摘要:为了解决车辆点云数据曲面重构效率低和精简后数据重构模型质量差的问题，提出一种改进的点云精简算法。基于kdtree建立散乱点云数据的空间索引结构并获取每个数据点的k邻域索引；提出基于快速识别边界线的精简算法避免精简过程边界数据丢失，确保获得真实的车辆曲面重构模型；对非边界点邻域进行区域分类，并根据分类选择性保留邻域数据，以提高点云数据处理速度并减少内存开销。在实现了算法的程序设计及仿真实验的基础上，完成了基于三维激光扫描车辆外廓尺寸测量系统平台的实车实验。实验结果表明,改进后的精简算法程序最大限度地保留了车辆点云的的边界特征和细节形状，改善了车辆点云曲面重构模型质量；数据处理中能够精简45%~70%的车辆点云数据，加快了系统重构的速度，提高了车辆外廓测量的性能。

摘要:提出了二值图像的截断四叉树结构，限定四叉树展开到指定的小图像块而非单像素水平；二值图像主体结构通过较少的树节点表示，而非单色小图像块则利用原始图像像素表达。通过四叉树和小图像块的结合，使得截断四叉树表达的总空间效率高于完全四叉树和原始二值图像。按深度优先的方式遍历截断四叉树，并分别对四叉树节点和小图像块的原始像素进行编码以获得基于截断四叉树的二值图像编码。给出了用于截断四叉树编码的逻辑运算方法。在实际图像上的实验表明，选择适当的截断层数，可以使截断四叉树编码的空间开销降到原始二值图像的1/10~1/3，而逻辑运算的运行时间则普遍降到了逐像素逻辑运算的1/5以下。所提方法适用于二值图像待进行的逻辑运算次数远大于编解码次数的应用场合。

摘要:在声学层析成像方法测量锅炉温度场的应用中，温度场重建算法的精度和速度起着重要作用。建立了三维温度场声学重建的动态模型，提出了同时考虑声学测量信息和温度场动态演变信息的动态重建算法。建立了一个融合声学测量信息、温度场的空间约束及动态演化信息的目标函数，在光滑约束法的基础上构建了反映相邻空间像素位置关系的正则矩阵，采用Tikhonov正则化和优化相结合的方法求解目标函数。仿真模拟研究表明，与最小二乘、代数重建法和标准Tikhonov正则化算法等静态重建算法相比，融合动态演变信息的温度场重建算法的重建速度相仿，而重建精度有显著提高并对于测量数据误差具有更好的数值稳定性，为声学温度场重建提供了一种可行性极高的有效方法。

摘要:磁性目标定位方法在很多领域都有重要的应用价值，如航空磁性探测，地下矿产检测等。当磁传感器与磁性目标的距离足够远时，磁性目标可以等效成磁偶极子，通过磁传感器测量磁场值和磁场梯度值，依据算法得出定位结果，并对定位误差进行了分析,主要是系统误差和随机误差的分析。通过对传感器间距（即基线距离）引起的误差进行分析，提出使用迭代校正方法对误差进行修正，对于磁矩强度为2 Am2的磁偶极子，在70 cm范围内不同基线距离的梯度传感器通过迭代校正方法可以将误差由10%以上降低到5%以下；通过对磁性目标磁矩方向引起的误差进行分析，提出使用广义逆矩阵法来消除磁矩方向变化引起的盲区问题，由此可以实现无盲区的探测。

摘要:电能质量的好坏直接影响用电设备和电力系统能否正常运行，精确测量电压幅值和频率是分析电能质量的关键。提出了一种基于CCD解调的光纤光栅（FBG）电压传感器，利用压电陶瓷的逆压电效应改变粘贴在压电陶瓷上的FBG波长，采用CCD模块实时解调FBG波长的变化，提取被测电压的幅值和频率信息。理论分析了加载电压与光栅波长变化的关系，搭建了带温度补偿的传感系统，实验研究了传感器的静态、动态特性。实验结果表明，该传感器的线性拟合度为0.995，非线性误差为2.998%，电压灵敏度达到8.47 pm/V，能较好检测正弦电压的频率以及谐波信息，这为在复杂环境评估电能质量提供了参考。

