Tongjilibo/CSL huggingface dataset:
基于多传感器的无人机避障方法研究及应用

随着无人机巡检作业方式应用越来越广泛,巡检过程中对障碍物检测并进行避障显得愈发关键;若无人机碰到杆塔或线路不仅会造成无人机自身的损坏,还会对居民用电造成影响,给检修带来麻烦;毫米波雷达、激光雷达、双目视觉传感器在机器人避障中有广泛应用;但是基于输电线路巡检的多旋翼无人机的实际情况,传感器器件的选型、尺寸、重量,以及障碍物信息与飞控的融合,显得尤为重要;通过对多旋翼无人机搭载毫米波雷达、双目视觉传感器、差分GPS进行了研究,采用多传感器融合方法检测障碍物,利用虚拟力场法(VFF)进行航迹重规划,并实际飞行验证;测试表明该方法对杆塔避障取得了较好的应用效果。
飞行器综合测试设备可靠安全接地设计

飞行器综合测试主要对电气系统各功能及接口的协调性和匹配性进行全面的综合检查;测试设备接地不正确,可能干扰地面设备和飞行器产品,甚至将危险电压引到飞行器上;为实现综合测试可靠安全接地,简要介绍接地的概念和作用,说明良好的接地是保护人身安全、保障电气系统正常运行、防止雷击和静电危害的有效方法;结合飞行器综合测试系统功能和组成,将系统划分为供电设备、测试设备和控制设备,分析了各类设备的接地原则和方法,即确保安全和兼顾电磁兼容特性,测试设备接口不能干扰飞行器上产品正常工作,最后提出测试设备接地安全保证措施,包括试验前,对场地和设备接地的检查、设备接地与供电要求、操作规定、连接前测试等方面,为航天项目产品研制提供参考。
航天器制造过程多余物控制机器视觉方法综述

多余物控制是航天产品智能制造过程中的最大难题之一,而多余物检测是控制的基础;由于航天产品结构复杂性和多余物特征的多样性,没有一个数据集基准,多余物的机器视觉在线检测仍面临着很多挑战;介绍了多余物产生的危害和检测的必要性,对多余物检测技术的国内外发展现状进行阐述,分析对比了各自优缺点,重点介绍视觉多余物检测,并综合分析了智能制造过程多余物机器视觉控制特点;对机器视觉多余物检测技术进行分类,从智能实验室的角度,提出了机器视觉多余物检测面临的难点和可能的解决方案。
基于专家知识和模糊推理的大科学装置故障诊断方法

针对大科学装置技术综合、结构复杂、系统庞大,在故障诊断方面面临的故障机理不清楚,难以建立精确的数学模型;诊断信息不完整、不精确,难以进行确定性推理;诊断数据受限,无法实现数据驱动等诸多问题;提出了基于专家知识和模糊推理相结合的故障诊断方法和模式匹配算法,通过模糊因子的引入和基于数据库的模糊诊断知识可视化建模方法的使用,解决了故障诊断环节的诸多不确定性问题,形成了面向用户的模糊专家系统故障诊断基础平台,并在某大型激光驱动装置测试验证平台中得到初步应用,实现了电气驱动及控制系统故障的智能诊断。
基于膜聚类算法的风机振动故障诊断

在工业环境下,风机振动故障常常需要人工诊断,诊断效率低,不易完成实时计算和在线分析判断;针对上述问题,提出了一种膜聚类算法可用于风机振动故障的在线智能诊断;该算法将膜计算的方法引入到聚类中,并采用概率模型更新种群的方法实现最佳聚类中心的寻优;算法首先在多个数据集上进行聚类实验,实验结果显示该算法克服了常规聚类算法聚类结果不稳定,聚类质量差的缺点;然后将其应用于风机振动故障在线诊断系统中进行仿真测试,结果显示所采用的方法能满足风机振动故障在线智能诊断要求,也可应用于其他各类设备的振动故障在线智能诊断。
基于LabVIEW的高能质子束流密度分布测试系统

主要介绍一套基于LabVIEW平台设计的高能质子束流密度分布测试系统,服务于电子器件抗辐射加固试验,用于加速器的辐射剂量测量;它由法拉第杯探测器,移动平台控制系统和基于LabVIEW的控制与数据获取软件三部分组成,具有对法拉第杯位置控制、静电计读写、智能化测量、数据实时处理等功能;性能测试显示该质子束流测量系统能实现亚pA级电流的测量,20pA量程时的测量精度为5%,解决了弱流质子束的测量问题;该系统具有可靠性高、可扩充性好、抗干扰能力强的特点,同时实验结果表明测得的质子束流密度分布,能准确评估电子器件辐射环境与剂量,为半导体器件抗辐射加固设计提供支撑。
基于协同优化算法的流速仪检定系统设计

提出了一种小型轻便的流速仪检定系统的设计方案,并运用改进的多学科协同优化方法求解各学科设计变量的最优解;首先介绍了算法思想及改进措施,并根据系统设计要求建立了各学科的设计变量、目标函数和约束条件;其次,运用遗传算法求解各学科设计变量的最优解,并根据优化结果完善了系统的设计方案,同时运用计算机仿真等方法验证了优化结果的可行性;结果表明,优化后的检定系统满足流体力学效应、匀速运动时间、系统重量等设计要求,同时证明了协同优化算法解决多学科设计优化问题的有效性。
基于NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现

六自由度平台测控系统是六自由度平台的电气控制部分,它通过对六路液压缸的实时闭环控制,实现对平台位姿的控制;该测控系统采用NI的计算机,配置多种类型的PXI板卡,实现了对平台的电压、电流、数字IO、CAN总线等多种接口类型的测量和控制,满足了可靠性需求;采用了典型的上下位机控制,分别进行实时计算与任务管理,解决了实时性的控制需求;采用NI的虚拟仪器Labview开发测控软件,完成实时计算平台的正解与反解模块,作动器闭环控制等功能,增强系统的功能和灵活性;目前六自由度平台测控系统的硬件部分和软件部分都已经通过了调试,对系统进行了正弦运动和暂态特性测试,实验结果表明,运行速度快,满足了平台的控制要求。
激光引信收发视场测试及数据处理

要批量生产导弹激光引信,就要快速测试激光引信的各种测量参数;使用通常方法,完成各项测试所需时间较长,不利于批量生产激光引信产品;为了快速获得发射视场与接收视场的各项测量参数,针对采用宽光束的激光引信,采用激光引信收发视场的一次测量,根据所得测试数据,进行数据处理的方法;由测试数据可以计算出收发视场的匹配系数,并推导了在已知目标反射率和面积情况下,计算引信作用距离随视野分布所用的公式,可以避免实际测量带来的耗时;通过的实验验证,发现理论计算值基本与实际测量值的误差较小,可以认为它们基本相同;利用该计算方法可以在实验室测试引信收发组件后,快速计算出每套引信窗口的作用距离曲线,可以避免和减少实物测试的麻烦。
基于物联网的车辆碰撞监测系统设计与研究

针对当前高速路车祸频发,难以对事故发生地准确快速定位而导致救援响应滞后的现状,提出了一种基于物联网的车辆碰撞监测定位系统;其搭载的加速度智能螺栓传感器能有效感知碰撞物理信号,数据传输模块中将LoRa技术和4G传输的结合实现了信号的远程同步实时传输,监测系统平台阈值隔离算法能有效分辨干扰信号和碰撞信号;经测试:该系统实现了对监测路段范围的有效实时监控,软件平台能在20秒内通过对碰撞信息的快速处理判断车祸所发生的具体位置、严重程度及发生时间等车祸信息,对于进一步提升高速路车祸救援响应效率、保障人民的生命财产安全具有重要的指导意义。
基于嵌入式技术的测试设备远程监控数据采集设备

