Adaptive monopulse beamforming with partial parallel structure

A new recursive algorithm with the partial parallel structure based on the linearly constrained minimum variance (LCMV) criterion for adaptive monopulse systems is proposed. The weight vector associated with the original whole antenna array is decomposed into several adaptive weight sub-vectors firstly. An adaptive algorithm based on the conventional LCMV principle is then deduced to update the weight sub-vectors for sum and difference beam, respectively. The optimal weight vector can be obtained after convergence. The required computational complexity is evaluated for the proposed technique, which is on the order of O(N) and less than that of the conventional LCMV method. The flow chart scheme with the partial parallel structure of the proposed algorithm is introduced. This scheme is easy to be implemented on a distributed computer/digital signal processor (DSP) system to solve the problems of the heavy computational burden and vast data transmission of the large-scale adaptive monopulse array. Then, the monopulse ratio and convergence rate of the proposed algorithm are evaluated by numerical simulations. Compared with some recent adaptive monopulse estimation methods, a better performance on computational complexity and monopulse ratio can be achieved with the proposed adaptive method.     

小型语音交互移动数字图书亭设计与实现

近年来,移动数字图书馆发展迅猛,已然成为人们阅读学习的一大平台。但其内的书籍依靠网络而存在,缺乏实体性,无法满足视障等人群的阅读需要。因此,本文提出设计数字图书馆与实体图书馆服务相结合的小型语音交互移动数字图书亭,其以线上线下并行、残健共融为特色。同时,从服务理念、服务人群、服务管理三个方面对其常规运行进行规划,并对建设中的技术难点提出解决方案,以期待图书亭能够顺利运行,最大程度上满足各类阅读者需求,进一步推动全民阅读的发展。     

基于改进人工蜂群算法的移动机器人路径规划研究

为了进一步提升基于人工蜂群(artificial bee colony,ABC)算法机器人路径规划的科学性,文章在建立路径规划实验模型基础上在ABC算法中引入了混沌映射产生初始解和反轮盘赌机制进行并行选择,提出等距分布式并行搜索,同时在全局更新机制中引入势场作用,进而得到了一种改进人工蜂群的(improved artificial bee colony,IABC)算法。将IABC算法应用于路径规划,并利用Taguchi正交试验选取实验参数值与目标函数参数值进行基于ABC算法与IABC算法的路径规划对比实验,实验结果表明,IABC算法规划出的路径质量较佳,能够提升规划效率。     

基于互信息的并行约简

将并行约简理论和信息论相结合，提出了信息论意义下的并行约简概念（原并行约简理论是代数意义下的并行约简），并利用互信息的概念提出了基于互信息的并行约简算法．信息论意义下的并行约简的优点在于：处理不一致数据时可以保留比代数意义下的并行约简更多的分类信息．最后从理论上探讨了信息论并行约简和代数并行约简的一致性和差异性，将两者进行了有机统一．     

一种针对高分辨磁通门传感器的同步采集系统

针对未爆弹探测工作中对数据采集系统提出的同步性与高精度要求,设计了一种适用于磁异常探测设备的多通道同步数据采集系统。系统依据模块化思想构建,结构简单、可扩展性强、成本很低,通过结构优化、利用现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)并行运算的特性,可严格地保证指令同步;采用高达32位分辨率的模数转换器(Analog to digital converter,ADC),并配合数字滤波器、斩波稳零技术,以满足磁探测过程对采样精度要求。样机测试结果表明,其信号测量范围可达±5 V,噪声的有效值低于5μV,相比常用的24位采集卡,精度提升了1倍以上,更适合应用于未爆弹探测领域。     

