无人机数据链中卷积码研究与FPGA实现

信道编码是数字通信系统中的重要组成部分,它是保证信号可靠传输的一种重要方式,卷积码以其优越的性能被广泛应用在数字通信系统中。结合无人机信道的特性,研究分析了卷积码的性能特征,选定了适合无人机数据链特性的（2,1,2）卷积码,采用硬件描述语言实现了卷积码编译码器的硬件设计。实验结果表明,在纠错能力范围内,该设计方案能够正确纠错并译码,并且具有较高的译码速率,提高了无人机数据链的通信质量和抗干扰性能。     

一种2-D循环卷积数据的构造方法

考虑到循环卷积在二维（2-D）信号处理中的重要作用,研究了2-D循环卷积数据的构造问题。基于信号处理中2-D卷积理论,首先着重分析了循环卷积数据和线性卷积数据、以及非完全线性卷积数据的特殊关系。基于该关系,给出了一种利用2-D非完全线性卷积数据构造2-D循环卷积数据的有效方法,该方法通过将非完全线性卷积分成相应子块,继而进行合并,实现了循环卷积数据的构造。实验仿真结果显示了提出方法的有效性。     

基于深度学习的航空发动机磨损部位识别方法

针对航空发动机润滑系统中摩擦副部件复杂、磨损颗粒能谱监测元素众多,靠人工经验难于进行磨损部位精确识别的问题,提出一种基于深度学习的航空发动机润滑系统磨损部位识别方法。该方法应用一维卷积核为计算单元,搭建一维卷积残差网络模型。以航空发动机润滑油中磨损颗粒能谱分析数据为输入,采用所搭建的一维卷积残差网络模型实现对能谱数据的特征提取以及航空发动机磨损部位的定位识别;以某型航空发动机润滑油中磨损颗粒实测能谱数据验证该方法的有效性,并和Resnet18、Resnet34、CNN等网络模型进行对比验证。结果表明,所提方法对航空发动机磨损部位的识别精度达到95%以上。为了验证模型的鲁棒性和泛化能力,在真实的某型航空发动机能谱数据基础上,对含氧数据和噪声数据分别进行测试,进一步说明该模型用于对磨损定位识别的有效性,具备实际应用的可行性。     

泊松曲线模型预测基坑周边地面沉降

结合天津富裕广场三期工程的基坑周围地面沉降观测的工作实践,利用泊松曲线法对该工程的地面沉降过程进行了预测,并且得出实际观测值与预测值之间的拟合曲线,通过比较得出该预测方法的优劣。     

基于多级特征图联合上采样的实时语义分割

视觉感知是无人驾驶技术中的重要一环,而语义分割技术又是实现视觉感知的主要技术手段之一.现在的语义分割技术多采用计算量大、内存占用高的空洞卷积来提取高分辨率特征图,从而导致现在主流的语义分割网络分割速度不足,无法有效应用于无人驾驶的场景中.针对这一问题,提出了一种实时性更好的语义分割网络.首先,采用了一种轻量级的卷积神经...     

一种无监督的轴承健康指标及早期故障检测方法

提出了一种无监督的轴承健康指标及早期故障检测方法。设计了一种可以有效提取轴承状态特征的深度可分离卷积自编码器模型,以编码器的输出作为轴承状态特征表示,使用Bray-Curtis距离计算退化状态特征和健康状态特征之间的距离作为轴承状态的健康指标（BC-HI）。基于健康指标BC-HI提出了一种结合Savitzky-Golay滤波的早期故障检测方法,根据健康指标的趋势获取异常阈值,判断早期故障的发生。为验证所提方法的有效性及泛化能力,在轴承加速寿命试验数据集上进行试验,试验结果表明提出的健康指标可以反映轴承的退化趋势,并且对早期故障较为敏感,具有较强的泛化能力,与孤立森林、支持向量机等方法相比,首次故障检测时间更加提前,误报警率更低,具有一定的应用价值。     

多尺度超图卷积骨架动作识别网络

动作识别是计算机视觉基础任务之一,骨架序列包含了大部分的动作信息,因此基于骨架的动作识别算法受到很多学者关注。人体骨架在数学上是一个天然的图,所以图卷积被广泛应用于动作识别。但普通的图卷积只聚合两两节点间的低阶信息,不能建模多节点间的高阶复杂关系。针对此问题,本文提出一种多尺度超图卷积网络,在空间和时间两个维度聚合更丰富的信息,提高动作识别准确度。多尺度超图卷积网络采用编解码结构,编码器使用超图卷积模块聚合超边中多个节点间的相关信息,解码器使用超图融合模块恢复原始骨架结构,另外基于空洞卷积设计了多尺度时间图卷积模块以更好地聚合时间维度运动信息。NTU-RGB+D和Kinetics数据集上的实验结果验证了算法的有效性。     

一种新型2-D卷积器的FPGA实现

提出了一种基于FPGA实现的新型2-D卷积器结构.该结构占用硬件资源少,外部带宽只需1pixels/clock.与传统的卷积器相比,不仅资源耗用减少95%以上,并且可以依据系统实时性要求调整吞吐率,带来了系统设计的灵活性.在Altera EP4SGX230KF40FPGA上实现结果表明,对于5×5大小的图像卷积,达到90Mpixels/s的吞吐率,满足大多数图像处理系统的实时性要求.     

岩土工程开挖模拟的非局部软化模型

基于非线性几何场论，建立了含有天然缺陷的岩土材料非局部连续模型、变分方程及相应的实时更新拖带系大变形有限元数值模型，设计了这一模型的数值卷积算法。对工程材料特别是岩土工程的地下开挖进行的数值结果表明，非局部连续模型描述变形局部化问题是适当的，物性方程包含材料特征尺度对于带缺陷体材料应变软化和损伤的分析是必要的。     

“数字信号处理”中重叠保留法的证明

重叠保留法是计算一个短序列与一个无限长序列线性卷积的有效方法。就我们所知，多数《数字信号处理》教材详细叙述了重叠保留法的步骤，有些教材还从线性卷积与循环卷积的关系出发给出了重叠保留法的原理，笔者认为这种解释不够清楚、也不够严谨。本文给出了一个较为严谨而准确的证明。