凸多面体之间的伪最小平移距离——Ⅰ.定义及其性质

定义了凸多面体之间的伪最小平移距离,分析了它与Euclid度量意义下最小平移距离的上、下界关系及其关于多面体刚体运动的Lipschitz连续性、可微性等性质. 给出了伪最小平移距离及其导数的计算方法. 研究结果可应用于机器人无碰撞运动规划等领域.     

凸多面体之间的伪最小平移距离：I.定义及其性质

定义了凸多面体之间的伪最小平移距离，分析了它与Euclid度量意义下最小平移距离的上、下界关系及其关于多面体钢体运动的Lipschitz连续性、可微性等性质，给出了伪最小平移距离及其导数的计算方法，研究结果可应用于机器人无碰撞运动规划等领域。     

常规隐信道下可证明安全隐写术的有效构造方法

隐写术是在看起来无害媒体中隐藏信息的科学.文中为了解决在常规隐信道下可证明安全隐写术的有效构造问题,在不依赖于任何采样假设的前提下,提供了一种基于计算不可区分的安全隐写术构造.文中结果表明,隐信道采样器中影射函数的不可区分性是安全隐写系统抵抗自适应选择隐文攻击的必要条件.在此基础上,完整地证明了l(-1+5-2)—安全隐写系统能在-1伪随机函数和-2无偏采样函数下有效地被构造,其中,-1和-2是任意两个可忽略错误,l是多项式的隐文长度.更为重要的,文中的研究不依赖于密码系统的密文伪随机性假设和完美采样假设,因此,我们的结果对于安全隐写系统的构造和隐写分析都具有现实意义.     

混沌激光相关法光时域反射测量技术

提出一种新型的光时域反射测量技术,即混沌激光相关法,可突破脉冲飞行法和伪随机信号相关法的瓶颈,获得与测量距离无关的高精度测量.利用长外腔光纤环反馈半导体激光器产生宽带混沌激光作为探测信号,进行光纤反射点探测及分辨率的实验验证,并分析了探测光的衰减对测量结果的影响.结果表明,该技术测量光纤反射事件可获得优于6 cm、与事件位置无关的空间分辨率和至少25km的测量范围.     

基于最大异类距离特征提取的SAR目标识别方法

合成孔径雷达自动目标识别是合成孔径雷达的一个重要的应用方面,如何在高维SAR图像中提取有效分类信息是制约自动目标识别的瓶颈问题.本文基于流形结构假设,提出了一种新的特征提取方法——最大异类距离特征提取,该方法融入了样本集类别信息和邻域信息,通过最大化异类样本的距离实现特征提取,以提高特征的可鉴别性.基于MSTAR数据库的实验已验证了本文提出的方法能够有效提高目标识别率.     

度量滤波器:距离度量的滤波视角

确定、或选择某种距离度量是模式识别、机器学习和聚类分析的基本问题.图像欧氏距离和广义欧氏距离是重要的两种距离度量,它们可以嵌入到大多数识别算法中去,并且在大量应用中都提升了识别效率.文中揭示了包括IMED和GED在内的一类距离度量与线性平移不变系统的关系.证明了以下结论:输入空间上的平移不变度量等价于对输入信号进行线性滤波再计算传统欧氏度量.这一结果扩展了对距离度量的认识,将在距离度量的选择上起到一定的作用.     

基于去伪加权方差最小化算法的大型复杂零部件局部配准全局方法研究

以汽车飞轮壳、车身为典型代表的大型复杂零部件机器人加工质量高度依赖于测量技术.针对现有点云配准算法难以抑制由于结构偏差、余量分布不均和各种测量固有缺陷所引起的匹配偏差问题,本文围绕局部配准定位全局的思路,提出一种去伪加权方差最小化(DPWVM)算法用于点云精配准.建立自适应比例因子调节的权重函数,区分结构偏差点云和其他异常点云,从而对每个点对距离施加合理权重,以降低结构偏差点云对配准精度的影响.进一步,统一点到点距离和点到面距离,建立自适应协调距离,以提升算法收敛稳定性.本文所提算法在汽车飞轮壳局部配准定位全局的过程中可有效提高配准精度并抑制匹配倾斜,相比于ICP、VMM算法,绝对定位精度分别提升18.9%和66.7%,匹配倾斜抑制程度分别提升25.9%和85.3%,与WPMAVM算法相比,收敛稳定性进一步提高.此外,本文所提方法仅需单次数据采集即可有效配准定位,极大地提高了配准效率.     

