基于等效源法的Patch近场声全息

在基于等效源法的近场声全息的基础上, 提出了基于等效源法的Patch近场声全息. 该方法克服了传统近场声全息要求全息面大于源面的缺陷, 它不需要对整个声源建模, 也不需要测量面覆盖整个声源, 可以根据实际需要, 对所感兴趣的区域进行测量, 并直接对该区域进行重建. 由于该方法具有适应性强、计算效率高、测量方便等优点, 因而为近场声全息向实际应用推广创造了条件. 数值仿真研究说明了常规基于等效源法的近场声全息在全息测量数据不足时的局限性及其重建的不可行性, 验证了采用Pacth近场声全息重建局部声源的可行性和有效性, 以及全息声压存在误差时, 采用正则化处理方法的有效性.     

基于等效源法的近场声全息技术

在基于分布源边界点法的近场声全息技术的基础上, 提出了一种新型的基于等效源法的近场声全息技术. 首先给出了严格的理论推导, 并对重建过程的误差敏感性、多源声场和半自由声场重建等问题进行了分析, 给出了相应的解决办法. 随后通过实验研究, 验证了所提出方法的可行性和准确性.     

基于时频域单源主导区的盲源欠定分离方法

提出时频域上单源主导的概念及其性质,扩充了稀疏性概念涵盖的混叠声源范围,更加接近多声源混叠的客观实际条件．派生的单源主导区间检测准则,在工程实践中具有较强的可操作性．在此基础上提出新的基于时频域单源主导区的盲源欠定分离方法（SSDI-UDBBS）,对声源数目和混叠矩阵的幅值衰减比与时延差同时进行准确地估计,并根据估计得到的声源数目和混叠矩阵,提出采用计算效率高的限制解计算框架求解还原声源的问题．新算法的可应用性在模拟会议室场景下的声源数目未知和传感器数目小于声源数目的盲源欠定分离实验中得到了佐证．     

射线半影成像与大面积源区中子成像实验系统理论模拟评估

阐述射线半影成像条件与重建基本原理, 推导其数学解析表达式; 建立系统蒙多卡罗数字模型; 获得源区中两离散单元点的系统响应函数(点扩散函数), 验证考核了系统空不变特性; 利用数学解析卷积和模拟实验两种方法, 分别获得源区中4个单元点的“半影图像”, 用同一滤波重建方法分别对两种不同途径获得的4点半影图像进行恢复重建, 得到相同的结果, 揭示了射线半影图像的编码实质; 通过MCNP模拟计算, 获得了整个源区面在闪烁光纤阵列相面上的中子半影图像, 应用改进型维纳滤波方法重建反演获得了源区中子通量分布图像, 与预置的中子源区图像进行了分析比较, 从原理上验证了系统中子半影成像实验的可行性, 以及改进重建算法的可靠性.     

多源信息融合数字模型

研究结果表明,在目前基础条件下,多源信息融合数字模型的实现需要解决现行数字地面模型和空间插值模型的误差问题、点-面信息有效融合问题、多尺度转换问题和多维GIS面临的理论问题。建立多源信息融合数字模型的基本步骤可归纳为：（a）建立基于曲面论数字模型的基本方程,（b）运用遥感数据反演数字模型的首次近似表达形式,(c）如果有更新信息,重复以上过程,直至理论模型与实际需求完全相符。     

一种稳健的全波数声场重构技术

提出了一种稳健的全波数空间声场重构技术, 适用于分析任意形状物体的声辐射. 根据波叠加积分公式, 由实际声辐射体产生的空间声场可以由置于辐射体内部的虚构源产生的声场来等效替代, 而虚源上的源强密度可以通过匹配有限个场点上的声压来获得, 进而可以得出任意场点的声学信息.     

球坐标系下入射与散射声场分离理论

通过球面波谱变换, 将包围散射体的两同心球面上的声压分解为一系列传播形式已知的球面波单元, 再利用波场的外推规则建立了两球面上相同阶次的球面波单元间的关系, 在波数域中建立了球坐标系下入射与散射声场分离公式; 运用分离得到的散射声压, 即可重建和预测整个散射声场. 为了克服声学逆问题的不适定性, 提出了一种波数域的滤波技术; 并且从理论上证明只需保证两全息球面足够接近就能克服分离公式的奇异性问题. 数值仿真的结果充分证明了该分离理论的可行性和有效性.     

