CFRP轴向粘贴尺寸对钢管的强化作用更为明显；当环向全部粘贴、轴向粘贴长度为50%钢管跨距和轴向全部粘贴、环向粘贴长度为87.5%圆管外部周长时，CFRP强化钢管抗冲击性能与CFRP全包裹钢管基本一致。

针对复合材料板簧的迟滞特性参数辨识工作，在梯度下降法的基础上提出了一种线性辨识方法，并推导得到递推公式，与已有工作中的改进萤火虫算法进行对比验证，从辨识精度和计算时间两个维度进行了讨论。在此基础上引入了动量项对线性辨识方法进行改进，相较改进前，算法在加速收敛时间的同时，降低了收敛误差。最后，将其用于某款复合材料板簧的迟滞特性辨识。结果表明：相对于智能启发式的非线性算法，线性辨识方法更适合进行复合材料板簧迟滞特性的辨识，其辨识精度与非线性算法相仿，且能将辨识计算时间控制在2.5 ms以内，使得在线参数辨识或数字孪生仿真等对实时性要求较高的工作成为可能。

分析了机动车驾驶员与过街行人在人行横道交通冲突区域的交通特性，将参与博弈的驾驶员分为礼让与不礼让两种类型，还引入了机动车礼让比例。同时，在原元胞自动机NCA（Non-game theory cellular automata model）模型的基础上，引入动态博弈更新规则，建立GCA（Game theory cellular automata model）模型，克服NCA模型必须通过空间位置关系来描述双方冲突关系，无法深入分析两者间复杂冲突-博弈过程的问题。综合分析表明，GCA模型比NCA模型更符合实际，能更好地模拟驾驶员与过街行人在无信号灯控制的人行横道处的交通冲突。

采用水?土动力耦合四节点等参单元，结合可准确描述砂土液化特性和累积剪切变形特性的多屈服面弹塑性本构模型，建立了液化微倾场地群桩?土动力相互作用有限元模型。随后，利用此模型计算获得正弦荷载作用下桩?土动力p?y曲线，以场地倾斜角度和埋深作为主控因素，对API规范计算公式中极限土阻力参数进行修正，提出修正系数。最后，基于非线性文克尔地基梁模型，提出液化微倾场地群桩?土相互作用拟静力方法，并通过有限元分析结果验证，拟静力方法的正确性和可靠性，据此研究桩模量、桩底连接刚度和桩径对桩基地震响应的影响规律。研究表明：随着桩基模量和桩底连接刚度的增加，桩侧向位移减小；保持桩基抗弯刚度不变，桩的弯矩和位移随着桩径增大而显著增加。

针对建设在沿海软土场地上的大型液化天然气（LNG）储罐面临隔震困难的问题，本文提出了一种可复位、耗能、抵抗大变形的新型隔震方案，并研发了相应的带有阻尼器反力墙的组合隔震层。为了验证新型组合滑移隔震方案的控制效果，以外罐壁剪力、脉冲剪力、单桩剪力、晃动波高和隔震层水平变位为主要性能指标，分别对铅芯橡胶支座隔震储罐、复摩擦摆支座隔震储罐和组合隔震储罐在地震作用下的动力响应进行了对比分析。结果表明：在操作基准地震（OBE）作用下，上述3种隔震方案均有明显的隔震效果（晃动波高除外），但在安全停运地震（SSE）作用下，只有组合滑移隔震方案能够承受大震下隔震层产生的较大水平变位，而且组合滑移隔震对LNG储罐晃动波高在OBE及SSE地震作用下均有较好的控制效果。

为了更好地提高悬浇施工法挂篮系统的安全等级、明确蕴含在挂篮施工过程中的风险因素并合理规避风险，提出了基于Bayesian网络的悬浇多塔斜拉桥挂篮系统动态风险分析的新方法。以孟加拉国PAIRA桥主为例，探讨了挂篮系统的风险概率与风险强度矩阵关系、明确了风险等级判别标准。基于本文方法的预测结果可为悬浇施工桥梁挂篮风险决策及应对措施的选取提供新的思路与参考。

记录数据出现的次数（频数估计）是流数据管理的一类重要任务。在该类任务的解决方案中，sketch是内存使用效率较高的数据结构之一。目前的多层sketch方案，通常使用相同长度的计数器记录数据能够到达的最高层级。然而，数据频数的高度偏斜会导致部分计数器的高位内存被浪费。另一方面，由于数据分布是不断变化的，静态的sketch数据结构会造成内存分配不合理的问题。为了解决上述问题，本文提出一种弹性层级结构Rhombus sketch，能够按需将计数器分配给数据，并通过估计数据的分布动态调整内存分配。实验结果表明，相比于其他典型sketch方法，特别是在内存紧张的情况下，Rhombus sketch的准确性有明显的提高。

