摘要:三维人脸稠密对应是三维人脸分析研究的前提和基础。目前大多数的稠密对应技术是基于模板形变的方式，非刚性最近点迭代（iterative closest point, ICP）是应用最为广泛的一种，该算法通过逐步形变一个高分辨率的三维人脸模板来逼近目标人脸（扫描人脸数据）。但该类方法通过牺牲边缘精度来保持边缘区域的拓扑结构，以保证人脸之间的稠密对应。针对这一问题，提出了一种结合拓扑结构损失项的非刚性ICP算法，使得保持边缘区域拓扑结构的同时不会大幅度牺牲配准精度。实验结果表明，该算法比目前广泛使用的算法配准精度更高。

摘要:工业网络控制系统安全问题受到广泛重视，本文针对Modbus TCP协议模糊测试过程中，由于缓冲区设置难以与实际情况吻合进而导致经常出现的溢出漏洞，提出了一种改进的应用数据单元(IADU)格式，避免了报文长度变化导致的长度信息丢失，并采用主成分分析(PCA)方法处理数据相关性导致重复信息大量出现问题，降低了维数爆炸的风险。进一步采用概率神经网络(PNN)对待输入畸形数据引发漏洞可能性进行匹配和判断，从而提高模糊测试的效率。实验分析结果表明，本文方法能减少8.6%的畸形数据输入量。

摘要:针对工业机器人在复杂环境中运动的避障及路径优化问题，提出基于改进人工蜂群算法的工业机器人避障路径规划策略。首先针对传统人工蜂群算法搜索能力不足且容易陷入局部最优的问题，将禁忌搜索思想引入到人工蜂群算法最优解搜索过程中，形成了基于禁忌搜索的改进型人工蜂群算法，然后将其应用到工业机器人的路径规划问题中，并进行了仿真实验。结果表明，改进后的方法能够得到最优的路径，且寻优速度快、过程稳定。该方法可用于解决工业机器人路径规划问题。

摘要:针对国内外相应产品的技术状态和国防装备对电子对抗的测试需求，设计了一种宽带微波矢量信号发生器。先在300 MHz中频载波上实现矢量调制，经过射频变频滤波将矢量信号频率扩展到4 GHz,在此基础上，再经过微波变频滤波最终将频率扩展到18 GHz。射频变频滤波采用电可调谐微带带通滤波器,微波变频滤波采用开关带通滤波组件，做到通带内损耗小、纹波小、群时延特性好、带外抑制好，保持矢量信号的调制质量和频谱纯度。采用精确的内部校准电压用于矢量调制器的校准，消除调制通道的剩余载波、正交偏置、I/Q幅度不平衡和变频通道带来的影响，保证在整个频率范围内和不同工作温度下矢量信号的性能。实验表明信号发生器频率范围可达300 kHz～18 GHz，杂散小于-30 dBc，误差矢量幅度小于4%。

摘要:船摇数据是航天测量船执行任务中需要实时处理的一种重要的数据。为了提高实时船摇预测精度，提出了一种基于改进极大似然法的M步船摇预报方法。利用现有的比较稳定的40点端点平滑算法，解决了现有210点滤波算法（极大似然法）初始精度不高的问题。改进后的极大似然法不仅初始精度得到了提升，所需的滤波点数比现有算法少。利用某次任务实时数据作为检验，仿真运行结果表明改进后算法初始精度比原算法高，滤波点数也大为降低，与理论分析一致。

摘要:基于事件分解的负荷匹配方法计算快内存少，工程应用适应性强。首先面向事件分解型负荷辨识方法分析了稳态特征量的提取方法，梳理出典型家用电器辨识特征库，并指出谐波特征量是空调及小功率电器复杂工况下负荷辨识的重要判据。然后分析了工程应用中谐波特征量提取影响因素，基于快速傅里叶变换（FFT）算法频谱泄露原理，研究了电网频率动态变化和电器谐波相角抖动对于谐波特征量提取的影响。提出了针对性解决方法，通过多点均值方法解决电网频率波动导致的非同步采样问题，并提出极值差量方法解决电器谐波相角影响，两种方法结合，可有效将基次谐波误差降到1%以下，偶次谐波误差降到2%～4%。最后通过实验平台和工程实证，验证了谐波改进提取方法的有效性，相对于改进前可有效提升负荷辨识精度5%以上。

