针对BH-PREPT(Bandwidth Preemption)算法因只关心最小化带宽浪费, 而不考虑计算复杂度和当前光纤通信的带宽资源而引起的网络时延极大增加的问题, 提出了改进算法DH-PREPT(Delay and BandwidthPreemption)。将用户业务的优先级和网络时延放在首位, 通过采用多个LSP(Label Switching Paths)绑定转发等价类和快速转发客户常用优先级业务的方法提高算法的时延性能。实验结果表明, 该算法在保证带宽利用率的前提下, 极大地减少了网络中的时延。当网络中发生抢占时, 该算法在减少网络时延方面的性能优于BH-PREPT算法, 提高了网络的QoS(Quality of Service)保障能力。

为解决利用经典的POCS(Projection onto Convex Set)算法进行图像重建时所产生的边缘模糊问题, 提出了具有边缘保持特性的POCS 超分辨率重建算法。根据待插值点的邻域特征判断该点所在区域是边缘区域还是非边缘区域, 利用改进的双线性插值算法构建参考帧, 减小了传统算法重建后图像边缘的模糊现象。结果表明, 该方法能得到具有较好边缘质量的高分辨率重建图像。

针对传统农作物数据监测局限性较大、架设线路困难和耗费人力物力等问题, 设计了一种农作物远程化, 智能化的低空观测系统。该系统以树莓派为核心, 通过无线网络实现农作物低空和地面联合观测。低空部分由树莓派GPIO(General Purpose Input Output)搭建温湿度、光照强度采集电路, 并通过树莓派IP(Internet Protocol)摄像头实现农作物低空长势拍照, 将数据及图像存储在树莓派。地面部分采用STC89C51 单片机,外接温湿度传感器, 将采集的数据通过nRF24L01 无线射频系统传输给树莓派。电脑端通过无线Wi鄄Fi 网络远程登陆VNC(Virtual Network Computer)界面, 实现低空和地面数据的实时监测与分析。实验结果表明, 该系统对农作物温湿度、光照强度和长势等指标进行全方位的监测, 实现了数据远程化、智能化的传输与监控。系统采用无人机、卡片式电脑树莓派、无线网络等新技术, 解决了传统方法架线耗材等问题。

为了解决多路高速数据的采集与存储问题, 提出基于FPGA(Field Programmable Gate Array)和Nios II软核技术的设计实现方法。将采集的数据和FPGA 的配置数据共享配置存储器空间, 可以节省额外的存储器件,降低系统成本。实验中以EP2C35F672C8 为控制核心、AD7980 为模数转换器、EPCS64 为存储介质, 实现了15 路模拟信号的完全并行采集。该系统可实现对多路ADC(Analog-to-Digital Converter)的并行控制, 从而实现多路信号的并行高速采集。由于采用了软核技术, 使系统具有很高的灵活性和可扩展性。实验结果表明, 此设计为要求成本低、系统升级频繁的工程提供了新的思路。

为了保持鲁棒稳定且满足一定的性能指标要求, 对具有范数有界不确定性参数的不确定时滞奇异摄动控制系统, 进行保性能控制分析。利用Lyapunov 稳定性理论及矩阵分析方法, 设计系统二次性能指标, 构造了Lyapunov-Krasovskii 泛函, 给出了系统鲁棒稳定的充分条件求解定理以及状态反馈保性能控制律, 得到了性能指标最小上界, 均用线性矩阵不等式形式给出。数值样例表明, 该方法对所研究系统保性能控制有效, 可推广到多状态滞后以及时变滞后的不确定系统的保性能控制问题。

为提高凸轮磨削的加工精度, 减小凸轮的轮廓误差, 并进一步提高磨削系统的鲁棒性, 采用了新的误差补偿方法——仿形跟踪误差补偿, 将实际的仿形跟踪误差值补偿到X 轴的给定数值序列。运用Matlab 搭建了两轴联动反馈系统, 并设计模糊PID(Proportional-Integral-Derivative)控制器以实现对系统的在线补偿。采用一种形状较难加工的凸轮片作为实验对象验证补偿效果和控制器的性能。仿真实验结果表明, 该方法不仅能有效减小凸轮的轮廓误差, 简化了计算过程, 并且使系统的响应速度加快, 与传统PID 控制器相比还具有较好的鲁棒性。

