研究了倾角仪相对于电荷耦合器件的倾斜安装误差的标定方法和补偿技术．运用旋转矩阵描述了传感器之间的相对位置关系，并由此定义了3个安装误差参数,通过旋转矩阵的复合变换推导了测角系统因倾斜安装倾角仪而造成的测量误差的表达式,采用蒙特卡罗方法分别分析了3个安装误差参数对系统测量误差的影响,最后给出了3个安装误差参数的标定方法并进行了基于高精度三轴转台的安装误差补偿实验．实验证明所提方法有效地减小了倾角仪的倾斜安装误差对角度测量的影响,使系统获得了更高的测量精度．

结合近期某防护型越野汽车的研制工作,提出了一种桁架承载式复合材料薄刚壳多级防护的汽车轻装甲结构．该结构介于传统无车架重装甲承载式车身与传统有车架越野汽车的非承载式车身之间,是一种轻装甲承载式结构的新型车身．根据CAD的车体结构、底盘件及安装支架设计,并依据CAE的车体结构有限元仿真与优化分析,提出了该车身桁架布置的优化方案．根据车辆不同工况要求,对车身施加了相应的边界条件和载荷,进行了车身结构强度分析,并通过车辆的测试和试验,证明了该车身结构的合理性和先进性．

为加快表面三维形貌分析中高斯滤波算法的执行速度,提出了一种基于计算统一设备构架(CUDA)的高斯滤波算法来实现高速并行处理．分析高斯滤波算法原理和CUDA并行计算体系,将CUDA并行计算技术引入到表面分析领域．针对高斯滤波数据间依赖性弱和CUDA采用单指令多线程(SIMT)执行模型的特点,总结出适合于CUDA的并行高斯滤波算法流程．实验证明:该方法与CPU串行处理方法相比,其加速比达到40倍以上,可以有效提高数据处理能力．

提出了一种用于相位法测量的无衍射栅型结构光条纹投影系统，以截面三角棱镜为主要光学元件来获取无衍射栅型结构光投影条纹．从理论上分析了栅型无衍射结构光的无衍射特性以及三角棱镜相关参数对条纹图样的影响，实验测量了系统观察屏上的条纹间距.理论分析与实验表明:该系统产生的无衍射结构光条纹的光强成正弦分布且对比度好,用于相位测量可以获得较高的相位分辨率,提高相位法测量的精度．整个系统光路简单、结构紧凑,有利于系统的集成与小型化．

为了拓展多足步行机器人的应用,开发了具有手脚融合功能的模块化多足步行机器人．该机器人至少1支腿既可以行走又可以抓取物体,具有手脚融合功能．抓取物体时,利用3条腿支撑身体,具有手脚融合功能的腿作为能抓取物体的机械手,行走时该腿就执行脚的功能．机器人由机体模块、行走腿结构模块、手脚融合腿部结构模块、控制模块等组成．各模块之间方便联结与扩展．在物理样机上进行了相关试验,结果表明该机器人能够行走和抓取特定目标物,实现了手脚融合功能．

为了解决中型组比赛环境下的足球机器人自定位、绑架和跟踪问题,提出一种基于遗传算法的机器人连续自定位方法．首先,从全景图像中提取出场上黑线与机器人辐射线的交点;然后,把该交点与环境地图对应黑线间距离之和的最小值做为适应度函数;最后,以机器人中心坐标做为个体,进行选择、交叉和变异操作,收敛到机器人的自定位坐标．另外,针对绑架和连续定位,在遗传算法全局自定位基础上利用梯度优化算法局部修正主位姿,提高了自定位精度和算法的鲁棒性．仿真结果和场地环境机器人自定位试验说明了该定位方法的有效性．

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH)2且碳化比较严重的现象,选择水玻璃和NaOH作碱组分,采用X-射线衍射仪和可变真空扫描电子电镜研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体的碳化是CO2直接和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶发生作用的结果,碳化后生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的Ca与Si原子比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化情况和碱组分有关.

