基于灰度均值的自适应FAST角点检测优化算法

光照不均、突变引起的灰度变化会影响图像特征检测效果。为此,设计一种基于灰度均值的自适应FAST-9-12角点检测算法。首先,利用特征点的延展性设计一种小面积双重检测模板,减少像素点与中心点的比较次数,提高区域正检率和检测速度;其次,依据图像局部灰度均值,在每个像素点检测模板内自适应调整阈值,避免灰度变化影响检测效果;最后,根据柔性非极大值抑制的思想设计角点半径抑制原则,筛选鲁棒性更强的角点。在Inria遥感影像数据集上的实验结果表明,FAST-9-12角点检测速度比FAST-12-16,FAST-9-16两种模板提高22%左右,因自适应阈值的提取方式不易受光照影响,检测准确率分别提高4.16和3.11个百分点,实现了图像特征快速和精准检测。

基于FAST和Sobol指数法的雷达系统效能敏感性分析

为了以较小的代价快速提升对空探测雷达系统的综合效能,首先搭建了对空探测雷达系统综合效能的评估指标体系,在此基础上完成了综合效能评估模型的建立。选择两种基于方差原理的全局敏感性分析方法,即傅里叶幅度敏感性测试(Fourier amplitudes sensitivity test,FAST)和Sobol指数法,分别从频域和时域对建立的评估模型进行敏感性分析。在基于FAST进行敏感性分析时,提出了21维输入指标所对应的特征频率集的选取方法;在基于Sobol指数法进行敏感性分析时,考虑了二阶及高阶敏感性指数的影响。对比FAST和Sobol指数法的分析结果,两种方法获得的敏感性分析结果具有较好的一致性。其中,功率和频率为对空探测雷达系统的主要影响指标,为雷达系统的研发和升级提供了可靠性依据。

CEEMD-FastICA-CWT联合瞬态响应阶次的电驱总成噪声源识别

以某增程式电驱动总成为研究对象,提出基于联合算法的噪声分离识别模型。首先,采用互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)联合快速独立分量分析(fast independent component analysis,FastICA)方法提取纯电模式稳态工况下单一通道噪声信号特征,利用复Morlet小波变换及FFT对各分量信号时频特性进行识别。其次,采用阶次分析法和声能叠加法对稳态分量信号对应的各瞬态响应阶次能量进行对比分析,并结合皮尔逊积矩相关系数(Pearson product moment correlation coefficient,PPMCC)相似性识别确定不同噪声激励源贡献度。结果表明:减速齿副啮合噪声对该增程式电驱总成纯电模式运行噪声整体贡献度最大。

基于Kano-FAST的瓦楞纸激光印刷设备设计研究

目的推动印刷行业朝更高效的方向迈进,提高印刷设备的易操作性和视觉识别性。方法将Kano和FAST(Function Analysis System Technique)模型引入瓦楞纸激光打印设备设计的前期应用需求分析中,通过问卷的方法获取用户的基本要求,并划分为几个子类型,进而建立Kano的二维功能属性模型。采用FAST法建立功能树,辅助使用Kano模型,从而更精准地分析用户需求,并更好地根据其需求进行优化设计。结果综合运用设计原理,针对性地挖掘瓦楞纸激光印刷设备在造型识别性、操作易用性、生产安全性上存在的问题,进而输出更优解。结论该设计方法的引入有助于为同类型的印刷设备设计提供参考,并引起更多相关厂家的重视,推动印刷行业向更积极的方向发展。