为解决集成学习算法处理多来源数据集时运算难度大、分类准确率低等问题，提出基于频繁模式树的多来源数据选择性集成算法。比较数据源数据和真值间差异，利用拉依达准则判断多来源数据误差，同时提取多来源数据全部频繁模式，将其转换为压缩形式，创建频繁模式树架构，融合动态选择理念，运用目前数据测试实例从属某个被错误分类数据子集程度，凭借程度多少给予基分类器恰当权重；通过加权调和平均度量调整基分类器间的差异性与准确性，归一化处理频繁项集，最终采用精度高且和其他基分类器差异性大的基分类器组合完成多来源数据选择性集成。仿真结果表明，本文集成学习算法拥有更优的泛化性能和运行效率，分类正确率高。

随着图书的借阅量逐渐增加，国内图书馆基本都应用了自助借还系统，但在借还书过程中仍存在着许多异常的现象，如多书识别准确率不高、图书数目识别不准确等。针对上述问题，本文提出了一种基于增强边缘检测图像的多书识别算法。该算法使用2×2的卷积核与边缘检测图像做卷积，增强图像内的直线信息，通过检测图像内书籍边缘数量，并辅助检测书脊边缘来进行多书识别。其中，单书识别准确率达94.0%，多书识别准确率达92.9%，综合识别准确率为93.8%。该方法具有较高的实用性，可以用于完成多书识别任务。

针对目前多数人心理状态处于亚健康的问题，设计了一种基于时空注意力的双向长短时记忆（LSTM）网络，以实现微表情图像特征提取及识别，从而了解人们试图掩饰的情绪。该网络由双向LSTM模块、空间注意力模块及时间注意力模块三大部分组成。将微表情视频图像作为输入，所学习的网络能够有选择性地聚焦于每帧有显著区别的动作单元，并对不同帧给予不同程度的关注度。同时，考虑到模块之间的相关性，还设计一个新的正则化的交叉熵损失函数，进一步优化网络。最后，在CASME、CASMEⅡ、CAS（ME）²、SAMM四个数据集上进行了对比实验。实验结果表明，本文方法能够提高微表情识别的精度，优于其他方法。

由于当前已有方法未能考虑文本信息特征提取问题，导致平均相关性、平均优异率和新词搜索准确率下降。为了有效解决上述问题，提出一种基于分段估计和PageRank的文本信息相似性搜索算法。采用分段估计法对文本特征进行提取；将PageRank取值大小作为文本信息初步分类的准则，计算文本信息不同特征的相似度，将文本信息相似度进行排序，根据文本信息间的相关性搜索相似性文本信息，有效实现了文本信息相似性搜索。仿真实验结果表明，本文算法能够全面提升平均相关性、平均优异率和新词搜索准确率，其新词搜索准确率最高值达到了98.98%。

采用全景拼接技术将基于超声探测装置获得的局部图像通过拼接融合获得观察视野更大的医学影像，为临床诊断和医患交流提供更直观、全面的信息，但受成像条件影响，获得的局部超声医学图像精度不高、噪声多，传统全景拼接方法处理效果不理想。针对上述问题，本文提出基于改进的k-MEANS聚类算法的模板融合拼接方法进行超声医学影像拼接。与传统的模板拼接类算法相比，该方法将特征点密集区域自组织成尺寸灵活可变的模板，能够利用启发式窗口算法提高相邻图片匹配的速度。对比实验结果表明，该方法的模板探测速率、平均模板密度得到了提高，图像配准精度提高，具有较高的鲁棒性和实时性。

目前的语义分割方法可以得到行人的轮廓，但在行人相互遮挡时，无法直接得到图中行人的数量、身高和中心位置等信息。针对这一缺陷，提出了G-UNet模型算法：在语义分割主干之外，增加一个行人区域的高斯椭圆密度核检测分支，通过核的极大值点、垂直和水平轴尺度，分别检测行人的中心位置、高度和宽度，并由密度核极大值点的唯一性，解决了行人遮挡的检测难题。另外，UNet以空间对称的方式将底层和高层特征进行硬性的拼接，使得50%的固定误差直接传播到底层。本文提出可训练的柔性系数拼接方式，可以得到最优的误差分配传播方式。最后，传统的损失函数的误差值与行人标定面积成正比，导致小尺度行人容易漏检，本文提出目标增强损失函数提高网络检测小尺度行人的能力。在自建行人分割数据库中，实验结果证明了本文方法的有效性且优于其他方法。