采用考虑屈曲前变形的弹性稳定公式,基于统一理论的钢管混凝土截面抗压承载力计算方法,研究了均布径向荷载作用下钢管混凝土圆弧拱的平面内非线性稳定承载力,并在分析中考虑了几何非线性、材料非线性和拱肋初始缺陷的影响．通过对比有限元结果和各国典型设计规范提供的稳定系数公式,提出了适合钢管混凝土圆弧拱的平面内非线性稳定系数,为钢管混凝土拱桥的设计提供依据．

为了得到3004铝的动态力学性能及本构模型,运用静态实验机和分离式Hopkinson压杆动态加载装置,在温度为10～400 ℃、应变率为0.000 5～2 000 s-1范围内得到了3004铝在准静态拉伸及动态压缩条件下的应力-应变曲线,并基于Johnson-Cook材料模型对其进行拟合分析．结果表明:3004铝有明显的应变率强化效应和温度软化效应,其应力随应变率的增加而增加,随温度的升高而降低;拟合得到的3004铝动态本构关系曲线可以描述出材料在大应变率和高温下的力学性能．

根据黏结型钢加固梁的截面应变,建立截面力平衡和弯矩平衡方程,研究黏结型钢加固梁的中和轴位于原梁截面和型钢截面时对加固梁承载力的影响．结果表明:当中和轴不在混凝土梁截面内时,黏结型钢组合截面积会增加,加固梁中钢筋和混凝土的力学性能未能充分发挥,[JP2]加固后梁的承载力提高不显著．在此基础上,给出了加固梁中和轴最适宜的变化范围以及黏结型钢加固梁的截面选型和校核方法．利用Visual C++开发出适合于工程应用设计计算软件,该软件操作简单易操作,交互界面人性化,能显著提高加固设计的速度．

基于通用有限元计算分析软件并结合自定义材料子程序模型,对水平往复荷载及轴压力下的密肋复合墙体框格试件进行了梁式建模、壳式建模及梁壳式建模方式下的数值模拟．基于不同有限元建模方式,混凝土材料模型分别选用汪混凝土本构模型和经典混凝土弹塑性+断裂本构模型,而钢筋材料模型统一采用汪钢筋本构模型．通过计算结果与试验结果的对比分析,探讨了影响往复荷载下密肋复合墙体框格数值模拟的主要因素．

通过选用不同水灰比和不同水化时间的硬性浆液,利用自制的浆液变形试验装置,针对盾构壁后注浆施工中常用的硬性浆液变形特性进行研究,探讨了水泥水化作用对硬性浆液变形的影响规律．结果表明：压缩应力越高,浆液产生的压缩变形量越大;随着浆液水灰比增加,水泥水化作用明显减弱,浆液的压缩变形量也随之增大;随水泥水化时间的延长,浆液的变形量呈减小趋势．在满足壁后注浆施工便利性和成本控制的条件下,适当地降低硬性浆液的水灰比,有利于控制由盾尾空隙闭合产生的地层沉降．

为了控制大跨桥梁的颤振,提出了能同时控制桥梁竖向、横向、扭转振动的三向控制器;并将其沿全桥主跨连续布置,提出了相应连续型控制颤振理论．以某大跨斜拉桥梁为实际工程背景,将连续控制器沿主跨连续布置,用优化被动控制理论和ANSYS软件,建立了全桥的有限元模型,通过对未安装控制器和安装不同参数控制器的桥梁有限元对比分析可知,连续型控制器能显著提高颤振临界风速．

为了提高多级多层边坡临界滑动面搜索的效率,针对多级多层边坡的特点,提出了确定多级多层边坡临界滑动面的改进策略.采用滑出点和滑入点归一策略,将滑出点和滑入点的搜索范围映射到(0,1)区间;采用一系列点的顺序连接来模拟任意滑动面,利用不平衡推力传递系数法计算其安全系数;采用简单易实现的和声搜索算法来确定临界滑动面．对4个典型边坡进行了边坡稳定性分析,结果证明所提策略的搜索效率比常规策略高．

针对粒子滤波跟踪算法计算量较大,需要在跟踪准确性与计算效率之间做出妥协的问题, 分析了粒子滤波算法的并行性,提出了基于图像处理单元(GPU)平台的粒子滤波并行算法.将传统粒子滤波算法与GPU有效结合起来,充分利用GPU并行运算的性能,加快粒子滤波算法的计算速度.对所提出算法的计算性能与普通串行算法进行了对比,实验结果表明该算法在不降低跟踪准确性的同时,平均每帧处理时间显著减少．