为满足导弹测试设备远程监控数据采集的需要,基于嵌入式技术设计了一种测试设备远程监控数据采集设备;它以嵌入式计算机为核心,作为整个测试设备远程实时运行监控管理系统前端信息采集处理设备,分布配置在各测试现场,用于获取测试现场相关信息,并上报到监控中心,是监控中心主要信息的来源;实验结果表明,该数据采集设备结构简便、功能强大、运行稳定,易于扩展,能够完成导弹测试设备远程监控数据采集功能。
轨道扣件检测系统设计与分析

为了满足轨道扣件动态检测的需求,设计了一种轨道扣件检测系统,包括照明系统、摄像系统等并通过悬挂系统安装在转向架构架前端;通过关键设备参数的选型计算,设计了安装结构然后校核悬挂系统的螺栓强度,验证其螺栓连接的可靠性;并对整体结构采用ANSYS Workbench有限元分析以及实验室验证,系统符合要求,满足线路的检测需要。
基于组态软件的混凝土预制板生产线监控系统设计

针对混凝土预制板生产线集中监控问题,设计了一套基于计算机组态软件和工业以太网的集中监控系统;分析了混凝土预制板生产工艺流程,研究了生产线的工位布局;采用计算机集中管理,PLC分散控制的方式构建了系统硬件架构;利用力控ForceControl组态软件进行开发,设计了多人机交互界面,并论述了采取的控制策略以及脚本程序的实现;经实践验证,系统运行稳定、灵活性好、实用性强,满足用户对生产线集中管理、监视及自动控制的需求。
用电设备运行状态监控系统设计与实现

用电设备工作电流在一定程度上能反映设备运行状况,所设计的基于电流检测的用电设备运行状态监控系统中,采集节点采用STM32F411作为主控芯片,以新型数字型电流检测芯片HLW8032采集用电设备电流,WiFi收发模块连接路由接入网络后,将电流数据传输到云服务器的数据库保存,云服务器采用轻量级企业集成框架Struts+Hibernate+Spring+DWR+JQuary开发,使用JAVA的面向对象设计模式;用户通过浏览器登录系统可查看用电设备的运行状态、使用时长、过载报警情况等等,实现对用电设备远程实时监控;实验证明:系统运行稳定,能实现对用电设备电流值的准确采集。
基于Smith预估补偿的聚丙烯反应器自适应控制系统研究

针对含有时滞的聚丙烯多区循环反应器温度串级控制系统为复杂的高阶系统,被控对象的滞后时间较大,且受到反应器内部放热、入口循环气温度、夹套水流量等干扰的影响,系统过程控制较为困难;通过以一阶惯性环节加纯滞后来逼近高阶系统,应用模型参考自适应控制算法,使自适应机构能够在线的整定反应器串级控制副回路的Smith预估器,使副回路Smith预估器的动态特性与副被控对象的动态特性接近一致;同时,根据期望的性能指标,在串级控制主回路设置一个参考模型,再次应用自适应算法,使得主回路被控对象的输出尽可能跟踪参考模型的输出;仿真结果表明,该控制系统对于具有时滞的聚丙烯反应器温度控制是有效的。
电器试验设备远程监控系统设计与实现

针对现有电器试验设备监控系统的一些缺陷,设计了一种基于Web的远程监控系统,用于实时监控设备运行状况和试验数据;介绍了系统的总体结构和系统功能;根据系统的功能需求设计了数据库,实现了系统对不同类型、不同地点的试验设备的通用化;利用Redis缓存降低了磁盘I/O,提高了系统的响应速度;在保证安全的情况下,实现了对试验设备的远程启停控制;通过WebSocket技术和Redis订阅发布模式,实现了由设备端到客户端的高效数据推送;利用ECharts框架实现了静态和动态试验结果数据的可视化;经测试,系统运行效果符合预期,证明了以上方法的可行性。
基于网络指纹识别的电力系统应急调度动态控制技术

在控制电力系统应急调度工作时,传统方法使用的是用户密码识别动态控制技术,该技术耗费时间长,所需成本高,且产生的工作效果差,难以满足目前电力系统资源调度与管理的要求;为了解决此问题,基于网络指纹识别技术研究了一种新的应急调度动态控制技术,该技术由认证服务器、用户管理、用户权限设置、指纹登录和调度模块组成,通过建立安全区确保环境安全、设备安全、传输介质安全、视频监听安全以及磁盘安全;工作过程分为建立电力资源路由选择表、数据包处理、标记替换、解除电力资源数据包标记四步;与基于用户密码识别的动态控制技术进行对比,从安全性、控制时间和稳定性进行实验研究,研究结果表明,基于网络指纹识别的动态控制技术可以在短时间内取得较好的控制效果,且安全性很高;研究的技术具有很大的市场发展空间,值得大力推广使用。
基于异步优势执行器评价器的自适应PID控制

自适应PID较好地解决了传统PID无法自整定参数的问题,已成为控制领域内的研究热点;研究基于异步优势执行器评价器(Asynchronous Advantage Actor-Critic,A3C)算法设计了一种新的自适应PID控制器;该控制器利用A3C结构的多线程异步学习特性,并行训练多个执行器评价器(Actor-Critic,AC)结构的智能体,每个智能体采用多层前馈神经网络逼近策略函数和值函数实现在连续动作空间中搜索最优的参数整定策略,以达到最佳的控制效果;与已有的多种自适应PID控制器性能对比分析结果表明该方法具有收敛速度快,自适应能力强的特点。
佳拉洁雅装置时序控制系统的设计与实现

为了更加精确地研究佳拉洁雅装置中的各项参数,建立探针和时序控制系统在佳拉洁雅装置中的数学模型,选取PCI-1780U开关量板卡作为硬件核心构建时序控制系统,使用LabVIEW进行时序控制系统的上位机程序编写;构建整个时序控制系统的软硬件结构后通过实验验证佳拉洁雅装置中各部分输出的时序脉冲与理论值之间的差异,得出装置中各部分时序控制脉冲间的对应关系。
一种遥感卫星动量轮容错控制的方法研究

针对低轨遥感卫星动量轮故障频发影响姿态稳定的情况,对以动量轮为执行器的低轨遥感卫星进行容错控制研究,提出一种结合卡尔曼滤波及模糊PID控制率的容错控制方法;首先建立低轨遥感卫星动量轮故障模型,应用卡尔曼滤波算法进行噪声滤除,然后根据卡尔曼滤波的结果,设计模糊PID容错控制器,并与传统PID容错控制器进行仿真比对实验,在闭环姿态控制系统的容错控制领域验证了该方法的较强自适应性和较强鲁棒性的优点。
基于云平台的多电网调峰调度自动控制系统设计

传统电网控制系统存在调度运行模式稳定性较差、调峰控制数据循环时间过长等弊端;为解决上述问题,设计基于云平台的新型多电网调峰调度自动控制系统;在云平台控制框架结构中,协调多电网自动调度模块、调峰执行单元间的平衡关系,完成新型系统的硬件运行环境搭建;在此基础上,通过组态端结构分解的方式,完善PLC调峰指令的存在形式,并根据多电网控制指令的流通周期,完善数据的循环运行流程,完成系统的软件运行环境搭建,实现基于云平台多电网调峰调度自动控制系统的顺利运行;模拟对比实验结果显示,与传统电网控制系统相比,应用新型系统后,调度运行模式稳定性差、调峰控制数据循环时间长的现象得到明显缓解。
双PWM变换器的异步电机矢量控制系统设计