面向FAST的卫星电磁干扰监测技术研究与实现

来自人造卫星的信号是射电天文观测面临的主要射频干扰(radio frequency interference,RFI)之一,这些RFI会将天文信号掩埋,为天文信号的搜寻和分析带来困扰。为了缓减卫星对天文观测的影响,我们在之前的工作中为500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)开发了卫星电磁干扰监测软件,主要包括卫星数据库、观测模块和监测模块。近年来随着多个巨型卫星星座的规划发射以及望远镜观测模式的增多,卫星对射电天文观测的影响更为复杂,已有的软件已经不能满足实际的需要。为此,本文在单个卫星干扰分析的基础上提出了卫星星座的干扰评估方法,并对已有监测软件进行了升级,升级后卫星数据库覆盖更多的在轨卫星及星座信息且能够自动化更新,观测模块能够支持更多种观测模式下的卫星过境预测和干扰评估。在实际天文观测中,通过接在FAST接收机上的频谱仪数据对软件的干扰预测结果进行了实验验证,结果证明升级后的软件能够在多种观测模式下预测可能威胁的卫星以及对应的过境时间,为望远镜观测规划的调整、卫星干扰的规避和接收系统的保护提供重要的支撑。

500m口径射电望远镜(FAST)索网结构风致破坏概率评估

大跨空间索网结构风敏感性突出,极易遭受风荷载影响。针对目前缺乏此类结构抗风性能评估方法的问题,以大跨空间索网结构FAST为例,提出一种基于实测风场数据的风致破坏概率分析方法。采集1971年~2020年结构所处地区的大量实测风速数据,通过概率分布拟合建立场地的风灾危险性模型。建立FAST的精细化有限元分析模型并模拟风荷载时程输入,采用非线性动力时程分析对结构的风振反应进行计算,基于概率性需求模型绘制易损性曲线。最后,结合得出的风灾危险性和结构易损性,计算得出FAST结构在所处场地实际风灾环境中的破坏概率。研究表明:该地极限风速为17m/s,风速在0~10m/s的概率最大;在120°、210°和300°风向角下,下拉索均为易损构件,210°风向角上吸风对索网结构最不利;在最不利风向角下,结构达到轻微破坏、中等破坏和严重破坏的总破坏概率分别为1.8359×10^(-4)、1.1499×10^(-5)和1.3202×10^(-6)。

基于FAST算法的核动力旋转机械故障诊断

基于FAST算法设计了核动力旋转机械故障诊断方法。提取候选区故障特征,在卷积层内输出候选区向量,通过计算图像尺寸得到候选区内故障特征函数值;基于FAST算法标记旋转机械故障点,对最大池化值与最小池化值进行计算,得到标准层的梯度收敛情况;设计了核动力旋转机械故障诊断算法,得到旋转机械故障诊断方法。对比4种不同旋转机械故障诊断方法的实验结果可知,针对6种不同的故障特征,基于FAST算法的核动力旋转机械故障诊断方法的对数似然率均为最大,诊断准确率更高。

升温速率对Micro-FAST制备锰锌铁氧体磁芯显微组织及性能的影响

采用多物理场耦合烧结技术(Micro-FAST)烧结制备了MnZn铁氧体U型磁芯零件,研究了升温速率对MnZn铁氧体磁芯的微观组织和性能的影响。结果表明:在升温速率30℃/s、压力75 kg、烧结温度900℃、保温时间360 s的条件下,烧结制备磁芯的密度4.87 g/cm^(3)、饱和磁化强度55.78 emu/g、剩磁1.59 emu/g、矫顽力14.83 Oe、电阻率3.88Ω·m。适当提高升温速率,可增大磁芯的密度、减少孔隙、促进尖晶石相晶粒的形核与生长以及微观组织均匀完整,从而有利于提高MnZn铁氧体磁芯的磁性能。

基于DAN与FastText的藏文短文本分类研究

随着藏文信息不断融入社会生活,越来越多的藏文短文本数据存在网络平台上。针对传统分类方法在藏文短文本上分类性能低的问题,文中提出了一种基于DAN-FastText的藏文短文本分类模型。该模型使用FastText网络在较大规模的藏文语料上进行无监督训练获得预训练的藏文音节向量集,使用预训练的音节向量集将藏文短文本信息转化为音节向量,把音节向量送入DAN(Deep Averaging Networks)网络并在输出阶段融合经过FastText网络训练的句向量特征,最后通过全连接层和softmax层完成分类。在公开的TNCC(Tibetan News Classification Corpus)新闻标题数据集上所提模型的Macro-F1是64.53%,比目前最好评测结果TiBERT模型的Macro-F1得分高出2.81%,比GCN模型的Macro-F1得分高出6.14%,融合模型具有较好的藏文短文本分类效果。