为解决可穿戴传感器触觉感知信息单一, 不具备柔性以及可穿戴性差的问题, 研究了一种兼备法向力与切向力感知功能的电容式三维力柔性触觉传感器。阐述了传感器的结构设计、触觉感知机理, 并借助ANSYS传感器有限元仿真软件进行触觉感知机理验证。基于CC2530 低功耗微处理器与AD7147-1 型电容数字转换器构建便携式电容触觉信息感知系统。可分别满足法向力0 ~ 5 N 范围检测灵敏度为6. 87 fF/ N 以及剪切力0 ~3 N时灵敏度为10. 96 fF/ N 的触觉感知, 动态响应时间为226 ms。实验结果表明, 该电容式三维力触觉传感器具备良好的工作稳定性与灵敏度, 为可穿戴式人工皮肤的研究提供了一种设计方案。

针对有雾天气条件下, 获得的图像严重降质问题, 提出一种基于YUV 颜色空间的快速图像去雾算法。该算法以大气散射模型为基础, 利用YUV 颜色模型提取出有雾图像的亮度分量, 对此亮度分量图像进行高斯滤波后得到散射光; 求出有雾图像的最大亮度值作为大气光, 进而求得清晰的无雾图像。实验结果表明, 该算法不仅有效地提高了降质图像的质量, 而且处理速度快, 能很好地保持图像的细节。

为解决青少年视力下降问题, 设计了改善和提高视力的智能仪器。该仪器以眼睛的生理特点为研究基础, 结合计算控制技术和双色LED(Light Emitting Diode)显示技术, 采用了高性能的stm32f103zet6 微处理器控制LED 显示和人机交互系统, 并采用RLE(Run Length Encoding)图像压缩技术, 使图形的显示更灵活多变、丰富多彩。测试者通过操作平台(语音提示和液晶显示), 用眼观察LED 屏显示的各种训练图形调节眼睛的紧张状态, 缓解视力疲劳。测试结果表明, 经过一段时间的仪器治疗, 学生的视力普遍得到了提高, 效果显著。

为提高二维光子晶体禁带带宽或产生完全禁带, 利用平面波展开法对二维正方排列介质圆柱和三角排列介质圆柱结构以及改变其晶胞形成的复式结构进行了禁带研究。研究结果表明, 对于介质柱结构, 实现禁带中心频率低频化的方式有两种, 即增大介质柱半径和增加介质柱折射率。当采用复式结构时, 一般可形成较大的TM(Transverse Magnetic)禁带, 同时为TE(Transverse Electric)禁带和完全禁带的形成提供了可能。通过改变晶胞结构, 破坏结构对称性是实现完全禁带的一种可行方法。

针对单源最短路径Dijkstra 算法效率低的问题, 基于地理信息系统(GIS: Geographic Information System),提出距离均衡的社区分析网络分割方法。将GIS 中道路网络分割降解为距离均衡的社区网络, 再利用限制分层算法, 通过淘汰不太可能出现在最短路径上的节点, 限制GIS 中最短路径的搜索区域, 以降低算法的复杂度。实验结果表明, 优化后的算法可有效减少搜索节点数, 与经典算法相比, 其运行效率有所提高。

针对驾驶员因处于非常状态下驾车而频繁导致交通事故问题, 设计了驾驶员不良情绪状态检测系统。该系统采用LBP(Local Binary Patterns)和SVM(Support Vector Machine)决策树相结合的算法分析、识别人脸表情。经实验验证, 该方法有较高的准确率, 系统运行速度快。

为解决无线传感器网络基于位置相对关系进行定位算法中, 定位精度过度依赖信标节点密度问题, 通过3 种非测距定位算法、质心算法、APIT (Approximate Point in Triangulation)算法及AIGS (Annulus Intersection andGrid Scan)算法的原理研究, 给出了信标节点密度与定位精度和能耗之间的数学关系, 并提出基于迭代的改进算法。3 种算法定位精度正比于信标节点密度, 算法能耗正比于信标节点密度, 在同一个监测区域, 信标节点比例相同情况下, AIGS 算法定位精度最高, 质心算法定位精度最低。当信标节点稀疏时, 将部分未知节点通过质心算法转化为信标节点迭代算法, 在较低信标节点比例条件下提升3 种算法定位精度。

