一种基于相似度聚类方法的指纹识别算法

提出了一种基于相似度聚类的指纹识别算法．同现有的指纹识别算法相比较，该识别算法的独特之处体现在如下方面：首先，根据指纹纹理特性，采用二元尺度空间方法来对图像进行增强处理；其次，构造一种局部拓扑结构．细节点单形，根据与图像变换的相关性，将这些拓扑结构的属性分为变换可变特性和变换不变特性；再次，应用聚类方法，分析指纹之间的变换模型的分布空间；最后，用递归分层搜索方法，在变换模型的分布空间中估计出最优参数，并求指纹之间的最大相似度．FVC2002(the 2^nd International Fingerprint Verification Competition in 2002)对该算法的性能测试与认证结果表明了算法的有效性与先进性．     

基于多成形指标的大直径铝合金薄壁管数控弯曲成形极限

获得同时满足起皱、过度减薄和扁化质量要求的大直径铝合金薄壁管的弯曲成形极限即最小弯曲半径，已成为提高大直径铝合金薄壁管弯曲成形潜力的关键问题．本研究基于不同加载条件下的铝合金大直径薄壁管弯曲过程动力显式三维弹塑性有限元模型以及管材起皱能量预测模型，提出了管材最小弯曲半径的搜索算法，该算法有效考虑了模具、摩擦等工艺参数对小弯曲半径弯管成形的影响．在此基础上，获得了不同直径铝合金薄壁管的最小弯曲半径，并揭示了几何参数对管最小弯曲半径的影响，以及工艺参数组合对实现最小弯曲半径弯管成形的作用．结果表明：（1）在满足小弯曲半径弯管成形质量要求的模具和摩擦参数组合的合理范围内，减小芯棒球头厚度和直径，并施加轴向压缩载荷能够实现管材的极限弯曲成形；（2）若忽略几何尺寸对管材本构关系的影响，对于直径小于80mm的管材，管材的最小弯曲半径将取决于临界减薄；对于直径大于80mm的管材，管材的最小弯曲半径将取决于起皱．与解析预测结果相比，采用本文方法获得的管材最小弯曲半径最大相对减小了57.39％；（3）工艺参数组合促进实现最小弯曲半径弯管成形的效用，得到了实验的验证．     

矩形钢管混凝土轴压柱的弹塑性局部屈曲模型

假定载荷边为固端约束,非载荷边为弹性可转动约束,提出了轴压下矩形钢管混凝土柱弹塑性局部屈曲模型.利用全量理论推导得到钢管混凝土柱钢管弹塑性局部屈曲强度计算公式.该公式的计算结果与已有的试验结果比较,结果表明理论计算结果与试验结果相符.基于所提出矩形钢管混凝土柱弹塑性局部屈曲模型,研究了不同长宽比情况下钢管宽厚比对钢管弹塑性局部屈曲应力的影响.最后给出了不同截面长宽比情况下,保证矩形钢管屈服前不发生弹塑性屈曲的钢管宽厚比合理限值及各钢板的合理厚度比,供工程设计参考.     

二次分配问题的骨架分析与算法设计

骨架分析是近年来NP-难解问题研究的热点，对于衡量问题的相变、难度及算法设计具有重要意义．骨架的理论分析及在算法设计方面的应用还处于起步阶段，从QAP问题入手，对QAP骨架进行了理论分析，证明寻找QAP问题的骨架属于NP．难解问题，不存在多项式时间的算法可以保证得到QAP问题的骨架，为局部最优解交叉来获得近似骨架提供了合理性解释，在此基础上，利用偏移实例构造方法，提出了基于偏移实例的近似骨架算法．其基本思想是：首先为QAP实例构造偏移实例，其最优解恰是原QAP实例的一个全局最优解；然后利用现有算法求得新实例的多个局部最优解，通过对局部最优解求交得到近似骨架；将近似骨架固定以得到规模更小的搜索空间，最后在新空间上求解，拓广了骨架理论研究的范围，所提出的算法为NP-难解问题的通用算法设计提供了一种新思路。     

复杂表面的分解重构原理及其应用

针对复杂表面模型种类繁多而实际应用时又不够灵活方便的问题，提出了能够增强自动设计系统对创造性工作的智能支持的复杂表面分层结构模型和分解重构原理，然后讨论了该原理在共轭曲面求解，数控轨迹生成，以及再识别创新等方面的应用及取得的进展。     

一种自适应小波网络的构建及其学习算法

基于小波框架的时频局部化性质和自适应投影算法，提出了一个新的构造和训练小波网络的学习算法，精确地刻画了有限维Hilbert空间自适应投影算法的指数收敛性，该算法充分地利用了包含在训练数据中的时频信息，迭代地确定小波网络隐层结点的个数和网络的权系数，较好地解决了小波网络的结构优化问题，通过应用于信号的表示与去噪，进一步证明了该算法是简单和有效的。     

