提出新的实时车牌字符识别技术.该技术对分割后的字符图像进行灰度化,归一到固定像素大小,采用R-ELM算法进行训练.该技术的优点在于能够采用较小的样本集,快速达到理想的识别率.实验数据显示,与传统的BP算法相比,效率能够提高2～3个数量级.为了有效地挖掘GPU的运算能力,系统采用弹性队列与动态符合调整方法,将字符数据组合成数据包,保证在使用图形处理器(GPU)进行识别的过程中,运算效率最大化.实验显示,与CPU相比,能够得到近2个数量级的速度提升.通过对大量实际样本图像的测试,采用该方法获得了良好的识别及加速效果.
为了研究基坑开挖对周围管道、建筑、道路的影响,2个狭长形地铁车站深基坑不同位置处土体的侧向位移、土体沉降、管道沉降、建筑沉降等资料的监测数据在开挖过程中被记录.通过分析现场监测资料发现,地表沉降与监测点基坑围护结构距离的关系呈三折线模型,管道沉降与土体沉降有一定的相关性,燃气管道、给水管道和污水管道的沉降平均值占地表沉降平均值的比例分别为94.3%、58.7%、65.3%.管道沉降和地表沉降的变化趋势相似且均呈一定的空间效应,随着L/He的增大,土体沉降及管道沉降的平面应变比（PSR）呈先增大后变化缓慢的趋势,刚度较小的燃气管道的三维效应与土体沉降的三维效应变化相似.距离基坑15 m处桥台的最大沉降差发生在距离开挖边缘-5 ～5 m处,差异沉降为0.88×10-3,桥台最大沉降值发生在靠近基坑中心位置处,最大达24.32 mm.随着时间的增长,管道沉降和地表沉降均呈现先增大后保持稳定的趋势,底板完成时,管道沉降和地表沉降占最终沉降的比例分别为85%和80%.
结合杭州地铁二号线实测沉降,采用“vi速度法”及“拟合直线法”分析不排水瞬时沉降与排水固结沉降的时间界限.分析发现,在地表无隆起的情况下,可以将地表变形分成3个阶段,其中瞬时沉降及固结沉降可以分别拟合为斜率不同的直线,前者斜率大于后者.在盾构脱开管片8.5～9 d后,地层进入排水固结阶段. 在同步注浆导致地表隆起的情况下,地层受到二次扰动,可以将地表变形分为5个阶段,在盾尾脱开管片10.5～12 d后,地层进入排水固结阶段．
为了探索机械系统原理分解对称的作用机理及其在产品创新设计中的应用规律,建立由原理时空对称和原理效用对称组成的机械原理对称体系.原理效用对称描述多个原理方案实现相同目的功能的等效性,可分为原理分解对称、组合对称和置换对称3种类型,其中原理分解对称可进一步分为异种原理分解对称和同种原理分解对称.基于原理分解对称的作用机理和效用,提出原理分解对称的17个设计准则和2个设计原理.建立“产品性能需求—原理解缺点—原理分解对称设计准则/原理”关联模型,提出应用原理分解对称知识实现产品原理创新的进程.给出一个实例,说明作者如何运用提出的方法,借助于原理分解对称的设计准则而发明一种能抵消附加磁扭矩的电锤钻的创新过程,并验证相关应用知识的有效性.
为了解决合同能源管理中方案设计复杂、风险评估困难、评价指标单一、信息化程度低和相关知识积累少等问题，分析合同能源管理的研究现状和业务需求，构建面向项目和产品全生命周期的合同能源管理支持系统的总体框架，从基础应用平台、合同能源管理业务和企业业务三个层次构建支持系统.提出节能方案产生、风险评估、综合评价、实时监测和知识管理等实现合同能源管理支持系统的关键技术.通过合同能源管理支持系统的企业应用，论证了该支持系统的有效性，结果表明该系统能够有效地生成节能方案.
针对现有“实用近似”法测试带有复杂出口管道液压泵的流量脉动精度低的问题,提出一种改进的柱塞泵流量脉动“实用近似”测试法.基于柱塞泵、参考管道和加载阀三维流场,建立“实用近似”法测试系统的有限元模型,该模型对参考管道压力信号仿真精度大于90%；采用该有限元模型和动边界理论获得柱塞泵复杂出口管道特征参数,提高“实用近似”法对泵源阻抗估算精度.对比改进的“实用近似”法和ISO“二次源”法测试的泵源流量脉动，结果表明,脉动幅值和最小流量值基本相同,因此,改进的“实用近似”法适于测试带有复杂出口管道的柱塞泵流量脉动.