基于BP神经网络的FAST馈源舱融合测量预测研究

500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope,FAST)的跟踪观测需要馈源的空间运动配合,馈源舱主要用于实现馈源的精调定位,因此馈源舱位置的高精度测量对FAST望远镜的高效运行意义重大。但当全站仪设备失效时,无法对采用Kalman算法的GPS/IMU融合测量结果进行修正,导致馈源舱测量精度下降。为了解决这个问题,设计了基于BP(back propagation)神经网络的预测模型,包括数据预处理、模型设计和模型训练验证。模型训练数据为FAST真实测量数据,数据量为40 GB左右。为了验证模型的泛化能力,选取三种运动轨迹数据对模型预测精度进行测试,结果显示,三种运动轨迹下精度都满足15 mm要求。

关节镜下FAST-fix 360°系统治疗外侧半月板损伤的效果

目的探讨关节镜下FAST-fix 360°系统治疗外侧半月板损伤的效果。方法选取唐山市第二医院骨科2020年1月至2022年12月收治实施关节镜下FAST-fix 360°系统修复术的外侧半月板损伤患者72例作为研究对象,比较术前、术后6个月、术后12个月72例患者的Tegner、Lysholm和国际膝关节评分委员会(IKDC)评分及疼痛视觉模拟评分(VAS)。结果所有外侧半月板损伤患者术后6、12个月时的Tegner、Lysholm和IKDC评分均高于术前(P<0.05),VAS评分低于术前(P<0.05)。所有患者共发生5例并发症,其中术后感染1例,血肿2例,关节僵硬2例,术后并发症发生率为6.94%。结论对外侧半月板损伤患者实施关节镜下FAST-fix360°系统修复术能改善膝关节运动功能,缓解疼痛,并且并发症发生率较低,在临床应用中具有良好的安全性和有效性。

基于Kano-FAST-FBS的智能扫地机改良设计研究

目的智能扫地机是智能家居生活中不可或缺的产品,但现有扫地机交互性和功能性趋于一致,为了有效识别居家清扫需求,进一步提升交互性和趣味性,并将其科学转化为产品的功能要素及结构参数,提出一种基于Kano-FAST-FBS模型的产品改良设计方法,以提升智能家居产品的满意度。方法首先,基于Kano模型量化评估智能家居产品的用户需求属性,获得用户需求优先级;其次,运用功能分析系统技术(FAST)将用户需求分别转化为对应的产品功能要素;最后,以功能-行为-结构(FBS)设计模型为基础,实现了产品功能到结构参数的合理映射,进而得到改良产品的各个结构模块,输出最终设计方案。结果以扫地机器人为例,验证了基于Kano-FAST-FBS模型的设计流程。结论在该方法指导下的产品设计能系统地解决用户需求和功能结构模块之间的匹配问题,从而得出更符合用户功能预期的设计方案,并可以为其他类似产品设计提供参考思路。

