并行特征提取和渐进特征融合的计算机主板装配缺陷检测

针对计算机主板装配缺陷检测中的元器件位置分布复杂、缺陷目标不显著及多尺度等问题,本文提出了一种并行特征提取和互交叉渐进特征融合的端到端的缺陷检测算法。首先,结合部分卷积和视觉Transformer提出了一种并行残差特征提取网络,利用部分卷积的低计算复杂度的优势提取局部特征,同时利用视觉Transformer的长距离建模能力扩大模型的感受野,增强网络的特征提取能力。其次,引入注意力机制和特征渐进融合机制,提出了一种多尺度注意力互交叉的渐进特征融合网络,增强检测模型的特征融合能力。在公开数据集上的实验结果表明,该算法的平均精度均值(mAP)达到了94.63%,相较于基线模型YOLOv5提升了4.62%,并优于其他几种先进模型,检测速度达到了25 FPS。实现了较好的检测精度与速度的平衡,为实际工业环境下计算机主板表面装配缺陷检测自动化和智能化的实现提供了一种快速、有效的方法。

求解三块变量约束凸优化问题的邻近部分平行分裂算法

考虑线性约束三块变量的凸优化问题,在部分平行分裂算法中选取不同步长参数的基础上,提出一种邻近部分平行分裂算法,并证明该算法的收敛性.该算法通过在部分平行分裂算法中选取不同步长参数的基础上,在一个子问题的目标函数中加入邻近项,建立新的参数条件.与部分平行分裂算法相比,该算法极大放松了参数条件,使算法更具实用性.数值实验结果表明,与已有算法相比,该算法的迭代次数和计算时间均显著下降.

基于云计算的电力电能计量信息采集系统设计

为了改善电能计量信息采集功能,设计一种基于云计算的电力电能计量信息采集系统。硬件部分数据采集层通过电能计量检测装置和传感器等设备采集电能信息数据,输出给数据管理层,利用偏序约简算法预处理采集到的数据后输出到操作平台,将处理完成数据上传至处理层,实现电力电能计量信息的采集存储,并提供信息查询等服务,设计软件部分。将硬件和软件部分结合,设计基于云计算的电力电能计量信息采集系统。通过实验证明:该方法能够准确采集电能信息数据,能够提升信息预处理的约简效率,能够提供更稳定的运行性能。

基于改进雅克比–旋量模型的航空发动机转子–叶片结构装配精度分析

转子–叶片是航空发动机的核心部件,具有装配结构复杂、装配难度大等特点,在高温高压条件下,转子–叶片装配误差被催化放大,容易导致疲劳裂纹等故障,严重影响整机安全性和可靠性。针对转子–叶片结构,传统的装配偏差分析方法常采用多特征并联结构中的一条支链作为单一主链来建立偏差传递模型,难以综合考虑转子–叶片复杂定位结构和局部并联关系。本文提出了基于改进的雅可比–旋量(Jacobian–Torsor,J–T)模型的转子–叶片装配偏差分析方法。首先分析了转子–叶片多级回转结构、止口定位结构和榫头榫槽结构,建立了考虑转子–叶片多特征局部并联关系的整机装配尺寸链;然后采用不完全定位策略将转子–叶片装配结合面表达为基于点接触形式的偏差旋量,建立了基于定位点系统的转子–叶片联合定位基准方案;最后提出转子–叶片装配精度指标及基于改进的雅克比–旋量模型的求解方法。以某航空发动机转子–叶片的径向、轴向和周向装配偏差分析为例,将传统雅克比–旋量模型、基于蒙特卡洛法的仿真模型、改进雅克比–旋量模型及实测结果进行了对比分析。结果表明,本文方法相较其他方法预测精度更高,与实测结果误差率不超过9%,提出了榫头榫槽更合理的装配连接方式。

