织物模拟中的自适应网格剖分研究

本文提出一种在织物模拟中的动态网格剖分方法，针对传统模拟算法中因网格剖分固定和曲面整体网格均匀剖分造成模拟误差与计算耗费，分别从织物物理和几何角度出发，提出在动态模拟过程中的自适应的网格剖分方法。利用模拟过程中曲面片局部形变信息，对网格进行动态剖分与合并，有效提高了模拟效率。经实际应用表明：该算法具有模拟效率高、易于计算机实现等优点，特别在对非均匀形变物体模拟中，该算法从模拟效率和精度均得到满意结果。     

微波强度关联图像辐射性能敏感性分析

微波强度关联成像技术通过发射时空两维随机辐射场,并与接收的目标回波强度数据进行关联以实现超天线孔径限制的微波成像。作为一种新型静止雷达成像技术,其不同模型参数对于重构图像辐射性能影响尚不明确。基于微波强度关联成像模型,通过改变模型参数设置,可以获得观测矩阵和重构图像的辐射特性变化趋势,以此分析不同参数设置下图像的辐射性能。分析结果表明:改进天线阵元数目、带宽等模型参数,能有效提高图像辐射性能,尤其是大场景高分辨率的成像区域;增大天线平台高度和网格长度,图像辐射性能有所降低;对于地物均匀的场景,系统设计要求相对较低。分析结果将有助于改善系统设计参数。     

柱面坐标下基于OpenGL的非均匀FDTD网格的生成*

详细介绍了一种在柱面坐标系下非均匀FDTD(finite difference time domain,时域有限差分)网格的生成算法,并且利用OpenGL技术对其一维、二维、三维网格图形进行实现。一般地,使用传统方法进行三维图像的生成与消隐比较复杂,而采用OpenGL可以非常方便地对以上问题实现快速生成以及高效消隐。     

基于CUDA的弱可压SPH流体建模与仿真

为了实现小尺度范围流体场景的实时、真实感模拟,采用弱可压SPH方法对水体进行建模,提出了流体计算的CPU GPU混合架构计算方法。针对邻域粒子查找算法影响流体计算效率的问题,采用三维空间网格对整个模拟区域进行均匀网格划分,利用并行前缀求和和并行计数排序实现邻域粒子的查找。最后,采用基于CUDA并行加速的Marching Cubes算法实现流体表面提取,利用环境贴图表现流体的反射和折射效果,实现流体表面着色。实验结果表明,所提出的流体建模和模拟算法能实现小尺度范围流体的实时计算和渲染,绘制出水的波动、翻卷和木块在水中晃动的动态效果,当粒子数达到1 048 576个时,GPU并行计算方法相较CPU方法的加速比为60.7。     

基于CORDIC的梯度跟踪算法的FPGA实现

梯度跟踪算法在多飞行器测控及卫星移动通信中有广泛的应用,但现有的实现方案还存在很多缺点。该文以均匀圆阵为接收天线阵,在分析梯度跟踪算法原理及CORDIC算法原理的基础上,提出一种基于CORDIC算法与数字波束形成技术相结合的FPGA实现方案,给出电路实现原理图并使用Quartus软件进行了仿真分析,仿真结果表明该方案是正确、可行和有效的。     

GridSim网格仿真工具研究

本文研究了网格仿真工具GridSim,介绍了GridSim的测试和开发方法。利用网格模拟工具,可以节省网格实验时间和费用,并可重现实验结果,给新算法和调度策略的研究提供了极大的方便。本文在GridSim中实现了Min-Min算法以及基于QoS约束的改进Min-Min算法,通过模拟实验验证了改进算法的性能。     

GridSim网格仿真工具研究

本文研究了网格仿真工具GridSim,介绍了GridSim的测试和开发方法.利用网格模拟工具,可以节省网格实验时间和费用,并可重现实验结果,给新算法和调度策略的研究提供了极大的方便.本文在GridSim中实现了Min-Min算法以及基于QoS约束的改进Min-Min算法,通过模拟实验验证了改进算法的性能.     