一种融合KPCA、FastICA及SVD的腹壁源胎儿心电 信号提取算法研究

目的:为实现从母体腹壁混合信号中提取高信噪比和波形清晰的胎儿心电信号,提出一种融合核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)、快速独立成分分析(fast independent component analysis,FastICA)及奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的胎儿心电信号提取算法。方法:首先,采用KPCA对母体心电信号进行降维,再利用改进的基于负熵的FastICA处理降维后的数据,得到独立成分。随后,引入样本熵进行信号通道选择,挑选出包含最多母体信息的信号通道。在选中的母体通道上进行SVD,得到母体心电信号的近似估计,再用腹壁源信号减去该信号得到胎儿心电的初步估计。最后,采用改进的基于负熵的FastICA成功分离出纯净的胎儿心电信号。在腹部和直接胎儿心电图数据库(Abdominal and Direct Fetal Electrocardiogram Database,ADFECGDB)和PhysioNet 2013挑战赛数据库中对提出的算法进行验证。结果:提出的算法在主观视觉效果和客观评价指标上都表现出优越的性能。在ADFECGDB数据库中,胎儿QRS复合波检测的敏感度、阳性预测值和F1值分别为99.74%、98.85%和99.30%;在PhysioNet 2013挑战赛数据库中,胎儿QRS复合波检测的敏感度、阳性预测值和F1值分别为99.10%、97.87%和98.48%。结论:融合KPCA、FastICA及SVD的胎儿心电信号提取算法在提取胎儿心电信号的同时有效处理了附加噪声,为胎儿疾病的早期诊断提供了有力支持。

FAST宁静区生态系统服务时空分异特征及权衡/协同关系分析

基于InVEST与光能利用率模型(CASA)对2000-2020年间500m口径球面射电望远镜(FAST)宁静区植被净初级生产力(NPP),水源涵养,土壤保持,生境质量四项生态系统服务进行计算,分析其在不同尺度上的时空变化特征,识别其生态系统服务热点区域,采用权衡-协同指数和随机森林模型揭示四项生态系统服务间的权衡/协同作用关系和强度及其与驱动因子的关系.结果表明:(1)2000-2020年,FAST宁静区四项生态系统服务整体上呈增加趋势,其中NPP增加730.544gC/m^(2),水源涵养量增加5.925mm,生境质量得分上升0.007,土壤保持量增加0.295t/km^(2).(2)圈层差异明显,其中核心区增加最快,服务功能最优;其次是边远区,生态有明显好转;最后是中间区,生态修复相对较慢.(3)土地利用类型中,林地和草地对研究区生态系统服务量的促进作用最大.(4)生态系统服务热点整体上由Ⅰ类和Ⅱ类热点区向非热点区,Ⅲ类热点区及Ⅳ类热点区转变.(5)区内的四项生态系统服务间关系整体以协同为主,且协同作用逐渐增强,在空间上水源涵养与土壤保持和NPP在部分地区呈权衡作用.(6)FAST宁静区四项生态系统服务间权衡/协同关系作用强度的主要驱动因子是降水,蒸散发,石漠化敏感性,坡度和人类活动强度.

FAST所受PMT基站电磁干扰及用频防护方法综述

为确定500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)与其周边公众移动通信(Public Mobile Telecommunications,PMT)系统的电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)特性,本文综合论述了FAST宁静区内中国移动、中国联通和中国电信三大运营商所属PMT基站对其产生的电磁干扰。首先,从射电天文业务的频谱划分谈起,论述了射电天文业务干扰源类型,引出了其运行保护标准,进而针对FAST详细说明了FAST宁静区的用频法规和保护要求;其次,分析了ITU-R建议电波传播预测与干扰分析方法,并通过实地测量验证了该方法的适用性,进一步针对性地分析了PMT基站的电磁辐射传播特性,综合评估了FAST宁静区内PMT基站的干扰情况:FAST宁静区域90.24%的PMT基站在一定程度上均会对FAST产生干扰,而在所选分析条件下,仅有43.14%的数据符合FAST保护要求;最后,针对PMT基站干扰信号的抑制和消除,分析了常用的射电天文射频干扰抑制方法,同时为保障FAST免受PMT基站干扰,从FAST和PMT基站的角度出发论述了可行的用频防护措施,并基于实施难度、经济成本、策略收益和通信质量4类指标建立了防护方法的评估体系,对所提防护方法进行了实例说明。上述研究成果可为保障FAST的安全观测提供技术基础。

基于FastICA-LDA的光伏并网逆变器故障诊断

为了实现逆变器开路故障诊断,提出了一种新的诊断方法。该方法采用快速独立成分分析算法判定逆变器是否发生单管开路故障,如果发生单管开路故障,计算旋转电流Id频域下的特征值,将这些特征值作为线性判别分析模型的输入值,最后由LDA模型输出逆变器工作状态编号,从而实现单管开路定位。经过MATLAB仿真验证表明,所提方法对光伏并网逆变器故障的诊断效果较好。