空间轴对称塑性问题的统一特征线场理论

提出一种基于统一强度理论的统一空间轴对称特征线场理论，新理论充分考虑了各种不同材料的中间主应力效应和拉压强度比，可以适用于各种没的材料，现有的基于Tresca准则、Mises准则和Mohr-Coulomb理论的特征线场以及Haar-vonKarman完全塑性条件和Szczepinski假设的轴对称征线场均为此理论的特例，此理论还可以构造出一系列适用于不同材料的新的空间轴对称特征线场，系统地形成了空间轴对称塑性问题的特征线场理论，它可以应用于机械、土木和塑性理论等领域中的很多空间轴对称塑性问题。给出两个计算实例，并与用统一弹塑性有限元程序UEPP的计算和文献中的Mohr-Coulomb理论的实例进行了比较，结果表明提出的统一特征线场在理论上是可靠的，在实用中是可行的，它的工程应用可以取得相应的经济效益。     

遗传算法过早收敛现象的特征分析及其预防

通过引入种群早熟集和种群多样度的概念，分析了遗传算法中过早收敛现象的起因与特征。阐明了杂交过程的成熟化效应是引起遗传算法过早收敛的主因，而遗传算法过早收敛的过程特征表现为种群序列多样度的单调减少及种群分量为零的个体适应比的偏差渐趋于１／２。依据所作的理论分析，提出了一种可以预防和克服过早收敛的新型遗传算法，并从理论上证明了该算法依概率收敛到全局最优动态。     

一种基于同步动力学模型的层次聚类方法

本文基于建模同步动力学行为的Kuramoto模型提出了一种新的有效层次聚类方法.本文提出的方法基于局部邻域的概念,能够实现稳定的局部同步聚类.通过不断扩大对象同步的邻域半径,所提出的方法能够实现层次化的同步聚类.此外,提出对象邻域闭包的概念,在对象间到达完全同步之前就能预测出聚类的形成,从而减少对象动态交互的时间.本文的方法不依赖于任何数据分布假设,无需任何手工参数设置,可以检测出任意数量、形状和大小的聚类.由于同步过程能够有效地规避离群点,该方法有较强的噪声数据抑制能力.在大量真实数据集和人工合成数据集上的实验结果表明本文的方法聚类准确率高,且运行时间较同类基准算法显著缩短.     

一种2自由度球面并联机构动力学建模与伺服电机参数预估

TriVariant-B是一种新型5自由度混联机械手，由一个2自由度球面并联机构和1条与之串接的两转动一移动串联运动链组成，具有工作空间／支链行程比大及可重构性强等优点．在建立其2自由度球面并联机构逆动力学模型的基础上，提出一种可根据对末端执行器速度及加速度要求，预估机构中伺服电机转子惯量、额定转速及峰值转矩的方法，并结合样机开发验证了该方法的有效性．     

高混凝土坝空间变形预警指标研究

针对高混凝土坝空间变形预警能力的不足,提出了能度量高混凝土坝整体变形性态的合理表达式,在此基础上,拟定了空间场整体变形熵预警指标.首先,用概率法定义了各变形监测点的有序度和无序度.然后,用投影追踪法研究了各空间测点的权重分布.之后,根据空间场协同有序演变的特点,应用各测点的有序度序列值和权重分布值,构建了能描述混凝土坝整体有序性的空间场整体变形熵表达式.最后,根据计算得到的变形熵序列值,应用小概率法计算了变形熵预警指标.实例分析表明,大坝整体变形熵的变化规律与环境量及挠曲线变化规律相吻合,说明变形熵的表达式是合理的,同时,变形熵预警指标的拟定将有助于提高高混凝土坝的预警能力和安全管理水平.     

喷射成形12 mm厚La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金的制备

用喷射成形工艺成功地制备出了总体直径为380mm、最大厚度为12mm，中心区域半径（最大厚度区域半径）为150mm的盘状La62 Al15.7（Cu，Ni）22.3块体非晶合金。DSC实验检测其玻璃转变温度（Trg）以及过冷液相区（△Tx）均比采用甩带法或铜模吸铸法制备的同成分非晶合金高。利用ANSYS有限元方法模拟了沉积坯温度场的变化，结果表明在合理控制喷射成形工艺参数的情况下有可能制备出更大尺寸的La62Al15.7（Cu，Ni）22.3块体非晶合金。     

快速平滑收敛策略下基于QS-RRT的UAV运动规划

基于快速扩展随机树(rapidly exploring random tree,RRT)的运动规划算法,通过随机采样的方式探索未知任务空间,具有概率完备性和较高的计算效率.该类算法在应用于无人机运动规划时必须对飞行距离、过程安全性和航路平滑度进一步优化.针对这一问题,首先对威胁环境、无人机运动学性能和探测能力建模,然后根据飞行特征设计了随机采样、威胁规避、路径可跟踪性以及全局与局部平滑性等优化策略,并构建快速平滑收敛RRT(quick and smooth convergence RRT,QS-RRT),最后以此为基础分别提出了面向已知和未知任务空间的无人机运动规划算法.仿真结果表明,该算法能够在保证飞行路径收敛性、安全性及其规划效率的基础上,有效缩短飞行距离,改善航路的可跟踪性和平滑度,增强在实际飞行过程中的可操作性.此外,该算法还易于在航路优化效果和规划效率之间权衡,增强了对不同规划任务需求的适应性.     

