Biophotonic probes for bio-detection and imaging

The rapid development of biophotonics and biomedical sciences makes a high demand on photonic structures to be interfaced with biological systems that are capab...     

非定常流Weis-Fogh机构在零航速减摇中的应用

由于Weis-Fogh机构的仿生机构可以在零航速下产生升力,因此可以用来进行零航速减摇.基于势流理论建立的Weis-Fogh机构升力模型忽略了翼缘的分离涡对翼的作用,所以不能更好地模拟实际流场.因此基于点涡模型建立Weis-Fogh机构升力模型,并对Weis-Fogh机构张开时所产生的升力进行了数值计算.通过对有分离涡的Weis-Fogh机构升力和没有分离涡的Weis-Fogh机构升力之间的对比,发现前者产生的升力远大于后者.最后同实验数据进行了比较,证明该点涡升力模型可以更好地模拟翼上产生的升力.     

跨尺度混合注意力的遥感图像超分辨率重建

为了解决现有遥感图像超分辨率重建模型对长期特征相似性和多尺度特征相关性关注不足的问题, 提出了一种基于跨尺度混合注意力机制的遥感图像超分辨率重建算法. 首先提出了一个全局层注意力机制(global layer attention, GLA), 利用层注意力机制加权融合不同层级的全局特征, 建模低分辨率与高分辨率图像特征间的长期依赖关系. 同时, 设计了跨尺度局部注意力机制(cross-scale local attention, CSLA), 在多尺度的低分辨率特征图中寻找与高分辨率图像匹配的局部信息补丁, 并融合不同尺度的补丁特征, 以优化模型对图像细节信息的恢复能力. 最后, 提出一种局部信息感知损失函数来指导图像的重建过程, 进一步提高了重建图像的视觉质量和细节保留能力. 在UC-Merced数据集上的实验结果表明, 本文方法在3种放大倍数下的平均PSNR/SSIM优于大多数主流方法, 并在视觉效果方面展现出更高的质量和更好的细节保留能力.     

过程模拟研究进展

随着计算机技术的不断发展, 过程模拟在各行各业中的应用越来越广泛. 过程模拟使用模拟模型来模仿业务流程行为, 它可以用于预测和优化系统的性能, 评估决策的影响并向管理者提供决策依据, 也可以用于减少实验成本和时间. 目前, 如何高效地去构建一个可以信任的仿真模型得到了广泛关注. 本文通过追踪、归纳和分析关于构建业务过程模拟模型方法的相关研究文献, 对基于过程模型、系统动力学和深度学习的3种仿真建模方法的流程、优缺点和研究进展进行了阐述, 并探讨了过程模拟面临的挑战和未来的发展方向, 以期为业务过程模拟未来的研究方向提供参考.     

跨层协同注意和通道分组注意的细粒度图像分类

细粒度图像分类的主要挑战在于类间的高度相似性和类内的差异性. 现有的研究多数基于深层的特征而忽略了浅层细节信息, 然而深层的语义特征由于多次卷积和池化操作往往会丢失大量的细节信息. 为了更好地整合浅层和深层的信息, 提出了基于跨层协同注意和通道分组注意的细粒度图像分类方法. 首先, 通过ResNet50加载预训练模型作为骨干网络提取特征, 由最后3个阶段提取的特征以3个分支的形式输出, 每一个分支的特征通过跨层的方式与其余两个分支的特征计算协同注意并交互融合, 其中最后一个阶段的特征经过通道分组注意模块以增强语义特征的学习能力. 模型训练可以高效地以端到端的方式在没有边界框和注释的情况下进行训练, 实验结果表明, 该算法在3个常用细粒度图像数据集CUB-200-2011、Stanford Cars和FGVC-Aircraft上的准确率分别达到了89.5%、94.8%和94.7%.     