针对传统的双PWM变换器的异步电机矢量控制误差率很高这一问题,设计了一种新的异步电机矢量控制系统,分别对系统硬件和软件进行设计,硬件架构图中重点对硬件电机结构、DSP芯片和编程器进行设计;根据设计的系统硬件建立软件工作流程,软件共分为系统初始化、中断控制、PWM信号封锁、报警保护和数据通信共5步,对每一个工作步骤做了详细的阐述;通过仿真实验验证了该矢量控制系统的实际工作效果,实验结果表明,所设计的系统具有很强的鲁棒性,控制性能远远好于传统系统,市场发展潜能大,对于异步电机发展有一定的指导意义。
变摩擦力下板带轧机垂扭耦合振动控制技术

当前对板带轧机垂扭耦合振动的控制过程未考虑变摩擦力的影响,无法对振动特性进行准确分析,导致控制效果不理想;提出一种变摩擦力下基于振动摩擦模型的板带轧机垂扭耦合振动控制技术;将垂扭耦合振动参数作为输入向量,理想状态下变摩擦力作为输出向量,确定垂扭耦合振动参数;采用遗传算法对已确定的最优垂扭耦合振动参数进行辨识,构建振动摩擦模型,完成对垂扭耦合振动特性的准确分析,解决控制过程中的变摩擦力影响问题;利用振动摩擦模型对系统位移响应和频域响应振动特性进行控制,实现板带轧机垂扭耦合振动的控制;与传统控制技术进行对比,得出实验结果,所提控制技术控制精度可达98%,能够减小控制过程的变摩擦影响,可对振动特性进行准确分析,大大提高了控制精度。
柔性内镜介入机器人模糊PID控制研究

柔性内镜以其损伤小、检查直观等优势在消化道疾病的诊断与治疗上得到广泛的应用,但其操作困难,因此研发有内镜机器人辅助医生进行内镜操作;在镜下介入手术操作过程中,人体生理活动增加了内镜远程操作的难度;针对生理活动对目标靶点位置的影响,分析内镜弯曲段结构,建立了柔性内镜机器人的运动学模型,并引入模糊PID控制策略来适应人体解剖结构、内镜参数等不确定因素影响,使内镜自动跟踪病灶靶点,避免人重复小范围的跟踪动作,提高控制精度;仿真表明,相对于传统PID控制算法,模糊PID控制算法可加快系统响应,降低系统稳态误差。
基于STM32的智能手套机运动控制系统设计与开发

传统的纯机械齿轮结构自动针织手套机具有结构复杂、效率低下、故障率高、维护成本昂贵等诸多缺点,故多电机结构的智能伺服手套机成为新的发展方向;其中,智能手套机运动控制系统是决定其性能的关键;针对上述问题,设计开发了一款基于STM32F407高性能微处理器的智能手套机运动控制系统,系统实现了高速高精度的编织运动控制,并开发有网络监测、全中文示教编程等功能;同时,为解决主轴机头高速往返运行中存在的停顿现象,根据冲量定理规划其位置控制,针对带来的位置误差问题,设计了基于模糊逻辑的位置补偿控制算法,减小位置误差;最后,经过现场测试,系统能高效地完成手套编织工作,主轴机头重复定位精度高,且人机交互界面简洁易操作;该系统为智能手套机运动控制系统的开发应用提供较好的参考价值。
大数据通信平台的智能集成广域保护控制系统设计

传统通信保护控制系统存在信道占用过于单一、控制信息局限性较强等弊端;为解决上述问题,设计基于大数据通信平台的新型智能集成广域保护控制系统;在大数据通信平台框架的基础上,重新规划集成适配模块、广域控制决策模块的连接形式,完成新型系统的硬件运行环境搭建;在此基础上,联合多项广域通信协议,对保护控制驱动程序代码进行重新排列,并根据具体重排结果确定通信数据库的连接形式,完成新型系统软件运行环境搭建,实现基于大数据通信平台智能集成广域保护控制系统的顺利运行;模拟系统运行环境设计对比实验结果表明,与传统通信保护控制系统相比,应用新型系统后,信道占用率达到80%以上,控制信息覆盖面积提升30%左右。
ATML测试系统软件平台架构及测试结果建模研究

ATML是现今测试领域的国际通用标准;在深入学习了ATML标准的基础上,对ATML标准进行简要概述;设计了测试系统软件平台的基本架构,为测试系统的开发提供了依据;为了实现测试结果信息的共享性及交互性,对其中测试结果的描述方法进行了研究,并依据面向对象的思想,建立了测试结果的标准化XML Schema;开发了相应的自动配置工具,该工具可实现测试结果模型自动配置,使得测试信息按统一的格式和规范的内容进行交互。
基于B/S架构的管理系统软件开发

为了优化单位对警用摩托车的管理,使其对车辆调配更加便捷和合理,运用计算机较大的信息存储空间和高性能的处理能力,将摩托车的坐标位置,使用情况,故障情况等车辆基本信息,做出详细的分类和记录,使用户可以直观地在该系统中随时监控车辆信息的变动,并能够及时处理车辆工作中遇到的紧急情况;文章提出了一种基于B/S架构警用摩托车管理系统的设计方案,系统采用WEB方式实现;服务器通过TCP协议获取摩托车终端所采集的数据,并将数据存储到MySQL数据库。文章中详细介绍了服务器对数据的存储,WEB系统的开发和研究,对终端设备的静态数据和动态数据进行分析和呈现。
分布式复杂系统软件测试建模方法与应用研究

针对当前分布式复杂系统软件测试周期短、测试质量要求高、传统的软件测试方法效率低下问题,结合基于模型的软件开发技术广泛应用的现状,研究了软件测试建模技术,定义了分布式复杂系统软件测试模型,提出了分布式复杂系统软件测试建模方法,并分析应用前景,能够支撑软件测试建模及用例生成工具的研制,为分布式复杂系统软件全过程自动化测试及测试复用提供技术方法。
高可靠性小型固体动力运载火箭时序控制器设计

阐述了时序控制器电路原理,采用Microsemi公司的A3P250系列FPGA作为控制器,设计了一款高可靠性的时序控制器;围绕可靠性,从结构、硬件及软件设计等方面,介绍了设计方案,该时序控制器在硬件电路设计中采用了安全性设计措施,在时序测试中,能够将火工品点火回路短接,在火工品阻值测试中,能够断开点火回路确保火工品的绝对安全;在软件设计中,采用了FPGA仲裁机制,只有按照预定的测试流程,按照特定的逻辑顺序,才能完成相应的功能;在设计定时器时,采用格雷码计数器,有效地避免了计数器累加时位寄存器翻转产生的亚稳态现象;该时序控制器参加了火箭的多次飞行试验,具有相当的稳定性和可靠性。
高分遥感京津冀一体化服务平台设计与实现

为实现国产高分卫星影像在京津冀区域省、市、县、乡多级行政结构的农业、林业和环境保护等领域的快速应用,设计开发了基于WebGIS的高分卫星遥感数据京津冀一体化服务平台;平台采用B/S系统架构设计,通过ArcGIS Server服务器,将ArcSDE空间数据库中的数据发布成动态图层服务,实现海量图层的动态调用;利用ASP.NET三层架构技术,结合SQLServer数据库和ArcGIS API for Javascript脚本,将ArcGIS Server提供的空间数据资源嵌入Web系统中,实现遥感专题信息产品空间信息和属性信息的资源整合以及数据查询功能,在解决海量数据传输问题的同时减轻了网络的负担;集成jQuery开源框架,融入Ajax技术,实现资源信息的可视化展示和按时间轴顺序的多期回顾;结合ECharts控件丰富的图表类型和直观、易用的交互方式,对展现的数据进行了挖掘、提取,进而转化成直观的图、表显示,实现遥感专题信息产品的统计分析及相关产品信息的输出功能;平台为京津冀一体化遥感应用提供了快速、科学的空间信息服务。
基于多角度旋转积分图的手背静脉身份识别