轻量级WebVR地铁站大规模火灾情景实时仿真研究

大规模火灾仿真需要庞大的计算量和卓越的渲染能力，对Web端实时在线火灾仿真系统的实现提出了挑战。提出了一套轻量级Web端地铁站火情实时仿真技术框架。基于火灾安全领域中的计算公式整理简化，分析地铁站防烟设施影响，提出了基于防烟分区的两阶段烟雾扩散模型，实现烟雾扩散趋势计算；提出了Web端的防烟分区级多粒度粒子发射器框架，完成火焰和烟雾形态的渲染，实现基于Web端实时计算和可视化过程。试验验证表明：本文方法与专业火灾模拟软件模拟结果在大体趋势上相近，并且打开网页即可实时在线对火灾进行模拟，在便捷性上拥有显著优势。     

基于佳点萤火虫算法与BP神经网络并行集成学习的旱情预测模型

针对传统BP神经网络在旱情预测的实际应用中随机初始权值和阈值导致网络学习速度慢、易陷入局部解以及计算精度低等缺陷,提出一种基于数论佳点集萤火虫(good point set glowworm swarm optimization,GPSGSO)算法与BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)并行集成学习算法(GPSGSO-BPNN)的旱情预测模型.首先,借鉴数论中佳点集理论构造初始均匀分布的萤火虫种群,并引入惯性权重函数动态修正移动步长,生成基于数论佳点集理论萤火虫算法,并从理论上分析算法的有效性;其次,将GPSGSO算法与BPNN相结合构建并行集成学习算法,实现两种算法的并行交互集成.最后,将并行集成学习算法应用于农业干旱灾害预测中,构建基于GPSGSO-BPNN并行集成学习算法的旱情预测模型.通过8个Benchmark函数验证了GPSGSO算法在收敛速度、计算精度及稳定性等方面的有效性.同时,以皖北农业干旱气象数据作为仿真数据,实验结果表明GPSGSO-BPNN算法在计算速度、精度及稳定性方面较传统BPNN、GSO-BPNN及GA-BPNN等算法有较明显的优势,提高了旱情等级预测的准确性.     

基于等价类划分的并行频繁闭项集挖掘算法

针对海量数据的关联规则挖掘问题,提出了一种有效的基于等价类划分的并行频繁闭项集挖掘算法.该算法在MapReduce框架下,通过等价类的产生与划分、数据集的分配、异步频繁闭项集挖掘和汇总等步骤,不但较好地解决了多节点间的负载均衡问题,而且易于获得可靠的频繁闭项集.实验表明,该算法能有效克服传统算法挖掘效率低、冗余规则较多的缺点,整体上具有较高的性能.     

面向复杂场景真实感绘制的并行简化方案

在大规模复杂场景的真实感绘制中,如何在简化效果与简化速度之间进行折衷一直是各种简化算法所面临的重要技术难题.基于快速局域网链接的多主机系统,提出了一种面向复杂场景真实感绘制的并行简化方案.该方案根据各绘制通道的实时负载情况,对共享简化池中的硬件资源进行自动分配,在一定程度上实现了动态负载平衡.同时,在每个绘制通道内部,对应已经集成的各种简化算法,基于"简化率/简化时间"历史数据进行动态调度,以实现最优"简化率/简化时间".最后,使用火电厂模型在实际环境下验证了算法的有效性,取得了较好的并行简化效果.     

并行多层快速多极子算法的最细层处理改进

基于消息传递平台（message passing interface, MPI）,从多层快速多极子算法（multilevel fast multipole algorithm, MLFMA）实施过程出发,实现了飞行器雷达散射截面 (radar cross section, RCS)的并行计算,提出一种新的并行设计方案。改进了基于立方体组的并行处理技术,减少了最细层计算的通信量;考虑到内存的主要组成部分,为提高算法并行效率,采用一种用于积分方程中近组作用矩阵的并行处理方法,对其采用按行平均分配到各计算结点的方法组建相关矩阵元素,使该部分通信量为零,各节点可独立计算并节省内存;同时优化了其他物理量的内存分配。算例说明,所提方法可明显提高计算效率,并具有精度好、负载均衡优良的特点。