青藏高原东南缘三江并流区植被物候时空变化及其影响因素分析

气候变化可以通过影响植被物候来影响生态系统过程,但气候变化过程对区域尺度物候影响尚未达成共识,特别是地形起伏较大、生态系统多样性丰富度较高的区域.基于MODISEVI数据,运用Savitzky-Golay(S-G)滤波、动态阈值、Anusplin插值、Theil-Sen斜率、Mann-Kendall检验和偏相关分析等方法,分析了2001—2019年的三江并流区植被物候的时空分布特征及植被物候与气候要素变化之间的关系.结果表明:(1)三江并流区植被物候的生长季始期(SOS)主要集中在第80—140d,生长季末期(EOS)集中在第290—330d,生长季长度(LOS)介于180—240d之间;整体上东北部高海拔区域生长季始期和末期早于西南河谷区域,河谷区域的生长季长度大于东北部高海拔区域.2001年以来呈现出生长季长度增加、生长季始期提前、生长季末期延迟的趋势.(2)植物生长季始期主要受降水和气温影响,温度对生长季始期的影响也表现为正相关.(3)生长季末期受气温和降水的影响表现出明显的区域差异,东北部高海拔区域主要受到气温的正向影响,西南部河谷区域则主要受降水的负向影响.(4)生长季长度与6—9月份的气温和降水呈正相关关系,其中6月份和9月份的气温为主导因子,7—8月份降水的影响高于气温.

部分断面TBM推进机构的设计及刚度性能分析

针对部分断面掘进机串联支撑机构刚度弱、异形TBM断面适应性差、开挖盲区难以处理等问题,设计了基于6-SPS并联机构的部分断面TBM推进机构,提出了考虑平台局部柔性的刚度预估模型建立方法。首先,初选地质条件,根据总推力预测模型确定推进反力、设计推进机构,在逆向运动学的基础上,采用直角坐标边界搜索法计算机构的位置工作空间;然后,通过推导支链与平台的微小位移映射,考虑支链柔性,将动平台重力视为外载荷,使用有限元软件识别平台与支链接触处的柔度系数,建立了推进机构半解析静刚度模型,借助有限元软件验证了模型的准确性;最后,对比分析了平台局部柔性对刚度性能的影响。结果表明,考虑平台局部柔性的刚度模型更精确。研究为部分断面TBM推进机构的设计及样机研制提供了理论基础。

局部阴影遮挡下大尺寸光伏组件的输出特性研究

以太阳电池尺寸为210 mm×105 mm、电路结构为并串结构的大尺寸光伏组件为例,首先分析单片太阳电池不同阴影遮挡比例时的情况,然后分析光伏组件6种不同阴影遮挡比例和18种典型阴影遮挡位置和形状对大尺寸光伏组件输出特性的影响。结果表明:随着单片太阳电池阴影遮挡比例不断增大,二极管始终未导通,但光伏组件的最大功率逐渐降低,最后降至初始功率的2/3;阴影遮挡比例对采用并串电路结构的大尺寸光伏组件的I-V特性的影响是非线性的。对于整块光伏组件而言,阴影遮挡比例越大,光伏组件的最大功率越小;在同一阴影遮挡比例下,集中阴影遮挡对光伏组件最大功率损失的影响更大。

磁共振并行采集技术与常规采集技术对图像质量影响的综合评价

目的磁共振并行采集技术(integrated parallel acquisition technique,iPAT)是磁共振快速采集技术,已广泛应用于临床,但对图像质量的影响国内还没有文献报导。文中探讨iPAT与常规采集技术对图像质量的影响。方法利用颈部矩阵线圈对1个体模及10名健康志愿者颈椎分别采用信号平均次数(number of signal averaged,NSA)为1次的常规扫描(常规/1次)及并行采集加速因子为2的iPAT(GRAPPA/1次)与NSA为2次并行采集加速因子为2的iPAT(GRAPPA/2次)的方法进行扫描,综合定量分析获得图像的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、不均匀性。结果保持其他参数不变的情况下,GRAPPA/2次获得的图像质量、信噪比均高于其他两者平均次数为1次的扫描方法,但GRAPPA/1次扫描时间最短。结论合理选用平均次数及并行采集因子在保持扫描时间基本不变的情况下可显著提高图像质量,另外,在平均次数一定的情况下iPAT能大幅缩短成像时间,但图像质量会有所降低。