摘要:针对基于单特征量的D矩阵模型会损失测试信号的大量信息的问题，提出了一种基于多特征量的可测性分析模型。首先，在研究D矩阵模型的基础上，对测试信号进行特征提取和多值编码，建立了基于多特征量的D矩阵模型。其次，基于信息熵制定诊断策略和生成故障诊断树，并对模型进行测试性分析，评估其诊断能力。结果表明,与单特征量的D矩阵模型相比，基于多特征量的D矩阵模型选用的测试点数和模糊组数小，故障隔离率高，诊断测试步骤数少，平均测试费用低。

摘要:针对在准确估计信道情况下无线紫外光MIMO湍流信道中如何有效地获得全分集增益这一问题。首先研究了无线紫外光通信的传输特性，然后研究了MIMO信道以及影响紫外光通信的主要因素。最后，采用比特补码式正交空时码(BCOSTBC)编码，推导出在弱湍流情况下直视(LOS)和非直视(NLOS)的误码率公式。实验结果表明，采用编码后1×2、2×1和2×2系统的误码率性能在LOS和NLOS情况下分别约改善了3、6和9 dB。增加光电探测器数目可以提高分集增益，有益于系统性能的改善；其中，2×2系统需要的发射功率最小，传输的距离更远，数据传输速率更大，误码率更低；在NLOS条件下通过小角度收发仰角能够改善系统的误码率性能。

摘要:绕组分段永磁直线同步电机绕组切换过程中位置传感器信号的丢失，将导致电机速度剧烈波动，引起电机失步。针对以上问题，提出一种切换位置传感器故障诊断及容错控制方法。设计了绕组切换位置检测方法，研究了位置接近开关传感器的故障类型及信号特征，利用动子的运行速度及相邻的位置传感器信号进行传感器状态预测，并结合相邻传感器的边沿触发顺序及传感器状态预测值进行故障诊断。当检测到位置传感器故障时，隔离发生故障的传感器，采用估计值替代故障传感器输出驱动信号，可靠切换绕组分段永磁直线同步电机定子绕组，实现传感器容错控制。利用绕组分段永磁直线电机无绳提升系统进行了实验研究，研究结果表明，当增大传感器间隙，模拟传感器信号丢失故障时，电机定子绕组仍能可靠切换，电机速度运行平稳，该位置传感器故障诊断与容错控制方法可以满足绕组分段永磁直线电机切换控制实时性和可靠性要求，实验结果证明了其可行性和有效性。

摘要:三维多焦距图像栈中的有效信息分布在不同的图像层上，其特征提取及分类跟普通二维图像有很大区别。针对图像栈的分类问题，提出了一种基于多方向图像融合的多线性特征提取和分类方法。首先，通过图像融合获取三维图像栈沿多个正交方向的融合图像，并从中提取特征；然后，通过典型相关分析(canonical correlation analysis, CCA)方法，将不同方向融合图像提取的特征进行融合并抽取组合的典型相关特征用于图像分类；其次，由于图像栈数据包含了样本、类别和方向等多个影响分类的因素，因此将多方向图像融合方法嵌入到多线性分析中，综合考虑多个因素交互作用时对图像栈分类的影响。本文提出的方法在线虫图像栈数据上进行了实验，识别率达到了97.0%，实验结果表明该方法具有较高的准确性。

摘要:针对酶免分析仪孵育过程耗时过长、温度稳定性差导致试剂反应差异性较大的问题，提出了一种基于改进型数字PID的分段温度控制方法。首先对孵育过程中试剂温度及孵育位温度变化曲线特性进行分析，确定预升温段及恒温段的分段控制温度参数；然后根据温度参数及各段控制指标，分别对孵育过程的各温度变化段采用不同算法分阶段进行控制；最后基于酶免分析仪框架搭建了温控实验系统，对反应液温度上升时间及温度稳定性进行验证。实验结果表明，试剂由21 ℃升至37.5 ℃的温度上升时间为239±5 s，恒温阶段的温度偏差小于±0.2 ℃。该方法可实现反应液迅速升温并且稳定恒温，保证了孵育过程中生物酶反应的快速及稳定。