随着生物特征识别技术水平的飞速发展,手背静脉身份识别也广泛运用于各个领域;由于采集终端硬件设备和采集环境的差异,手背静脉识别效果并不理想;针对手背静脉图像在亮度,旋转,尺寸等方面造成的影响,提出了基于多角度旋转积分图的手背静脉身份识别方法;首先在尺度归一化后结合检测边缘性能的静脉图像梯度分割方法对图像进行二值分割,然后选取最佳角度间隔做旋转积分运算,最后通过二维离散余弦变换截取最佳特征矩阵用于分类识别,识别率超过99.9%;通过对比其它传统算法对手背静脉图像的识别效果来验证本文特征提取方法的可行性和优越性。
基于视频数据的电梯门防夹检测算法研究

针对电梯门现有防夹保护装置的缺陷,提出了一种基于视频数据的防夹检测算法,用于在轿厢门区内检测物体;首先,采用改进的双边滤波方法滤除视频帧和背景图像中的噪声;然后,差分视频帧与背景图像,并采用极大熵粒子群算法来二值化差分图像;接着,将二值图像进行形态学滤波以检测出轿厢门区范围内的物体;最后,利用Surendra算法更新背景图像;实验结果表明,提出算法可以在轿厢门区范围内实时且准确地检测出物体,为电梯门防夹功能的改进提供了可靠的保障。
足式机器人在非结构地形中的姿态求解算法

为了改进传统足式机器人姿态求解算法的不足,提出了一种新型的适用于非结构地形的姿态求解方法;该算法将动力学分析得到机体运动加速度信息与惯性测量单元(IMU)的信息相融合,通过卡尔曼滤波器计算机器人机体的姿态信息;所提的算法也适用于机器人机体存在冲击力的情况;为了验证算法的有效性,对两款典型的足式机器人在非结构地形中的运动进行了仿真,结果表明提出的算法能够准确的求解出机器人的姿态信息,具有良好的有效性和通用性。
基于改进量子遗传算法的油田井位及数量优化

布井的数量及位置的选取是油田开发中至关重要的一环;一项最优的布井方案受到地质情况、油藏驱动方式、流体特性、油田设备规格以及多种经济参数指标的影响,是一个具有多决策变量的优化问题,传统的数学优化方法在处理这类问题时,很难找到一个合适的目标函数来满足优化条件;量子算法作为量子计算与智能算法相结合的产物,其优秀的寻优能力以及良好泛化能力,在处理目标函数性态复杂的优化问题时较传统方法有着更好的表现;因此,利用MATLAB建立油藏数值模拟模型,将井的数量和井位作为变量,以油田净现值为目标函数结合改进的量子遗传算法(Quantum Genetic Algorithm,QGA)对井位进行优化;通过与传统布井方式的对比,所提出的方法有更好的经济效益,同时摆脱了传统布井方式对于经验的依赖,具有很好的移植性。
多传感轨道扣件检测的数据同步采集系统设计

针对轨道扣件检测的多传感数据同步采集,首先,在分析线阵CCD相机成像原理的基础上,根据系统的要求对相机的关键参数进行了选择并设计了采集方案;然后,设计了传感器的信号调理电路,包括电平调整电路以及抗混叠滤波器的设计,提高了传感器的抗干扰能力;并通过STM32获取光电编码器的等间隔脉冲信息,对各个传感器进行触发控制,设计了线阵相机与惯性传感器的同步触发方案;最后,编写了上位机软件实现了数据的同步采集;实验结果表明,该系统能够精确采集各传感器的数据,具有较强的抗干扰能力和稳定性。
基于LoRa的地下停车场车辆定位系统设计

利用LoRa在抗干扰、低功耗、低成本方面的优势,设计了一种基于LoRa的地下停车场车辆定位系统;针对地下停车场特殊通信环境,对非视距(Not Line of Sight,NLOS)时延模型进行分析;将排序算法与典型均值滤波算法相结合,改善典型均值滤波算法只能将脉冲噪声在滤波窗口内均摊而不能彻底消除的固有缺陷;通过参数拟合的方法,对地下停车场环境下规律性的NLOS时延和节点模块处理误差进行抑制;对三边定位算法进行优化,提高定位精度,避免无解情况的发生;在实际环境中进行测试,验证了系统的可行性。
基于二代小波算法的数字全息显微成像自动对焦方法

针对传统数字全息显微重建方法难以获取最佳重建距离,且依赖于传统PC平台难以便携化等问题,设计了一种嵌入式数字全息显微自动对焦系统;该系统不仅能方便地完成数字全息显微成像的自动对焦,获取最佳重建效果,而且具有便携化的特点;该系统采用同轴全息光路配合图像传感器获取全息图,利用优化后的角谱算法实现全息重建,再结合二代小波算法对重建结果进行图像质量评价,根据评价结果找到最佳重建距离,同时获取最佳重建结果,完成自动对焦;利用该系统采集一批分辨率板全息图进行自动对焦测试;实验表明,系统的重建速度为0.6s,分辨率为3.48μm,自动对焦准确率达到90%以上,实验结果验证了系统的有效性。
某线缆测试仪转换软件的设计及应用

为了解决国外某型线缆测试仪在动车组线缆测试工程化应用中存在的测试程序编写繁琐、测试结果无报表等问题,设计一款自动转换软件,该软件采用虚拟映射技术、多任务分发机制实现测试程序快速生成和测试报表管理功能;通过与动车组实车测试,测试结果表明,该转换软件能够大大节约流程编辑时间,减少编辑测试流程出错率;同时,转换软件生成的测试结果报表格式清晰,可指导测试人员排查错误连接线缆,大大提高现场检错效率。
动力电池管理系统的设计与仿真研究

目前电源管理系统的工况适用性差,无法针对当前路况进行实时调节,降低了电池的循环寿命;针对这一问题,提出了一种基于单片机的可切换电池成组的电源管理系统,把放电电压和电流作为修正量,采取EKF算法提高SOC的估算精度;实验表明:采用单体电池放电试验,验证采集模块设计的准确性,并利用Simulink对工况仿真,验证了SOC估算的准确性和系统根据不同工况自动切换电池成组方式的可靠性。
基于iOS平台的地下停车场导航系统研究

针对当前地下停车库基于位置应用需求剧增与传统GPS在室内定位精度不足的矛盾,研究了一种基于iBeacon的地下停车场导航系统,通过计算信号强度最大的三处的基站到手机的距离,获取手机位置,根据用户需求,提供语音导航;通过分析多处信号最为强度,有效解决了复杂室内环境下三点定位中的三圆交点获取问题,具有较好的创新性;测试结果表明,系统能在开启定位后3秒内逐步定位稳定,系统最大定位误差不超过3米,平均误差为1.66米,导航时有84.7%的概率误差处于1.5米左右,15.3%的概率误差处于5米之下;经过实地使用系统使用基于蓝牙的定位技术,可以有效兼容当前手机,具有很好的便利性,系统能够很好地解决地下停车场目标车辆的定位、导航问题,具有良好的应用前景。
基于Android智能终端的区域自动站巡检维护系统设计与实现

为提高气象装备保障水平,解决传统设备保障时,调试工具笨重、转换线复杂多样,调试软件参数和设备调试命令繁多,设备状态信息无法全面掌握等带来的维修工作费时费力,效率低等难题,基于Android和蓝牙技术研制一套集自动站设备检测与调试、数据查询及站点管理为一体的自动气象站设备巡检维护系统;系统采用模块化设计,Java、C++语言编写,界面设计简洁,清晰,可实现对现有自动气象站设备站点信息、采集信息及运行状态的全面监控,方便业务人员进行站点设备调试、维修及信息查询,为自动站设备维护人员提供快速、便捷设备维修支撑;系统运行于移动便携Android智能终端,操作简单、携带方便,满足自动站现场维修工作需求,有效的提高自动站保障效率,减少工作量。
嵌入式系统大容量NAND Flash存储器分区管理设计