针对风电机组变桨距控制的特点,提出一种基于电液行星锥齿马达的变桨距控制方式,采用液压马达驱动与锥齿直接减速方式变桨距控制.设计电液行星锥齿马达变桨距机构及其电液控制系统,提出基于电动机-变量泵-比例阀的协同变桨距控制方案,构建系统等效控制模型.同时,针对变桨距的大惯性、非线性、强干扰等特征,设计新型的桨距角控制器和变桨距控制器,构建系统仿真模型,进行对比仿真研究.结果表明该变桨距控制方式的可行性和有效性.
为了满足气动系统中高精度伺服控制对低摩擦气缸的需求，提出一种利用静压气体轴承作为活塞的新型无摩擦气缸. 针对轴承耗气量及径向承载能力难以准确建模的问题，构建一种基于有限元数值求解方法的轴承气膜压力计算方法. 利用该方法，分析轴承的结构参数及时变的环境参数对轴承气浮特性的影响.结果表明,在节流孔末端引入均压腔能够显著增加了轴承的径向承载能力,消除气膜中节流孔附近的压力尖峰,使轴承稳定性增强；供气压力、径向载荷和偏心率等时变参数对气浮特性的综合影响增加了简化活塞泄漏模型的困难. 为了后续对气缸进行控制,根据气浮特性仿真结果,提出一种基于特定径向负载假设下的泄漏量模型简化方法.
针对已有的研究以小尺度的试块实验而未能反映实际混凝土结构在荷载与氯盐耦合作用效应，自行设计大尺度钢筋混凝土梁的持续荷载施加装置，采用“电渗-恒电流-干湿循环”的方法对钢筋混凝土梁进行持续荷载作用下的加速锈蚀实验，并对试验后的混凝土梁的力学性能进行研究；同时，采用RCT方法研究试验梁混凝土保护层厚度范围内的氯离子分布规律，采用半电池电位法及称重法相结合来评价试验梁内纵向受拉钢筋锈蚀程度.结果表明:氯盐与持续荷载耦合作用下，随着持续荷载水平的提高，保护层厚度范围内的氯离子质量分数会增大，会在钢筋附近出现聚集现象；同时，也使纵向钢筋的锈蚀率增大，钢筋截面的锈蚀不均匀程度明显；导致混凝土梁的极限荷载减小，延性降低，截面曲率延性增高.
为了明确轨道结构动力响应计算中Newmark方法时间积分步长的确定依据,采用双层离散点支承轨道结构模型解析求解不同移动速度点荷载作用下的轨枕动反力频谱,进而采用模态叠加法和Newmark方法求解不同时间积分步长下上述双层轨道结构的位移和加速度响应,并与高精度的四阶Runge-Kutta方法计算结果对比.结果表明，不同荷载移动速度下的时间积分步长均应满足Nyquist采样定理,且采样定理中的频带宽度应至少包括由离散支承参数激励引起的轨枕动反力频谱的前二阶谷值.作为算例,根据上述采样定理确定的时间积分步长,采用Newmark方法计算了移动列车轴荷载作用下三层离散点支承轨道的枕木及道砟加速度响应.
针对降雨诱发滑坡的作用机理,提出一种边坡充气截排水方法.考虑气压作用,进行一维土柱积水入渗试验,分别开展自然入渗和充气入渗2个过程的模拟,观测湿润锋面的推进过程,进行土柱不同深度容积含水量的实时监测.在考虑气压对容积含水量和湿润锋推进影响的基础上,建立充气阻渗效果的评价方法.试验结果表明：向土体中充气能够显著减缓湿润锋面的推进速度；在充气条件下,气压可以使土体维持一定的容积含水量梯度；对于试验模型,充气气压为10 kPa条件下,入渗20 min时,土壤入渗率约为自然入渗的1/2.