摘要:针对现有的正交频分享用（OFDM）网络信号接收过程中存在带外杂波扩散严重、信号投影难以匹配以及误码率较高等难题，提出了基于梯度映射机制的子载波OFDM网络信号精确接收算法。首先，通过快速傅里叶变换及其逆变换，并联合插值技术，构建最小均方差预估抑制机制，并采用带通滤波技术对带外杂波进行全频域消除；随后，基于实部及虚部信号的数字特征，构建梯度映射机制，对信号投影点与投影象限进行匹配，降低OFDM网络误码率。仿真实验表明，与当前幅度滤波限制算法（amplitude filter algorithm,AF）、中波带频率抑制算法（wave band frequency suppression algorithm,WBFS）相比，所提算法具有更低的误码率，分别降低了2个、3个量级，以及更高的信号增益强度，在莱斯信道条件下，分别提高了20.5%、41.63%，且功率谱性能与理想状态下的OFDM信号最为接近。所提算法具有理想的信号接收精度与抗衰落性能，具有一定的实际部署价值。

摘要:为了提高气体超声波流量计系统的响应速度，提出一种新的基于相邻峰值最大差值的气体超声流量计信号处理方法。为了进一步提高该信号处理方法的测量精度，又提出一种新的间歇式激励方法。采用间歇式激励方法能得到相邻峰值差值较大的回波信号，并且在不同流量下，相邻峰值最大差值的相对位置始终保持不变。在实际测量中，通过回波信号中相邻峰值最大差值的位置，确定回波信号的到达时刻，进而计算出超声波传播时间，得到气体流量。将间歇式激励方法和基于相邻峰值最大差值的信号处理方法在硬件系统上进行实时实现，并进行标定实验，结果验证了激励方法配合信号处理方法的高效性。

摘要:针对共振解调中带通滤波器参数的选取通常比较困难，以及滚动轴承早期微弱故障信号通常被强烈的背景噪声淹没，为此，提出了使变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)和谱峭度法共同作用来处理故障信号的方法。首先要重构故障信号，利用VMD分解得到故障信号的本征模态分量(intrinsic mode function, IMF)，再计算各分量对应的峭度值对其自适应重构。然后，对重构信号进行快速谱峭度分析，并据此设计带通滤波器。最后，根据重构信号共振解调后的谱线即可准确判断轴承故障。通过处理实测数据进行诊断，结果表明了该方法较传统共振解调法诊断结果更精确。由此可见，谱峭度法在滤波器参数选择上具有可靠性，以及VMD与谱峭度结合能够降低噪声干扰提取微弱故障信号。

摘要:为实现管道内表面腐蚀图像的边缘检测，分析了经典的边缘检测方法，针对其存在检测精度低和抗噪声性能差等缺点，研究了一种基于BP神经网络的图像边缘检测算法。利用标准图像和经传统边缘检测算法检测得到的边缘图像作为输入输出数据，并用大量数据进行训练，构建了可实现图像边缘检测的BP神经网络。用训练好的神经网络实现管道内表面腐蚀图像边缘检测，并与传统的边缘检测算法检测结果进行了比对，实验结果表明，该算法可明显提高检测精度及抗噪声能力，具有广泛的适用性。

摘要:针对现有图像恢复算法的不足，提出了基于新型DNA遗传萤火虫优化的二维图像盲恢复算法。该算法首先对传统DNA遗传算法中交叉和变异操作进行改进，得到新型DNA遗传算法后与萤火虫算法相结合，提出了新型DNA遗传萤火虫优化算法;其次将新型DNA遗传萤火虫优化算法应用于二维图像盲恢复，得到的基于新型DNA遗传萤火虫优化的二维图像盲恢复算法具有良好全局搜索能力，优化了盲均衡器的初始权矩阵，模糊图像经过二维盲均衡器处理后，有效增强了图像质量，图像恢复良好。仿真结果验证了算法的有效性。

