基于密度优化FPFH的点云自动配准算法

为更快速、精确地配准点云,提出一种基于密度优化的快速点特征直方图(FPFH)配准算法。该算法通过点云中每一点的法线,建立局部坐标系,后通过平移方式得到每一点对及其加权邻域的法向偏角信息,由此构造33个区间的快速点特征直方图;同时为了解决FPFH缺少邻域间互联信息的缺点,引入点云密度及其加权邻域密度特征描述符,并将其划分为11个区间,进而构造44个区间的快速点特征直方图。随后以经典斯坦福兔子模型为试验对象,将所提算法与传统FPFH算法对比,试验结果表明所提算法可保证在时间复杂度不变的情况下,配准误差降低6.7%。

试论城市空间结构中的密度优化

优化城市空间结构可以使城市土地资源的配置效益最大化、社会资源最有效地被利用,产生良好的经济效益、社会效益和环境效益,促进城市可持续发展。密度优化是其中的主要方面之一,对某一具体城市的各个区域就其不同的自然、社会经济、技术条件确定适宜的密度是城市规划建设中的一项重要工作。

岩体结构面面密度统计及体密度优化

为了给岩体稳定性分析和渗透性评价提供更加可靠的数据,提出了基于差分进化算法拟合实测面密度从而优化结构面体密度的三维结构面网络模型建模方法。采用RTK-GPS数字化量测技术,研究了结构面迹线3D数字化模型及数字化测窗建立方法;引入“地形化”的圆形测窗,提出扩展为地形化曲面正方形连续布置测窗,分析了圆形取样窗大小对密度估计的影响,比较了正方形测窗和圆形测窗估算结果。以甘肃北山地面花岗岩结构面量测数据为例,应用该方法。研究表明,优化的体密度能高度拟合各分块实测面密度,由此建立的3D结构面网络模型更符合实际结构面分布规律。

基于改进樽海鞘算法的共享单车分布密度优化

针对城市共享单车分布密度优化问题,提出了一种改进樽海鞘算法。首先,将共享单车分布密度优化问题转换成函数优化问题,以等待时间、花费时间、费用及安全代价为评价指标,建立目标函数。其次,引入一维正态云模型和非线性递减控制策略来改进樽海鞘算法中引领者的搜索机制,增强对局部数据的挖掘能力;引入自适应策略来改进原算法跟随者搜索机制,避免算法陷入局部最优值。最后,通过标准测试函数以及共享单车分布密度优化仿真对所提优化算法的有效性进行了验证,结果表明:相比原樽海鞘算法、萤火虫算法及人工蜂群算法,改进的樽海鞘算法具有更好的稳定性和全局搜索能力,能够更好地实现对共享单车分布密度的优化,提升共享单车的区域利用率,对智慧交通的发展有一定的参考价值。

一种永磁吸附履带式爬壁机器人主体结构的变密度拓扑优化

针对爬壁机器人机身过重导致其运动灵活性差的问题,采用变密度法对爬壁机器人的主体结构进行拓扑优化,以降低机器人主体结构的质量。选择爬壁机器人主体结构质量占比大的关键部件进行变密度拓扑优化,并对优化结果进行有限元分析。分析结果表明,部件优化后结构最大变形量小于结构的许用变形量,最大静应力小于所用材料的许用强度,爬壁机器人主体结构质量由0.849 kg减少到0.673 kg,减轻了20.73%。

飞轮储能用永磁同步电机气隙磁通密度波形优化

为了优化气隙磁通密度波形的幅值与正弦畸变率2个关键指标,提出了一种基于Kriging模型与差分进化算法(differential evolution algorithm,DEA)相结合的多目标优化方法。首先,通过对飞轮储能用永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor for flywheel energy storage,FPMSM)有限元模型进行拉丁超立方体采样(Latin hypercube sampling,LHS),取得样本数据,并引入Kriging算法建立对应的替代模型;其次,利用DEA对影响气隙磁通密度波形的关键结构参数进行全局优化,给出Pareto最优解;最后,对Pareto最优解集的3种优化方案与原始方案进行对比分析和有限元验证。结果表明,所提FPMSM气隙磁通密度波形多目标优化方法能够使气隙磁通密度波形在幅值提高的同时,正弦畸变率显著降低。

用马尔柯夫过程理论进行马尾松优化密度探讨

以马尔柯夫过程理论为基础 ,利用太子山林管局马尾松密度试验林连续 7年的定位观测资料 ,对马尾松纸浆林的生长过程进行模拟。结果表明 ;马尔柯夫过程的模拟结果能够定量揭示林分生长的动态规律 ,且在主伐年龄为 19年以上时 ,在试验林安排的 3种密度中 (10 0 0 0株 /hm2 ,6 6 6 7株 /hm2 ,5 0 0 0株 /hm2 ) ,5 0 0 0株

