基于ANSYS Workbench的FAST天线背架结构的优化算法

为了减小FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)背架的重量,以降低工程成本,利用ANSYS Workbench对面板单元的背架结构进行了有限元计算和优化设计.首先运用三维建模软件Pro/E对背架结构实现参数化建模,并定义设计变量.在此基础上利用ANSYS Workbench对背架结构进行离散化处理和有限元计算,然后以最大变形为约束条件,以结构质量最小为目标函数,用ANSYS Workbench对结构进行优化设计.本优化实现了背架结构40%的重量优化,对该类结构优化的难点问题提出有针对性的解决方法.最后对优化结果进行圆整处理,结果表明本次优化是正确并可行的.

FAST馈源舱星型框架的结构设计与力学分析

星型框架作为馈源舱的主体支撑装置,是整个馈源舱的基础。文中从FAST馈源舱的设计需求出发,结合星型框架在馈源舱中主要作用,提出了星型框架的详细结构设计。在结构设计的基础上,基于APDL语言实现了星型框架有限元模型的参数化建模,并针对其在全工作空间内的不同姿态采用有限元软件Ansys Workbench进行了有限元分析,得到了星型框架在不同姿态下的刚度变形和应力结果,结果表明:星型框架的结构设计满足性能要求和安全性要求,为馈源舱项目的实施奠定了基础。

高层住宅快穿插体系下爬架和铝合金模板的施工研究

研究介绍了平阳县C–01–04地块高层住宅项目总承包工程在快穿插体系下的爬架和铝模的施工应用。为了加快项目的施工速度,缩短施工周期,提升工效,项目采用爬架和铝合金模板协同施工,通过外立面爬架与施工电梯的配合,保证主体结构施工期间同步插入外墙抹灰施工,栏杆、门窗安装及涂料第一遍腻子施工。通过铝合金模板在一次结构施工中的深化,减少二次结构措施投入,优于传统施工工序的安排,节约施工周期,极大地降低施工成本,故其具有较大的推广价值。

基于视频关键帧提取的快速T3D动作识别模型

视频级动作识别存在着数据量大、识别速度慢的问题,主要原因是需要提取空间维度上人体姿态,还需要考虑时间维度上动作关联。提出一种基于视频关键帧提取的快速T3D动作识别模型,通过改进的Superpoint网络提取视频关键帧,缩减数据量。以T3D网络为基础,时空分解其关键模块可变时序卷积层,显著提升了其计算效率。在公共数据集UCF-101和HMDB-51数据集进行了实验验证,准确率和原T3D网络近似,但其识别速度为原T3D网络的2倍,更适合于实际的应用场景。

基于神经网络的HEVC帧内预测组合快速算法

为了提升高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)帧内编码的实时性能,本文提出的方法利用了引入偶数边长与步长的卷积核以及自注意力机制的轻量级卷积网络来预测编码树单元(Coding Tree Unit,CTU)的帧内划分结构,从而减少了编码器对CTU进行四叉树递归遍历划分的编码时间。原始编码策略中粗模式决策通过基于残差经哈德曼变换的预测残差绝对值总和(Sum of Absolute Transformed Difference,SATD)的损失值来估计率失真优化过程中的率失真损失值来进行加速,但仍会耗费一定的编码时间。提出一种方法通过采样搜索的方式减少粗模式决策过程中计算的模式数,从35种模式降低到了18种模式,降低了粗模式决策过程中计算估计损失值的时间。由粗模式决策过程得到的较优的多个候选帧内模式来进行率失真优化,为了缩减粗模式决策需要计算的候选模式数,在候选模式列表中根据前后帧内预测角度模式的估计损失值的差距来筛选掉部分可能性较低的候选模式实现早停止决策,从而减少需要进行率失真优化的候选模式数量,进而减少率失真优化过程的计算时间。本文提出的算法在测试序列上平均实现78.15%的编码时间缩减,BD-PSNR为-0.168 d B,BD-RATE为3.49%。

基于FPGA的动态目标检测与防御躲避系统设计

针对传统动态目标检测实时性差、功耗高及精度低等问题,提出了一种基于FPGA芯片的高精度、低功耗动态目标检测与防御躲避系统。该系统采集OV5640摄像头像素信息,经DDR4高速缓存后,依次对图像进行多步预处理,包括灰度化、自适应快速中值滤波、改进型三帧间差分、形态学运算及包围盒检测等,在HDMI液晶屏上实时显示目标检测结果。系统根据计算出的动态目标中心坐标,驱动电机控制摄像头进行精准的对角躲避。硬件测试结果表明,该系统在50 MHz的时钟频率下,视频帧率达到60 FPS,具有较高的实时性和鲁棒性,能够清晰并准确检测出动态目标,且防御躲避设计可行,功耗仅为0.969 W。