基于UBmap/AHP/FAST的医院建筑火灾应急避难装置设计

为提高医院火灾应急避难能力,针对医院住院楼建筑,设计一款在火灾下能及时进行应急避难、安全逃脱的装置产品。集合用户行为地图(UBmap)、层次分析法(AHP)、功能分析系统技术法(FAST),融入整体设计构架中,探究应急避难装置产品的用户需求以及相关产品设计要素。将医院住院楼建筑环境特点及患者人群对火灾的逃生行为过程融入UBmap中,构建行为旅程图,推测并提取各个阶段需求指标;再通过AHP/FAST聚合方法,对需求指标进行重要度排序,并转化为主次功能进行分析求解,以此推断产品设计定位与功能逻辑的准确性,完成设计方案生产。综合UBmap/AHP/FAST为依据的理论模型,运用到医院住院楼建筑火灾下的避难装置设计开发流程中,并运用ANSYS Workbench软件有限元分析方案,进一步验证校核该设计的整体装置强度与可行性。结果表明:将不同的方法融合分析,系统性地对产品展开分析设计与实现且进行仿真检验,减少设计过程中的薄弱环节与不确定性问题,能够使设计更具系统性与科学性,达到降低避难装置的生产成本、实现安全效率化、防灾减灾的目标。

基于FAST-FAHP理论的洗鞋机设计研究

为改善用户的脚部健康问题,探索彻底清洁鞋子的方法,提出一种FAHP(模糊层次分析法)和FAST(功能分析系统技术法)相结合的研究方法。首先,通过FAHP进行用户需求分析,创建模糊判断矩阵,求得权重值;其次,根据FAST将产品功能与用户需求相结合,创建功能树并进行功能分析;最后,将权重值和产品功能树相结合,设计出一款方便用户使用的鞋子清洗产品。整体上实现从需求到功能再到具体产品设计的理论探索,以及洗鞋机从原理、外观、结构等方面的可行性验证,完成从理论到实践的具体性要求。FAST-FAHP理论模式和产品具体设计的结合,有利于设计师在具体产品设计中针对大量的用户需求寻求设计侧重点,从而帮助设计师在实际设计中更加科学、有效地进行设计活动。

基于动物创伤模型试验培训FAST超声技术在急诊本科实习生中的应用研究

目的评价基于动物创伤模型试验培训创伤超声重点评估法(FAST)超声技术在急诊本科实习生临床技能培训中的应用效果。方法选取我院2022年1月至2024年3月在我院急诊科的本科实习生65名作为研究对象,随机分为对照组和实验组。对照组采用传统教学方法,实验组按照动物创伤模型教学模式实施教学,比较两组本科实习生出科理论及操作成绩、学习满意度、学习能力和学习行为。结果两组实习生的理论及操作成绩均较培训前有所提高,实验组实习生的理论及操作成绩均明显高于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。两组实习生培训后的学习满意度均有所提高,实验组实习生的学习满意度得分明显高于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。两组实习生培训后的学习能力得分和学习行为得分均有所提高,实验组得分均明显高于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论基于动物创伤模型试验培训FAST超声技术能有效提高急诊本科实习生的学习成绩和学习满意度,学习能力明显提高,对提高本科实习生的成长与急诊诊疗水平具有积极意义。

基于改进Fast-DTW的多维地磁序列匹配算法研究

传统单点的地磁匹配定位算法运算量大,且定位时效性及定位精度较差。针对该问题,采用基于序列的快速动态时间规整算法Fast-DTW实现多维的地磁序列匹配,并利用最长公共子序列LCS的有序聚类进行优化。离线阶段通过坐标转换法构建四维地磁指纹库,在线阶段进行实时地磁序列匹配,获得定位结果。实验结果表明,该算法的定位时效性及精度均有提升。