为了解决传统功率转换系统中存在的转换误差大的问题，提出基于智能控制算法的高速电机功率转换系统设计。在传统硬件系统的基础上，结合智能控制算法中模糊神经网络的运行原理设计控制器设备，实现对双向Buck转换器、移相电抗器、整流器和逆变器等设备的改装，并调整系统的硬件连接电路。以高速电机为研究对象，分析其基本工作特性。搭建模糊神经网络控制模型，在该模型下以高速电机的工作数据为基础，计算电机瞬时功率，利用转换器设备通过产生反向电流或转矩脉动信号增益的方式，实现高速电机功率的转换功能。实验结果表明：与传统功率转换系统的对比，设计转换系统的平均转换误差降低了1.7 kW，且通过功率转换系统的应用能够实现对高速电机功率的有效控制，在实际应用中具有较高的利用价值。

针对侦察干扰一体化技术的需求、应用和发展，为解决大带宽同时侦收、干扰的问题，本文提出基于调制宽带转换器（Modulation wideband converter， MWC）技术的侦察干扰一体化设计。该设计包括多路压缩复用接收模块、压缩信号干扰生成模块、多路随机解混模块以及干扰发射模块。首先，将多路接收的信号采用MWC技术实现随机混频，经多路复合后实现单路模数转换器（ADC）采集，得到复合压缩信号；再对压缩信号加入指定样式的干扰生成压缩干扰信号；接下来完成单路数模转换器（DAC）的复合压缩信号随机解混；最后进行多路发射。仿真结果表明，该设计可以在较少的ADC与DAC通道下实现大带宽同时侦察与同时干扰，并验证了信噪比以及混频序列的相关性对干扰信号的影响。

针对线性调频连续波（Linear frequency-modulated continuous-wave，LFMCW）激光雷达低信噪比下目标回波信号参数难以提取的问题，提出了一种基于SESTH（Synchroextracting S transform based on Hough transform）变换的信号时延估计方法。首先，融入Hough变换，构建了Chirp信号的SESTH变换模型。然后，推导出Chirp信号的初始频率和调频率参数估计模型。最后，利用LFMCW激光雷达发射信号与回波信号的时频特性，构建Chirp信号的时延估计模型，有效解算出目标与雷达间的相对距离。为验证本文算法的有效性，进行了仿真对比分析。结果表明：本文SESTH算法在时延为4.34 μs时，相对误差最小值为3.191×10^-6；在\mathrm{S}\mathrm{N}\mathrm{R}=-\mathrm{6}~\mathrm{25}\text{?}\mathrm{d}\mathrm{B}情况下，相对均方根误差最小值为0.014 65，且对目标回波信号执行一次仅需0.0499 s。

针对管道声波信号非线性、非平稳性特点和管道泄漏信号特征提取困难的问题，提出一种管道声波信号特征提取方法。首先，采用变分模态分解（VMD）算法对采集到的声波信号进行去噪，在此过程中采用最小巴氏距离法确定VMD分解的模态个数，并通过评估VMD分解后各本征模态函数（IMF）分量与原始信号的概率密度之间的Wasserstein距离（WD）来筛选有效模态，对筛选的有效模态进行重构。然后，对重构的信号计算其散布熵值作为信号特征参数，最后将特征参数输入极限学习机（ELM）进行工况识别。实验结果表明，本文方法能够较准确地分类识别管道信号，总的识别率达到了100%。

针对玉米秸秆深埋还田机田间作业过程中振动剧烈的问题，对其振动特性进行了研究，并以提高低阶固有频率为目标优化机具结构，提高机具作业效果。通过模态分析，获取机具的固有频率；田间测试得到机具8个测试点的振动特性及功率谱；应用ISIGHT耦合平台对机具主结构进行了参数优化，避开了机具外部主要激振频率。研究表明：机具在田间作业过程中的振动主要由前进速度、自身结构、外部激励及地表情况决定，覆土装置和镇压装置具有一定的吸能减振作用，其中机具尾部已经发生共振；影响机具振动的主频集中在8~16 Hz，接近机具1阶和2阶固有频率；优化后机具主结构的1阶固有频率提升至20.348 Hz，可有效避免共振。田间试验表明，机具优化后作业过程中振动减少，噪音降低，作业效果良好，为秸秆深埋还田机具的设计优化提供了一定的理论参考。