长三角地区高铁站点空间换乘便捷度研究

换乘对于高铁站点的高效运营和个人便捷出行都十分重要.既有的换乘效率评价无法针对性的揭示当前高铁站点的规划布局情况.本文从规划布局视角出发,提出空间换乘便捷度这一概念.并在田野调查方法的基础上,对长三角地区的42个高铁站点的空间换乘便捷度进行统计评价,最后提出三条改善建议.     

基于伪杂交混合遗传算法的机构运动链同构识别

机构运动链同构识别是NP难问题，本文将运动链等价转换为拓扑图，运用图的同构识别原理判断运动链同构。本文高效结合遗传算法和局部搜索算法，并提出伪杂交算子，预杂交的两个体相互根据对方的元素排列信息重新对自身的元素进行排列，而不是实际的交叉，这一算子不但避免了个体中重复元素的出现，而且能够拓展搜索空间，加快收敛；用本算法与一种神经网络算法进行比较，结果证明了本算法的高效性和优越性。     

空间轴对称塑性问题的统一特征线理论

提出了一种基于统一强度理论的统一空间轴对称特征线场理论. 新理论充分考虑了各种不同材料的中间主应力效应和拉压强度比，可以适用于各种不同的材料. 现有的基于Tresca准则、Mises准则和Mohr-Coulomb理论的特征线场以及Haar-von Karman完全塑性条件和Szczepinski假设的轴对称特征线场均为此理论的特例.[KG*2]此理论还可以构造出一系列适用于不同材料的新的空间轴对称特征线场，系统地形成了空间轴对称塑性问题的特征线场理论.它可以应用于机械、土木和塑性理论等领域中的很多空间轴对称塑性问题. 给出两个计算实例，并与用统一弹塑性有限元程序UEPP的计算和文献中的Mohr-Coulomb理论的实例进行了比较. 结果表明提出的统一特征线场在理论上是可靠的，在实用中是可行的，它的工程应用可以取得相应的经济效益.     

Stewart并联机器人位置空间解析

以集合论和微分几何为工具 ,提出一种Stewart并联机器人操作机工作空间解析建模方法 .在定义工作空间的基础上 ,导出了在杆长和连架球铰许用锥角约束条件下求解工作空间边界的封闭解法 .该方法应用单参数包络面理论 ,将工作空间边界问题归结为对若干变心球面族的包络面求交问题 .最后 ,通过算例验证了该方法的有效性     

用颗粒流方法研究裂隙对岩石力学性质的影响

岩石力学参数受其组成材料的细观力学性质和含有的裂隙控制。本文采用颗粒流方法,以校核试验参数的方法确定模型细观参数,进而建立不同高度和半径的圆柱模型,然后根据试样体积,在模型中添加不同数量的随机分布裂隙,研究裂隙对宏观力学性质的控制作用,发现:1)对于不含有裂隙的试样,圆柱试样的高度和半径对单轴抗压强度和弹性模量的影响较小,但试样半径对宏观力学性质的影响比高度明显;2)对于含有裂隙的试样,试样单轴抗压强度和弹性模量受试样半径和高度影响明显,表现为单轴抗压强度和弹性模量随高度或半径增加而呈现指数形式衰减;3)不同尺寸的裂隙试样应力-应变曲线在峰值轴向应力之前,曲线斜率与试样尺寸有较为明显的相关性。     

视觉显著性引导的局部图像质量度量

全参考图像质量评价通常包括局部图像质量度量和池化(pooling)两个阶段.经典的基于视觉显著性(visual saliency, VS)的评价算法,将VS用于池化阶段,利用VS对相似度谱(similarity map)作加权平均,强调显著性强的区域对整体图像质量的贡献大,而显著性弱的区域对整体图像质量的贡献小.与经典方法不同,本文将VS用于局部图像质量度量阶段,利用VS自适应地调节局部图像质量的计算,强调人类视觉系统感知到的局部质量退化由客观退化程度和显著性共同决定.本文的主要贡献包括:(1)提出了一种视觉显著性引导的局部图像质量度量框架;(2)在此框架内,对之前发表于IEEE Signal Processing Letters的ESSIM(edge strength similarity)算法进行了扩展,提出了VS引导的ESSIM算法(VS-ESSIM).在测试数据库TID2013, TID2008和CSIQ上的实验结果表明,提出的算法能够提高对图像质量的预测精度,获得与主观评价结果更好的一致性.     

BLAST结构ML检测简化方法分析

MIMO无线通信系统中，BLAST结构ML检测性能优于其他检测方法，但这是以增加检测复杂度为代价的．文中提出一种ML的简化算法——RML算法，该算法使用ML和ZF联合检测，理论分析及仿真均表明，在检测性能相同的情况下，RML复杂度比ML的复杂度要低很多．