基于全局优化与深度学习的条形码识别方法

提出了一种在深度神经网络的基础上结合全局优化方法的条形码识别算法,利用卷积循环网络提取出条码中各字元的特征并进行分类,较传统方法具有更强的适应性与泛化能力,再进一步结合全局优化的方法,以达到充分利用条码结构性先验信息的目的,能显著提升方法的效果,尤其是将全局优化方法引入到神经网络中进行端到端学习,不仅保持了两者的优势同时还进一步提高了识别精度.实验结果证明了所提方法的有效性,达到约99.48％的识别精度,超越了传统的图像处理方法.     

高光谱成像用高帧频CMOS图像传感器北大核心

针对高帧频、全局曝光和光谱平坦等成像应用需求,设计了一款高光谱成像用CMOS图像传感器。其光敏元采用PN型光电二极管,读出电路采用5T像素结构。采用列读出电路以及高速多通道模拟信号并行读出的设计方案来获得低像素固定图像噪声(FPN)和非均匀性抑制。芯片采用ASMC 0.35μm三层金属两层多晶硅标准CMOS工艺流片,为了抑制光电二极管的光谱干涉效应,后续进行了光谱平坦化VAE特殊工艺,并对器件的光电性能进行了测试评估。电路测试结果符合理论设计预期,成像效果良好,像素具备积分可调和全局快门功能,最终实现的像素规模为512×256,像元尺寸为30μm×30μm,最大满阱电子为400 ke^(-),FPN小于0.2%,动态范围为72 dB,帧频为450 f/s,相邻10 nm波段范围内量子效率相差小于10%,可满足高光谱成像系统对CMOS成像器件的要求。     

利用平面约束的月球车立体匹配方法

为了满足月球车视觉系统对检测障碍物检测的时效性和可靠性的需求，提出了一种基于平面约束和自适应惩罚参数的半全局立体匹配算法。首先，对极线校正后的两幅图像进行SIFT特征点提取与匹配，同时提取边缘特征；然后，利用匹配的SIFT特征点拟合空间平面，并根据平面估计左右图像所有像素点的视差搜索范围；最后，基于传统的半全局匹配算法，采用自适应惩罚参数的策略对左右图像进行立体匹配。实验结果表明：所提出的算法有效地降低了计算复杂度，其计算复杂度只有传统方法的19.9%，对于视差不连续区域以及遮挡区域都能够获得正确的匹配结果。较传统半全局匹配方法无论在速度还是匹配精度上都得到明显提高，为对立体匹配的实际应用奠定了基础。     

毒品滥用流行病模型的稳定性分析

现有毒品滥用流行病模型假设吸毒者康复后对毒品拥有永久"免疫"力，而忽视了其再次成为毒品易感者的可能性。针对这一问题，通过考虑社区治疗和隔离治疗两种措施，分析了毒品滥用人群的演化过程，提出了基于暂时"免疫"力的毒品滥用流行病模型，并计算了模型的基本再生数，讨论了模型平衡点的存在性和稳定性。当基本再生数小于1时，模型存在一个局部渐进稳定的无毒平衡点；当基本再生数大于1时，模型存在唯一的地方病平衡点，并利用几何方法证明了地方病平衡点的全局稳定性；当基本再生数等于1时，如果满足一定条件，模型出现后向分支现象。数值模拟验证了上述所有结果。研究结果表明提高隔离治疗率、改善社区治疗效果和降低接触传染率可以有效抑制毒品滥用的流行。     

机器人导航路径的动态分级蚁群算法规划策略

为了提高机器人工作路径质量并减少算法运行时间,提出了蜂巢栅格模型与动态分级蚁群算法结合的路径规划方法。建立了工作环境的蜂巢栅格环境模型,在转向角、避障路径比、路径质量等方面均优于传统方形栅格模型;将蜂群算法的分级思想引入到蚁群算法中,根据适应度将蚁群分为寻优蚁和侦查蚁两级;寻优蚁更加注重信息素的引导作用,利于算法收敛,侦查蚁更加注重启发信息的牵引作用,不断探索新的路径而增加路径多样性;提出了兼顾全局信息素更新和局部信息素更新的动态加权信息素更新方法。经仿真验证,动态分级蚁群算法在迭代过程中的路径多样性优于蚁群算法;将动态分级蚁群算法应用于路径规划,路径长度比蚁群算法降低了22.12%,平均运行时间减少了32.33%,充分证明了动态分级蚁群算法在路径规划中的有效性。     

采用轮廓特征匹配的红外-可见光视频自动配准

为了精确地配准近平面场景下的红外-可见光视频序列,本文提出了一种基于轮廓特征匹配的自动配准方法,通过迭代匹配目标轮廓特征来解决异源图像中配准特征的提取和匹配难题。首先,采用运动目标检测技术获取目标轮廓,并由曲率尺度空间(CSS)角点检测算法提取轮廓特征点。此后,建立全局形状上下文描述子和局部边缘方向直方图描述子描述特征,从而实现可靠的特征匹配。来自不同时刻的匹配点对被保存在一个基于高斯距离准则的特征匹配库中。最后,为了克服近平面场景中目标深度变化的影响,本文结合前景样本随机抽样策略计算配准矩阵的损失函数,完成对全局配准矩阵的更新。在LITIV数据库上对方法进行实验验证,结果表明本文方法的配准精度优于当前先进的对比方法,在9个测试视频上的平均重叠率误差仅为0.194,与对比方法相比下降了18.5%。基本满足了近平面场景下红外-可见光视频序列配准的精度要求,且具有较高的鲁棒性。     

未知地震激励下结构恢复力及质量非参数化识别

地震作用过程中结构恢复力是描述结构损伤发生发展过程定量描述的基础,更有助于描述结构在地震中破坏模式的演化。该文研究地震激励下结构部分质量及动力响应信息未知时,结构非线性恢复力、质量以及未知加速度时程的非参数化识别方法。首先,根据部分已知动力响应测量和质量信息,识别地震加速度时程。随后,利用记忆衰退全局加权迭代扩展卡尔曼滤波算法,引入幂级数多项式表征结构恢复力,实现了结构质量与非线性恢复力的非参数化识别。将具有非线性恢复力的磁流变阻尼器中引入到一个剪切型多自由度结构构成非线性系统,考虑测量噪声的影响,通过数值模拟验证了在噪声及较大质量初始误差情况下该方法识别结构质量、非线性恢复力及地震动加速度时程的识别效果。