螺旋布设光纤光栅的软体操作器形状传感方法

为实现微创手术软体操作器弯曲伸缩运动时的形状测量,提出一种螺旋布设光纤光栅形状传感方法。不同于传统的直线形布设方法,螺旋形布设方法可以防止软体操作器弯曲伸缩运动时,光纤光栅的折断、脱胶现象发生。理论分析了螺旋布设光纤光栅的传感原理及弯曲变形的重构算法;制备了光纤光栅沿螺旋形布设在软体操作器表面的试样;搭建了软体操作器弯曲变形的实验系统;实验分析了软体操作器在不同弯曲状态下,螺旋布设光纤光栅中心波长漂移量与弯曲角度间的变化规律,并重构出软体操作器的变形形状。实验结果表明:螺旋布设光纤光栅在软体操作器中不同位置的灵敏度最大为7.1pm/(°),软体操作器弯曲角度实际测量值与理论重构值间的最大误差不足4.29%。螺旋形光纤传感方法可用于软体操作器形状传感与重构。     

二维FIR滤波器约束最小二乘设计的最大分划松弛ADMM算法

约束二维有限脉冲响应（Finite Impulse Response,FIR）滤波器,现有设计算法计算复杂度高.针对二维FIR滤波器的约束最小二乘设计,本文应用交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）,研究其并行优化方法.通过模型的最大分划,并采用一种松弛技术,提出一个具有高度并行结构的最大分划松弛ADMM算法,分析了算法的计算复杂度,讨论了算法的收敛性,并给出了算法的参数设置方法.实验表明,最大分划松弛ADMM比非松弛的最大分划ADMM收敛快很多;与现有算法相比,提高了计算效率.GPU加速实验中获得的大加速比,表明了所提算法的高度并行性和可扩展性,在图像处理、计算机视觉、模式识别及机器学习等领域有广阔的应用前景.     

浅析固定网络和移动网络的融合

固定网络和移动网络的融合是通信网络发展的必然趋势。就固定网络和移动网络融合的必要性及融合策略进行了阐述。     

基于地震仪表设计的EDA技术与应用课程思政教学设计

结合地震行业应用创新人才培养和《EDA技术与应用》课程教学特点,依托地震仪表设计项目,进行了爱国、责任担当等核心价值观引领和严谨细致、实事求是的工程精神培养为目的的课程思政教学设计。以数字地震计时仪为例,说明基于地震仪表设计项目展开专业和思政教育有机融合、协同育人的方法和思路。课程思政的实施,明显提升了育人质量。     

浅海中声源激发的波场成分及特性分析

为更好地认识和利用浅海波导中的声场,该文对浅海中声源激发的波场成分及特性进行了研究.提出了能给出浅海中声场全波解的理论研究方法,给出了声场的复积分表达式,并在复平面上利用围道积分对声场复积分式进行求解,得出了浅海中声源激发出的声场组成部分;同时应用高阶交错网格有限差分法对浅海中声场进行数值模拟,呈现出了不同海水深度、声源频率和声源深度下浅海波导中的波场结构和空间能量分布.研究表明:浅海中声场由离散谱部分和连续谱部分组成;其中离散谱部分包括各阶简正波和Scholte波,连续谱部分包括侧面波;简正波和Scholte波的振幅与水平传播距离的开方成反比,而侧面波的振幅与水平传播距离的平方成反比;海水越浅、声源频率越小、声源深度越大,都会导致海水中的能量越少,越有利于Scholte波的激发,此时声源辐射的能量主要以Scholte波的形式传播出去,能量更多地集中在海底界面处.     

零日病毒传播模型及稳定性分析

针对零日病毒特点和传播规律,该文研究了零日病毒传播模型及稳定性.首先,分析了零日病毒传播机理,在易感-感染-移除-易感(SIRS)病毒传播模型基础上,重新定义了感染状态节点,引入执行状态节点和毁损状态节点,建立了零日病毒传播的易感-初始感染-零日-毁损-移除(SIZDR)病毒传播动力学模型;其次,运用劳斯稳定性判据,分析了系统平衡点的局部稳定性,基本再生数R0及其对病毒传播规模的影响.最后,仿真验证了模型局部稳定性,分析了节点感染率、节点度和节点毁损率等因素对零日病毒传播的影响.理论分析与仿真结果表明,该模型能客观反映零日病毒传播规律,零日病毒扩散规模与节点度、节点感染率正相关,与节点毁损率负相关,对已知病毒的针对性防控可有效提升对零日病毒的防御效果.     