基于支持向量机回归与分源预测法的瓦斯涌出量预测模型及其应用

针对目前瓦斯涌出量预测模型存在的局限性及精度低等问题,应用分源预测和支持向量机(SVM)的基本原理,将SVM回归与分源预测法相结合,并利用SVM对回采工作面的瓦斯涌出量进行回归分析和数值模拟,建立了SVM分源预测的数学模型,提出了SVM分源预测的新方法。数值实验表明,将训练成功的SVM模型对现场数据进行回归预测并对比预测结果与实际值发现,SVM比BP神经网络预测精度更高,训练样本期望输出与实际值的最大相对误差为1.45%,小于实际要求的5%,准确率较高,预测风险低,可以满足实际要求。     

基于热吸收分布的热声成像方法研究

注入电流式热声成像是一种电磁场与声场耦合新型成像技术,融合了传统电阻抗成像高对比度和超声成像高分辨率的优势,具有早期诊断的潜力.为了验证该方法在复杂生物组织结构中应用的可行性,本文分析了注入电流式热声成像方法基本理论,将脉冲激励电流注入目标体,在目标体中产生焦耳热,引起热膨胀激发超声波;将热吸收作为热声源,以低电导率的椭圆和长方形目标体为几何模型,进行电磁场和声场耦合分析,得到声源及声压分布;同时,搭建了成像系统实验平台,分别采用不同厚度猪骨质和模拟生物软组织的1 S/m低电导率仿体、新鲜猪肝离体组织嵌入0.5 S/m仿体,将脉宽0.8μs的脉冲激励电流源注入仿体,开展热声实验研究.采用1 MHz中心频率的超声换能器进行声压信号的检测,得到目标体的声压信号及猪肝仿体的B扫图像.研究结果表明:较薄较软的骨头遮挡实验所检测到的声压信号并无明显衰减,尽管硬骨对声信号起到了一定的衰减作用,但依然可以得到较清晰的声压信号,且声压波形均可反映凝胶仿体电导率变化的位置;猪肝仿体实验结果验证了该方法可反映低电导率生物组织电导率变化.该研究证实了该方法用于复杂生物组织成像的可行性,为推动多物理场耦合成像技术应用于人体疾病诊断提供了依据.     

超声固体测温中的二维温度场重建算法研究

高分辨率的温度场重建算法是制约超声波无损探测固体内部温度分布的重要因素之一.本文基于多路超声探测方法,建立了超声测量二维固体结构内部温度分布的理论模型;从射线声学角度建立了二维声传播路径预测方法;在此基础上,从直接求解热/声耦合反问题角度入手,将二维瞬态非均匀温度场的重建问题转化为传播路径预测和等效热边界的反演问题,发展了一种高分辨率的结构内部二维非均匀温度场重建方法,并通过数值仿真分析了传播路径随温度的弯曲特性、算法的精度与抗噪性、测点位置分布对重建精度的影响规律等.数值对比表明,本文所建算法精度高、抗噪性强、适用性好,为实现超声固体测温中的二维温度场的高分辨率再现奠定坚实基础.     

多源异构感知数据融合方法及其在目标定位跟踪中的应用

物联网的全面感知产生了海量的感知数据,并且感知数据呈现为显著的多源异构性.因此,如何实现海量多源异构感知数据的智能处理是一个具有挑战性的课题.数据融合是处理多模态数据并挖掘提取有价值信息的有效手段,但针对多源异构数据,特别是非结构化的视频多媒体信息,如何实现高效的融合计算还面临许多问题需要解决.本文针对物联网多源异构感知信息的处理问题,提出多层次的多源异构数据融合方法,并以基于无线信号、视频和深度感知数据的目标定位跟踪应用为切入点,重点研究多源异构数据的处理、特征表示和数据融合方法.根据不同类型数据的特性采用不同的数据融合方法,通过挖掘无线信号、视频和深度等多源异构数据内在的关联性,实现多源异构数据有价值信息的有效利用.实际复杂场景的实验表明,本文提出的基于多源异构数据融合的目标跟踪和定位方法,能够解决传统依赖单源同质数据的目标跟踪方法所面临的光照变化和遮挡交错等难点问题,并且可以获得较为准确的运动目标三维位置,具有良好的跟踪定位效果.     

大规模多源遥感数据应用分析与系统实现

随着对地观测技术的发展,人类获取遥感数据的途径和方式也越来越多,遥感数据呈现出大数据的特征.本文通过对大规模多源遥感数据应用所面对的问题进行分析,总结出遥感数据具有总量大、来源多与文件格式不一致、多尺度与投影方式多样、结构复杂以及与其他领域数据具有较大差异等特点.针对大规模多源遥感数据的协同处理应用,提出了解决这类应用需要在统一的数据结构及抽象层次、生产及管理的统一剖分参考框架和分布式高性能处理3个方面开展工作,并介绍了多源数据协同定量遥感产品生产系统在这3方面的实现途径.     

