一种三维复杂介质波前时间的高精度数值算法

基于水平集的波前扩展算法,如FMM(Fast Marching Method)、GMM(Group Marching Method),作为一类计算复杂介质波前时间的有效方法而被广泛使用.该类算法都是基于程函方程的有限差分格式来计算波传播时间,在介质离散单元尺寸较大的情况下,计算精度较低.为提高波前时间的计算精度,在一个长方体单元内,将任意点的波传播时间用已知节点上波前时间的插值函数表示,然后根据Fermat原理确定未知节点上的波前时间,再结合高效率的GMM算法,形成了一种计算三维复杂介质波前时间的有效算法.数值模拟实验表明,与原GMM算法相比,该算法大大提高了波前时间的计算精度,同时具有很强的稳定性和适应性.     

基于Lamb波的铝板损伤定位检测方法

针对用基准信号和散射信号的差异来识别损伤会因实验环境的变化而造成损伤定位精度差的问题,提出了一种四点圆弧法结合时间反转聚焦原理的损伤定位检测方法,并通过仿真与实验分别进行了验证。首先分析了Lamb波的传播特性并推导了波动特征方程,用MATLAB进行了求解并绘制出频散曲线。然后利用ABAQUS来仿真Lamb波反转聚焦信号并得到时间延时,进而计算损伤位置到传感器的距离,再利用四点圆弧法进行损伤位置的定位。最后,为了验证仿真结果的准确性,对薄铝板中的损伤进行了实验验证。实验和仿真结果表明:该方法能简单有效的识别损伤位置,检测到的损伤位置最大误差率不超过3.7%,具有较高的定位精度,提高了铝板的损伤定位检测精度。     

一种新的改进Canny边缘检测算法

对Canny边缘检测算法的性能进行了分析和评价, 针对传统Canny算法在梯度幅值计算上的缺陷, 提出了一种通过计算像素八邻域内图像一阶偏导数有限差分来确定梯度幅值的方法, 改善了传统Canny算子利用2×2邻域内求有限差分均值对噪声的敏感性, 提高了边缘定位的精度. 在此基础上, 在基于非极值抑制原理检测边缘点时, 将像素的八邻域分为4个像限结合双线性插值的方法进一步提高了边缘检测的精度和准确度. 实验结果表明, 该算法在保证实时性的同时, 具有更好的检测精度和准确度.     

基于时间反转算子分解算法的板中导波小缺陷成像

为进一步提高板中微小缺陷检测成像能力,将基于时间反转算子分解算法引入基于导波的板中缺陷检测成像研究中.该算法能将波的能量重新聚焦在多个极小的散射体上,每个散射体都对应一个显著的特征值,因此,通过对时间反转算子的奇异值分解获得特征向量,并通过将得到的时间反转信号反向传播来单独地对各个散射体进行成像,且提供各个散射体的相关信息.数值模拟结果表明该算法能实现缺陷定位,且小缺陷的成像分辨率明显优于传统时间反转成像方法,有望进一步用于复合板中的小缺陷检测成像研究.     

基于主动探测的高效故障检测与定位方法

针对目前基于主动探测技术故障检测与定位方法消耗探测过多、计算时间长以及定位准确度较低等问题,提出了高效的故障检测探测选择(PSFD)算法和故障定位探测选择(IFL)算法.PSFD算法在已有的贪婪增加算法上做了改进,提高了探测效率,缩短了探测时间.IFL算法将现有的2种故障定位探测选择算法相结合,在一定程度上降低了计算时间,提高了定位准确度.仿真实验验证了提出的PSFD和IFL算法的有效性,并对实验结果进行了分析.     

采用有效信号段自提取算法识别结构多损伤位置

为识别结构中的多处损伤,提出了一种采用有效Lamb波信号段自提取算法计算结构损伤指标的多损伤识别成像方法.该方法将结构的待检测区域划分为数个子区域,并根据Lamb波的传播时间和波速从传感器接收到的信号中自动提取出包含结构信息的有效信号.以该有效信号作为输入,计算每个子区域中基于信号相关系数所获得的损伤指标,最后采用RAPID算法对全部识别区域内的损伤位置进行识别和成像.以航空铝板为研究对象进行了实验验证研究,结果表明,该方法能快速有效地识别出多个损伤,并较为准确地实现损伤成像以描述损伤的位置.     