摘要:海杂波背景下的目标检测是海面雷达信号处理的重要组成部分。海杂波中弱目标的检测，传统方法是基于海杂波统计特性，但是统计特性并不能很好地反映海杂波的内在动力学特性，因此检测效果很不理想。本文根据海杂波的混沌特性，对其进行了相构空间重构，并将粒子群算法算法(PSO)应用到径向基函数(RBF)神经网络核函数参数的优化学习中，利用加拿大McMaster大学采用IPIX雷达在Dartmouth地区海域实测带有目标的海杂波数据对此方法进行验证。结果表明，在混沌海杂波背景下PSO-RBF小目标检测法具有良好的预测性，相比于一般的径向基神经网络，改进算法不仅收敛速度快，且误差精度高。

摘要:多无人机协同侦察规划问题是指多架无人机对多目标进行侦察，以最小化无人机数量和总行驶路径最短为目标构建数学模型进行求解的问题。蝙蝠算法是新兴的群体智能算法，前景广阔，在多领域应用具有显著的效果。针对多无人机协同侦察规划问题，对场景进行编码，利用蝙蝠算法进行求解，并将所得结果与遗传算法和粒子群算法求得的结果进行对比。实验结果表明，在求解多无人机协同侦察任务规划问题时，蝙蝠算法相比遗传算法、粒子群算法，具有更好的稳定性和更快的处理速度。

摘要:水质评价过程具有多变量、非线性、不确定等特点，传统的粒子群算法训练神经网络的水质评价模型收敛速度慢、泛化性能差。为了克服传统模型的缺点，提出了利用动态多种群粒子群算法训练支持向量机的模型，并利用多种群粒子群算法优化支持向量机结构参数。该模型结合了粒子群算法的搜索性能以及支持向量机的高效性、强鲁棒性等优点，提高了模型的泛化能力。通过对新疆某流域站点的水文数据进行仿真，结果得出该方法的相对误差为2.74%，远低于传统粒子群算法4.21%的相对误差，由此证明该模型的应用效率及精度得到提高，适用于日常水质评价工作。

摘要:在模拟电路故障诊断过程中，存在故障特征信息提取不充分以及特征信息冗余的问题，对此，提出一种基于最大重叠离散小波包变换(MODWPT)与局部Fisher判别(LFDA)的模拟电路故障诊断方法。该方法中，首先利用MODWPT进行模拟电路原始信号处理与故障特征提取；随后，针对高维特征集中存在冗余信息，不利于模式识别与分类，利用LFDA方法进行降维，获取更有益于故障模式识别的低维特征集；最后，支持向量机(SVM)作为故障模式识别分类器，在此基础上构建模拟电路故障诊断模型。电路仿真实验结果表明，所提出方法的最大故障诊断准确率可达99.17%，从而验证了所提方法的有效性。

摘要:近年来，群组推荐吸引了大量研究人员的关注。针对群组推荐中融合策略的不足而导致群组推荐结果准确率低的问题，提出了一种新的基于项目类型的方法来改进偏好融合策略，以此提高推荐结果的准确性。通过引入项目类型占比因子并计算群组类型偏好和用户类型偏好之间的类型相似性，同时提出了评分融合公式来预测群组的最终项目分数，从而改进偏好融合策略。最后，在Movielens数据集上进行实验并将本文方法与几种经典的群组推荐方法进行比较。结果表明，本文方法比传统基线方法具有更高的准确率。

摘要:为更好地评估外场动态X波段RCS跟踪测量系统的性能及其RCS测量数据的质量，在不确定度分析与RCS测量原理的基础上，对RCS测量过程中来自于雷达系统、环境因素、标校系统3个方面的不确定度影响因素进行了全面分析，研究确立了系统不确定源，并结合具体的测量条件给出了系统的不确定度，从而可以全面地掌握该测量数据的质量和精度，为更好地描述该测量系统的测量结果提供了支撑。同时所提出具体的不确定度分析方法可结合其他测量条件同样展开，具有广泛的通用性和适用性。