一种M~2发N~2收MIMO雷达平面阵列及其三维成像方法

具有二维合成孔径的宽带雷达阵列可实现对飞行目标的单次快拍实时三维成像,然而,这需要超乎实际的天线阵元,且当发射信号频率很高时,天线阵元间隔难以满足空间采样定律,造成方位分辨率的下降.本文提出了一种M2发N2收的MIMO雷达平面阵列,它可通过MIMO技术等效成具有(MN)2个阵元的均匀矩形阵列,实现对空中目标的实时三维成像.该MIMO雷达阵列还与ISAR技术相结合,利用ISAR的时间采样来替代实际阵元的空间采样,进一步减少实际天线阵元个数,同时也能增加采样密度,使采样间隔满足采样定律.本文基于该MIMO雷达阵列的实时三维成像模型和MIMO-ISAR三维成像模型均进行了推导和论证,仿真实验也验证了其有效性.     

基于多线程加速的四面体网格优化

本文介绍了现有的四面体网格质量度量函数及网格优化方法,本文采用错误函数作为基于优化光顺算法的目标函数,对四面体网格进行光顺,算法运用多线程加速方式实现,并提出了一种预防死锁的方法。实验结果表明:采用多线程加速方式,在顶点数量较大时,具有明显优越性。     

单帧红外图像低频非均匀性噪声校正算法

红外成像系统中,低频非均匀性噪声严重影响红外系统的成像效果,传统基于标定的方法无法对其进行有效的去除.为此,提出一种基于曲面拟合的低频非均匀性噪声校正算法,首先对含噪图像进行小波滤波,以抑制高频信息;然后利用场景和低频非均匀性噪声梯度的稀疏特性,建立关于非均匀性噪声曲面参数的■正则化能量泛函,并利用ADMM方法求解最优的非均匀性噪声曲面参数;最后将原始图像减去估计的低频非均匀性噪声得到校正后的图像.使用中波红外热像仪拍摄得到红外图像,对仿真图像和实际图像进行校正,实验结果表明,该算法能明显降低图像的粗糙度和非均匀性值,且有效地去除低频非均匀性噪声.     

DLSLA 3-D SAR imaging algorithm for off-grid targets based on pseudo-polar formatting and atomic norm minimization基于伪极坐标变换和原子范数最小化的网格偏离目标DLSLA 3-D SAR成像方法

This paper concerns the imaging problem for downward looking sparse linear array three-dimensional synthetic aperture radar (DLSLA 3-D SAR) under the circumstance of sparse and non-uniform cross-track dimensional virtual phase centers configuration. Since the 3-D imaging scene behaves typical sparsity in a certain domain, sparse recovery approaches hold the potential to achieve a better reconstruction performance. However, most of the existing compressive sensing (CS) algorithms assume the scatterers located on the pre-discretized grids, which is often violated by the off-grid effect. By contrast, atomic norm minimization (ANM) deals with sparse recovery problem directly on continuous space instead of discrete grids. This paper firstly analyzes the off-grid effect in DLSLA 3-D SAR sparse image reconstruction, and then introduces an imaging method applied to off-gird targets reconstruction which combines 3-D pseudo-polar formatting algorithm (pseudo-PFA) with ANM. With the proposed method, wave propagation and along-track image reconstruction are operated with pseudo-PFA, then the cross-track reconstruction is implemented with semidefinite programming (SDP) based on the ANM model. The proposed method holds the advantage of avoiding the off-grid effect and managing to locate the off-grid targets to accurate locations in different imaging scenes. The performance of the proposed method is verified and evaluated by the 3-D image reconstruction of different scenes, i.e., point targets and distributed scene.     

基于数据重构的宽带相干源MVDR算法

研究了基于数据重构的宽带相干源最小方差无畸变响应（MVDR）算法, 以采样定理为基础, 将同一时刻不同阵元的输出看做是连续线列阵的采样, 将时域的数据重构方法引入空间的阵元域数据, 从而实现宽带相干源的方位估计, 并提出了一种聚焦误差求取方法, 用于分析宽带相干源MVDR算法的性能。计算机仿真了FFT插值法和数据重构法的方位估计结果, 表明对于宽带MVDR算法, 数据重构方法比起FFT插值法具有更好的分辨概率和更低的均方根误差。     

An Adaptable-Multilayer Fractional Fourier Transform Approach for Image Registration

A novel adaptable accurate way for calculating polar FFT and log-polar FFT is developed in this paper, named multilayer fractional Fourier transform (MLFFT). MLFFT is a necessary addition to the pseudo-polar FFT for the following reasons: It has lower interpolation errors in both polar and log-polar Fourier transforms; it reaches better accuracy with the nearly same computing complexity as the pseudo-polar FFT; it provides a mechanism to increase the accuracy by increasing the user-defined computing level. This paper demonstrates both MLFFT itself and its advantages theoretically and experimentally. By emphasizing applications of MLFFT in image registration with rotation and scaling, our experiments suggest two major advantages of MLFFT: 1) scaling up to 5 and arbitrary rotation angles, or scales up to 10 without rotation can be recovered by MLFFT while currently the result recovered by the state-of-the-art algorithms is the maximum scaling of 4; 2) No iteration is needed to obtain large rotation and scaling values of images by MLFFT, hence it is more efficient than the pseudopolar-based FFT methods for image registration.     

