为了能在正面人脸图像上对人眼位置进行检测和精确定位, 提出了一种新颖高效的分级策略。利用Gabor变换计算显著极值图, 得到若干具有最大显著极值的候选人眼区域; 通过PCA(Principal Component Analysis)重构对候选区域进行验证, 将具有最小重构误差的两个区域选定为眼睛区域; 通过两级邻域运算对瞳孔进行精确定位。该方法对面部表情变化不敏感, 同时具有非迭代和计算简单的优点。通过在JAFFE数据库上的对比实验, 检测精度达到99.6%, 验证了该方法的有效性。

针对电子节气门控制系统对控制器的快速性、 低成本、 微型化等控制性能的要求, 通过现场可编程门阵列(FPGA: Field Programmable Gate Array)实现控制器的硬件设计, 在发展较为成熟的增量式PID(Proportional, Integral, Differential)算法基础上加入积分分离环节, 利用高级综合工具Catapult C实现了基于FPGA全硬件方案的积分分离PID控制器。设计制作了AD/DA采集板, 实现了基于FPGA的积分分离PID控制器与电子节气门之间的数据通信, 并进行了电子节气门的实物跟踪控制实验。实验结果表明, 基于FPGA的全硬件积分分离PID控制器实现了电子节气门跟踪控制, 提高了控制器的运算精度。

针对小波阈值法中的小波变换只能将图像分解到有限方向, 而不能较好地表征图像多方向性的问题, 用改进混合小波方向滤波器组（HWD: Hybrid Wavelet Directional filter banks)变换代替单纯小波变换, 使在图像分解过程中更好地表征图像的多方向性, 保存更多的图像信息； 在分析小波阈值去噪原理的基础上, 改变隶属度函数, 构建HWD隶属度的权系数, 从而避免因小波系数间存在幅值交叉使小波阈值法的应用受到限制。改进的HWD在损失最少图像小波系数的前提下, 能最大限度地置零噪声小波系数。实际工程图纸去噪研究表明, 改进的小波阈值法可在去除一定噪声的前提下, 保留更多的工程图纸细节信息。

为实现对连续搅拌反应釜(CSTR： Continuous Stirring Tank Reactor)系统在实际反应中的精确控制, 根据CSTR反应特点, 采用T-S模糊模型逼近非线性对象, 研究鲁棒L₂L_∞状态反馈控制问题。模型中将更易测量的反应器温度作为前件变量, 模糊规则少。应用平行分配补偿算法(PDC： Parallel Distributed Compensation), 给出局部控制器的设计方法, 并利用线性矩阵不等式(LMI: Linear Matrix Inequality)技术设计全局控制器, 在此基础上把控制器的设计转化为一个凸优化的求解问题。最后仿真验证了该方法的有效性, 从而可扩展到其他化学工业反应中。

为解决航空航天仪器小型化问题, 以光电池阵列结构代替狭缝功能, 将狭缝与光电池合二为一, 使光的二次衍射变为一次衍射, 以提高信号质量。由于光电池采用了阵列结构, 缩小了面积, 降低光源不均匀等影响, 安装调试方便, 有利于产业化生产和航空航天仪器的小型化。实践证明, 取消狭缝, 采用阵列光电池既提高了信号质量, 又降低了加工成本, 是增量式光电编码器的重要改进。

针对CCD(Charge Coupled Device)相机在探测脉冲激光光斑过程中曝光时刻与脉冲激光同步的问题, 提出一种利用超前预测方式同步触发CCD相机抓拍光斑图像的高精度时钟源设计方案。该装置主要采用北斗2导航系统(BD2： BeiDou2 navigation satellite system)/全球定位系统(GPS： Global Positioning System), 双模接收单元提供的协调世界时(UTC： Universal Time Coordinated）时间以及高精度秒脉冲（PPS： One-Pulse Per -Second）时间基准作为同步时钟装置的基准源, 并结合现场可编程门阵列(FPGA： FieldProgrammable Gate Array)高速时序计算与微控制单元接口技术, 保证CCD相机同步抓拍时间, 从而完成高精度的同步触发。实验表明, 该装置可以提供微秒级时间同步精度和标准授时信息, 有效地缩短了CCD相机曝光时间, 得到完整清晰的高信噪比脉冲激光光斑图像。

为有效地对大气环境中的CO气体进行监控, 设计和制作了一种可在室温下工作的新型结构Nafion基CO气体传感器。该传感器由活性炭过滤帽、 Pt敏感电极、 Nafion膜、 对电极、 分隔层和储水罐等部分组成。储水罐的设计提供了Nafion膜正常工作时所需要的湿度环境。采用化学沉积法在Nafion膜上制备Pt敏感电极的工艺条件。研究结果表明, 当反应物H2PtCl6溶液浓度为5 mmol/L、还原剂NaBH4溶液浓度为30 mmol/L, NaBH4溶液的pH值为13时, 制作的Pt电极具有最好的气敏特性。对体积分数为400×10^-6的CO测试时, 响应电流为107 nA, 响应时间为40 s, 恢复时间为50 s。当CO体积分数在50～400×10^-6时, 传感器的响应电流值与CO气体浓度具有很好的线性关系。