摘要:提出了一种基于可变形镜的稳像方法，利用可变形镜连续改变面型的特点实现光学稳像。首先，建立了基于平面反射面的稳像数学模型，得到了稳像补偿角的数学表达；其次，通过研究可变形镜的关键参数，分析了可变形镜的面型误差；最后，通过实验验证了可变形镜的稳像能力，分析了稳像误差。实验数据表明，利用所选可变形镜可实现光轴偏转的功能，稳像的最大相对误差绝对值为1.87%，对应的稳定精度为2.11。

摘要:基于最大长度序列（MLS）的原理设计了一种图像靶标，采用单目视觉和激光位移传感器开展了一维绝对位移的检测实验。在较为理想的环境下，系统重复定位检测数据的标准差小于1 μm。针对实际应用环境和系统安装状况，从镜头失焦、照明不均匀、靶标的偏转及镜头倾斜等可能造成检测误差的情况，开展全面实验和分析，探讨了该一维绝对位移检测系统的重复定位，并提出了改进方法。实验结果表明，采用最大长度序列所设计的靶标在镜头失焦情况下，一维位移检测的重复定位测量数据的标准差小于1 μm；通过改进算法使得照明不均匀测量数据的标准差小于1 μm；靶标偏移角度不大于5°的情况下，重复定位测量数据的标准差不超过1 μm；而镜头倾斜角不大于3°的情况下，重复定位测量数据的标准差小于1 μm。最后，采用激光位移传感器对该一维绝对位移检测进行了系统标定，经标定，在以上环境和安装误差条件下，该系统测量数据的均方根误差限制在了2 μm。测试实验和数据分析结果表明，该基于最大长度序列的原理的一维绝对位移检测系统，可实现高精度非接触精密位移检测，且具有系统结构简单、对实施工艺要求低和便于安装调试的优点。

摘要:面对现代飞机装配制造过程中一些壁板类组件的测量任务，单一的数字化测量设备已经不能满足测量要求，因此，对基于激光跟踪仪与关节臂测量机的组合测量技术进行研究。首先，对组合测量系统进行构建，之后对组合测量系统的测量流程进行制定和对测量数据处理过程进行分析，并得到偏差矢量表和偏差分布色谱图，最后将该组合测量技术方案应用到某型机身壁板组件外形曲面的测量任务中。通过实例分析，该方案有效可行，具备一定的应用价值。

摘要:在走姿矫正导航精度优化问题的研究中，针对当前姿态解算技术的精度不足，设计了一款在Linux环境下嵌入式走姿矫正设计方案，基于先验的位置磁矩迭代修正方程系数的方法,建立迭代误差指标函数及迭代公式,并进行了数值仿真实验。为实现姿态解算中姿态角实时检测，提出将传感器采集到的加速度、角速度以及磁场强度数据进行融合,利用三轴加速度传感器和磁力计的向量偏差来对姿态解算过程中积分累计误差进行修正。最后传感器将数据结果分别通过ZigBee和蓝牙协议将其传输到电脑端或手机APP客户端显示,以达到走姿检测和矫正的目的。实测结果表明，这种方案使得走姿矫正的精度准确度更高,实时检测性能更强。

摘要:航空仿真仪表是飞行模拟驾驶舱的重要组成部分。常规航空仪表改装方法开发难度大、维护成本高。研发一种能数据交换、对航空仪表外观、仪表显示和人的操作模拟的航空仪表仿真方法，对于提高航空仪表仿真系统集成度和改进其逼真度，具有重要意义。通过三维数模设计和加工实现航空仪表外形仿真，基于GLFW框架进行仪表图形化仿真，基于AVR单片机设计了硬件电路，实现了信号实时检测和指示灯的驱动。采用ASCII码报文实现仿真仪表面板硬件与仪表仿真程序的数据交换。经直升机飞行训练器装机实验测试，仿真航空仪表的外观、指示和操作响应与机载航空仪表接近，达到设计要求，有效提升了仿真度，降低了研制成本，对于研制飞行模拟训练设备具有重要意义。