基于超声CT的混凝土质量阵列检测方法研究

针对超声波在混凝土检测中存在的问题,采用了一种新的超声CT阵列检测方法。在研究超声在混凝土中传播特性的基础上,将射线追踪算法引入到层析成像中,对线阵式SIRT重建算法进行了改进,实现了环绕面阵式SIRT算法重建。通过数值仿真表明：采用上述方法能够明显改善层析成像效果。     

自由角度显示系统下的运动向量算法

为了解决三维运动矢量计算的问题,提出一种算法,这种算法是在静态三维重建的基础上用二维图片计算刚体运动的线性方法,利用QR分解求解线性方程的最小均方误差解,迭代来消除离群值,来得到运动矢量.这种算法不需要摄像机标定,实时性好,有利于视频的流畅显示,实验结果表明,此种算法具有一定的鲁棒性.     

频域宽带阵列波束形成技术优化设计

为提高宽带相控阵系统的波束合成性能,该文针对宽带相控阵系统中的延时补偿问题,采用频域宽带阵列波束形成的方法,分析了宽带相控阵中应用交叠FFT进行时延补偿的原理和误差造成的原因;基于一个接收信号带宽为600MHz的64阵元的宽带相控阵系统,研究了子阵规模、FFT点数、交叠率、位宽、采样率等交叠FFT参数对延时精度、信号保真度和波束性能的影响,在满足工程应用的要求的同时对频域宽带阵列波束合成技术进行了优化;经研究确定子阵规模不超过9个天线阵元、FFT点数不小于512、交叠率不小于1/16、位宽不小于采用12bit时可以达到指标的要求,为交叠FFT方法应用在实际工程中提供了依据与参考,并使其工程实现复杂度降低。     

卫星移动通信信号处理同步技术研究

卫星移动通信信号处理同步技术很大程度上决定了通信的质量。针对卫星移动通信系统中突发信号符号长度短、独特码少的特点,对传统的基于最大似然准则线性相位内插相位估计算法和二次插值快速傅立叶变换频偏估计算法进行了研究,进行了线性相位内插算法和二次插值快速傅立叶变换频偏估计算法机理分析;根据噪声平均化原则,提出了一种低导频段数据情况下改进的线性相位内插算法;利用数据段信息和导频段信息整体做频偏估计的方法,提高了导频段个数较少情况下的频偏估计精度;仿真与试验结果表明：改进的线性相位内插算法比传统算法相位同步性能更高,利用整帧数据做频偏估计精度更高,并满足卫星移动通信终端信号处理的要求。     

基于基2-FFT的GPS信号捕获算法研究

讨论了各种GPS信号捕获算法,针对采用圆周相关法进行GPS信号捕获中FFT点数为非2的整数次幂的问题,分析了传统补零法和内插法的缺陷,并提出了一种新的基2-FFT捕获算法,该算法通过将采样数据和本地参考码均补零到大于自身长度两倍后做基2-FFT进行圆周相关,理论分析和仿真表明,该算法可以得到与非2的整数次幂点数的圆周相关一样的结果。     

近程合成孔径雷达子孔径数据的成像处理

研究了近程SAR的子孔径数据成像问题。通过时SAR子孔径数据进行的聚束处理，在短时间完成对波束覆盖的目标区域成像并形成“快视”，从而降低成像时SAR载体运动补偿的要求。为解决近距离大前斜视角成像问题并避免复杂的插值计算，成像算法采用了基于波前重构理论的精确的Range Stacking算法。仿真和实际飞行试验数据的成像处理结果证明了本文方法的有效性。     

基于断层间切片图像的插值方法研究

断层间图像插值是三维重建的一个关键步骤,研究了传统的插值方法,并对其进行了分析。在此基础上提出了一种基于距离变换的目标图像插值方法,该方法首先对断层图像进行阈值分割得到目标图像并对图像进行中心配准,然后运用欧几里德距离变换法求取目标图像的距离图像,采用加权平均线性插值方法得到目标图像间的插值图像;对ICT切片图像进行了实验研究,取得了令人满意的效果。