面向硬件的AVS帧内预测算法改进

为了面向低延时的浅压缩场景提供更加适配的编码方案,并降低硬件实现成本,提出一种基于数字音视频编解码技术标准(Audio Video coding Standard,AVS)浅压缩算法的帧内预测模式优化以及快速率失真优化算法。该算法通过减少原有算法帧内预测所需的预测循环次数,以及打破各块之间的数据依赖关系等措施,克服了原始方案不适合硬件流水并行处理的限制,提高了编码的效率和稳定性,从而既保障了算法的视频质量,又使新的硬件实现方案更符合实际应用需求。实验结果表明,该算法优化方案能够有效改善实际面向低延时浅压缩场景下的编码效果。

张量结构和活动值的HEVC-SCC帧内快速算法

针对新一代高效视频编码标准(high efficient video coding,HEVC)逐一划分、逐层对预测模式进行RDO过程计算复杂度高的问题,提出基于结构张量和活动值的HEVC-SCC帧内快速算法。首先利用屏幕内容图像中均匀和小的全局运动区域常用大尺寸单元CU编码,复杂或大的全局运动区域常用小尺寸CU编码的特点,通过提取能够表示CU均匀性的结构张量,研究结构张量与CTU深度划分的联系,在CTU进行遍历不同深度下的编码模式前先对当前深度CU计算结构张量值,通过结构张量值判断是否跳过当前深度下的遍历率失真优化(RDO)的过程。其次利用屏幕内容和自然内容图像纹理特性不同,屏幕内容常含有水平或垂直的边,提出了基于图像活动值的屏幕内容帧内编码模式决策。通过计算图像的编码单元(coding unit,CU)的水平活动值、垂直活动值,对CU进行判别以跳过遍历所有预测模式的过程。所提的算法经过实验测试,在全帧内(all intra)配置下,与SCM-8.8算法相比能减少26.65%的编码时间,而BDBR仅增加1.95%。

基于低对比度红外图像时空信息的气体泄漏检测

气体泄漏事故造成的危害是多方面的,如环境污染、人员财产损失、火灾爆炸。红外热成像作为可实现大范围快速成像的定性探测技术被广泛使用,相比一般红外图像,气体红外图像的对比度更低,边缘更加模糊,不易识别。针对上述问题,本文提出一种基于混合高斯背景建模的低对比度气体红外图像泄漏检测方法。首先,在预处理阶段,提出时域自适应帧间滤波算法实现红外图像的降噪和细节保持;然后,基于空域信息和梯度信息约束,提出时空混合高斯背景模型实现泄漏气体目标的前景的初步提取;最后,为更好地去除前景检测中干扰的运动目标,利用改进的快速鲁棒的模糊C均值聚类方法实现气体区域的自适应分割。实验结果表明,在5 m的泄漏距离下,该检测算法可有效提高准确率,弥补气体区域空洞问题,降低其他运动物体的干扰,气体泄漏检测准确率在92.3%~96.3%,与其他算法相比具有显著的抗干扰和区域分割能力。

基于图优化的无人机视频影像快速拼接技术与应用

为实现灾害复杂环境中无人机视频影像的快速、优质拼接,综合利用无人机POS数据、图像特征点提取和匹配技术,建立一种基于图优化技术的无人机视频影像快速拼接方法,并选取典型高山峡谷区域开展应用试验。试验表明该方法可以实现航拍视频的快速实时拼接,拼接后影像精度与线下后期拼接数据相差不大,很大程度上提高图像拼接的效率。该文方法可以实现无人机航拍视频快速拼接,满足现场数据检验以及其他快速应急响应的需求,在灾害应急保障与救援中有重要应用意义。

下穿铁路框架桥全断面快速顶进施工技术

通过某市政道路下穿铁路的工程实例,详细介绍了框架桥涵全断面快速顶进的关键工序,采用桩基和D型钢便梁作为便桥,合理设置纵横抬梁,采用无覆土的全断面半带土顶入法。在顶进过程中引入智能顶进设备及技术,保证了既有铁路的安全,对铁路行车干扰小,减小了施工难度,缩短了工期。实践证明这些施工措施行之有效,对今后类似工程有一定的借鉴意义。

非稳态等离子体射流在液体中的膨胀特性

该文采用数字高速摄影测试技术对电弧等离子体射流在液体中膨胀特性、泰勒空腔发展过程进行了实验研究。通过对录像图片的分析 ,初步获得了放电能量及喷嘴结构对等离子体射流结构特征和泰勒空腔在轴向和径向的发展过程的影响。测得的泰勒空腔头部发展速度与前人的实验结果相同 ,但在射流结构上有新的发现 ,相间界面存在明显的冷却暗区 ,泰勒空腔有时出现间断。

一种快速的H.264/AVC帧内预测模式选择算法

H.264/AVC采用RDO技术选择帧内和帧间预测模式以进一步提高编码的效率,取得显著效果,但同时大幅度增加了预测的复杂度。该文提出一种RDO模式下的快速Intra_4x4模式选择算法,该算法根据SATD特征以及相邻块的预测模式之间的相关性,可以预先排除约50%可能性小的Intra_4x4模式,避免了不必要的代价(RD_Cost)计算,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,同时基本保持了H.264/AVC的编码性能。