针对嵌入式系统中对大容量Flash存储器数据存储管理的需求,对大容量NAND Flash存储器分区、数据写入机制进行研究,借鉴FAT文件管理系统的理念,通过定义和动态维护分区属性数据结构的方法,建立了一种简单易行的分区管理机制,控制数据存储管理,并给出了具体的数据结构和设计流程图;结合实际工程应用进行了实验验证和分析,应用结果表明,该方法软件设计简单,资源需求低,实现了对大容量NAND Flash存储器的分区化管理,方便了用户对目标数据的快速检索定位,提高了数据使用效率,同时保证了数据存储的完整性、实时性、正确性,并大大降低了对上位机数据处理的难度;该方法的提出,为嵌入式系统中大容量Flash存储器的使用管理提供了新的思路,具有较高的实用性和推广应用价值。
基于集成深度学习的玻璃缺陷识别方法

针对玻璃缺陷形态复杂多变,难以准确识别其所属类型的特点,文章提出了一种集成深度学习模型对玻璃缺陷进行识别,该模型本质上是一种稀疏编码分类器与深度卷积神经网络的结合;该模型在自编码器的基础上引进了KL距离和L1范数作为稀疏项,构成新的稀疏自编码器;并在次通过稀疏自编码器学习输入样本特征,将训练好的权值作为卷积神经网络的卷积核从而提高了识别速度;在稀疏编码阶段用L1-L2范数代替L0范数,并在KSVD上添加了判别分类能力使其更好地进行分类运算,以此提高识别准确率;实验结果表明,该方法识别准确率达到了95%,满足了工程上的应用,并有很好的鲁棒性。
某型雷达虚拟维修训练系统的设计与实现

为提高教学训练效果,弥补装备教学训练中实装不足、装备损耗大、教学训练成本高等实际问题,设计并实现了某型雷达虚拟维修训练系统;该虚拟维修训练系统包括系统主界面和系统集成框架两大部分,具有装备结构展示、装备操作训练、装备维修训练、训练效果评估、数据支持等多项功能,有效解决了上述装备教学训练中存在的实际问题;目前,该系统已应用到相关专业的装备构造与维修、装备综合实践等多个课程当中,取得的很好的教学训练效果,系统的设计开发可为其他装备虚拟维修训练系统的开发提供参考与借鉴;论文首先介绍了系统的基本功能和结构,然后详细论述了系统模型的开发过程,最后给出了虚拟训练工作流程。
基于LoRa的工业监测自组网系统设计

工业环境监测同工业生产安全、质量关系紧密,诸多传感监测系统正被使用于各类工业项目中,且需求缺口仍然巨大;工业监测要求传感系统具有低功耗、远距离传输、工作稳定和节点容量大的特点;针对工业应用现状,提出一种基于LoRa(Long Range)的工业监测自组网协议系统的设计;系统主控采用STM32F407芯片,同时集成了8路LoRa模块,从而提高了网关的节点容量,具备W5500的网络接口和片外存储flash,以及预留的4G和GPS模块;系统兼备了LoRa通信的抗干扰、远距离传输、低功耗的特点,同时又支持TCP/IP网络通信和4G通信,且提供一种web上位机的操控前端,方便用户对系统进行实时的管控;系统使用一套独有的自组网协议,可满足工业监测的要求,具备很高的实际应用价值。
多通道高速数字处理机设计

为了实现多目标回波信息处理,设计了一种四通道高速采样的信号处理机;实现以K7芯片为核心的数字处理平台及多种通信方式,通过高速ADC将回波信号数字化,利用巴克码脉内1调制,在保持目标速度分辨率的同时提高了距离分辨率;通过简化数字下变频提高资源利用率,并仿真了多目标识别处理过程;对处理机的测试表明,实现了1.22mV静态噪声和64dB动态范围。
基于DenseNet的单目图像深度估计

深度信息的获取是场景解析中是非常重要的环节,主要分为传感器获取与图像处理两种方法;传感器技术对环境要求很高,因此图像处理为更通用的方法;传统的方法通过双目立体标定,利用几何关系得到深度,但仍因为环境因素限制诸多;因此,作为最贴近实际情况的方法,单目图像深度估计具有极大研究价值;为此,针对单目图像深度估计,提出了一种基于DenseNet的单目图像深度估计方法,该方法利用多尺度卷积神经网络分别采集全局特征、局部特征;加入了DenseNet结构,利用DenseNet强特征传递、特征重用等特点,优化特征采集过程;通过NYU Depth V2数据集上验证了模型的有效性,实验结果表明,该方法的预测结果平均相对误差为0.119,均方根误差为0.547,对数空间平均误差为0.052。
基于压缩感知的遥感成像稀疏重构性能分析

压缩感知是一种新型的信息论,打破了传统的Shannon-Nyquist采样定理,能够以少量数据完成信号采样;稀疏重构是压缩感知由理论到实际的关键环节,为了将压缩感知有效地应用于遥感成像领域,研究了稀疏重构对遥感成像过程的影响;针对稀疏重构理论模型,分析了重构误差的成因;同时,针对典型的凸优化类算法和贪婪类算法,利用峰值信噪比指标对遥感图像重构误差进行评价;在仿真实验中,定量考察遥感图像在不同压缩采样率、不同重构算法下的稀疏重构性能;结果表明,稀疏重构算法能够成功重构遥感图像,各算法在不同压缩采样率下均表现出了较好的重构质量,整体上能够满足遥感成像应用,验证了压缩感知稀疏重构方法在遥感成像中应用的可行性。
一种新的多渐消因子容积卡尔曼滤波

将强跟踪思想引入容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF),建立强跟踪CKF能有效克服CKF在模型不确定、状态突变等情况下,滤波性能下降的问题;通过分析现有多渐消因子计算方法,发现它们均只利用了协方差矩阵的对角线元素,并没有考虑各个状态之间的相关性,不能充分发挥多渐消因子的优势;为此,提出渐消因子矩阵,基于正交原理推导渐消因子矩阵的求解方法,提出多渐消因子强跟踪CKF算法;多渐消因子强跟踪CKF算法突破了传统多渐消因子为向量的限制,也不再要求渐消因子取值要大于1;仿真验证了算法具有更好的滤波精度何鲁棒性,能更好的满足工程应用的要求。
基于RCM的轨道交通车辆计划维修任务确定方法研究

RCM (以可靠性为中心的维修)分析是目前制定高端装备计划维修要求的主流方法,旨在保证装备固有安全性及服务可靠性前提下,最大限度降低维修成本;依据我国轨道交通产品(如高速动车组)运维特点,阐述了基于国际标准的轨道交通产品RCM分析方法,并结合具体分析案例,通过RCM分析结果与现有检修规程计划维修任务对比分析,说明了应用RCM分析开发检修规程的优越性。
航空发动机低压涡轮数字化装配仿真

通过基于三维数字化模型的装配工艺仿真技术,快速实现发动机全生命周期各环节的设计迭代优化,从而提高航空发动机研发效率、降低研发成本、缩短研发周期;在可视化的数字环境中建立航空发动机低压涡轮装配工艺模型,进行装配路径规划、装配过程仿真,以验证产品的可装配性及其工艺过程合理性;仿真结果显示,在使用拧紧工装进行内部螺钉的拧紧操作过程中,拧紧工装单次拧紧超过一定角度后,与引气管焊接组件发生干涉;在不改变装配工艺的前提下,考虑修改工装设计以优化装配操作,避免了制造后设计更改。航空发动机数字化装配仿真分析研究,探索了使用仿真工具进行三维数字化装配规划、仿真分析与设计制造协同工作模式,为下阶段仿真技术研究的体系化与标准化建设奠定了基础。
基于模块的运载火箭电气系统匹配验证仿真