针对汽车动力电池充电时间过长、 充电过程中出现的故障以及充电结束后不能及时获取结果等问题, 以动力电池的电压、 电流及温度为监测参量, 设计了一种基于物联网的汽车动力电池充电监控系统。对系统总体进行分析及描述, 完成了物联网系统的硬件整体设计和软件平台的搭建与测试。测试结果表明, 利用LabVIEW虚拟仪器平台设计的人机交换界面能对动力电池充电过程进行实时远程监控, 有效地完成了监测子系统和控制子系统间的充电数据传送, 验证了该系统的实时性、 准确性, 为用户提供了方便。

为系统研究积分运算电路的构成及电路元件参数的选择, 从电路方程及积分条件出发, 推导出积分运算电路在矩形波激励下的输出波形的幅值表达式, 为积分运算电路的设计提供了理论依据。通过对一个积分运算电路的设计举例和仿真测试, 验证了设计方法的正确性、 简便性和可行性。

为解决金属/立方氮化硼（c-BN）接触问题, 提出Si掺杂的立方氮化硼单晶的上表面采用Cu,Zn合金探针、 下表面采用Ag浆烧结, 制备一个空间电荷限制肖特基二极管。室温下IV特性实验数据表明, 在10 V时器件的整流比为370。提出了该器件的等效电路模型, 并且结合空间电荷限制电流和热电子发射理论对实验结果进行了分析。结果表明, 正向电流与电压呈现二次幂函数关系。实验测量发现, 该二极管开启电压高达4.2 V, 最高工作温度超过500 ℃。

为快速准确地进行指静脉图像的分割, 在经典C-V模型的基础上, 增加了距离惩罚项和边缘检测函数, 并使图像演化不基于内部区面积。改进后的算法保留了C-V模型全局优化的特性, 同时有效避免了重新初始化过程, 并对图像边缘更加敏感, 使改进后的算法适合对指静脉图像的分割。仿真实验结果表明, 改进后的C-V模型能较好地处理指静脉图像边界模糊和灰度分割不均的问题, 同时还可提升分割效率。

针对多源、 海量、 异构分布的4G地学空间数据集成难题, 在分析联邦数据库、 中间件集成、 数据仓库等常用数据集成方法优劣的基础上, 提出基于数据仓库与中间件的地学数据集成管理模式； 以JB地区2005年度矿区及所属矿山的10种矿产作为数据源, 构建基于SQL(Structured Query Language) Server的面向服务的体系结构进行验证。结果表明, 该模式既能满足4G地学空间数据异构分布、 网络化传输的特点, 又能满足数据更新快、 实时一致性高的要求, 便于在云平台上实现。

为实现相对有线网络的灵活性与3G/4G移动网络的廉价性, 满足企事业单位对无线网络覆盖的迫切需求, 针对无线WiFi(Wireless Fidelity)覆盖方案进行对比研究, 给出了适于不同需求条件下WiFi覆盖方案。同时,提出了一种基于Web的强制安全认证系统实现方法, 为大范围无线WiFi覆盖提供了理论支持。该无线覆盖方案实用、 高效、 安全, 为中小企事业单位提供了实现借鉴。

为了更好地满足用户对生活居住需求, 给用户提供更好的对智能家用电器的控制体验, 提升家居生活质量, 基于Android的手机平台和平板电脑, 设计了基于Android的智能家居终端控制系统。该系统建立在Android平台上, 利用Android系统支持的各种资源建立并实现。用户可以使用智能手机实现对智能家用电器的远程控制。该系统成本低, 操作灵活, 界面友好, 经实际使用获得了很好的用户体验。

为实现硒鼓表面缺陷检测和尺寸测量的自动化, 运用图像处理算法中的数学形态学算子对硒鼓表面点缺陷和线缺陷进行精确检测与分类, 并根据亚像素测量方法对硒鼓尺寸进行精确测量, 通过机器视觉专用软件Halcon和.NET开发了硒鼓缺陷自动检测与尺寸测量系统。测试结果表明, 该方法与应用像素级测量法相比, 其精度提高1~2个像素, 具有精度高、 稳定性强等优点。

为解决全国大规模一体化林业资源管理, 设计了适用于全国林业资源数据的分布式空间数据存储系统。通过数据分块、 索引分级、 集群合并, 将各省和国家的林业资源数据集群在逻辑上合并成一个大数据集群。分布式空间数据存储系统的应用和全国数据集群的合并加快了数据处理速度, 统一了数据管理过程, 建立了全向的并发数据通道。为实现林业资源数据的全国一体化应用做了积极探索。

为解决交通测试系统中车辆实时跟踪和分割的问题, 以数字图像处理方法为手段, 针对采集到的交通路况信息, 重点研究了背景差分算法提取运动车辆, 并提出了一种计算量较小的自适应背景更新算法； 采用一种工作在HSV(Hue, Saturation, Valve)空间非基于模型的车辆阴影检测算法, 并提出设置阈值参数的方法, 在去除车辆阴影的同时也滤除了行人、 自行车及摩托车等干扰； 针对车辆阴影检测后的二值化图像, 采用适合的形态学方法进行后期处理。对实际交通环境下的大量视频和图像进行测试的结果表明, 该方法可以有效地实现运动车辆的检测。

针对继续教育信息化平台建设中硬件系统的建设问题, 通过对继续教育信息化平台建设应用规划和硬件系统构建原则的分析, 以及对信息化平台硬件运行环境的设计与构建, 提出了继续教育信息化平台硬件系统的建设方案。该方案为学生的网上远程学习、 学校的各项日常工作信息化提供了保障。