注入电流式热声成像的声源重建

为了实现对生物组织的内部深层信息的探测,本文提出了一种新型的无损医学成像方法,即注入电流式热声成像.注入电流式热声成像是一种以超声信号为传递媒介来反映生物组织电导率信息的医学成像方法.首先,本研究对注入电流式热声成像方法的原理进行了研究,将目标体内通入微秒级脉宽的高斯脉冲电流,目标体吸收焦耳热瞬时膨胀,向外发出超声信号,利用时间反演法对探测的超声信号进行处理,来重建目标体的声源分布,进而反映生物组织内部电导率信息;其次,以低电导率的椭圆模型和复杂模型为目标体,建立了仿真研究,借助有限元方法对注入电流式热声成像正、逆问题进行仿真,并重建模型的热声图像;最后,本文搭建了注入电流式热声成像实验装置,对凝胶仿体产生的声信号进行检测和采集,并重建目标体的声源分布.仿真和实验结果表明,重建的声源分布能展现目标体电导率的分布信息.本研究为注入电流式热声成像应用于生物组织的研究提供了较好的理论和实验基础.     

与光学数据存储有关的非线性光学晶体的研究和关键问题

蓝光激光源和全息存储预示着未来光学数据存储记录密度的实现。倍频晶体和光折变晶体因基独特的光功能将在光存储领域中起重要作用。     

汶川特大地震灾后基础教育重建的系统分析

分析了汶川特大地震对灾区基础教育造成的严重破坏，提出了以构建“教育系统工程”的方式来重建灾区的基础教育。从战略和战术层面提出了基础教育重建思路，以WSR—Hall三维结构体系、投入产出模型和PERT网络技术为方法基础，分灾后基础教育重建准备和全面重建两个步骤进行。重建的内容包括了教育应急机制的建立、教育重建投入预测和全面重建框架的建立三个方面，并结合灾区重建的实倒进行了论证，以期为灾后基础教育提供系统工程的重建模式。     

基于绿色流域理念的三峡库区小流域综合治理模式探讨

三峡库区水土流失和面源污染问题严重威胁水库水安全,影响当地的农业和经济社会的发展。通过开展小流域综合治理可有效控制当地的水土流失与面源污染,本文结合绿色流域建设理念,从流域产业结构调整控污减排、坡耕地整治、农业面源污染控制、分散生活污水生态净化和流域自然沟渠及库周缓冲带截留等技术层面,探讨了建立"策源地控制、流通区削减、缓冲带截留"的综合治理体系的模式,分析了当前小流域综合治理和管理中存在的问题,并提出了相应的对策。     

非球头刀宽行五轴数控加工自由曲面的三阶切触法(Ⅰ):刀具包络曲面的局部重建原理

研究了两线接触曲面间的几何学特性,由刀具包络曲面分别沿刀触点轨迹线和特征线与设计曲面和刀具曲面线接触这一基本条件,提出了回转刀具扫掠包络面的局部重建原理.建立了由单个刀位重建刀具包络面局部三阶近似曲面的数学模型,刻画了刀具曲面、刀具包络面与设计曲面在刀触点领域内的三阶微分关系,为提出自由曲面三阶切触加工新方法奠定了几何学基础.     

基于热电制冷的液冷源系统设计

本文介绍了一种热电制冷的液冷源系统组成及其设计过程,阐述了应用热电制冷在小功率液冷源系统的设计思路。其控制精度高、可靠性高、体积小、重量轻等优点,使其具有一定的实用价值和推广意义。     

人工蜂群优化算法在复数盲源分离中的应用

针对复值信号的源数估计和有序分离等关键技术,提出一种基于人工蜂群优化的源数未知的复值盲源分离方法,该方法首先利用交叉互验技术来估算复数源信号的个数,然后通过人工蜂群算法优化峰度的绝对值来获得最佳分离向量,并实现了逐次恢复源信号的目的.仿真实验结果表明,该方法不仅能依峰度绝对值的降序实现服从任何分布源信号的盲分离,同时比其他方法具有更优越的估计性能.另外,提出一种基于峰度的欠定复盲源分离算法,该算法根据信号的统计特性构造了用于欠定混合情况下盲抽取向量的代价函数,然后通过人工蜂群算法优化其函数来获得最佳分离向量,通过多次分离来实现欠定复盲源分离的目的.通过对混合分布类型的复值源信号欠定盲分离仿真实验验证了该算法的有效性.     

基于整流特性的RRAM无源交叉阵列研究进展

阻变存储器（resistance random access memory,RRAM）无源交叉阵列由于其结构简单、密度高、易3D集成等优点而得到广泛的关注,是RRAM实现高存储密度的一种极具应用前景的集成方案.但是无源交叉阵列中的串扰问题限制了其发展与应用.本文从阻变存储器的集成、无源交叉阵列中的串扰现象出发,综述了应用在无源交叉阵列中的1D1R结构（one diode one resistor）和具有自整流效应的1R结构（one resistor）,这2种结构在一定程度上都能够抑制串扰现象的出现,从而避免误读.与有源阵列相比,必须对无源交叉阵列发展一套行之有效的测试方法才能够正确地评估其性能并实现商业应用,综述了当前无源交叉阵列常用的操作电压配置方案.最后,展望了RRAM无源交叉阵列的应用前景.