提出了一种针对医学检验仪器领域的领域软构件开发方法．首先,对特定领域进行分析,建立领域特征模型和领域元模型;然后,根据领域元模型等领域分析结果识别领域软构件;最后,确定构件模型,并对领域构件进行制作和封装．基于这些构件实现了该领域应用系统的开发,结果表明:构件的易用性较好,复用率也较高,系统的开发效率得以提高．

提出了一种基于公理设计理论和用例驱动的软件体系结构设计的新方法．从系统的用户需求出发,利用基于统一建模语言(UML)的分析建模方法,将公理设计理论的功能域和物理域对应的功能需求和设计参数分别进行用例级、活动级、交互级和类级的4级Z字形分解与映射,完成从用例模型到软件体系结构的建模过程．每次分解得到设计矩阵,通过判断其特征来保证各级建模在功能上的独立性．实例分析验证了该方法在软件体系结构建模过程中的可行性和有效性．

针对现有方案中存在不能防止KGC(密钥产生中心)冒充合法用户身份的问题,提出一种基于mIBE的密钥托管和身份撤销方案．该方案通过由KGC和PRA(私钥撤销机构)共同为用户颁发的身份密钥来确认其身份．基于盲技术使得KGC和PRA之间的保密信息可在公共通道上传输,解决了现有方案需额外增加安全通道的负担．

针对一类具有不确定性的非线性系统,考虑参数摄动、未建模动态和外界干扰等各种不确定性的综合影响,提出了一种基于切换增益和sigmoid函数边界层厚度的参数自适应滑模控制策略,采用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统全局稳定性．该控制方法消除了传统滑模控制的输入抖振现象,而且跟踪精度高,无须确知不确定项的界．仿真算例验证了该方法的有效性．

针对磁通门磁力计轴间非正交、对应轴指向偏差、灵敏度不一致及零点漂移所引起的误差会降低总场梯度计的测量精度问题,建立了磁通门总场梯度计的测量误差模型,提出了一种基于函数链接型神经网络(FLANN)的总场梯度计误差校正方法,将2个磁场力计实际输出分别通过校正模型以构成理想的2个三轴磁力计，使输出与待测量一致.数值仿真及实验测试均证明了校正方法具有良好的收敛性，能显著地抑制总场梯度测量误差.

针对正交频分复用信号通过快速傅里叶变换变换得到的频谱不够精确且计算量较大的问题,提出一种基于Welch法的带宽盲估计方法.首先用Welch法求得功率谱,再进行小波分解、重构,得到平滑的功率谱；然后提取出最大移动协方差的2个值所在的位置进而估计带宽；最后多次循环求统计平均,得到信号的精确带宽.实验仿真结果表明:在多径且低信噪比为0 dB的条件下,该方法的正确估计率达99.1%，比传统方法的带宽估计精度更高,计算复杂度更低.

针对在动态多径信道条件下残余频偏波动较大、难以获得高估计精度及大估计范围的问题,提出一种应用于数字电视地面多媒体广播(DTMB)系统频偏估计的改进算法.根据DTMB标准中相位旋转的初始相位规律,尽可能使参与相关运算的2段伪噪声序列数据一样，从而使系统可较容易地选出多条径参与偏频的计算，达到频偏估计的多径合成效果．多径信道下的仿真结果证明：该算法提高了动态载波恢复模块的工作稳定性,延长了系统锁定时间,系统残余频偏绕中心±10 Hz以内波动,改善了系统频偏估计性能．

根据以静脉图像拓扑结构的本质特性,提出了一种新的手指静脉识别方法．首先对细修复后的手指静脉提取交叉点；然后计算这些交叉点之间的相对距离和交叉点连线产生的夹角；最后将这2种特征融合,进行手指静脉识别．该方法结合静脉自身特征,充分利用了拓扑结构的本质属性,无须定位,一定程度上克服了图像平移、旋转对识别结果的影响．实验结果表明:该方法能够快速准确地进行身份识别,具有实际应用价值．

