使用碳纳米管AFM针尖的蛋白质高分辨率成像

原子力显微镜(AFM)是分析生物分子结构的有效手段,而目前使用的探针针尖的性质限制了高分辨率图像的获得。该文将碳纳米管安装到原子力显微镜的传统针尖上,制作出碳纳米管针尖以解决这个问题。运用碳纳米管针尖在大气常温条件下获得了由3个单元组成的小鼠抗体IgG蛋白质的Y形结构,并且分子的尺寸与X射线晶体衍射的结果非常接近,这种效果用传统针尖是无法获得的。获得的蛋白质分子超微结构的高分辨率图像为研究蛋白质分子功能提供了有价值的信息。     

用Kalman滤波改进的背景建模红外运动目标检测

针对运动目标检测中的背景重建问题,提出一种用Kalman滤波理论改进混合高斯背景模型的建模方法,进行背景图像的重建和更新.把当前帧目标图像与背景图像进行差分运算,检测出运动目标.通过红外图像库中标准数据集的测试,实验结果验证了该方法应用于红外图像运动目标检测的有效性.     

航空发动机叶尖间隙光学影像测量系统

叶尖间隙是影响航空发动机性能的最重要参数之一。国内外大多采用人工塞尺和传感器电路测量航空发动机装配过程中的叶尖间隙,存在测量精度不够高、数据不易保存、操作较复杂等问题。将CCD三维重建技术、自动聚焦光学影像测量技术以及Sobel边缘检测算法应用于叶尖间隙实时测量,可减少人为测量误差。实验结果表明该法测量精度达到了0.02 mm,且提高了测量装置的自动化程度。     

基于计算机视觉的植物水分胁迫状况监测方法

水分胁迫是影响植物生长最为普遍的环境威胁。水分亏缺的监测对设施农业、精确农业的发展具有重要意义。植物本身具有一种适应土壤水分胁迫的生理调节机制,其中叶片是植物外部形态中反应最为敏感的器官,这就为水分亏缺诊断提供了信号和依据。根据植物叶片对水分胁迫反应敏感这一特点,提出一种基于计算机视觉的植物水分胁迫状况无损监测新方法。首先根据环境情况对植物图像进行预处理;然后针对光照不均匀、阴影等造成的分割困难,采用了一种局部阈值图像分割算法,得到植物叶片的图像;最后提取植物叶片的叶尖相对距离和叶尖倾角这两个形态参数,实现植物水分亏缺程度的连续无损监测。实验结果表明,该方法监测的叶尖相对距离和叶尖倾角的变化趋势能够较好地反映出植物的水分亏缺程度,对于水分胁迫状况的监测,具有较高的应用价值。     

用像面全息散斑干涉法测裂纹尖端三维位移场

提出了显微像面全息和散斑干涉分离术测试三维位移的新方法,并应用该技术对裂纹尖端附近的位移及应变场进行了测试和计算。此外,还提出了一种再现像面全息的简单而有效的方法。     

叶尖开孔对风力机流场的影响研究

以NREL Phase VI叶片的1/8缩比模型为研究对象,在叶片叶尖区域设计由前缘到叶尖端面的3个环形通气孔,改变叶尖流场分布.采用CFD的方法,通过转速变化分析叶尖表面的压力分布情况及其叶尖涡的发展过程,进而研究叶尖开孔对风力机叶尖涡的影响.研究结果表明:转速低于900 r/min时,叶尖开孔对叶片气动性能影响不大;而转速高于900 r/min时,叶尖开孔可降低涡核强度,加速叶尖涡耗散,提高叶片气动效率.从环形通气孔中喷射的气流对来流有明显的抑制作用,能够减小尾流区内的轴向速度.在加速叶尖涡的耗散和降低叶尖涡的强度方面,风力机叶尖处开孔在转速超过900 r/min以上时被视为一种比较有效的设计.     

一种改进型圆盘法提取手形特征点的新方法

现有手形指根和指尖点提取方法对手形图像有较高的摆放要求.针对自然摆放的手形图像,提出一种改进的圆盘法算法提取手形特征点.首先,利用数码相机对手形图像进行采样并进行灰度化与二值化;然后,提取手形图像的单像素轮廓;最后,提出改进型的圆盘法提取手形图像的指尖点和谷点.通过对包含155人共310副手形图像的验证,实验结果表明,提出的算法与方法可有效提取单像素手形轮廓线,对手形图像的指尖点与谷点的正确提取率分别为95.6%和94.8%.提出的方法克服了传统圆盘法提取高分辨率手形图像特征点效率低的缺陷,避免手指张开程度对算法可靠性的影响,体现了方法的优越性.     