采用解析方法研究饱和土中球形沼气池的频域响应.将土体视为流固两相介质,饱和土体的动力学行为采用Biot理论模拟,建立具有球形沼气池饱和土体的动力方程.通过引入势函数,得到饱和土体的位移、应力和孔隙水压力等的解析表达式.将模具结构视为均匀弹性介质,根据弹性理论,推导模具结构的位移和应力解.根据土体和模具结构接触面以及模具结构内边界的连续性条件,确定待定系数的具体表达式.与单相土中球形沼气池动力响应的结果、有无模具结构的结果、有限元方法、边界单元法进行对比分析.考察饱和土和模具结构各参数对位移和孔压幅值的影响,结果表明：流体压缩性系数对响应幅值的影响与接触面的孔隙水渗透性有关；边界透水情形下流固耦合系数对系统动力响应的影响远大于不透水情形下的系统动力响应.
为了研究我国混凝土结构道路护栏的设计计算方法,通过研究冲击荷载对混凝土结构护栏的动力作用过程,建立车辆撞击护栏的冲撞模型,获得撞击过程的碰撞力及其分布长度.应用运动学原理导出碰撞力的分布形式为1/4余弦曲线式.基于能量原理,通过建立车辆撞击混凝土护栏板的塑性变形屈服线,确定碰撞作用下混凝土结构道路护栏的抗冲击能力的计算方法.该方法与依据现行美国规范设计方法和我国有关规范方法所得的计算结果对比表明,在同一工况下新方法配筋明显小于另外2方法,计算过程更符合实际碰撞情况,可以为我国制定有关道路护栏设计规范提供技术参考.
为了在高拱坝动力时程分析中采用合适的地震动强度指标选择和调整地震记录,将12种地震动强度指标进行分类,并对其中3种提出改进.以某300 m级高拱坝为例,通过一系列非线性动力时程分析研究这15种地震动强度指标与高拱坝响应的相关性.结果表明,融合结构特征得到的地震动强度指标的相关性明显好于直接由地震动本身得到的指标；考虑一定周期范围的指标的相关性更优于只考虑结构基本周期的指标.改进后的3个强度指标能够更好地反映与结构响应的相关性和地震动表征的准确性,为高拱坝抗震设计中地震动的重构提供理论依据.
为了研究典型登陆路径台风影响下整个浙江沿海岸段的台风暴潮特性,基于ECOMSED模型,模拟分析不同登陆点的6次台风影响下浙江沿海风暴潮位过程.结果表明,经多个验潮站实测资料验证模拟潮位值与实测潮位值符合良好,高潮位模拟的平均绝对误差为23 cm；登陆点右侧且靠近登陆点的岸段,增水形态以标准型为主,距离登陆点右侧较远以及其左侧的岸段,增水形态多呈波动型；在同一台风影响下,河口测站的最大增水值较岛屿站点的大；登陆路径右侧岸段的最大增水值是左侧的3倍且出现在最大风速半径附近；岛屿的迎风面最大增水值是背风面的3倍.
为了降低数据cache缺失而引起的延迟，提出一种针对媒体数字信号处理器MediaDSP64的一级数据cache优化策略，即基于流信息表的可变步长的最小差值预取，同时给出详细数据分析预取深度、流信息表项数和历史表长度对预取效果的影响，得出最优化的预取参数配置.仿真结果表明，该预取算法在最佳参数配置下针对评测程序H.264、DSP kernel和EEMBC消费类测试集性能分别提高了6%、32%和39%，处理器的平均访存时间分别减少了32%、56%和65%.
针对城市平坦路面准确实时定位的问题,提出将光流跟踪法与特征点匹配进行卡尔曼融合的单目视觉里程计方法.基于平面假设,利用光流跟踪法进行帧间小位移定位,同时利用传统的加速鲁棒特征点（SURF）进行帧间大位移匹配来矫正光流法结果.通过卡尔曼滤波更新机器人的位置和姿态.结果表明,融合算法克服了光流法定位精度差和特征点匹配法处理速度慢的缺点,突出了光流法实时性和特征点匹配定位准确性的优点,该方法能够提供较准确的实时定位输出,并对光照变化和路面纹理较少的情况有一定的鲁棒性.
针对很多场合下GPS信号会受到遮挡而无法使用,导致机器人定位精度下降很快的问题,提出一种基于单目视觉自然路标辅助的机器人绝对定位方法.在导航环境中的若干位置预先建立视觉路标库.机器人在利用惯导（INS）定位过程中,同时对采集到的单目图像和库中的视觉路标进行匹配.建立基于全局特征信息（GIST）和快速鲁棒算子（SURF）局部特征相结合的在线图像快速匹配框架,同时结合基于单目视觉的运动估计算法修正车体航向.最后利用卡尔曼滤波将视觉路标匹配获得的定位信息和INS有效地融合起来.结果表明，该方法有效地提高在GPS受限情况下惯性导航定位的精度和鲁棒性.