为了缩短运载火箭的研制周期、降低研制成本,通过数字仿真实现对运载火箭电气系统的匹配验证显得尤为迫切;提出了一种基于模块的运载火箭电气系统匹配验证方法,采用SysML语言进行了函数编写和结构建模,实现了电气系统硬件与软件设备的匹配验证;通过与真实匹配试验中测试数据的对比,证实了该方法可以有效模拟并完成各电气系统的性能参数分析和接口匹配验证,具有一定的工程应用价值。
通信星座弹性评估权值确定方法研究

太空环境日益复杂,通信星座的全球覆盖、超视距通信等优势使其具有极高的存在必要性;为保证通信任务的可靠性,开展通信星座弹性评估研究,为建设弹性通信星座提供参考;针对通信星座弹性意义及特点,构建通信星座弹性评估指标体系,并对权重赋值问题进行分析,确定数学模型;针对层次分析法在判断矩阵一致性差时求解特征值困难的不足,提出采用生物地理学优化算法求解权值问题;通过对BBO算法中的迁移机制、迁移算子和突变机制进行改进,实现了判断矩阵排序权值与一致性的统一;并与基本BBO算法、GA算法、GA-PSO算法、AHP算法进行比较验证,结果表明改进BBO算法在收敛速度、优化精确性以及局部寻优能力方面较优;随后,采用改进BBO算法对通信星座弹性评估指标体系权值进行分析计算,得出通信星座弹性评估指标体系权重,可为后续通信星座弹性评估提供一定帮助。
基于健康管理的有源相控阵雷达威力性能评估方法

针对有源相控阵雷达一类的复杂电子系统,设备的维修是产品全寿命周期内最核心的工作之一;装备的过维修或欠维修,都将对装备的使用造成影响,同时提高了保障费用;文中提供了一种基于健康管理的雷达威力性能的评估方法,通过对有源相控阵雷达的健康管理系统的参数获取、分析和知识挖掘,进而提升雷达全寿命周期保障的自动化、智能化水平,达到降低全寿命周期费用,提高装备作战效能的目标。
带有双路TEC温控的功率可调DFB激光器驱动电源设计与实现

DFB激光器泵浦对环境温度十分敏感,为减小环境温度及泵浦发热温度变化对激光器输出造成的影响,提出了一种带有双路TEC温控的功率可调DFB激光器驱动电源;该电源以STM32为控制核心,对激光器光源和晶体内部温度采集与控制的双路温控系统进行研究,使激光器工作温度恒定;通过压控恒流源,连续调节DFB激光器功率;试验结果表明,该驱动电源相比传统方式,体积小、电流精度高、温度稳定性好,应用前景广阔。
无线传感器网络基于时空差分阈值Huffman数据压缩

针对无线传感网络(WSN)中节点采集数据后传输消耗能量的问题进行研究,该文提出了一种基于时空差分阈值Huffman模型对时空的数据进行压缩的算法;该算法通过节点在当前时刻采集的数据与节点的上一个时刻的数据进行差值,同时对同一簇内空间的节点差分后数据进行对比分析和减少空间的数据量,再对差值进行动态的Huffman编码;与传统WSNs的数据压缩算法相比,数据的压缩比提高到了30%,网络的生命周期提升了80%和降低了节点的死亡率,同时也保证了节点数据采集的准确性。
使用社区结构信息的子图匹配算法优化方法

子图匹配是图数据查询处理技术中的一个重要研究问题。针对现有子图匹配算法运行效率不高且缺乏通用优化方法的现状,提出一种基于社区结构的子图匹配算法优化方法(community structure based subgraph matching optimization method,CSO)。首先,提出两种优化策略,即解析模式图信息以减少子图匹配过程的计算量,以及利用社区结构信息在子图匹配过程中进行剪枝;然后,结合上述两种优化策略提出基于社区结构的子图匹配算法优化方法,并进行了理论分析。真实数据集和合成数据集上的大量实验结果表明,CSO方法能有效减少子图匹配算法的时间开销。同时,不同规模数据集上的实验结果验证了CSO方法良好的可扩展性。
基于LSTM的移动对象位置预测算法

移动对象位置预测是基于位置服务的重要组成部分。现有的移动对象位置预测算法有基于马尔可夫链的算法、基于隐马尔可夫模型的算法、基于神经网络的算法等,然而这些算法都无法解决移动对象轨迹数据中位置过多带来的维数灾难问题。为了解决这一问题,提出了位置分布式表示模型(location distributed representation model,LDRM)。该模型将难以处理的表示位置的高维one-hot向量降维成包含移动对象运动模式的低维位置嵌入向量。随后,将该模型与基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的位置预测算法结合为LDRM-LSTM移动对象位置预测算法。真实数据集上的实验表明,与现有算法相比LDRM-LSTM算法在预测准确性上有较大的提升。
面向SSD寿命优化的访问序列折叠缓存替换算法

SSD(solid state drive)的写入寿命比较有限,因此除命中率外,SSD缓存设备的写入量成为评价缓存替换算法的另一个关键指标。如何使算法提高写入数据转化为缓存命中的效率,从而延长SSD的使用寿命,具有重要的研究意义。目前,已有缓存替换算法的设计一般基于时间局部性,即刚被访问的数据短期内被访问的概率较高,因此需要频繁的数据更新和较高写入量来保证较高命中率;或是通过不低的开销屏蔽相对最差的部分数据来减少一定的写入量,还缺少用低开销获得数据长期热度规律,有效提高缓存数据质量的算法。提出了访问序列折叠的缓存替换算法,用比较低的开销定位拥有长期稳定热度的数据写入缓存,明显提高了SSD缓存数据质量,在保证命中率的同时减少了SSD的写入量。实验表明,访问序列折叠算法相比LRU(least recently used)算法可在命中率损失低于10%的情况下减少90%的写入量,与SieveStore、L2ARC(level2 adjustable replacement cache)等写入优化缓存算法相比,命中率相当时可将写入量减少50%以上,有效达到了通过缓存高质量数据,减少SSD的写入量,延长其使用寿命的目的。
通过差值和压缩减少SSD的擦除次数

作为SSD(solid state drives)的存储元件,NAND闪存在进行写之前,存储单元必须先进行擦除,因此被称作写一次存储器。SSD的使用寿命受到存储单元的擦除次数的限制,因此减少擦除次数对于SSD的可靠性十分重要。提出了一种通过编码压缩后的差值信息的方法来对SSD中写过一次的页面进行二次写,从而减少SSD的擦除次数,延长使用寿命。首先计算物理页面中更新前后的数据的差值,然后将差值数据进行压缩,再将压缩后的数据进行编码后保存在写过的物理页中的可写位中,以此实现写过物理页的二次写。实验结果表明,对于数据更新为主的应用,该方法能够充分利用写过的物理页中的可写位,大幅减少SSD的擦除次数。
Android应用隐私条例与敏感行为一致性检测

