基于局部纹理特性和图像分割的分步立体匹配

为解决立体匹配难以兼顾精度和速度的问题,提出一种分步立体匹配方法。根据局部纹理特性对图像对进行灰度变换;然后利用均值漂移算法分割参考图像,以任意大小和形状的分割区域为支持窗口进行初次匹配,形成基于色彩分割的视差约束;再以固定窗口为支持窗口进行二次匹配,获得初始视差图;最后通过可信度分类优化初始视差。实验结果表明所提出的算法兼有较高的匹配速度和精度。

印刷电路板外观检测中光电图像的色差矫正方法

针对印刷电路板产品在检测中受制作工艺和照明设备的影响，分析其产生色彩偏差的基本原理，提出板内和板间色差矫正的新算法，分析了照明模型得到亮度变换函数对板间色差进行矫正，重点采用LAB色彩模型中的亮度通道，利用亮度积累直方图计算映射函数去均衡板内的色差。实验表明，该算法矫正了印刷电路板在检测预处理阶段出现的板内和板间的色彩偏差，提高自动光学检测的检测精度和效率，在光电图像的测量领域具有广泛的应用前景。

图像噪声方差大小的测量新算法

针对图像中的高斯白噪声，提出了一种利用小波系数分布特征进行噪声估计的算法。根据小波系数的分布特点，利用广义高斯分布模型对小波系数进行拟合，并用广义高斯分布模型参数（尺度和形状参数）提出了一种有效的噪声方差估计算法。实验结果表明，提出的噪声方差估计算法能有效地估计噪声方差大小，同时估计的结果要好于其它相关的算法。这种噪声测量算法具有高精度性和快速性。

PIV系统测量误差的评价方法研究

通过解决高速高精度的转速控制、安全性控制等技术问题研制了PIV基准速度场系统,最高速度达200m/s,且达到了可用于对PIV系统标定的误差要求;介绍了利用基准速度系统对PIV测量误差评价的实验方法,解决了示踪粒子模拟、体激光投射的PIV测量方法等关键技术问题,并完整地介绍了实验的流程;通过PIV系统误差来源分析、速度基准系统不确定度分析以及PIV测量结果分析等完整的介绍了数据分析的方法与流程,得到了1套PIV设备的误差标定结果。

基于量子核聚类算法的图像边缘特征提取研究

为了提高图像边缘特征提取质量，采取了量子核聚类算法。首先把像素映射量子编码，在码元建立域内对像素块进行随机采样；然后通过聚类距离计算数据点和每一个聚类核心的距离，把数据向量分配到距离最小的核心向量中，核函数确定有效影响范围；最后对像素聚类相异性分析，给出了算法流程。实验仿真显示这种算法对图像边缘特征提取轮廓清晰，连贯性好，评价指标MS和聚类准确率较好，算法收敛快。

基于时间调制的超声波自主实时定位系统

针对超声波-射频室内定位系统信道分配问题复杂、实时性低下的问题,提出基于时间调制的超声波自主实时定位系统。该系统引入直接序列扩频技术,用时间和终端ID组成的二进制序列调制超声波实现信息携带,接收端在无射频模块的情况下通过恢复信息来估计超声波渡越时间,识别发射源并计算位置坐标。通过simulink对超声波信息携带方法进行了仿真验证,实验结果表明:系统通过扩频调制解调能够准确恢复时间信息,有效识别终端ID,区分不同终端信号源位置,并且对多址效应和多路径效应有较好的抗干扰效果,从而降低系统复杂性,提高响应时间并实现自主定位。

多站无源时差定位精度分析

针对在多站无源时差定位系统中影响目标定位精度的因素,分析了时差测量误差和站址误差对目标定位精度的影响。影响时差测量精度的因素有接收机热噪声、多普勒效应、站间同步误差、本地时钟误差和大气等因素。通过分析各个因素对目标定位精度的影响程度,在特定布站方式下,仿真计算得到在固定时差测量误差和站址误差下可能达到的目标定位精度,并根据主要误差来源提出相应的提高定位精度的措施。