为了提高复杂光照变化条件下所获取的彩色图像对的匹配效果,基于von Kries彩色变化模型,提出了一种新的彩色不变量的尺度不变特征变换(SIFT)算法．首先通过彩色空间变换获得复杂光照下的同一场景或目标的2幅或多幅图像的彩色不变量信息；然后利用SIFT算法提取彩色信息中的图像几何信息完成匹配；最后采用随机抽验一致性(RANSAC)算法消除误匹配点对,同时得到更加鲁棒和稳定的基础矩阵，以方便下一步的图像处理工作．通过理论分析和实验比较,该算法同传统的SIFT算法及其他彩色SIFT匹配算法相比,可以获得更多可靠的匹配数据以提高对图像的识别率．

针对图割法计算代价高并难以应用于纹理分割的问题,提出了一种基于滤波器阵列和小波域图割的纹理分割算法．首先对图像进行多层小波分解;然后在子带图像中使用构建的滤波器阵列提取图像的纹理特征,采用texton直方图作为纹理的统计模型,并采用直方图差计算像素点间的纹理相似度;最后根据子带图像计算虚拟尺度图的权值矩阵,构建关联范围递增的多尺度图结构,并根据规范割准则计算纹理的分割．分割结果表明：该算法在获得稳定和准确的纹理分割的同时能够将原始规范割指数时间复杂度压缩为线性时间复杂度,并能够计算大尺寸的图像分割．

针对自然纹理图像的特点,提出了一种改进的基于区域合并的纹理图像分割方法.首先选择符合人类视觉对颜色的感知区分能力的L*a*b*颜色特征;然后提取图像的Gabor能量作为纹理特征;接着由颜色相似度和纹理相似度的概率加权平均获得2个相邻区域的相似度;最后利用基于最大相似度的区域合并算法交互式地完成图像分割任务．实验结果表明: 该方法比仅使用红绿蓝(RGB)颜色特征的相似度测量获得了更加精确的分割效果,并且在相同的初始过分割以及人工交互条件下,优于Lazy Snapping．

为兼顾高速工作与多模分频应用,采用高速预分频电路与多模分频电路相结合的方式,提出了一种改进型的电流模型逻辑(CML)分频器．其中高速预分频电路由CML结构构成,多模分频电路利用相位切换结构和编程计数器共同实现.该分频器可在实现满摆幅输出的同时在更低的电源电压工作,从而消除了使用电平移位电路完成CML到互补金属氧化物半导体(CMOS)逻辑转换的需求．基于Chartered 0.18 μm RF CMOS工艺流片完成了测试，分频器工作频率可达2 GHz,工作电压为3.3 V时功耗约为8.8 mW．该高速多模分频器已成功应用于PLL型频率合成器．

通过衍射积分理论对整数阶以及分数阶涡旋光束的相位奇点的稳定性进行了研究.对于任意整数阶涡旋光束,推导了其在传输中电场的解析表达式;对于分数阶涡旋光束,不能给出传输中电场的解析解,仅能解析计算中心点电场在传输中的值.理论证明和模拟计算表明整数阶涡旋光束的相位奇点具有稳定性,传输后涡旋的暗核能够得以维持,光强仍然具有中心对称性分布;分数阶涡旋光束不具备稳定性,传输后几何中心电场不再为零,且观测平面上的光强分布也不再具有中心对称的特点.实验分析表明整数阶涡旋光束更适合于自由空间光通信系统.

为了探讨稻壳热解气化过程对稻壳灰物化结构及其活性的影响,研究了热解及灼烧对稻壳灰的表面结构以及微晶结构的影响．结果表明:直接灼烧时稻壳中的非晶SiO2在800 ℃左右开始转化为鳞石英而失去活性,稻壳经历高温热解后在600 ℃下灼烧制备稻壳灰可以保护SiO2的活性;灼烧温度对灰的孔隙特性有明显影响,灼烧温度高不利于稻壳灰的表面结构的改善;热解温度对稻壳灰孔隙特性影响较小,稻壳焦炭600 ℃下灼烧可制取比表面积大于60 m2／g的稻壳灰．

利用激光光热法,以铜-不锈钢为研究对象,在温度为70～290 K和加载压力0.23～0.68 MPa范围内进行了实验,并对测试数据进行了分析.实验结果表明:在一定加载压力下,随温度升高,接触界面热阻不断减小,而且在温度为70～100 K内的变化要较100～290 K剧烈;随着压力增大,接触热阻也有所减小,但变化不大.利用实验数据进行回归分析,建立接触热阻与温度和压力之间的回归模型,其相对误差小于10％,回归模型和回归系数具有较好的显著性.