移动应用会频繁使用敏感信息,因此,Google建议开发者在上传应用时发布隐私条例文档,从而更好地保护用户隐私。尽管很多工作关注于隐私条例与应用行为的一致性分析,然而现有工作均使用静态分析和白名单分析第三方库的方法,导致隐私条例的一致性检测结果的不准确和不完整。提出一种自动化检测应用隐私条例文档是否与应用行为相一致的工具。首先,使用一种改进的自然语言处理的方法提取隐私条例文档中的隐私信息和应用敏感行为;然后,使用静态分析和动态分析相结合的方法分析应用实际的隐私行为,同时区别于传统的白名单对照方式,使用了基于聚类的第三方库的检测方法提高了检查的准确性,最后将文本中声明的隐私信息行为和代码中分析出的隐私权限进行一致性校验。实验对455个应用进行分析,工具对隐私条例中隐私信息提取的准确率为94.75%,大约有50%的应用存在着应用行为和隐私条例文档不一致的问题。
PLRD-(k,m):保护链接关系的分布式k-度-m-标签匿名方法

现有的匿名技术多关注匿名后数据的可用性,忽略了攻击者可以通过多种背景知识进行攻击的问题。此外,随着用户规模的逐年递增,传统的匿名技术已不能满足实际需求。为此,提出一种保护链接关系的分布式匿名方法PLRD-(k,m)(distributed k-degree-m-label anonymity with protecting link relationships)。该方法利用GraphX的消息传递机制,通过将互为N-hop邻居的节点分为一组并进行k-degree匿名和m-标签匿名,保证攻击者无法通过度和标签识别出目标并保护链接关系不被泄露。最后,扩展了PLRD-(k,m)方法,提出一种个性化匿名方法以满足用户不同的需求。基于真实社会网络数据集的实验结果表明,提出的方法不仅能提高处理大规模社会网络的执行效率,同时具有很好的数据可用性。
自适应模板更新的鲁棒目标跟踪算法

针对受复杂背景、光照以及目标尺度变化等因素的影响,目标模板更新精度不高,导致跟踪算法鲁棒性差的问题,提出了一种基于深度特征和模板更新的自适应粒子滤波目标跟踪方法。首先对跟踪目标进行仿射变换;然后构造一个12层的卷积神经网络来提取跟踪目标及其仿射变换的深度特征得到目标模板和候选模板,并以此构建候选模板库;其次采用粒子滤波算法跟踪目标,将预测结果与候选模板库中的模板进行匹配,确定新的目标模板并自适应更新候选模板库。实验结果表明,该算法在遮挡、光照、尺度变化、目标旋转和复杂背景的恶劣条件下仍能稳定地跟踪目标,与其他7种先进算法在18组测试视频中进行比较,具有更高的目标跟踪精度和更强的鲁棒性。
基于深度示例差异化的零样本多标签图像分类

零样本多标签图像分类是对含多个标签且测试类别标签在训练过程中没有相应训练样本的图像进行分类标注。已有的研究表明,多标签图像类别间存在相互关联,合理利用标签间相互关系是多标签图像分类技术的关键,如何实现已见类到未见类的模型迁移,并利用标签间相关性实现未见类的分类是零样本多标签分类需要解决的关键问题。针对这一挑战性的学习任务,提出一种深度示例差异化分类算法。首先利用深度嵌入网络实现图像视觉特征空间至标签语义特征空间的跨模态映射,然后在语义空间利用示例差异化算法实现多标签分类。通过在主流数据集Natural Scene和IAPRTC-12上与已有算法进行对比实验,验证了所提方法的先进性和有效性,同时验证了嵌入网络的先进性。
深度学习驱动的智能冰箱

食品识别是智能冰箱的核心技术之一,但冰箱中食品的种类繁多并且摆放较为随意,相互遮挡的现象比较严重,这给冰箱中的食品识别带来了诸多挑战。为了提高冰箱内食物的识别效率,以识别冰箱中的果蔬为切入点,提出了一种基于智能冰箱的数据采集、数据处理和果蔬识别的整体架构,以及一种在冰箱环境下的基于深度学习的数据融合的果蔬识别方法。使用这种方法有效提高了在冰箱环境下果蔬识别的准确率。通过对采集的大量数据进行实验,证明了该方法具有良好的性能和识别准确度,能有效解决冰箱环境下果蔬识别问题。
多维空间可调整的近邻传播聚类算法

针对近邻传播算法不适合处理多重尺度和任意形状数据的问题,提出了一种基于多维空间可变换的MSAAP(multidimensional similarity adaptive affinity propagation)算法。首先,通过熵值法计算数据样本点的属性权重;然后,根据属性权重构造出一种新型计算相似性矩阵的方法;最后,根据属性权重的优先级将样本点的空间划分成若干个空间块,并计算空间块的吸引度和归属度之和,进而调整样本点的空间分布。通过13个不同形状的UCI数据集和3个人脸数据库进行对比实验,从准确率、算法时间、聚类个数3个维度去分析,最终实验结果证明所提出的MSAAP算法聚类效果更优。
基于块划分的空时域自适应差错掩盖算法

视频通信是多媒体通信的主要应用方向之一,它在人们信息交流中起着重要的作用,但是视频信息携带的信息量非常大,在传输之前必须要对视频信号进行压缩编码以降低码率,压缩后的码流对传输差错十分敏感,使得视频信息传输过程中面临不可避免的差错和损失。差错掩盖技术作为视频通信系统中抵抗差错的最后一道防线,起着不可或缺的重要作用。针对现有差错掩盖算法的不足,提出了将结构相似性(structural similarity index,SSIM)失真评价准则和边界匹配准则相结合寻找最佳替代块的匹配准则,并在此基础上,提出了一种基于宏块划分的空时域自适应差错掩盖算法。实验表明,利用该算法进行差错掩盖后的视频序列不仅具有更高的客观质量,而且掩盖后的视频视觉质量也更符合人眼的主观感受。对各算法的平均解码帧率的调查结果显示,在权衡掩盖效果和时间复杂度后,该算法优于其他对比算法。
融合标签的实值条件受限波尔兹曼机推荐算法

针对推荐算法中数据的稀疏性难题,把用户标签融合至实值条件受限玻尔兹曼机(real-valued conditional restricted Boltzmann machine,R_CRBM)模型,利用R_CRBM强大的拟合任意离散分布的能力,预测出用户对未交互商品的评分缺失值。具体来说,首先提出显层单元为实值的R_CRBM模型,接着运用文本分类中的TF-IDF算法预测出用户对所应用过的标签的喜爱度,与标签基因数据相乘得到用户对商品的预测评分,融合至用户历史评分数据中。R_CRBM条件层在原有评分/未评分{0,1}向量中,融入用户标签/未标签{0,1}向量。通过真实数据集进行对比分析,实验结果表明提出的方法在一定程度上提升了推荐的准确性。
不同矩阵分解方法对海洋数据同化的影响

在海洋数据同化领域,集合最优插值方法中,矩阵求逆过程所使用的奇异值分解(singular value decomposition,SVD)十分耗时。对集合最优插值中逆矩阵的求逆过程进行优化,分别使用LU分解、Choleskey分解、QR分解来替代SVD分解。首先,通过LU分解(Choleskey分解或QR分解)得到相应的三角矩阵(或正交矩阵);然后,利用分解后的矩阵来实现相关逆矩阵的计算。由于LU分解、Choleskey分解、QR分解的算法复杂度都远小于SVD分解,因此改进后的同化程序能得到大幅度的性能提升。数值结果表明,所采用的三种矩阵分解方法相比于SVD分解,都能将集合最优插值的计算效率提升至少两倍以上。值得一提的是,在四种矩阵分解中Choleskey分解使得整个同化程序的性能达到了最优。
面向函数型数据的动态互信息特征选择方法