基于对称蝶形宇宙算法的电路板红外图像模糊增强

采用对称蝶形宇宙算法提升电路板红外图像模糊增强的效果。首先建立对称蝶形宇宙结构,整个宇宙之间通过节线进行信息交流,对称蝶形宇宙结构划分不同的节段,同一个节段的宇宙信息交流速度要高于节段之间的信息交流速度;然后给出不同节段信息交流过程,只有宇宙体自身信息有信息差时才可以与其他宇宙进行信息交流;最后在不同的灰度段实现非完全Beta函数自适应电路板红外图像模糊增强。实验仿真显示:该算法与其它算法相比对电路板红外图像增强效果更为清晰,优质系数和背景抑制因子值较好。

基于Gabor滤波的虹膜识别系统设计

随着科学技术的发展,信息安全在各个领域显得越来越重要,生物识别技术由于其特有的性质,在传统的识别领域中脱颖而出;其中,虹膜识别以高可靠性和差异性,成为目前安全性最高,最理想的生物识别技术;为增强虹膜识别算法的定位效率,提出一种改进定位算法,即二值化分割出瞳孔区域时,修正瞳孔边界,提高虹膜定位精度,有效提高识别速度;虹膜识别算法是整个系统的核心,要使虹膜识别具有良好的效果,需要对虹膜图像进行一系列的处理;为了完整高效地实现虹膜识别系统,对Gabor滤波器的原理及实现方法进行具体分析,研究Daugman虹膜识别算法,设计并完成了虹膜图像预处理,特征提取,二维Gabor滤波器的构建及参数选取等,经仿真实验,能够非常高效地完成虹膜特征提取并识别比对,计算速度和效果均优于传统算法。

超声在机测厚接触力控制方法研究

针对接触式超声在机自动测厚中可靠接触难题,提出了超声探头与被测工件之间接触力控制方法,制定了基于接触力实时反馈的闭环控制策略,建立法向接触力计算模型,设计了接触力调控量向机床位移校正量转化的阻抗模型与接触力滑模变结构控制器,在Simulink环境下对控制模型进行了数值仿真,验证了算法有效性,可实现超声在机测厚中恒定接触力精确跟踪控制;在所研制的测量系统中进行了测量实验,结果表明超声在机扫描测厚接触力控制误差在4N以内,实现了超声在机自动扫描测量过程中的接触状态保持,保证超声传感器输出信号稳定,测厚误差明显减小。

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。

多干扰下GPS接收机抗干扰自适应算法

为了找到一种适合于全球定位系统(GPS)接收机抗压制性干扰的方法,在介绍自适应数字波束形成的基础上,研究了直接矩阵求逆(SMI)和GS自适应算法的基本原理,在GS算法的基础上进行了改进,在均匀线阵中对各算法进行仿真,比较了各算法的优缺点,在运算量小和抗干扰性能稳定的前提下,认为改进的GS算法是适宜于工程实现的一种好方法。

基于BIM和RSSI的室内定位与导航研究与应用

面向大型场馆、商场、医院等场景对室内定位和导航的需求,本文分析了蓝牙设备RSSI的稳定性问题,基于BIM实现蓝牙设备布设和采样点布局,提出基于BIM和RSSI的室内定位算法,开展了算法参数率定实验,并以某医院为例进行了技术验证,实现了基于BIM和RSSI的室内定位与导航。实验结果证明,该方法与现有基于RSSI的定位方法相比,在定位精度方面提升了12%,同时有效避免了定位结果的不稳定性。

空间多距离定位极值问题分析

针对空间多站无源定位极值问题,以时差定位原理为研究对象,重点对多距离定位极值进行算法推导,深入分析多站定位的最优精度问题;并以定位极值理论为依据,结合较为全面的仿真案例验证,分析不同误差影响因素下时差定位精度的分布规律;研究表明,多站布站方式是影响空间定位的重要因素之一,为实际工程应用的多站定位算法设计和优化提供了技术支持。

