危险天气下4D改航回归航迹规划方法

为解决航班因危险天气临时绕飞导致的航迹冲突问题,提出一种面向航迹运行(TBO)的4D改航回归航迹规划方法。首先,根据航空器性能限制,栅格化空域,使用蚁群算法与轮盘赌法,以改航路径最短为目标,生成三维空域内危险天气下的改航路径;然后,提出航迹回归概念,根据预计到达时间(ETA)计算改航速度,对齐时间得到4D改航航迹;最后,以我国中部某主要航段为运行场景,选取3个航迹回归点,采用“调速+等待”策略,计算避让危险天气的三维可行航迹,以燃油消耗与排放成本的计算结果与改航航迹产生的冲突为参考,评估各改航方案。结果表明:当选择最晚回归点时,改航方案3燃油消耗为5.9 t,温室气体排放量为26.3 t,是3种方案中消耗最少的,但需解脱冲突2次;选择最早回归点的改航方案1未与其他航班出现冲突,但燃油与排放相比方案3增加0.1%和0.2%。以上结果证实,该方案可实现危险天气下选取不同回归点时的4D改航回归航迹规划。

优选优生进化算法及4-CBA软测量模型参数估计

提出一种优选优生进化算法(select-best and prepotency evolution algorithm,SPEA),该算法中优选优生操作首先使群体中的所有个体都以相同的概率在自身所处环境的某个领域内选择最优个体进行交叉操作,不但保持后代个体的多样性,避免早熟,而且使群体中较优个体多次参加交叉操作,保留优良信息,同时也避免了遗传算法(genetic algorithm,GA)中占用大量计算时间的种群挑选操作;然后挑选交叉操作产生的较优个体参与变异形成下一代个体,从而增强算法的局部搜索能力,使求得的全局最优解有较高的精度。与GA相比较,SPEA计算复杂性低,离线性能和在线性能都有较大的改进,局部搜索能力和全局寻优能力都有较大的提高。举例将SPEA应用于对苯二甲酸(terephthalic acid,TA)中对羧基苯甲醛(4-carboxybenzaldehyde,4-CBA)含量软测量模型的参数估计,获得了满意的结果。

基于SAD矢量合成的1/4像素精度运动估计快速算法

H.264作为新一代的视频标准,对基于块匹配法的运动估计做了新的改进。运动估计是视频编码过程中极其重要的一个环节,它的算法效率对整个编码效率有很大的影响。针对H.264标准中提出的1/4像素精度的运动估计,对其基本算法以及几种快速算法进行分析比较,并在此基础上提出了一种快速的矢量合成算法。实验结果证明,这种算法在提高搜索速度的同时,也保证了图像质量。

H.26L标准中1/4像素精度运动估计的优化

为了提高H.26L中1/4像素精度运动估计的速度,提出了基于快速SAD(Sums of Absolute Difference)的优化算法。这种算法在保证图像质量的前提下,使H.26L视频编码的速度大大提高。

基于MPEG-4视频编码的自适应运动直线搜索算法

本文提出了一种运动估值算法-自适应运动直线搜索算法(AMLSA)。该算法利用了运动矢量的空间、时间相关性,可以明显减少计算量,提高搜索效率,并能获得良好的主观视觉质量和峰值信噪比(PSNR)。新算法与全搜索块匹配算法相比,在重建图像质量方面是非常接近的,但却获得了几百倍的提速。与MPEG-4委员会推荐的快速运动估值技术相比,AMLSA在速度方面加快了近260％。

基于FPGA的MPEG-4视频编码器设计

设计了一种用FPGA实现MPEG-4编码器方案。为进一步提高编码的效率,在算法和结构方面进行了优化。提出了带有判全零系数的Loeffler快速DCT算法,并采用"十字"形运动估计算法,设计了高度并行、紧凑流水线的FPGA实现方案。用Verilog HDL硬件描述语言编写了代码,在QUARTUS II集成开发环境下,进行了FPGA(Field-Programmable Gate Array)系统仿真验证。测试结果表明,该设计编码高效,符合实时视频通信的需求。可广泛应用于移动视频通信和远程无线监控等领域。

正弦信号四参数的高精度估计算法

从正弦信号的任意间隔采样序列出发,结合频率的迭代法估计和幅度、相位以及直流偏移的最小二乘法估计,提出了估计正弦信号四个参数(幅度、频率、相位以及直流偏移)的新算法,即四参数估计法,并与直接快速傅立叶变换法和通用相位差法就估计精度进行了仿真比较.结果表明,四参数估计法不但精度较高、抗噪声能力较强,而且能对非等间隔采样信号进行参数估计.

基于蚂蚁智能体调度的混沌搜索算法及化工应用

针对混沌搜索随机性的缺点和遍历性的优点,提出了一种基于蚂蚁智能体调度的混沌搜索算法(chaos optimization algorithm based on ant agent scheduling,CAAS)。该算法将解空间的每维变量都划分成若干子域并分配一定规模的蚂蚁智能体,蚂蚁智能体在各子域中进行混沌搜索。同时,根据每维变量各个子域中信息素浓度决定蚂蚁智能体在各个子域间的转移,以有效克服传统混沌优化算法的随机性,实现快速的全局最优搜索。分别采用传统混沌优化算法和CAAS对标准的非线性连续优化问题进行寻优。结果表明:CAAS的全局搜索性能、收敛速率都明显地优于混沌优化算法。最后,将该算法应用于对羧基苯甲醛含量软测量模型参数估计,取得良好的效果。

GMR-1 3G卫星通信系统频率偏移估计算法

针对GMR-1 3G卫星通信系统中π/4-CQPSK调制信号采用现有无数据辅助频偏估计算法时在估计精度和估计范围上存在矛盾的问题,提出了一种新的估计算法。该算法根据前后符号相位关系确定调制相位差,通过对原信号去累加调制相位差的方式去除调制相位,在去除调制相位时不会放大噪声影响;通过平滑处理和函数加权的方式抑制噪声影响,并进行线性拟合计算频偏。仿真实验表明,新算法较之经典的无数据辅助频偏估计算法具有更高的估计精度和估计范围,可适用于GMR-1 3G卫星通信系统的频偏估计。

基于HEXBS算法的运动估计器的设计

运动估计是视频压缩中最重要的环节。文中讨论了运动估计的基本原理,深入分析了HEXBS搜索算法及其特点与设计难点,设计了一种满足MPEG-4 SP@L1标准的全并行结构的高速运动估计电路,并通过FPGA验证,系统时钟频率达到30MHz,性能达到了实时编码的要求。

改进的16进制正交幅度调制码的相位估计算法

相干光通信系统中的相位恢复是克服信号收发端和传输过程中产生的相位噪声的必要步骤。为获得低的运算复杂度和良好的相位估计效果,本文对传统的四次方相位估计算法进行了改进,使之具有自适应的数据块长度控制功能。通过理论分析以及Matlab数值仿真方法验证改进的效果。对于16进制正交幅度调制码(16QAM),改进后的算法在几乎不增加计算复杂度的前提下,比传统算法具有更好的适应性。自适应长度的数据分块方法,有效缓解了传统算法用于16QAM系统时模块大小选择的矛盾。对于25Gbaud的16QAM系统,改进后的算法在10-3的误码率(BER)处,其1dB峰值信噪比(OSNR)代价的激光线宽容差提高了1.8MHz。