函数型数据将观测到的数据作为一个整体,关注数据自身的内在结构而不只是数据的呈现形式,相较于传统的数据包含了更多的信息,因此对函数型数据的分析和研究具有重要的价值。在函数型数据分析中,特征选择也是一个需要解决的问题。提出了一种面向函数型数据的动态互信息(dynamic mutual information,DMI)特征选择方法,充分考虑数据的内在特征,运用互信息将特征进行排序和动态选择,不仅可以获得稳定的特征子集,而且充分考虑了样本在特征选择中的作用,较好地避免了信息的冗余。进一步提出了一种动态条件互信息(dynamic conditional mutual information,DCMI)特征选择方法,在动态特征选择的过程中,考虑到已选特征会对后续的特征选择产生影响,引入条件互信息,将已选特征对待选特征的影响进行量化表示,更恰当地描述特征与特征集合之间的关系。在UCR数据集上的实验结果表明,DMI方法和DCMI方法进行特征选择得到的特征子集规模小且分类精度高。
多粒度拓展语言层级群组DEMATEL改进方法

决策试行与评价实验室方法(decision making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)作为一种面向复杂社会经济系统问题的因素分析算法,近年来受到国内外学者的广泛关注。为解决DEMATEL方法在分析复杂不确定社会经济系统时,由于专家知识背景不同而导致的群组专家选择多粒度评价标度进行偏好信息判断的问题,引入二元语义模型表达群组专家的偏好判断信息,提出一种基于拓展语言层级模型的多粒度群组DEMATEL改进方法。改进方法先对群组专家给出的不同粒度评价信息构造二元语义直接影响矩阵,再利用拓展语言层级模型进行归一化处理,并通过二元语义集合算子进行群组信息的集成,进而运用DEMATEL方法进行系统因素的因果关系分析与决策。最后,将改进方法应用于中国汽车零部件再制造的内部障碍因素分析,案例应用结果表明,所提方法在实践中是切实可行的。
基于空间密铺的并行Stencil算法

Stencil计算是一种科学和工程应用中常见的循环模式,而分块技术是一种提高数据局部性和并行性的强大转换方法。与以往直接对整个迭代空间进行分块的分块技术不同,提出了一种新的两层密铺分块的并行算法。首先,利用不同分块密铺数据空间;然后,所有分块沿时间维度扩展密铺迭代空间。该算法有以下优点:(1)最大化并发执行;(2)无冗余计算;(3)简洁的循环条件;(4)适应Stencil不同的尺寸、形状、阶数和边界条件。实验结果表明,对于3D27p Stencil,非周期边界的性能比Pluto高12%,周期边界的性能比Pochoir最高提升40%。
网络断路感知的同步机制

在网络中,由于负载过量等原因导致网络断路的情况是常见的,而现有的同步算法未曾考虑这种状况,通过实验表明网络断路对同步效率的影响很大,最坏情况下断路会使得现有算法的同步时间增加一倍。为了缓解现有同步算法在网络断路情况下效率骤降的问题,在现有Barrier同步算法的基础上,提出一种动态局部连续树算法(dynamic local continuous tree,DLCT)。在断路时,调用提出的异步调整算子(asynchronous adjustment operator,AAO)对通信模式进行调整使之避开断路,并构造局部连续树(local continuous tree,LCT)结构的通信模式高效传递同步消息。DLCT的通信模式能动态调整有效避开断路,并提高同步机制在断路情况下的效率。在断路情况下DLCT比现有算法效率高30%到50%。
带有覆盖率机制的文本摘要模型研究

近年来文本信息出现了爆炸式增长,人们没有足够的精力去阅读这些文本,因此如何自动地从文本中提取关键信息就显得尤为重要,而文本摘要技术可以很好地解决这个问题。目前的文本摘要技术主要是利用带有注意力(attention)机制的序列到序列模型(sequence to sequence)对文本生成摘要,但是注意力机制在每个时刻的计算是独立的,没有考虑到之前时刻生成的文本信息,导致模型在生成文本时忽略了之前生成的内容,导致重复生成部分信息。针对这一问题,在文本摘要模型中引入了一种新的覆盖率(coverage)机制,通过覆盖向量记录历史时刻的注意力权重分布信息,并用来改变当前时刻注意力机制的权重分布,使模型更多地关注没有利用到的信息。改进后的模型在新浪微博数据集上进行了实验,实验结果表明,基于新提出的覆盖率机制的文本摘要模型的准确度高于普通的序列到序列模型。
数据、信息和知识三层图谱架构的推荐服务设计

海量的学习资源会引起用户在学习过程中产生认知过载和资源迷航,对数据、信息和知识等形态的资源的原始表述的自然语言的机器理解、自动处理、自动综合和自动分析等成为了巨大的挑战。从应对自动增量式结合经验知识和减少人工专家交互负担等两方面考虑,从资源建模、资源处理、处理优化和资源管理等角度进行研究,基于对现有知识图谱(knowledge graph)概念的拓展提出了一种三层可自动抽象调整的解决架构。该架构借助从数据图谱上以实体综合频度计算为核心的分析到信息图谱和知识图谱上的自适应的自动抽象的资源优化过程支持经验知识引入和高效自动语义分析。该框架借助对应5W(who/when/where,what and how)问题的分类接口衔接用户的学习需求等资源化描述,为用户提供个性化学习服务推荐。
非均匀划分拟阵约束下的多样性推荐方法

多样性推荐方法旨在提供既满足相关性又具有多样性的top-k推荐结果。大多数现有的多样性方法没有同时考虑多样性和准确度,而且这些方法假设每个推荐项的重要程度是相同的。受此启发,针对个性化推荐系统,提出一种新的基于用户偏好的多样性推荐模型。该模型对用户的整体类别偏好程度、同一类别内部的偏好程度和相关度进行建模;将多样性和相关性同时融合到子模函数中,同时在模型上施加了非均匀划分拟阵约束(即不同用户对不同类别的偏好程度以及同一类别内部的偏好程度不同,每个推荐项的重要程度也不同);证明了最大化提出的目标函数是NP-hard问题,并通过类别簇内局部贪心求解子模函数获得(1-1/e)的近似保证率,同时降低了算法复杂度。最后,引入一个惩罚因子自动调节同一类别中的推荐项加入推荐列表的困难程度。不同数据集上的实验结果表明:提出的方法不仅能够在准确度和多样性之间取得有效的折中,而且具有高效性。
结合深度学习的网络邻居结构研究及应用

通过研究网络的拓扑结构可以探索到丰富的知识,特别是网络中节点的邻居可以形成不同的邻居结构,而不同的结构蕴含着不同的意义,进而也有着不同的影响。实际上,邻居结构与节点的交互行为之间是互相影响、互为因果的。对三种最为普遍的邻居结构进行分析,并提出结合深度学习的网络邻居结构影响力模型DNSI(neighbor structure influence based on deep learning)。通过对图片格式的网络数据提取特征,DNSI可以得到三种邻居结构影响力。分别在几个真实世界网络数据集上进行节点属性预测、类别中心度度量和用户行为预测等任务,实验结果表明该模型在绝大多数情况下具有优越性。
局部差分隐私约束的链接攻击保护

传统意义的交互式差分隐私保护模型对数据查询结果进行扰动,不能满足用户对数据的多样化需求。为有效使用数据并满足隐私保护要求,用局部差分隐私的思想,在随机响应的基础上实现数据集的链接攻击保护。首先,针对原始数据的分布情况,研究如何更好地选择随机转换矩阵P,在数据效用和隐私保护的基础上更好地实现链接隐私保护,从而避免身份披露和属性披露;其次,针对敏感、准标识符属性以及它们之间的组合讨论相应的隐私保护方法和数据效用的最大化,并给出数据扰动算法;最后,在已知数据分布均值和方差的基础上实验验证原始数据和扰动数据之间的KL-散度、卡方。实验结果表明所用随机化可以带来较小的效用损失。