为解决金融市场间波动的相依性问题, 对不同金融市场间高频数据极小值的相依性进行研究。在分析GS Copula 函数的模型方法和模型特点基础上, 研究了估计GS Copula 函数中参数的方法及正尾部相依性和负尾部相依性的模型, 并基于Eviews 软件和GS Copula 函数等理论对上证000001 指数和股指期货IF1112 指数5 min极小值的收益率序列数据的相依性进行了分析, 得出其收益率序列数据有很强的上尾部相依性。为在金融决策中降低风险提供了理论依据。

为提高油田管网巡检效率, 降低管道传输事故, 提出了基于北斗卫星的油田管网巡检系统的设计方法,给出了系统开发总体设计方案, 详细阐述了基础数据处理与关键功能的实现方法。该系统通过使用北斗短报文技术进行通信, 取代传统管网巡检系统自建基站及使用GPRS(General Packet Radio Service)的通信方式,解决了当前巡检系统在没有无线公网覆盖区无法通信的问题, 同时确立了更适合油区野外作业环境的Dijkstra算法代替传统的A*算法建立路径导航模型。通过两种算法的实际运行比较结果表明, 该软件的路径导航处理效率较同类A*算法模型提高了30%以上。该油田管网巡检系统可较好地提高油田管网巡检效率, 降低管网传输事故率。

针对OpenStack 认证机制缺乏细粒度鉴权、数据库利用率和数据安全性不足的问题, 在分析OpenStack 平台架构、虚拟机生成实例流程, 以及安全组件Keystone 与其他服务组件间的交互流程的基础上, 提出一个OpenStack 身份认证改进方案。该方案将LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)、RBAC(Role-Based AccessControl)以及SSL/ TLS(Secure Sockets Layer/ Transport Layer Security)安全协议集成到Keystone 安全服务组件中,加强了OpenStack 对于用户和虚拟资源的身份管理的可扩展性和安全性。

为解决采集的掌纹图像不完整的问题, 改进了SIFT 特征图像拼接算法, 从而得到完整掌纹图像, 提出LoG-SIFT 特征点匹配拼接算法并设计一种剔除误匹配点对策略。实验结果显示, 改进后算法能增强手掌表面纹线特征, 显著提高特征点对匹配数量, 降低点对匹配错误率。

针对传统界面表现不清晰, 编程语句繁琐的问题, 基于LabVIEW 软件设计了系统的面部表情识别界面。对面部表情识别系统设计中的关键问题进行探讨, 利用Matlab, 应用离散小波理论算法进行表情图像特征提取, 并采用弹性模版匹配算法进行情绪识别。实验结果表明, 基于LabVIEW 的面部表情识别系统, 应用LabVIEW软件简单的语句设计了清晰互动的界面, 其识别率可达到85%以上。

为帮助维修人员快速定位查找分接开关出现的故障, 基于k 均值的分类思想, 设计了一种针对有载开关裸开关交流测试装置输出数据的测试方法。该模糊k 均值算法与原有的k 均值算法进行比较的实验结果表明,大幅提高了识别结果的正确率和稳定性, 具有良好的故障诊断能力, 可针对测试有载分接开关所输出的数据快速做出诊断, 有助于维修人员快速定位查找故障。

为优化中小型企业采购业务流程, 提高采购管理的效率和效益, 节约企业的运作成本, 更好地对采购业务进行有效管理, 开发了一套管理信息系统。对中小企业的采购业务流程进行分析, 确定了采购信息系统的设计思想和运行流程, 并运用VB 语言设计了一套采购管理软件。测试结果表明, 该系统能将公司复杂的手工业务转化为计算机操作, 从而提高了工作效率。

为弥补传统BoW(Bag of Words)模型缺失的颜色信息和空间信息, 提出了基于多特征索引和局部约束的服饰检索方法。基于BoW 模型分别建立关于颜色特征和SIFT 特征的两种倒排文件索引结构, 检索相似服饰图像, 并提出了局部约束的后验证方法。实验结果表明, 该方法在不同环境采集的服饰数据库的测试中, 得到了理想的检索性能。