基于可变加载的稳健并行波束形成算法

在大阵列天线系统中,为了降低波束形成的运算量和减少数据传输量,该文提出一种波束形成算法。对传统的线性约束最小方差准则(LCMV)算法的自适应权重矢量附加一个范数约束,提出了可变加载迭代LCMV(VLRLCMV)算法。通过梯度搜索的方式迭代得到最优解。将VLRLCMV算法与分块并行思想结合,得到分块并行实现的可变加载迭代LCMV(PVLRLCMV)算法。在保证波束形成算法稳健性的同时减少了算法运算量,从而满足系统实时性的要求。理论分析和仿真结果表明:算法更新一次权重系数仅需11N+5次复数乘法,输出信号干扰噪声比接近最优值,且与分块方式无关。

互联电网的直流最优潮流分解算法研究

研究了大系统互联电网的最优潮流优化策略,基于部分对偶理论分析了电网分区的分解协调模型,提出了一种基于直流最优潮流模型的互联电网多区域分解最优潮流并行求解算法,将一个大的电网互联系统分解成多个区域子问题,每个区域子问题是个典型的二次规划问题,使用直流最优潮流模型来求解互联电网的最优潮流分布,讨论了分区优化收敛条件。通过交换输出电价和边界节点相位角,完成区域间的信息交换。使用上述分解算法对IEEERTS-96算例的多个互联区域进行了分析,结果表明本文算法是一种有效的求解算法,适合大区电网互联后在线分布式动态OPF计算。在电力系统有极大的应用前景。

并行MapReduce PLS算法及其在光谱分析中的应用

偏最小二乘(PLS)算法是常用的光谱建模算法,然而对于海量光谱处理情形,在单台计算机上建模及优化时间开销很大。基于MapReduce编程模式,提出了并行MapReduce PLS回归算法,包括并行数据标准化和并行主成分提取两个过程。在多台普通计算机上搭建Hadoop云计算集群平台,以近红外光谱处理为例,开展了算法验证实验。实验结果表明,基于MapReduce编程模式的并行PLS算法对海量近红外光谱数据集进行回归建模时,能有效提高建模速度,随计算机台数的增多可得到接近线性的加速比,并具有良好的扩展性。

GRAPPA技术在呼吸导航磁共振冠脉成像中的应用

目的:评价GRAPPA技术在呼吸导航磁共振冠脉成像中的应用价值。方法:对19例志愿者使用和不使用GRAPPA技术行右冠脉靶容积扫描,并使用GRAPPA技术行全心扫描。经后处理得到冠脉图像,从扫描时间、信噪比、对比噪声比、图像质量方面评价应用GRAPPA前后的图像;评价冠脉主要分支的显示情况。结果:GRAPPA技术应用前的扫描时间为(7.67±1.24)min、信躁比为35.89±4.64、对比噪声比为20.35±4.27,应用后分别为(4.65±1.25)min、29.73±4.18、16.42±3.77,三者差异有统计学意义;图像评分差别无统计学意义。靶容积扫描和全心扫描对右冠脉近中段的显示率分别为94.7%和93.3%,对右冠脉远段显示率分别为78.9%和86.7%,全心扫描对左主干及前降支、回旋支近中段显示率为93.3%,前降支及左回旋支远段为86.7%和80.0%。结论:GRAPPA技术可缩短呼吸导航磁共振冠脉成像(41±13)%的扫描时间(加速因子为2),获得良好的冠状动脉图像,应用GRAPPA技术可完成全心扫描,与靶容积扫描相比,具有更好的应用前景。

一种改进的磁共振并行成像k空间数据采集算法

为进一步缩短磁共振成像时间,改善图像质量,提出了一种改进的有限脉冲响应(FIR)GRAPPA算法.与传统的权重固定的FIR GRAPPA算法模型相比,该算法考虑了相位方向的变化,包含更多的k空间数据且更符合并行成像数据拟合的物理过程.为验证该算法的有效性,对人体心脏和大脑图像的原始数据分别进行仿真实验,得到了在较大加速因子下的重建图像及均方误差.与传统的GRAPPA算法及其他改进的GRAPPA算法进行比较,结果发现,利用改进算法重建的图像更清晰,均方误差更小.因此,本文提出的改进GRAPPA算法有效可行.