雷达高分辨距离像闪烁现象机理分析

高分辨距离像(HRRP)的姿态敏感性是影响雷达自动目标识别性能的主要因素.传统理论分析认为: 在不发生散射点越距离单元走动(MTRC)的姿态内, HRRP 具有一定的稳定性, 相似度很高. 然而, 对暗室实测数据的观察表明: 即使没有发生散射点MTRC,HRRP 的相似度有时并不是很高, 而且会出现异常HRRP. 本文从基于散射点模型的HRRP 形成入手, 分析这些异常HRRP 的产生原因——闪烁现象. 建立了闪烁现象的数学模型并以此为基础分析了闪烁时HRRP 的“伪双峰”特点. 同时, 推导了闪烁现象的发生条件及发生概率随雷达载频的变化规律, 最后用暗室实测数据验证了文中关于闪烁现象的理论分析的正确性.     

经典推理模式的随机化研究及其应用

利用赋值集的随机化方法，在二值逻辑中提出了公式的D-随机真度概念，证明了全体公式的D-随机真度之集在[0，1]中没有孤立点；提出了D-逻辑伪距离和D-逻辑度量空间，证明了该空间中没有孤立点；指出当取均匀概率测度，且各概率测度均为1／2时，D-随机真度就转化为计量逻辑学中的真度，同时两公式间的D-逻辑伪距离就转化为计量逻辑学中的伪距离，从而建立了更具一般性的随机逻辑度量空间；通过概率逻辑学基本定理，证明了D-逻辑度量空间中逻辑运算的连续性，从而实现了概率逻辑学与计量逻辑学的融合；在D-逻辑度量空间中提出了3种不同类型的近似推理模式．     

独立假设下的最优变步长LMS模型和算法

为了解决LMS(least mean square)算法中收敛速度和稳态误差之间的矛盾, 基于独立假设, 以最小均方误差为准则, 提出并证明最优步长定理, 说明最优步长和均方误差之间存在一一映射的关系; 以此构造最优变步长LMS(optimal variable step-size LMS, OVS-LMS)模型, 确定了变步长LMS算法收敛速度的理论极限; 讨论了最优初始相对步长的选取方法和未知系统跳变时最优步长的计算. 根据导出的两个最优步长迭代式, 提出OVS-LMS算法. 仿真结果表明, 该算法和OVS-LMS模型的学习曲线基本一致, 证明该算法是独立假设条件下的最优变步长LMS算法.     

MH-Ni电池中正极材料β-Ni(OH)2微结构的对比

微结构主要指微应变、微晶和堆垛层错, 它们都会引起X射线衍射线的宽化现象. 在总结前人工作的基础上, 提出并建立了分离微晶-堆垛层错二重、微晶-微应变-层错三重宽化效应的最小二乘方方法和相关的计算程序, 于是可分别计算出微应变(微应力)、微晶大小和堆垛层错几率. 用这种方法对不同来源的β-Ni(OH)₂原材料、普通MH-Ni电池活化前后和循环寿命试验前后的β-Ni(OH)₂、正极中加有Ca化合物的电池在循环寿命试验后β-Ni(OH)₂的微结构进行了对比分析和研究. 实验结果表明, 活化和循环充放电的影响是巨大的, 使微晶形状和尺度、微应变状态和堆垛层错几率都发生重大变化, 而且这些微结构参数与电池的电化学性能之间有一定的对应关系.     

场协同原理:它的科学之美及与(火积)的关系

本文从科学原理之美的视角,从6个方面阐述了强化对流传热的场协同原理之美,论述了其概念清晰、推导优雅、应用广泛,且具有自然性、对称性和比拟性;最后揭示了场协同原理与(火积)理论之间的内在联系,阐明了场协同原理与(火积)理论相互论证、相辅相成,对传热学的发展具有重要完善和推动作用.     

玉兔2号月球车大间距导航成像的空间分辨率建模分析

玉兔2号月球车在月面巡视探测中,因斜坡凹坑众多使得行驶滑移严重.导航点的精确定位是路径规划的前提,也是月球车安全行驶的保障.玉兔2号月球车月面行进采用大间距行进模式,相邻导航点之间大多相距7 m以上,使得前后站图像的缩放尺度差异较大,如何从前后站序列成像中选出最优配对图像以实现特征匹配与定位解算的全自动是导航点定位的关键.本文在分析站点距离和成像倾角对图像重叠度、重叠区尺度变换等因素影响的基础上,提出并建立了图像像素的空间分辨率(单个像素对应月面区域的尺寸)与摄影光线长度和观测面法线方向角的关系模型,给出了不同站点距离和成像距离条件下图像重叠与缩放的定量关系,设计了站点距离、最优配对图像和匹配可行性的计算策略,从根本上确立了站点距离与成像距离对导航点定位的影响关系.结合嫦娥四号任务数据,对上述模型和分析的有效性进行验证,确立了上述方法对工程任务的指导意义.     