一种基于嵌入式平台的非接触式心率监测系统研究

心率的长期监测对心血管疾病的预防和治疗具有重要意义。当前心率检测常用的监护仪、心电图机、智能手表和运动手环等均属于接触式测量装置,长期佩戴易产生压痕,甚至给使用者带来不适。在非接触测量方面,远程光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography, rPPG)可以通过分析面部视频获取心率,是一种很有潜力的心率长期监测方法。目前,绝大多数对于rPPG的研究都在使用电脑做数据分析,体积过大不易摆放,难以满足医学临床和家庭日常使用的需求。针对这一问题,本文尝试在嵌入式平台上依据rPPG原理实现心率监测。监测系统主要由树莓派4B开发板、相机和触摸屏组成。采用AdaBoost算法实现人脸识别与追踪,选取额头和脸颊作为感兴趣区域(range of interest, ROI),利用巴特沃斯带通滤波去噪,根据POS模型提取BVP波形,对来自不同ROI的BVP波形做盲源分离得到最终的脉搏波,最后利用能谱分析计算心率。实验结果表明本文所研究的系统具有与PC端相同的心率检测准确性和鲁棒性。本文的研究成果可以为心率长期监测设备的小型化和普及做出自己的贡献,也可以为智慧医疗中的远程监测...     

汽车覆盖件修边与翻边工序的快速仿真系统

基于UGNX平台开发了覆盖件修边与翻边工序快速仿真系统(TFA).该系统基于有限元逆算法,根据翻边形状反向快速计算修边线尺寸以及翻边成形中可能出现的起皱和破裂等缺陷.由于修边线展开与翻边分析无缝集成UGNX中,避免了CAD与CAE系统数据转换时模型数据丢失和精度损失,缩短了工艺设计周期,为工艺设计人员提供一种方便的修边和翻边快速仿真工具.以汽车后围修边线展开与翻边成形为例,通过TFA计算结果与实验结果的比较,验证了TFA系统算法的可行性与精确性.     

一种新型双阻带特性的缺陷接地结构

提出一种新型的具有双阻带特性的反向螺旋形缺陷接地结构(DGS),对该结构的参数变化进行了分析与仿真,发现根据其变化规律可以有效地调节双阻带的位置。利用该结构制作的带阻滤波器,阻带窄、衰减陡峭。通过软件优化设计了一个阻带分别位于3.5GHz和6GHz的双阻带滤波器,从HFSS软件仿真的结果证明了这种新型DGS结构的有效性和可行性。     

基于特征断面的复杂巷道段三维建模

为解决巷道断面随工程需要及岩层变化不断改变,导致巷道三维建模程序复杂的问题,提出基于特征断面的巷道三维建模思想,通过建立巷道特征断面模型库,实现变化巷道段的三维建模,以期提高复杂巷道段的建模效率。首先阐述建模数据的采集方法,并对巷道断面进行了细化坐标分析;同时提出拐角处断面变化巷道段的平滑处理算法（通过圆弧来圆滑拐角处巷道中心线）,对普通巷道段采用三角剖分形成三角网完成巷道段的建模;而巷道断面发生变化的复杂巷道段存在简单曲面四边形,采用Bézier曲面及曲面的拼接完成巷道段的建模,并在实验中进行了验证     

Headquarter-centered common sourcing management through order coordination and consolidation

It is common for subsidiaries of a group company to use the same types of components for producing similar products. Different subsidiary companies may well procure such components from the same suppliers. This paper studies two sourcing management models. One is the Subsidiary-Autonomous Sourcing Management (SD-ASM) where subsidiaries manage their inventories and place purchasing orders independent of each other. The other is the Headquarter-centered Common Sourcing Management (HQ-CSM) where purchasing orders of subsidiaries are processed centrally through some kind of headquarter coordination. In the SD-ASM model, each subsidiary places replenishment orders at a time interval corresponding to their economic order quantity (EOQ). In the HQ-CSM model, two purchasing order management policies are examined. One is the Order Coordination policy in which common replenishment epochs or time periods are proposed by the headquarter and the subsidiaries are encouraged to coordinate the timing of their orders based on the common replenishment epochs. The other is the Order Consolidation policy in which the subsidiaries combine the quantity of their orders and the headquarter places a combined order with the supplier. In the Order Coordination policy, classic RAND heuristic is used to find the best common replenishment epoch and the best replenishment timing of each subsidiary. In the Order Consolidation policy, the optimal order quantity of the combined order is obtained from a mathematical model. The combined order is then allocated to the subsidiaries according to a proportional allocation rule. A series of numerical studies is conducted to compare the costs of the SD-ASM and HQ-CSM policies. The results show that HQ-CSM outperforms SD-ASM in terms of cost and robustness against demand uncertainties. This achievement is largely due to the economies of process (synergistic ordering process), the economies of scale (large order quantity with price discount) and risk pooling effect (transshipments). The results also reveal that the Order Consolidation policy with a combined order always performs better than the Order Coordination policy with common replenishment epochs especially in face of high demand uncertainties and high service level in the global market.