马尾松纸浆材林优化栽培密度经济分析

依据马尾松人工林生长收获模型系统 ,在数百个技术上可行的马尾松纸浆材林栽培模式中 ,以 N PV和 IRR最大为主要目标进行选优 ,并用边际分析法选出 14、16、18指数级经济上最优的初植密度 ,最后用边际分析法确定最优初植密度的最优主伐年龄 .结果表明 :相对于建筑材林而言 ,马尾松纸浆材林要取得较好的经济效益 ,应适当密植 ,主伐年龄应相应提前 ;每公顷最优初值密度为 40 0 0～ 5 0 0 0株 ,最优主伐年龄为 15～

一种优化动态回复阶段位错密度增量的方法

为了进一步改善瞬态形核率动态再结晶CA模型的动态回复阶段模拟精度,提出了采用应力差闭环控制-黄金搜索法取代唯象的位错密度增量模型来搜索、优化动态回复位错密度增量的方法,通过HPS485wf钢动态再结晶过程仿真和热模拟实验检验了该方法的合理性和应用效果。结果表明,这一方法合理、可行,能优化位错密度增量以提高动态回复阶段和动态再结晶全程的模拟精度和稳定性,较比传统的恒形核率动态再结晶CA模型的动态回复阶段和动态再结晶全程的模拟精度分别提高了98.91%和91.71%,较比瞬态形核率动态再结晶CA模型的动态回复阶段和动态再结晶全程的模拟精度分别提高了95.16%和49.47%。

被动传感器融合检测系统的优化分布密度

被动传感器由于采用无源探测,而且制造成本低,体积小,在战场环境中将采用并配置大量的被动传感器来检测目标。不论是主动还是被动式传感器,在实际应用中均存在资源优化配置问题。针对被动传感器的具体应用模型,采取了若干合理近似,得到了在“OR”融合检测条件下,基于最大检测概率的被动传感器优化配置密度计算公式。

阈值优化的文本密度聚类算法

针对DBSCAN算法的聚类性能受全局阈值影响而降低的问题,提出一种阈值优化的文本密度聚类算法。该算法使用k-近邻距离对对象进行排序,通过分位数区分密度不同的各序列,找到与其对应的优化,根据优化阈值使用密度聚类方法对对象进行聚类。改进后的聚类算法克服了阈值选取对聚类结果影响的问题,提高了聚类精确度和时间效率。采用树形结构存储聚簇,增加了聚簇的可读性。实验结果证明了该算法的有效性。

基于拓扑与形状优化的超薄圆锯片曲线缝结构设计

为实现超薄型圆锯片曲线缝的结构设计,基于变密度法拓扑优化和模式搜索算法的形状优化相结合的方法,对圆锯片的曲线缝结构进行优化设计。通过基于变密度法的拓扑优化,确定曲线缝开设位置;以圆锯片整体振幅作为评价标准,以拓扑优化后得出的设计域作为边界条件,通过模式搜索算法对圆锯片曲线缝结构形状进行优化,得出给定约束和载荷条件下的最优解。在试验过程中进一步证明了曲线缝形状对锯片轴向振动影响的重要性。

基于辛格插值模式的连续体结构拓扑优化研究

传统变密度拓扑优化求解方法存在单向惩罚特性缺陷,为了有效弥补传统变密度法的缺陷,对惩罚函数法进行了研究,提出了一种基于辛格插值模式的连续体结构拓扑优化新方法。首先,基于现有惩罚函数特性,提出了一种更加合理的中间单元处理策略;然后,采用辛格函数,构造了一种新的、更加合理的、且具有双向促进特性的材料特性插值模式,并建立了基于辛格插值模式的连续体结构拓扑优化模型;最后,利用移动渐进算法,并结合算例,验证了连续体结构拓扑优化新方法对于二维及三维设计域拓扑优化的有效性。研究结果表明:该连续体结构拓扑优化新方法在不采用过滤技术的情况下,既可消除数值不稳定现象,又可得到具有清晰边界的拓扑结构;与第二类辛格插值法和SIMP插值法相比,只对敏度进行辛格插值的第一类辛格插值法更加敏捷,可得到更小的目标函数值;对于三维设计域拓扑优化,采用连续体结构拓扑优化新方法所得结构拓扑可靠、清晰,且不失真。

基于变密度法的山地自行车关键连接结构件拓扑优化设计

针对山地自行车减震器端和车架连接端的关键结构部件的轻量化设计问题,构建等比例三维实体模型,并采用变密度理论的拓扑优化方法,以最大化刚度为优化目标,以设计空间总体积和质量作为约束条件,对山地自行车结构部件进行拓扑优化再设计。优化求解获得一个新型的连接结构件,并对该结构在实际工况下的Mises应力、最大位移和安全系数等进行仿真校核,通过优化前后结构的分析结果综合对比,发现在保证结构部件强度、可靠性的前提下,该结构部件实现减重约50%,极大节省材料消耗。

