面向掩模精化的表面微加工MEMS器件几何建模

MEMS器件设计流程中,为优化MEMS器件,常常需要对MEMS掩模进行精化设计.为了在MEMS精化设计中同步更新MEMS掩模与几何模型,提出一种面向掩模精化的表面微加工MEMS器件几何建模方法.该方法主要通过建立MEMS器件几何模型和工艺模型之间的依赖关系图,通过变动依赖关系,求出掩模精化所影响的几何元素,而后在几何模型中仅仅更新所影响的几何元素;对于所对应的几何模型存在拓扑突变等情况,该方法采用参数限定或局部几何模拟进行更新.实例分析表明,提出的几何建模方法能快速有效地响应掩模精化,从而有效地促进MEMS器件设计.     

基于共生进化原理的功能结构设计

从生物的共生进化模式得到启发,从设计认知的高度,系统地总结了基于共生进化原理的共生功能之间的关系,包括“提供作用条件”关系,“消除有害副作用”关系和“消除有害环境影响”关系三类。这些关系为系统地解决创新设计中基于可行原理解的功能结构设计问题奠定了基础。在此基础上提出了集成原理方案设计和功能结构设计的计算机辅助概念设计的进程模型。该进程模型能根据实际创新设计环境以及候选原理解的作用条件、副作用和环境影响,在求解过程中动态地生成待求产品的功能结构,符合设计师的思维习惯。最后给出了模型应用实例。     

分布式概念设计知识资源的共享策略和方法

为了有效地辅助设计主体从庞大的异地分布知识资源中发现所需要的概念设计知识，提出了一种以设计任务为核心的、基于无中介环节动态联盟和分布式概念设计知识资源的共享策略及相应的实现方法，其中包括：基于功能矩阵的虚拟原理解知识资源的表达结构、分布式设计知识资源的动态联盟框架及共享机制、概念设计混合知识资源的注册、发布、存储、重组、定位和求解方法，以及基于扩展标志语言(eXtensible Markup Language, XML)的原理解数据交换模式.在此基础上研制了一个利用分布式资源支持产品概念设计的计算机辅助平台原型，试用于两栖车辆减阻装置的概念设计，产生了有跟踪价值的创新设计方案.     

基于高斯过程的表情运动单元跟踪技术

在表情动作单元的跟踪中有两个常见问题:一是跟踪结果有小幅而频繁的抖动;二是跟踪过程会产生难以检测的误差.针对这两个问题,本文提出了一种基于高斯过程和粒子滤波的表情动作单元跟踪技术.实验结果表明本文算法比传统的梯度优化和粒子滤波法具有更好的平滑性和跟踪精度,而精度的优势在头部有偏转的情况下尤为突出.     

基于双邻接图正交近邻保持投影的人脸识别算法

正交保持投影(ONPP)是经典的图嵌入降维技术,已经成功地应用到人脸识别中,其保持了高维数据的局部性和整体几何结构。监督的ONPP通过建立同类邻接图来最小化同类局部重构误差,寻找最优的低维嵌入,但是其只使用了类内信息,这会导致异类数据点间的结构不够明显。因此,提出了基于双邻接图的正交近邻保持投影(DAG-ONPP)算法。通过建立同类邻接图与异类邻接图,在数据嵌入低维空间后同类近邻重构误差尽量小,异类近邻重构误差更加明显。在ORL,Yale,YaleB和PIE人脸库上的实验结果表明,与其他经典算法相比,所提方法有效提高了分类能力。     

信息处理中有效维持动态有序集的新方法

文中研究了信息搜索及信息处理领域中的一个重要问题,就是如何有效地维持关键字为位串的动态有序集,以支持查找、加入、删除、求最值等操作.基于前人的研究成果,我们提出了一种性质更为完备的二叉树(RBT,rich binary tree).它同时具备二叉搜索树和数字查找树的性质;并且,所有结点都保存了它与祖先结点中次大者和次小者的最高差别位.于是,动态有序集的维持转化为对树结点的动态操作并且保证RBT的性质不变.该方法的最坏复杂度是O(L),其中L是关键字的字长.因为一般对象在计算机中都是以二进制形式存储的,所以该方法具有明显的应用潜力及可观的经济效益.文中的RBT可视为一种通用的数据结构,可以非常高效地解决与序有关的问题,比如查找、排序和维持优先队列等.例如,实验证明对于长关键字的排序,我们的算法基本上线性增长,优于快速排序,而且支持常数时间的动态插入和动态删除.     

面向比特币交易网络的拓扑结构可视探索方法

分析比特币交易网络有助于人们理解交易者在比特币交易中的交易模式.比特币交易网络的匿名性和其巨大的规模使得用户很难在分析前对整个交易网络产生大致的认知.提出了一种基于拓扑结构推荐的比特币交易网络可视分析方法.核心思想是为每个节点生成一个向量化表达,在用户交互的基础上,所提算法即可检测一系列相似的结构.案例分析证明了系统能够支持用户对比特币交易中的交易模式进行探索和分析.     

草图交互式地质建模研究

提出一种简单、快捷的草图交互式地质建模方法,旨在帮助地质学家们在地质勘测初期直观、快速地创建无数据地质概念模型.迄今,现存专业地质建模工具依赖成本较高的真实数据创建精细复杂的三维地质模型,且通常具有建模用时长、不易于学习和使用等缺陷.因此,采用直观的“纸-笔”建模隐喻,提供了一套从草图绘制到三维模型创建,再到三维模型编辑的完整建模流程,允许用户在自由定义的绘图平面上绘制描述模型地质特征的三维草图,并对其构成的连通草图网络实时地进行三维模型重建.模型重建使用分治的思想,大致分为3个步骤完成：首先利用三维草图的几何信息,即拐点,根据其拓扑连接搜寻草图网络中近似平面的能量最小圈,然后通过调和函数计算草图网络中每个圈包围区域的目标平均曲率标量及其法线方向,随后以Laplacian方程优化生成曲面片,最后将曲面片拼接成完整的三维模型.褶皱、断层地质现象可以分别通过重绘和切割操作进行建模.此外,利用层级结构树存储地质模型间的层级关系,并通过变形传递的方式对与形变物体接触的地质模型进行形变,从而保持了地质结构中多物质体相互接触的特性.相比现有基于草图的交互式建模工具,该方法融合了地质学知识,且能够更有效地使用少量草图描述地质物体的特征.基于用户体验调查,该方法具有操作简单、建模直观的特点,能够同时满足专业和非专业人士快速创建地质概念模型的需求.