多小波基的设计与地震图像并行融合实现

面向地震图像解释中的具体问题,开展图像融合算法研究,增强目标识别的准确性,提高对地震图像的解译能力.设计了一种具备对称性、短支撑性、二阶消失矩和正交性的高性能多小波基,提出了其并行融合算法实现.算法考虑了对配准误差的适应性问题,提高了图像空间频率.从实验结果来看,图像的整体和细节特征比单小波融合方法有较大的提高.通过将地震图像融合技术与并行程序设计相结合,在多核处理器下采用虚拟节点技术搭建多机并行图像融合平台.实验结果表明:针对多核系统的并行融合方法省去了并行处理的数据寻址时间,相比并行化前,算法执行时间随着节点数增加而减少,并且各并行操作更为规范、简洁,符合算法操作规则性强的实现特点.     

含有柔顺关节的并联机器人轨迹跟踪实验

使用柔顺关节代替刚性转动副搭建柔顺关节并联机器人实验平台.利用OPTOTRAK测量系统对3-DOF柔顺关节并联机器人动平台轨迹进行测量.实验数据的对比分析表明:柔顺并联机器人运行平稳,由轴向漂移和弹性振动引起的误差均控制在允许范围之内.     

一种高频带利用率的PCSS-OFDM通信技术

为了提高扩频OFDM通信系统的频带利用率,提出了一种将并行组合扩频技术和OFDM技术相结合的并行组合扩频OFDM通信系统.对该系统进行了理论分析和建模仿真,并和频域扩频多载波CDMA系统进行了对比.结果表明,在高斯白噪声信道下,并行组合扩频OFDM系统不仅具有较高的频带利用率,而且在信噪比较大时可靠性优于频域扩频多载波CDMA系统;在多径衰落信道下,尽管并行组合扩频OFDM系统的可靠性比频域扩频多载波CDMA系统差,但是在一定程度上提高了系统频带利用率.     

宽带信号匹配滤波的GPU实现及性能优化

从宽带相关的角度推导了基于小波变换的匹配滤波算法及基于快速傅里叶变换(FFT)算法,并分析了算法复杂度,提出了基于图形处理器(GPU)的可配置宽带匹配滤波的软件实现和理论预测与函数实测结合的优化方法.通过优化线程块的维度、绑定纹理寄存器来改进内核函数性能,再使用计算统一设备架构(CUDA)库来降低FFT与极值搜索的时延,并进行了性能优化设计.在性能测试中,文中方法在GPU平台的实现相比8核CPU平台的实现具有3.3倍加速比,其处理时延能够满足宽带匹配滤波的实时性需求.     

煤矿陷落柱探测的井下综合物探方法研究

并行网络直流电法因可在工作面任意布设电极,可快速实现三维电阻率探测,地震反射共偏移法原理为反射波勘探原理,采用多次覆盖观测系统开展井下数据采集;为了探查华北某煤矿西六采区陷落柱发育特征及其赋水性,确保回风上山掘进安全,基于这两种物探方法在皮带巷和轨道巷布设了两条测线,经过井下数据采集、室内资料处理与分析,得到了电阻率反演剖面和地震反射剖面,结合地质资料,对陷落柱的电性特征及结构进行研究。结果表明:陷落柱岩层连续性差,岩体较破碎;陷落柱底界发育深度超过底板60 m;陷落柱探查范围内及周围赋水性较弱。     

新型两转动自由度完全解耦并联机构及其特性

针对并联机构内部耦合性给其运动学和动力学分析以及控制系统的开发带来的问题,提出一种新型的两自由度转动解耦并联机构．运用约束螺旋法对机构的自由度和运动特性进行分析,通过修正的Kutzbach-Grübler公式计算出机构自由度数目;利用各构件间几何关系,求解机构位置正反解解析表达式;根据机构输入与输出参数间关系式,推导得到机构雅可比矩阵,进而依据雅可比矩阵表达式,验证了机构的解耦特性,并进而讨论了驱动输入的选择对机构奇异的影响．提出的解耦并联机构丰富了机构构型库,对进一步应用具有理论指导意义．     

面向大尺度三维重建的多核并行SIFT算法

针对大尺度三维重建中图像数据集较大、其特征提取和匹配时间消耗过长等问题,提出了一种针对有序图像数据集的滑动窗口匹配算法.该算法采用并行计算实现了对SIFT特征提取和匹配算法的加速,并在图形处理器上得以实现,减少了匹配计算量.实验结果表明,算法大大提高了特征提取和匹配的运算速度,保证了特征的稳定性和匹配精度,有效地缩短了大尺度三维重建的运算时间,确保了重建精度.     

基于多核与众核结构的并行编程模型研究

针对并行计算机不同的数据存储方式,分析对比了基于多核和众核体系结构的共享存储并行编程模型和分布式存储并行编程模型,以CUDA和OpenCL为例介绍了基于异构计算机系统的并行编程模型,指出基于异构平台的混合编程在今后的大规模并行应用中必将成为主流。     

基于多磁盘内存映射的并行湍流相屏生成方法

大气湍流仿真的核心问题是生成较高精度的多层湍流相屏。针对经典谱反演生成方法,占用大量计算机资源,且无法并行计算的问题,本文提出并实现了一种基于多磁盘内存映射的并行计算方法。该方法的基本思想是将数据量较大的文件暂存在多个磁盘上,分块映射部分数据到内存中进行并行计算,使用操作系统提供的函数接口实现了无需人工干预的分块自动化内存映射机制。实验结果表明,新方法运算速度提升明显,仿真结果较为准确。该方法不但可以解决大数据湍流相屏的并行生成,还适用于一般的大数据科学计算和计算机仿真。     

水库坝基综合地球物理勘察技术与应用

水库坝基地质条件关系到大坝建设质量,其前期的勘察工程至关重要。目前,利用物探与钻探工程相配合,可以获得坝基土岩介质较为丰富的勘察资料。结合地震折射波和并行电法对新建水库坝基进行勘察,确定了土层埋深、岩体风化带等特征参数,为坝基处理与施工提供可靠的依据。应用实践表明,利用综合物探方法可以提高对地质异常的判断能力,效果良好。