基于FPGA的部分并行QC-LDPC译码器高效存储方法

针对部分并行结构的准循环低密度校验(QC-LDPC)码译码器,提出了一种将译码准码字存储在信道信息和外信息存储块中的高效存储方法,该方法不需要额外的存储块来存储译码准码字,能够减少译码器实验所需的存储资源数量,并且有效降低了译码电路的布线复杂度。在Xilinx XC2V6 000-5ff1 152 FPGA上的实验结果表明,提出的QC-LDPC码译码器设计方法能够在降低系统的BRAM资源需求量的同时有效地提高系统的运行频率和译码吞吐量。

基于改进的分层译码算法的QC-LDPC译码器设计

对空间数据系统委员会(CCSDS)推荐的QC-LDPC码进行了研究,给出了改进的分层译码算法。基于改进的分层译码算法设计部分并行结构QC-LDPC译码器,译码速率较快,适合应用需求,并通过仿真验证所设计的译码器的性能。

IEEE 802.16e中LDPC译码器的实现

面向IEEE802.16e中LDPC码,分析了各种译码算法的译码性能,归一化最小和(NMS)算法具备较高译码性能和实现复杂度低的特点。提出一种基于部分并行方式的LDPC译码器结构,可以满足IEEE802.16e中非规则LDPC码的译码要求。在FPGA上实现了该译码器,数据吞吐率可以达到130Mb/s。

一种改进的部分并行干扰对消多用户检测接收机

本文研究了部分并行干扰对消(PPIC)多用户检测算法,提出了一种新的PPIC接收机实现结构,这种新的实现结构与经典的PPIC接收机实现结构相比,在不损失接收机抗多址干扰性能的前提下,硬件资源开销降低为经典实现结构的约四分之一,提高了对硬件资源的使用效率。在此新型接收机结构的基础上,设计并实现了PPIC多用户检测接收机,测试结果显示本文设计的PPIC接收机具有显著的抗多址干扰能力,实测多址干扰条件下的误码率性能和抗远近效应性能与计算机仿真结果具有较好的一致性。

54位高速冗余二进制乘法器的设计

冗余二进制(RB)数是一种有符号数的表示方法,利用冗余二进制算法的进位无关特性和规整的结构,可以设计高速RB并行乘法器.系统地研究了RB乘法器的算法和结构,给出了基于修正Booth算法,RB部分积压缩树和RB-NB转换器的54b乘法器的设计过程,并利用并行前缀/进位选择混合加法器对RB-NB转换器进行优化设计.采用Verilog HDL对乘法器进行描述,并在ModelSim平台上进行仿真验证,在SMIC 0.18mm标准工艺库下,通过Synopsys公司综合工具Design Compiler进行综合,得到54bRB乘法器的延时可达到3.97ns,面积是409 293mm2.

一种提高LDPC译码器吞吐率的译码算法

为了设计高效的LDPC译码器,结合准循环结构LDPC的校验矩阵H的规律性、乘性修正最小和译码算法不需要估计信道质量的特点和部分并行译码实现复杂度低的特点,介绍了一种新的译码算法——交迭的部分并行译码算法,这种译码算法相对于采用部分并行结构的BP译码算法,不但降低了硬件实现的复杂度,减少了存储资源的开销,而且提高了译码器的吞吐率。

基于FFT的GPS信号二维大规模并行捕获(英文)

GPS接收机中信号捕获通过粗略调整本地复制信号的码相位和载波频率与卫星信号同步。信号捕获实际上一个二维的搜索过程,其主要挑战是计算复杂度。基于FFT的二维并行捕获方法,可以一次搜索整个二维不确定空间,在减少计算复杂度的同时提高了捕获性能。仿真结果表明,采用35 ms的捕获时间可以90%概率捕获到载噪比为34 dB-Hz的卫星信号。