利用多时相遥感影像监测季节性裸露农田

季节性裸露农田是北京地区冬春季大气“土壤尘”的主要来源。而农田季节性裸露的快速、准确监测是治理方案制定与实施的依据。根据北京地区裸露农田种植作物和其它地表覆盖类型的物候特征之间的差异,选用2004年春夏季3个时相的TM遥感影像数据,利用垂直植被指数,同时结合北京地区的DEM数据以及北京地区的行政边界矢量数据,建立了北京地区季节性裸露农田遥感监测专家模型。监测结果表明北京市2003年冬至2004春裸露农田面积为87362.57 hm2,主要分布在延庆、顺义、密云、通州等区县。依据监测结果,提出了季节性裸露农田防治建议。

基于遥感特征指数的地表水体自动提取技术研究

为了从海量遥感数据中有效地提取地表水体信息,并提高自动化提取效率,提出了一种基于遥感特征指数的地表水体自动提取方法.该方法选取归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)和修正归一化水体指数(MNDwI)作为遥感特征指数集,并根据这些指数构建了遥感特征指数曲线.通过分析,发现地表水体在特征曲线中单调上升,植被在特征曲线中单调下降,而其它地物并无此特征.因此,根据这一规律,利用ERDAs IMAGINE软件建立了自动化提取模型.通过与其他方法对比,表明所建立的模型在精度和自动化方面都明显优于其他方法,可用于海量数据地表水体的自动提取.最后,在ARCGIS环境下,并通过决策树模型初步实现了地表水体的自动分类.

精磨光学元件面形的干涉检测技术研究

为解决传统接触式检测方法检测精磨光学元件效率低,精度差的问题,提出了一种采用干涉检测技术对精磨光学元件面形进行测量方法,该方法具有非接触,测量效率高,误差小的特点。干涉检测中干涉条纹的对比度与工作波长成正比,与表面粗糙度成反比,干涉条纹对比度直接影响最终的检测结果。因此首先分析干涉条纹对比度与精磨表面粗糙度之间的关系,证明采用可见光干涉仪对精磨粗糙表面进行检测的可行性,并对利用GPI型数字干涉仪检测精磨粗糙表面进行了实验验证,检测面形结果约为PV 1.5μm,并与红外干涉仪以及接触式轮廓仪测量结果进行了对比,验证结果有效性。最后给出了当粗糙度阈值Rq优于150 nm时,可采用该方法进行检测,具有较高的实用价值。

基于GR47通信模块的短信远程家电控制系统

针对很多GSM模块可以通过GSM/GPRS接入互联网这一特点,设计了一个以索尼爱立信公司的GR47无线模块作为接收模块,89C51作为主控制器的家电短信远程控制系统。介绍了该系统的硬件构成,详细描述了在PDU模式下用AT命令实现短信对家电的远程控制的过程,以及在VC++6.0环境下系统软件的设计流程。研究结果表明,该系统具有广阔的推广应用前景。

基于色差聚类的原木图像端面检测与统计

针对自然环境下外界因素对原木截面检测的干扰,使用图像处理技术,以自然环境中原木堆放存储时图像为处理对象,设计了一种原木截面识别方法。通过色差值聚类将原木图像分割为原木截面、孔隙及背景,去除背景干扰提取原木端面;采用逐级开运算与改进分水岭算法,对端面进行分割计数。实验结果表明:在自然环境下的正检率91.88%,错检率5.08%,漏检率8.12%,满足了原木截面识别计数的需求。

北斗系统新体制信号质量监测指标及测试方法

卫星信号质量监测通常采用通用标准仪器、监测接收机和离线数据3种方式。对于新信号体制下的卫星导航信号,前2种方法存在分析指标不全、适应性较低等问题。在总结归纳传统卫星信号质量监测指标的基础上,重点对质量监测指标与信号伪距、载波相位、电文符号的关系进行理论分析与仿真计算,指标参数主要涵盖相关损失、相关峰、IQ正交性、载波伪码相干性等。最后,以离线数据分析的方法建立基于软件接收机的信号质量监测分析系统,并对北斗二号二期体制的试验信号进行质量分析测试。结果表明:该评估方法合理有效,可为提供北斗卫星全球体制的设计提供验证平台。