An Efficient Fault Detection and Localization Method Based on Active Probing

针对目前基于主动探测技术故障检测与定位方法消耗探测过多、计算时间长以及定位准确度较低等问题,提出了高效的故障检测探测选择( PSFD)算法和故障定位探测选择(IFL)算法.PSFD算法在已有的贪婪增加算法上做了改进,提高了探测效率,缩短了探测时间.IFL算法将现有的2种故障定位探测选择算法相结合,在一定程度上降低了计算时间,提高了定位准确度.仿真实验验证了提出的PSFD和IFL算法的有效性,并对实验结果进行了分析.     

一种快速精确的连续碰撞检测算法

为了实现运动刚体间快速精确的碰撞检测，提出了一种新的连续碰撞检测算法。利用图形硬件的计算能力，该算法在每个时间区间上实时处理，把单个时间区间划分成若干个子时间区间，使用静态和连续的定向包围盒（OBB）相交性检测方法，计算出在子时间区间内的潜在碰撞集(PCS)，并结合基于图形硬件的可靠碰撞剔除方法、三角面片之间的碰撞检测方法和回退方法，计算出刚体间的初始碰撞时刻和碰撞位置.并应用于一个三维建模系统中的装配模块.实验结果表明，与传统的碰撞检测方法相比，该算法可以缩短计算时间，具有更好的性能和精度.     

基于小波变换的无创血压检测方法研究

为了在空间环境下测量连续血压,提出一种基于脉搏波速法,采用小波变换检测脉搏波信号峰点,准确计算脉搏波传导时间,并在此基础上推算出人体动脉血压的原理和方法,将其应用在自己研制开发的无创血压采集系统上.系统对传感器定位要求不高,误差和不适感较少,解决了其他基于脉搏波速法的血压采集系统所存在的心电、脉搏波信号同步性差,以及计算精度较低的问题.实验结果表明,本系统能准确定位脉搏波峰点、计算出脉搏波传导时间,并在此基础上计算得到人体动脉血压     

扩展矩形盒波前法与扩展波前法在初至波计算中的对比研究

基于Ｖｉｄａｌｅ“扩展矩形盒波前法”的思想,通过有限差分求解程函方程,利用ＭＡＴＬＡＢ编程计算了二维速度模型的初至时间。理论研究和模拟结果表明：扩展矩形盒波前法计算初至时间不会像射线追踪法一样出现盲区,具有较高的计算精度,可大大降低计算量;但在处理复杂结构模型和强速度界面时会出现不稳定现象,导致所计算的走时并非真正的初至时间。为了进一步提高计算精度、算法的稳定性和解决地震波传播的因果性问题,给出了结合局部算法的扩展波前法结果。由于扩展波前法结合局部算法遵循了因果性,适应复杂结构模型和强速度界面,但计算的大量时间要用于寻找波前上的最小初至时间,效率较低。     

动态网络中的高效多故障诊断技术

针对已有算法复杂度较高,不适用于规模较大网络的问题,将被管系统建立成动态贝叶斯模型,并提出一种能处理多故障的近似推理算法. 通过复杂度分析,证明该近似算法时间复杂度为多项式级,远远低于精确算法的时间复杂度下限,可以用于解决大规模动态网络的故障诊断问题. 实验结果证明,新算法在准确度方面虽然略低于精确算法,但执行效率上远远高于精确算法.     

两种OFDM多普勒估计算法在水声信道中的比较

为了消除多普勒频偏影响,通过水上实验对两种OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）水声通信多普勒估计算法进行对比。基于拷贝相关时延差估计的多普勒估计算法结构简单、易于实现;基于空载波的算法较复杂,但精度较高。利用两种方法对相同的实验数据进行多普勒估计和补偿,并对其通信误码率进行对比。研究结果表明,在慢变的信道中两者的误码率基本相同,但在快变的信道中基于空载波的算法更稳定。     

满足度量性质的归一化树编辑距离

利用树大小和树编辑距离的简单函数提出了一种归一化树编辑距离,在权重函数具有度量性质且所有插入和删除操作的权重都相等时,不仅能完全满足三角不等式,而且是一种取值在[0,1]的度量.这种距离可以由树编辑距离直接计算得到,其计算时间复杂度与树编辑距离相同.通过手写数字识别实验说明,AESA算法利用该距离获得的识别率为91.6%,比其他2种归一化树编辑距离分别高0.2%和0.8%.     

范德蒙方程组的数值解

利用初等变换,将Vandermonde 矩阵分解为一系列稀疏的上三角矩阵和下三角矩阵的乘积, 并由此给出一种新的求范德蒙方程组的数值解的快速解法. 和以前的快速算法相比, 此算法具有如下优点: ①在计算过程中只需设定两个一维数组, 勿需设定二维数组, 从而节省内存. ②思路简单, 易于编程. 数值实验表明, 这些算法具有很高的精度. 实用性更强.     