摘要:采用RungeKutta间断有限元（RKDG）方法对一款Z型超声波水表进行三维数值模拟，计算过程分为流场计算和声场计算两个部分。采用标准k－ε模型获得超声传播的稳态背景流场。对声学变量作线性化假设，从欧拉方程、连续性方程和状态方程中获得绝热状态下声传播的控制方程。在发射换能器的端面定义法向速度边界条件，以图形化的形式展现超声波在顺流情况下的传播过程。切换发射和接收换能器的相对位置，重新计算得到声波逆流传播时相应接收换能器端面的平均声压分布。对比顺、逆流情况下换能器端面平均声压分布，通过曲线拟合得到的传播时差值要小于实验得到的时差值。该方法为模拟声波在复杂结构和流动中传播提供可能性。

摘要:为了快速、实时、准确地分离由非接触人体生理信号监测系统所采集到的信号，将快速互补集合经验模态分解(fast complementary ensemble empirical mode decomposition,FCEEMD)引入到人体生理信号处理领域，在原始信号中成对添加符号相反的白噪声信号，并对其进行经验模态分解（EMD），获得有限个固有模态函数（IMFs）进而实现原始信号的分离，使用固定筛分次数停止准则以保证该算法的快速实时性；仿真算例和实际实验都表明，该算法可有效解决模态混叠，快速获得准确的心跳信号和呼吸信号。

摘要:针对容差模拟电路多故障诊断问题，提出了包括故障状态检测、故障粗糙集生成和故障元件定位的分步诊断方法。将有限测点的故障状态检测转化为容差约束下的线性规划问题；推导得到故障特征等式并生成故障粗糙集，证明了在容差条件下的故障特征等式中可选用标称参数电路的节点电压；对故障粗糙集中元件参数的偏差限值进行修正，对修正后的电路进行状态检测，实现故障元件定位，并估算故障参数偏差。仿真实例表明，该方法具有较高的诊断准确度和参数辨识精度。

摘要:为了研究滚珠丝杠副的动态特性如定位精度、重复定位精度、速度及加速度跟踪、动态摩擦力矩、负载扰动、预紧力、疲劳性能、温升和机械振动等对滚珠丝杠副精度保持性能的影响,针对五轴联动加工中心高速大行程滚珠丝杠副设计了一套伺服电机+滚珠丝杠副高速运转、直线电机模拟负载扰动、多通道信号采集的智能精密测控试验平台;建立了测控平台时变参数不确定性和外力扰动的优化动力学模型;提出了基于遗传算法的自适应非线性PID双位置反馈的控制算法和速度、加速度前馈误差补偿的控制策略。试验结果表明，该控制策略具备小的跟踪误差、较强的抗干扰能力和稳定性，满足测控平台的试验需求。

摘要:针对北斗卫星定位系统(BDS)在载波相位观测中出现的周跳问题,建立改进的多项式拟合模型对载波相位观测中产生的周跳进行探测与修复。该方法采用3个接收机测得与同一颗卫星间的载波相位观测值,同时结合接收机与卫星间的载波相位测出两组单差值,利用一组单差值进行的多项式拟合可获得产生周跳的历元数,结合另一组单差值的多项式拟合可确定哪组载波相位发生周跳,最后对周跳进行修复。通过实验仿真发现,该方法不仅可以测得0.2以上的周跳,也可以测出0.2以上的周跳发生在哪组载波相关观测值中。

摘要:针对经验模态分解（EMD）算法存在的模态混叠问题和集合经验模态分解（EEMD）算法实时性不足的缺点，采用EMD与小波分析相结合的EWT算法，对ECG信号的频谱自适应分割，在分割区间上构建小波滤波器组，提取具有紧支撑的单分量成分，剔除直流分量和噪声余项，并将其余分量重构。实验数据来自MITBIH数据库中真实的心电图（ECG）信号，仿真结果表明，该算法能有效去除ECG信号中的基线漂移和工频干扰，信噪比（SNR）、均方根误差（RMSE）和自相关系数（AC）优于其他两种自适应算法EMD和EEMD；算法整体运行时间小于1 s，满足了心电监测的实时性与准确性要求。