超声导波管道检测中伪缺陷信号识别及消除方法

单端激励与接收方式的超声导波管道检测信号,经过管道中缺陷处和管道端头时会产生多次来回反射和透射,直到信号功率流耗尽为止,这种多次来回反射和透射过程导致了超声导波伪缺陷信号的出现,而伪缺陷信号的存在严重影响了对管道检测中缺陷数量和位置的判别.针对伪缺陷信号识别难点问题,绘制超声导波在管道中传播路径示意图,归纳总结出超声导波检测伪缺陷信号出现的位置特征规律,即:第1个反射周期检测信号中不会出现伪缺陷信号或其信号幅值很小可忽略,较大幅值的伪缺陷信号从第2个反射周期检测信号开始出现并与真实缺陷信号关于该周期内检测信号的时域中点对称,并采用数值模拟方法和实验检测验证了该规律的正确性.依据伪缺陷信号出现的特征规律,对超声导波管道检测信号中缺陷波包信号进行识别和提取,并利用匹配追踪方法和数值比对赋值法对伪缺陷信号进行消除.研究结果表明:提出的超声导波管道检测伪缺陷识别及其消除方法行之有效,实现了超声导波检测缺陷信号去伪成真目的,解决了超声导波检测信号识别难点问题,极大促进了超声导波无损检测技术的工程应用.     

逻辑系统L*n中命题的真度理论

利用势为n的均匀概率空间的无穷乘积, 在n值广义Lukasiewicz命题逻辑系统Ln^＊中引入命题的真度概念, 证明了全体公式的真度值之集在上是稠密的, 并给出了公式真度的表达通式及真度推理规则; 利用真度定义了公式间的相似度, 进而导出了全体公式集上的一种伪距离, 为n值命题逻辑的近似推理理论提供了一种可能的框架.     

逻辑系统Ln中命题的真度理论

利用势为n的均匀概率空间的无穷乘积, 在n值广义Lukasiewicz命题逻辑系统中引入命题的真度概念, 证明了全体公式的真度值之集在上是稠密的, 并给出了公式真度的表达通式及真度推理规则; 利用真度定义了公式间的相似度, 进而导出了全体公式集上的一种伪距离, 为n值命题逻辑的近似推理理论提供了一种可能的框架.     

基于单元劈裂法的全耦合水力压裂数值模拟

单元劈裂法(element partition method, EPM)是一种裂纹模拟方法,它利用三角单元的几何性质推导了劈裂单元的刚度矩阵.当有裂纹穿过时,三角单元转化为劈裂单元,可自动地将裂纹面之间的相互作用反映到计算模型中.通过这种方式,可以在背景网格中嵌入任意条裂纹而不需要引入额外自由度,避免了节理单元的设置及网格重构.这使得EPM在大规模节理计算方面具有较强的优势.为了更有效地模拟水力压裂,建立了劈裂单元的全耦合水-力方程,可同时考虑劈裂单元内水压对结点力的作用以及结点速度场对渗流场的作用. KGD模型验证结果表明该方法是有效的.该方法可以有效地模拟多裂纹水力扩展及汇合过程,为复杂地层压裂模拟提供了一套简单、有效的计算方法.     

具无界控制线性系统指数能稳的几个等价条件

证明了对Hilbert空间中具无界控制线性系统 ,控制系统指数能稳 ,任意初始状态处容许控制集非空 ,和某Riccati方程或LQ问题可解三者之间也是等价的 .这一结论不需要任何假设条件 ,能应用到有界或无界区域上具Dirichlet,Neumann边界控制或点控制的抛物系统     

基于互补理论的非连续变形分析方法

常规的非连续变形分析法(DDA)采用“开-闭迭代”来处理块体之间的接触, 在此过程中引入虚拟弹簧并假设其刚度(罚因子). 不恰当的刚度值会导致数值计算方面的问题. 为了避免引入罚因子, 同时也回避“开-闭迭代”, 本项研究将DDA在一个时步内的分析重提为一个混合互补问题, 并采用路径牛顿法(PNM法)进行求解, 通过算例的应用表明该方案是可行的.     

人工协调场及其在动态不确定环境下机器人运动规划中的应用

针对动态不确定环境下移动机器人运动规划问题, 提出了人工协调场的方法. 建立了协调力, 并设计了协调场能随机器人和环境的状态发生变化, 以克服传统人工势场法在动态不确定环境下所存在的诸如局部极小、抖动等问题. 和传统人工势场相比, 协调场具有二维正交力矢量. 基于协调因子的实时决策模型, 方便并简化了机器人的行为设计, 有效地克服了局部极小. 重点分析了人工协调场的可控性、自适应性、安全性和可达性等性质及其设计, 并实现了移动机器人在动态不确定环境下基于人工协调场的运动规划. 理论分析和仿真实验结果证明了所提方法的有效性.