公路声屏障降噪性能数值模拟及结构优化

为提高公路声屏障的降噪性能,从声波绕射和反射两个角度考虑,通过声学有限元法(finite element method,FEM)分别探究声屏障顶端类型和表面扩散体间距、宽度以及高度对声屏障插入损失的影响,基于以上分析,提出一种适用于治理公路交通噪声的复合结构声屏障。结果表明,改变声屏障顶端和扩散体结构,对低频噪声影响较小;对于中、高频段,90°夹角的Y型声屏障降噪效果较好,在1 250～2 000 Hz频段内其插入损失较其他顶端类型可提升13 dB;当频率在1 000 Hz附近时,增加矩形扩散体的宽度、高度和间距可提高声屏障降噪效果;针对主要集中在800～1 250 Hz的公路交通噪声,设置复合结构声屏障可有效抑制声影区噪声辐射,附加扩散体后的复合声屏障与Y型声屏障相比,其插入损失最大可提高6 dB。     

共晶体组织对Ag-CdO触头感应钎焊剪切强度的影响

介绍了感应钎焊氧化镉Ag CdO12 触头剪切强度试验结果 ,探讨了组织形态对Ag CdO12 触头感应钎焊强度的影响。结果表明 :当触头钎着率在 75 %以上时 ,触头的剪切强度随着钎缝共晶体组织的减少而增大     

基于ASIFT图像匹配算法的三维重建

提出了基于ASIFT图像匹配算法的三维重建算法。目前,基于图像序列的三维重建中,一般采用SIFT图像匹配算法。对于存在仿射变换的图像序列,ASIFT算法较SIFT算法能够获得更多精确的稀疏匹配点;基于ASIFT算法恢复的三维点云比基于SIFT算法恢复的三维点云更加稠密,从而能获得更好的三维重建结果。仿真实验表明,本文算法能获得较好的三维模型。     

一种用于射电天文图像重建的自适应尺度算法

为了解决在成像过程中反卷积点扩展函数所带来的模糊效应，提出一种新的图像重建算法.新算法利用高斯函数分解模型，能够有效解决基于Delta函数分解模型所引起的问题，并在重建延展源和致密源方面具备更好的效果.通过VLA模拟观测数据对算法进行测试，并与现有的2类图像重建算法进行比较，结果表明，新算法能够有效平衡现有的反卷积算法的计算复杂度和性能问题，能对图像进行更加精确建模，具有更好的图像重建性能.     

缺陷对周期螺旋波动力学行为的影响

在改进F itzHugh-N agum o模型基础上得到缺陷对周期螺旋波动力学行为影响的研究模型,对缺陷影响周期螺旋波动力学的模型进行数值模拟,研究缺陷影响后周期螺旋波的演化。结果发现,当缺陷的中心位置不动且离波头中心足够远时,半径比较小的缺陷对波头没有影响;随着缺陷半径的增大,波头会小幅度地远离原位置;如果缺陷半径继续增大,则会出现波头大幅度地远离原位置及波头消失的现象;缺陷影响前后螺旋波波头的周期不变。     

叶尖结构变化对风力机噪声源分布特性的影响

为探究由水平轴风力机叶尖结构变化所造成的风力机噪声源分布特性的规律,利用圆盘声阵列系统对不同叶尖结构风力机采用近场声全息技术和远场波束形成技术进行噪声源识别.采集得到运行中的水平轴风力机在额定工况下的噪声信号,分析了噪声源声压级变化情况以及风力机噪声声源位置的分布规律.结果 表明:叶尖结构变化可以有效降低风力机的气动噪声,改变了风力机叶尖噪声的强度和产生位置,在一定程度上降低了叶尖噪声.通过对风力机叶尖结构的优化设计可以在不损害风力机气动性能的同时,实现较好的降噪效果.     

基于距离场的非线性图像插值分割方法

对于医学序列切片,需要图像分割技术将图像中感兴趣区域ROI(region of interest)提取并进行三维重建.提出一种基于距离场的非线性图像插值分割方法,该方法克服了软组织因灰度值分布不均匀难分割的问题,可以快速提取ROI区域.实验表明用该方法进行医学序列切片的分割,可以得到良好的分割结果,并已成功地应用于医学数据的三维重建系统中.     