摘要:为减少火灾带来的各种人员伤亡和财产损失，设计开发了一套智能灭火小车系统。系统采用上-下位机结构。以STM32芯片作为下位机小车的主控芯片，通过红外光电传感器检测路径信息使灭火智能小车沿预设的路径运动；利用火焰传感器探测火源位置，并通过算法设计实现小车在手动模式、自动模式以及寻迹模式下的灭火作业。利用C#语言开发上位机软件，通过WiFi通信实现与下位机之间的数据传输，并通过程序设计实现上位机PC对小车的运动控制、模式切换、实时视频、火情提醒等功能。经测试，智能灭火小车系统能够很好地完成3种模式下的灭火工作。

摘要:为了满足智能变电站中对充电机的管理需求，设计了一种基于STM32的充电机管理单元的设计方案。依据功能需求分析，设计了硬件构架和软件构架，研制了充电机管理单元，搭建了系统实验测试平台，实验数据表明，本设计能够实现充电机的信息采集与参数调节、本地数据显示与按键操作、远程监控双向通信、充电机逻辑控制等功能。实际应用表明其可使工作人员实时掌控充电机的工作情况，提高系统的智能化管理，且能满足实际应用的需求。

摘要:针对传统开关柜、接线端子以及电子元器件容易受环境影响，潮湿的空气进入柜体接触到电子设备形成凝露，降低了绝缘性能，造成事故，同时不能实时智能控制处理，造成资源浪费。设计了基于ARM的新型开关柜环境湿度检测及除湿系统。该系统以STM32为核心，利用湿度传感器网络检测湿度参数，通过RS485传递参数数据，上位机实时显示数据，设置阈值参数，控制中心作出除湿处理。该系统通过4组数据与高精度湿度检测仪器对比，最小相对误差为0.06%，最大相对误差0.1%，准确度为0.1。能够真实呈现开关柜内的湿度状况。在48 min内，根据无有本除湿系统对比，湿度分别下降到67.2%和50%。从实验结果来看，系统准确度高，实时准确显示柜内湿度，智能除湿效果明显，能很好地检测处理开关柜环境湿度。

摘要:针对目前鱼塘气象观测要素单一、数据准确度不高等问题，设计了一款基于STM32高性能处理芯片的鱼塘气象综合观测系统。通过构建要素数据采集、数据质量控制以及组包传输等功能模块，实现水温、湿度、辐射等水体气象观测数据的实时获取，同时将报文传输至上位机软件进行数据监测及产品加工。并利用气象标准仪器与系统的运行数据进行了对比分析，通过求解两者之间各要素的均方根差，结果分别为0.2、1、0.3、6，符合相关气象业务规定，初步验证了系统采集数据的准确度。实际应用效果表明，该综合观测系统具有运行稳定可靠、测量精度高、传输时效高等优点，能较好地满足农业气象服务需求。

摘要:针对称重物品形状不规则、质量不均匀造成的称重精度下降及效率低问题，设计开发一款基于STM32单片机的嵌入式多功能组合秤控制系统。该系统引入模块化的设计理念，采用集散控制方式。硬件方面分别对系统的电源模块、主控模块、AD数据采集模块、步进电机驱动模块进行了电路的规范化设计。软件方面通过建立嵌套函数以及对组合算法的优化，提高了组合的效率和合格率。经现场测试，组合速度在65包/min时误差能控制在0.5%以内，达到预期效果。

摘要:为了适应基于5G的物联网技术的快速发展，以ARM架构作为物联网终端设备的构想具有重要的实际应用意义。但ARM架构能否满足5G物联网终端性能要求仍然不明确，特别是终端对于海量数据的处理时延将直接影响其实际可行性。鉴于此，基于开源的空中接口平台(OAI)，本文重点研究了采用ARM架构的Turbo译码时延问题，并与x86架构计算机进行对比。测试结果表明，基于ARM架构的译码延时要比基于x86架构的译码延时长20%～25%，鉴于两种架构性能上的差异，这一延时差距符合预期。