摘要:以回转窑筒体的红外热图为基础，通过分析回转窑筒体辐射与对流机理，给出了实际回转筒体热损失的计算模型，并采用LabVIEW编程语言，设计开发了一套回转窑筒体热损失测量软件。最后，以某水泥回转窑为例，对所提出的方法进行了测试与分析。结果表明，该系统能获取筒体感兴趣区域的轴向温度并正确计算出对应的筒体热损失功率；筒体的辐射热耗与对流热耗大小相当，且煅烧区筒体的热损失约占输入热功率的4%。研究成果为回转窑的节能生产、过程参数优化奠定了基础。

摘要:如何减小移动通信中移动终端电磁信号对人体脑部的影响成为公众关注的焦点之一，电磁带隙(EBG)结构在其禁带内具有阻抗高、反射波与入射波位相相同的特点，可以抑制印刷线路板的表面波改善天线辐射性能，减少进入脑部的电磁信号。在1.8 GHz频段，对加载EBG结构的反射板的天线系统进行了仿真，结果表明，与未加载EBG的天线系统相比，加载EBG结构的偶极天线系统不仅可以保证天线的辐射增益，同时人体脑部电磁波的比吸收率大大降低，加载EBG反射板可以有效抑制人体脑部的电磁场强度；由于天线与反射板的互相耦合，天线的尺度与未加载EBG结构的天线相比尺度变小，同位相反射偶极天线与EBG距离很近, 实现了低轮廓天线。

摘要:针对谱减法去混响中出现的音乐噪声问题,研究了一种基于频率归一化的掩蔽后处理方法。首先利用谱减法对混响信号去除混响,其次对混响信号与去混响信号进行频率归一化,然后在频域将去混响信号和混响信号对应相减,据此计算出掩蔽因子,最后运用掩蔽因子对去混响信号进行处理来减少音乐噪声。仿真实验中分别利用语谱图和语音质量感知评价进行了评估，语谱图表明后处理语音信号中音乐噪声明显减少, 语音质量感知评价表明采用后处理方法提高了语音信号0.55的评分。

摘要:针对水下声呐目标搜寻过程中环境复杂、成像分别率低、人工识别目标困难等实际问题，提出基于双树双密度复小波子带模型匹配的方法自动判别水下目标有无。首先利用双树双密度复小波对所传回待测声图进行分解得到不同方向子带，接着采用三参数广义Γ函数对不同方向子带系数分布拟合作为特征项，最后利用含有目标声图与背景声图在分布特征上存在差异性，根据计算两者间KL距离进行相似度匹配并通过设定最优门限对声图目标有无自动判别。实验证明，利用所提出方法对含有多目标声呐图像判别,其检测品质因子达97.2%,并在不同噪声水平下其检测品质因子对比其他方式平均高出10%，具有较高的检出率和一定鲁棒性。

摘要:针对现有自动气象站信号模拟器温度通道存在误差大、难以兼容不同型号采集器的问题，分析了CAWS600、ZQZ系列自动气象站采集器的测温原理，利用不同型号的采集器对JJQ1型信号模拟器的温度通道进行了测试，指出了测试数据存在抖动的原因，提出基于采集器的四线制测温原理，以定制的高精度、极低温漂电阻为核心，利用信号继电器构造四线制网络，辅以软件补偿，能适应不同型号的采集器的温度通道改进方法。最后，分别利用采集器和高精度万用表对改进的温度通道进行了测试，数据表明模拟的温度最大误差为±0.03 ℃，对应电阻的最大误差为±12 mΩ，满足行业标准QX/T 346—2016《自动气象站信号模拟器》，为自动气象站信号模拟器的优化提供了参考。

摘要:

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