抗菌肽Adenoregulin基因工程菌培养条件的优化及分批发酵研究

Adenoregulin(ADR)是来源于南美树蛙Phyllomedusabicolor皮肤的含有33个氨基酸的抗菌肽,在非极性环境中形成α_螺旋型结构,具有抗菌活性强、抗菌谱广的特点。将ADR基因克隆于pET32a载体上,转化大肠杆菌BL21(DE3),对这一工程菌株的培养条件进行了优化。通过正交试验,考察诱导时机、诱导剂量和诱导时间三个因素的不同水平对蛋白表达的影响,结果发现诱导时机的影响尤为显著,考察了9种不同培养基对表达量的影响,发现培养基中加入葡萄糖对目标蛋白的稳定表达起了重要的作用,确定最佳培养条件为:培养基为2×YT+0·5%葡萄糖,诱导时机为OD600=0·9左右,诱导剂IPTG加入的终浓度为0·1mmol/L,诱导时间为4h。采用前期恒pH、后期指数流加的策略进行工程菌BL21(DE3)/pET32a_adr的高密度培养,在整个流加过程中,通过控制葡萄糖的加入量,将菌株的比生长速率控制在0·15h-1,乙酸浓度也被控制在较低的水平(<2g/L),但是质粒丢失严重,在发酵结束时,约有40%的大肠杆菌中不带质粒,这导致了目标蛋白的表达量下降严重,但是表达的目标蛋白90%以上为可溶性形式。表达的融合蛋白无抑菌活性,而裂解后得到的ADR单体具有明显的抑菌活性。

利用计算机模拟采样确定合理的土壤采样密度(英文)

为了解决土壤采样中精度与经济性的平衡问题，利用计算机模拟采样研究了规则网格土壤采样时合理的采样点密度。首先构造了一个数学扩散模型，设置2～4个种子在一个100×100网格（1×1单位）的不同地方，根据扩散模型进行扩散和叠加，生成模拟的土壤属性分布地图，其结果可很好地模拟某些土壤属性的分布。利用计算机按照不同的网格单元尺寸（如3×3，5×5，7×7等）进行采样，之后利用采样值进行IDW插值处理，将数据点恢复到原始的10000个，并把插值结果与原始值进行比较即可得到采样误差。研究结果表明，当采样网格单元尺寸为属性地图输出栅格单元尺寸的11倍和17倍时，相对采样误差分别为10％和15％。合理的采样密度可以根据允许的采样误差及要求的属性地图输出栅格单元尺寸而定。

模糊C-均值聚类算法的优化

针对传统模糊C-均值聚类算法(FCM算法)初始聚类中心选择的随机性和距离向量公式应用的局限性,提出一种基于密度和马氏距离优化的模糊C-均值聚类算法(Fuzzy C-Means Based on Mahalanobis and Density,FCMBMD算法)。该算法通过计算样本点的密度来确定初始聚类中心,避免了初始聚类中心随机选取而产生的聚类结果的不稳定;采用马氏距离计算样本集的相似度,以满足不同度量单位数据的要求。实验结果表明,FCMBMD算法在聚类中心、收敛速度、迭代次数以及准确率等方面具有良好的效果。

区域地下水动态观测网优化的时-空克立金方法

本文将克立金方法延拓到时-空域,提出用时-空克立金方法进行地下水动态观测网密度和观测频率的优化;并从时-空克立金方程推导开始,给出了各种条件下的时-空克立金方程组及估计方差公式,还提出了地下水动态观测网优化设计的工作步骤。

多传感器信息预处理约束紧耦合建图算法

多传感器建图与定位SLAM系统(simultaneous localization and mapping)在室外长距离跨度环境中,由于各传感器信息融合不正确、特征匹配错误,或传感器状态信息不可信,导致建图精度不足,轨迹漂移甚至建图崩溃。对此,提出一种基于因子图优化的多传感器信息紧耦合算法(tightly-coupled lidar-visual-inertial odometry via smoothing,mapping and DBSCAN,LVI-SMAD),将前端点云和视觉信息联合的聚类结果作为因子图优化约束,以一种较低帧的约束形式加入到较高帧的点云地图输出中,加强了点云与视觉信息的紧耦合,解决了激光雷达与相机间信息匹配错误的问题,同时将该约束作为某一传感器信息不可信时的约束补充,减小了传感器信息不稳定情况下的定位漂移,提高了算法一致性。实验证明,在低坡度长跨度的工作环境中,LVI-SMAD与LVI-SAM对比,绝对轨迹误差降低了39.90%,与LIO-SAM对比降低了63.09%;在高坡度工作环境中,与LVI-SAM对比,绝对轨迹误差减少41.08%,与LIO-SAM对比减少64.87%,证明了算法的有效性与可行性。

MLC存储信道下的双层LDPC码优化设计

大数据及云存储的发展对传统的存储技术提出了更高的要求。为了进一步提升多级存储单元的存储效率,提出了一种双层低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码的优化设计方法。该方法针对多层单元(Multi-level Cell, MLC)信道的非对称性特性,对存储单元的单页添加额外校验比特以提高存储单元闪存信道的译码性能,并对单层LDPC码和本算法的性能进行了分析。仿真结果表明,在多级存储单元信道中使用BP译码算法进行译码,误码率为10;时,基于双层LDPC码构造的纠错码算法比单层LDPC码有约额外4 000次的擦除次数的提升,且译码复杂度也相应降低。