摘要:利用流体力学软件Fluent对两种超声波测风换能器在不同风速下进行数值模拟，得到速度云图以及测风路径上风速随时间步长的变化曲线，分析对比了两种换能器对风速的影响。其次以圆柱形换能器为研究对象，在不同风速风向下,仿真了测风路径上风速随风向的变化情况，得到了测风路径上风速随风向变化曲线图和测风路径风速的x分量速度随风向的变化曲线与标准风速x轴分量速度随风向的变化曲线对比图。从图中可以清晰地看出，不同风向下超声波换能器对风速的影响程度。通过仿真结果可以总结出，采用流线形形状的子弹头型超声波换能器在高风速下较圆柱形换能器对风速的影响更小。除此之外，在设计超声波测风仪时超声波测风路径应当避免平行风，即测风路径应该与风向存在一定的角度，且该角度应当在60°左右。

摘要:设计了基于单片机的多点温度监控系统，旨在解决传统的单点线式控制的不足。系统包括主机和3个从机模块，从机使用数字温度传感器DS18B20对温度进行检测，将温度信号传输给单片机，单片机对温度信号进行处理，处理后的数据送给无线模块nRF24L01，然后将数据发送给主机的nRF24L01模块，主机的nRF24L01接收到温度信号后，送给主机单片机进行处理，控制LCD1602进行温度显示，当温度超过上下限值时，单片机会启动外围电路的蜂鸣器进行报警。实际测试结果表明，该系统所测量的温度误差小、系统性能良好、稳定可靠，具有较好的推广价值。

摘要:结合多种现有物体运动加速度测量方法的特点，提出了一种基于MEMS运动传感器低成本且便捷的运动加速度测量方法。该方法采用多传感器数据融合技术实时求解物体的运动姿态，进而从MEMS运动传感器的实测数据中提取物体运动加速度。通过搭建基于MEMS运动传感器的加速度测量系统对该方法的可行性进行试验验证，试验结果表明，在静止状态下该方法的加速度求解误差为0.03 m/s2，与MEMS加速度计采集精度基本一致，具有较高的求解精度；在自由落地运动时该方法的加速度求解误差为0.07 m/s2，虽然物体长时间剧烈运动时耦合运动加速度会降低求解精度，但在短时间运动时仍具有较高求解精度。

摘要:光传感盐密在线监测系统是一种新型的在线监测绝缘子污秽度的技术，而光传感盐密在线监测设备由于上方有遮挡，对雨水的反映情况不是很明显，导致光传感器测量到的盐密值几乎没有响应。本文对原有的设备进行了改进设计，即双传感盐密在线监测设备。当出现阵雨或暴雨对绝缘子有冲刷作用时，改进后的设备对测量数据有响应。通过对测量到的数据分析得出，测量得到的基础数据相差无几，而通过对比数据发现，上方传感器测量得到的测量数据符合绝缘子得到的测量数据的整体趋势，验证了本系统的必要性和可行性。

摘要:针对推进剂泄漏的严重危害性，提出一种以CC2530微控制器为核心，基于ZigBee技术的推进剂泄漏无线监测报警系统。系统主要包括无线推进剂泄漏监测气体传感器、双模监测报警主机和总控计算机。传感器与报警主机之间通过ZigBee无线技术进行信号传递, 并通过以太网通信将报警主机采集的数据传送到监控中心的总控计算机上。试验结果表明，系统无线传输可靠，对推进剂的监测误差小于3%。该系统实现了推进剂泄漏的无线监测，极大降低了系统的安装布置时间, 具有很强的机动性，不但实现了固定模式的推进剂泄漏监测，还实现了机动模式下的泄漏监测。

摘要:变刚度柔性关节机构在主-被动复合驱动调节时受到关节部位阻尼的作用，导致驱动调节的全局稳态性不好，提出一种基于复合式幅值饱和非线性状态反馈的变刚度柔性关节机构优化控制设计方法，构造变刚度柔性关节机构的动力学模型，以柔性关节等效刚度、阻尼力和关节弹簧压缩量等参量为控制约束参量，建立变刚度柔性关节机构的被控对象模型，结合幅值饱和非线性状态反馈控制方法进行自适应阻尼误差修正，根据主-被动复合刚度特性进行变刚度柔性关节机构的驱动惯性参量调节，实现关节机构驱动调节控制。仿真结果表明，采用该方法进行变刚度柔性关节机构控制的稳定性较好，驱动调节能力较强。