基于ReliefF-Pearson的嗅觉脑电通道选择

基于脑电(EEG)信号的气味识别研究在嗅觉功能客观评价及嗅觉障碍疾病诊断等方面具有重要的应用价值.在实际应用场景中使用过多EEG通道会带来诸多不便,因此研究如何选择EEG通道尤为重要.该文针对嗅觉EEG信号分类中的通道选择问题,提出了一种新型的基于ReliefF-Pearson的嗅觉EEG通道选择算法.该算法结合ReliefF的权值思想和Pearson系数的相关性原理对EEG通道进行选择.结果表明,与传统基于ReliefF的通道选择算法相比,该文所提算法在保证一定分类准确率的同时能够显著减少使用的通道数量,并且通道选择的结果不依赖人为经验和分类器.此外,使用该方法获取的通道,其空间分布与已有的嗅觉神经生理学位置相一致,进一步证实了该方法的科学性和有效性.该文所提算法为嗅觉EEG通道选择的研究提供了新思路.     

基于级联卷积神经网络的疲劳检测

为了诊断热核聚变等离子体状态,研制了用于热 斑区等离子体诊断用的新型X射线光谱仪,能够同 时探测X射线光谱与聚爆靶图像信息。光谱检测功能由4块椭圆晶体分析器实现,材料分别 为α-石英(1010)、 α-石英(2023)、α-石英(1011)和Si(111),几乎能够覆盖2~20 keV能带范围内的X射线特 征光谱。光谱检测 结构为光源位于椭圆的一个焦点,其辐射光谱经过椭圆反射聚焦于椭圆另一焦点,由X射线 成像板(IP)接收。图 像检测功能由分幅相机匹配小孔阵列成像完成,理想状态能够得到20 幅不同时间的聚爆靶图像。在谱仪与 聚爆靶之间的调整台上设置厚为60μm的Be膜,以保护针孔与晶体避 免聚爆溅射碎片破坏。在中物院“神光- Ⅱ”升级装置上进行了打靶实验,获取了X射线光谱与聚爆靶图像信号。分析了光谱及图像 信息,并针对光谱 仪漏光问题改进了光谱仪结构,最后在神光-Ⅲ原型装置上进行了验证实验并获得比较理想 的图像信号,信噪比(SNR)数据达到15dB。     

一种组合调制的脉冲超宽带测控信号

将脉冲超宽带(IR-UWB)信号应用于航天测控领域,能够有效提高当前航天测控系统的隐蔽性、抗干扰性和测量性能,具有重要的现实意义.将DS-PAM(Direct Spread-Pulse Amplitude Mod-ulation)调制、TH-PPM(Time Hopping-Pulse Position Modulation)调制的信号和PSM(Pulse Shape Modulation)调制技术组合起来,可构成一种新的组合调制的脉冲超宽带信号,即DS-PAM-TH-PPM-PSM-UWB(Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation-Time Hopping-Pulse Position Modulation-Pulse Shape Modulation-Ultra Wideband)信号.利用对数正态阴影模型分析其传输性能,在单频干扰信号条件下分析其抗干扰性能,利用模糊函数分析其测量性能.仿真结果表明,相比于传统的DS-PAM-UWB信号和TH-PPM-UWB信号,该组合信号具有良好的传输性能、抗干扰性能和测量性能,为脉冲超宽带信号应用于航天测控领域提供了更多的选择.     

基于时域频域分析结合的调谐激光吸收光谱检测参数优化

随着调谐激光吸收光谱(tunable laser absorption spectroscopy, TLAS)技术在气体检测中的应用越来越广泛,二次谐波信号的质量与检测参数紧密相关,因而分析检测参数的优化方法很有意义。本文根据谱线预处理中的滤波参数、系统采样时间、锁相放大器的时间常数对信号的影响以及参数间的联系,总结检测参数的选取规律。根据滤波原理和不同浓度下信号的均方根误差(root mean squared error,RMSE)值选择合适的滤波阶数和窗宽。选择信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、RMSE、信号与噪声频域幅度之比(ratio of amplitude in frequency domain of signal to noise,f_SNR)3种评价指标的曲线变化趋势进行时频分析,得到最佳采样周期数为30,结合实验系统具体参数可计算最佳采样时间。通过信号主频带与截止频率的关系和滤波效果选择合适的时间常数。综合分析3个检测参数并总结选取方法,可提高二次谐波信号的质量。本文提出的参数选取方法对提高二次谐波在实际应用中的准确度有...