叶顶泄漏流对半开式离心泵叶轮流动结构的影响

为研究不同叶顶间隙下叶顶泄漏流对半开式叶轮离心泵流动结构的影响,设计5种不同尺寸叶顶间隙方案,采用SST k-ω湍流模型,对半开式叶轮离心泵进行全流道三维数值计算,分析半开式叶轮叶顶间隙内部流动结构并进行可视化实验验证.结果表明:随着叶顶间隙的减小,离心泵的扬程和效率明显上升,间隙值减小到0.7 mm时,进一步减小叶顶...     

不同刺入深度下桩端受力的模型试验及数值模拟

通过自行设计的可视化模型试验,采用高清相机、显微数码及图像分析等技术,对纯砂中桩端埋入持力层不同深度的桩端刺入试验进行宏、细观研究.对随桩端刺入深度不同而产生相应的桩端刺入的受力、砂土的位移场和应变场及其细观机理进行分析研究.通过开发三维非圆颗粒,重点对纯砂中桩端刺入的室内试验进行PFC软件三轴数值模拟,将土体细观参数变化与宏观力学响应相联系,揭示桩刺入过程中桩端砂土的宏、细观演化机理.指出端阻力的发挥在细观上主要表现为桩端附近颗粒接触力的变化:桩端下部颗粒的压密范围、桩脚附近土体孔隙率和接触数变化趋势是端阻随埋深而变化的主要因素;达到极限端阻后,承载力的略微增加在细观上主要表现为持力层中桩侧颗粒孔隙率减小、接触力增大.     

中小型风力机功率曲线的分析与优化

以提高风力机发电效率为目标,对风机功率曲线的工作点及可优化区间进行分析,为功率曲线优化提供基础。根据风力机的监测数据,采用最小二乘法与查表法估算出最优功率曲线,将其与叶尖速比法结合,调整风力机内部参数,以进行功率曲线优化。该方法利用实际的中小型风力机机进行试验,克服了叶尖速比法需要建立准确风力机模型及风速测量等在实际生活中应用的局限性;并对单台风力机建立模型,理论输出功率精度高,具有很高的自适应性。通过对多台风力机功率曲线的对比分析,发现该方法对优化风力机的功率曲线具有一定效果,可为中小型风力机的优化提供参考。     

基于残差神经网络的高强度运动超分辨率图像重构

针对实际拍摄的亚像素信息较少的低分辨率运动图像,重构图像通常较为模糊,甚至不能分辨。为此,提出一种新的基于残差神经网络的高强度运动超分辨率图像重构方法。令沿运动方向的亮度保持恒定,通过光流场匹配实现高强度运动图像的运动估计;根据运动估计结果和超分辨率重构的基本思想,将BP神经网络看作残差神经网络的基础建立残差神经网络,对残差神经网络进行训练,参照训练样本将经插值法放大若干倍的待重构高强度运动图像作为输入,将高分辨率图像和输入图像间的残差作为输出,把输入和输出累加获取超分辨率图像,实现若干放大倍数高强度运动超分辨率图像的重构。实验结果表明,所提方法运动估计准确,重构图像清晰、质量佳。     

精密确定发射尖端场分布

本文提出一种精密确定场发射尖端附近电位分布的新方法——逐次放大逼近模拟法。对一实际场发射系统,一方面实测了场发射电流;另一方面则用该法对系统的电位分布,进行了四次放大逼近模拟测量。并由此计算出尖端的电流密度分布、发射面积和发射总电流。将两电流进行比较,结果是一致的。表明:用这种方法精密确定尖端场分布,特别是测定不规则表面的场分布是方便有效的。     

基于改进边缘方向判定方法的图像插值算法

为了解决图像超分辨率重建过程中传统边缘插值方法边缘方向定位不准确,以及边缘区域只沿着边缘点一侧进行插值,而没有考虑边缘内外侧的问题,提出一种基于边缘二值化图像的边缘方向判定算法。该算法通过边缘像素点之间的相互关系来确定边缘方向,得到的结果更加可靠;并且加入方差来判定插值侧边,有选择性地对边缘一侧进行插值,考虑了边缘判定的特征。实验结果表明,与传统的边缘插值方法相比,两种改进获得了更好的图像重建效果。