同时计算多个频率水动力系数值的方法

采用CFD方法计算水动力系数,可以得到形状复杂浮体的水动力系数函数,但效率不高.为了提高CFD方法的计算效率,节省计算时间,提出了一个同时计算多个频率水动力系数值的方法.采用Fluent软件建立数值波浪水池,在水池中央设置一刚性浮体,通过在浮体上施加多个频率的谐波组合位移,辐射兴波引起的浮体上的水压力也具有与位移相同的频率成分.采用Fourier正弦和余弦变换将各频率成分的兴波压力分解开,从而可通过一次CFD计算,得到多个频率下的水动力系数值.最后,对一个共振式波能装置的浮体进行了水动力系数计算,算例结果表明该方法有较高的精度,可以满足工程需求.     

基于边缘梯度矢量的印刷电路板缺陷检测

缺陷检测算法时间复杂度及精度是影响自动光学检测系统性能的两大因素,降低时间复杂度和提高精度才能保证系统实时可靠.针对传统参考法计算量较大及精度不高的问题,该文提出了一种基于边缘梯度矢量的印刷电路板缺陷检测算法,在配准的前提下,利用边缘梯度矢量搜索到缺陷处.实验表明,与传统参考法相比,该算法的计算点数由图像全部像素点减少至边缘,并利用梯度矢量较高的敏感性来提高检测可靠性.     

基于卷积神经网络的视觉闭环检测研究

闭环检测是视觉SLAM中很重要的一部分,成功地检测出闭环能减小定位算法所产生的累积里程漂移.鉴于深度卷积神经网络在分类问题上的优越表现,本文首次将应用于图像分类的vgg16-places365卷积神经网络模型应用于视觉SLAM闭环检测中,将配准数据输入训练好的该卷积神经网络,其各个隐藏层的输出对应于图像特征表示.然后通过实验比较选用匹配精度较高的中间层完成场景特征提取,通过计算场景特征的相似性得到闭环区域.最后在闭环检测数据集上进行实验测试.测试结果表明,相比于传统的闭环检测方法,vgg16-places365卷积神经网络模型在相同召回率条件下准确率要高约3%;对于特征提取时间,在CPU上要快约5~10倍,而在GPU上更是比传统人工设计特征的闭环检测快近100倍.     

一种基于主动探测的高效故障检测与定位方法(2011通信软件会议)

针对目前基于主动探测技术故障检测与定位方法消耗探测过多、计算时间长以及定位准确度较低等问题,提出了高效的故障检测探测选择(PSFD)算法和故障定位探测选择(IFL)算法．PSFD算法在已有的贪婪增加算法上做了改进,提高了探测效率,缩短了探测时间．IFL算法将现有的2种故障定位探测选择算法相结合,在一定程度上降低了计算时间,提高了定位准确度．仿真实验验证了提出的PSFD和IFL算法的有效性,并对实验结果进行了分析．     

一种MSK-Type信号的频率同步改进算法

MSK-Type信号的频率同步技术可以采用基于最大似然理论的估计方法.但该算法结构复杂,计算量十分庞大,不利用工程上的实现,所以对MSK-Type的频率同步大多采用非线性同步的方式.其算法主要有延迟相乘和2P-Power算法,但这种选用前馈结构的无数据辅助算法只适用于全响应的连续相位调制信号,且由于在非线性相乘过程中引入大量自噪声,从而导致同步性能下降.为解决MSK-Type调制信号频率同步算法精度低、适用范围小及不利于工程上实现等问题,本文在延迟相乘频率同步算法的基础上,提出一种改进算法.该算法通过对部分响应和全响应MSK-Type信号采用不同幂次非线性处理,消除了延迟相乘算法中的自噪声影响,与原算法相比,频偏估计精度可提高5d B左右.另外,所提算法不仅将应用范围扩展到了部分响应MSK-Type信号,扩大了同步算法的适用范围,而且还具有便于工程实现的特点.     

变压器绝缘油中混合气体的盲信号分离方法

将盲信号分离算法与光声光谱检测平台应用到变压器绝缘油中混合气体的检测,能降低对激励光源精度的要求,减少成本,在相同光源的情况下可以提高检测精度。利用盲信号处理中的负熵最大法对CO2、C2H6、C2H23种红外特征吸收峰中心波长特别接近的主要故障气体进行了盲源分离。实验结果表明,与单纯的光声光谱法进行比较,利用盲信号分离算法能更好地检测出绝缘油中的混合气体的种类和含量,具有较高的检测精度。