气压对大面积等离子体片电子密度分布的影响

利用脉冲磁约束线形空心阴极放电装置,在15mT磁场约束下,产生了持续时间为200μs、峰值放电电流为3A、面积为60cm×60cm的大面积等离子体片。采用快帧法和旋转空心阴极法,在90~210Pa内,利用朗缪尔探针首次获得了不同气压的等离子体片的厚度向电子密度分布及其演化构成的二维分布图;研究了在同等峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度时,气压对所需放电时间、最大厚度向峰值电子密度及电子密度半高宽的影响。结果表明：在相同的峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度的时间随气压的降低而减小;气压越低,最大厚度向峰值电子密度越大,电子密度半高宽越小。

水下独立钢桩导向架的有限元强度分析

导向架用于水下独立桩在海上进行插桩作业时的导向及打桩时的扶正。在起吊和打桩过程中,导向架底座、立柱和支撑会受到各种力的作用,这些力将对其强度和结构设计产生重要影响。通过有限元计算,导向架底座的最大应力为161 MPa,前后方向立柱和斜撑的最大应力为64 MPa,左右方向立柱和斜撑的最大应力为158 MPa,这些值均小于材料的屈服极限,且从偏于安全的角度考虑,分析过程中没有考虑加筋板的实际结构,因此认为导向架的强度是满足要求的。

飞秒脉冲激光产生及捕获微气泡的实验研究

采用高速光学摄像及高频超声成像技术对飞秒脉冲激光在介质水中发生光学诱导击穿的过程进行实验研究.结果表明,光学诱导击穿产生后,在高能激光自聚焦的焦点处产生一系列微气泡,最后只有一个微气泡可以被激光束稳定地捕获,并且这个微气泡可以在超声作用下进行非接触式三维操控.进一步分析了沿激光束产生和捕获的微气泡的时空特性以及激光束捕获微气泡的力学特性.实验结果为应用微气泡进行分子水平的靶向性治疗提供了全新的技术手段.

水下独立钢桩打桩导向架的受力分析

导向架用于水下独立桩在海上进行插桩作业时的导向及打桩扶正。在吊桩、送桩和打桩施工过程中,导向架会受到多种力的作用,这些力将对导向架的强度和结构设计产生重要影响。在整个施工过程中考虑最长、最重桩对导向架的作用力,分析了导向架每一步的受力情况,并进行了受力计算。所得结果对导向架的强度分析和结构设计具有重要的指导作用。

基于宏块特征的H.264快速帧内预测算法

为了降低H.264的计算复杂度以满足实时应用,在对H.264帧内编码模式深入研究的基础上,提出利用宏块灰度直方图特征在Intra4×4和Intra16×16模式中预判,针对Intra4×4模式采用基于子块预测方向特征的快速帧内预测算法.综合以上2种优化策略,该优化算法平均码率增加了3.2%,峰值信噪比基本不变的情况下,编码速度平均提高了32.8%.

局放信号自适应加权分帧快速稀疏表示去噪方法

电气设备局放信号易受噪声干扰,影响监测效果。为提高局放信号去噪效果,提出一种局放信号自适应加权分帧快速稀疏表示去噪方法。该方法以信号稀疏表示理论为核心,为提高去噪速度,对局放信号进行了加权分帧,减少待处理数据长度的同时避免了强制分帧时截断效应;提出一种快速正交匹配追踪算法,避免了基于传统正交匹配追踪实现稀疏表示时庞大的计算量。为提高去噪效果,基于K-SVD字典学习理论及高信噪比局放样本信号构建局放脉冲自适应过完备字典,其各原子仅与局放脉冲信号强关联,且满足实测信号多样性要求;结合加权分帧方法,提出一种残差比阈值自适应确定方法,实现了局放稀疏表示去噪迭代终止条件自适应确定。实验结果表明,所提方法解决了现有局放稀疏表示去噪方法去噪速度慢,过完备字典适用性弱等问题,相比传统局放信号小波分析去噪方法,该方法去噪结果误差及畸变均较小。

基于MVMW的H.264/AVC自适应快速帧间模式决策算法

针对运动矢量移动窗口(motion vector-based moving window,MVMW)算法预测代价值计算不准确,且视频类型自适应不强等缺点,提出一种基于MVMW改进模式决策算法。所提算法摒弃了MVMW中计算较为复杂的比例参数矩阵,在详细统计分析编码宏块间时域和空域相关性的基础上,采用与当前帧相关性较高的前两帧参考帧中的已编码宏块参与计算当前块的分块预测代价值,确保了预测的有效性,其算法复杂度较MVMW降低较多。此外,所提算法采用的MVMW大小根据宏块分块模式自适应变化;且该算法阈值设置理论性较强,克服了MVMW算法中由于固定大小窗口和经验阈值造成预测代价值不准确的缺点,保证了预测精度。实验结果表明,所提算法较MVMW在码率和图像质量均改善提升的情况下,编码时间明显减少,其整体编码效率优于MVMW。