为了解决汽车周围360°场景重建问题，提出一种适用于车载嵌入式平台的鸟瞰全景图拼接算法，可作为智能汽车环境感知的有效手段.将4个鱼眼摄像头安装于汽车车身，可获得近距离道路环境的图像；采用一种鱼眼图像投影到地面的方法，克服传统方法中存在盲区的问题，同时大大提高计算速度；提出一种基于时域和空域信息的图像融合方法，可以解决摄像机位置差异给拼接造成的困难；为了解决摄像机快速标定问题，采用一种交互式姿态调整方法，运算过程简单，对摄像机安装角度没有精确要求.结果表明，该算法能够实时生成高质量的全景图.
针对水体中常见重金属汞的检测问题,提出基于两电极体系的检测新方法.设计以金电极为工作电极、不锈钢为辅助电极的集成电极,用该电极对汞进行溶出伏安法测定.讨论活化电极、支持电解质、富集电压和富集时间对汞离子测定的影响.在优化的实验条件下,分别对1~10 μg/L和10~90 μg/L 2个不同浓度范围的Hg2+进行测定,溶出峰电流与Hg2+浓度呈良好的线性关系,相关系数分别为0.994 1和0.999 2；当富集时间为600 s时,Hg2+的检出限可以达到0.5 μg/L.利用该方法测定自来水中汞的含量,检测结果与原子吸收法一致,平均回收率为98%.结果表明,基于两电极体系,可以可靠、准确检测出水中汞,且电极灵敏度高、价格低廉,具有推广应用前景.
针对非均匀介质成像仿真速度较慢的问题,提出一种获取近似退化图像的快速仿真模型.按视场将图像分为若干子块,计算得到各子块中心位置的点扩散函数矩阵,建立与像素大小对应的成像退化矩阵.近似认为各子块内成像满足等晕条件,分块卷积快速得到各子块退化图像,并采用少量重叠的方法实现整个视场的无缝拼接,加入畸变信息得到最终的退化图像.建立仿真成像系统,做了多组对比实验,并对光追法得到的精确退化图像和该模型得到的近似退化图像进行相似度的比较.结果表明,在一定相似度的要求下,对于512×512像素的图像实现毫秒级的处理速度.
针对图像清晰度评价在图像、视频领域应用的重要性,提出一种新的无参考图像清晰度评价指标.算法从图像模糊会造成边缘扩散的原理出发,通过自适应阈值的梯度算子求取含强边缘信息的图像,在得到各强边缘宽度的基础上建立强边缘宽度直方图,以此提出基于直方图信息的距离因子,通过将该因子引入到加权平均求取强边缘平均宽度的模型中,得到清晰度评价指标.实验结果表明,相比于主流的基于边缘宽度的清晰度评价方法,该方法更能够满足与图像内容无关性的要求,该方法的结果更接近于人眼主观评价.
基于随机平均法研究考虑刚度非线性时DSA X型受电弓弓头悬挂子系统的随机动力学特性.建立弓头悬挂子系统的非线性动力学模型,基于受电弓的结构参数计算获得非线性刚度.弓网间接触压力简化为对弓头悬挂系统的周期和随机组合外激励,建立描述弓头悬挂动态行为的非线性随机微分方程.基于随机平均法得到弓头悬挂子系统的稳态响应统计量,研究非线性强度对稳态响应的影响规律.结果表明,弓头滑板的稳态响应出现随机跳跃,随着非线性强度的变化随机跳跃会产生或消失,即发生分岔.
针对Taconis振荡对低温液体测量造成严重干扰并且极大增强低温储液的漏热问题,基于计算流体动力学（CFD）模拟方法,对氦气为介质的单端开口细长管内发生的Taconis振荡进行研究,低温端和常温端的温度分别为8和300 K.通过数值模拟,获得包括热流密度、声流分布等在内的热声参数和完整的Taconis热声起振过程,通过对管壁和气体介质之间的热量传递过程和时均热流密度以及管内声功分布进行分析,定量揭示Taconis振荡的发生机理.模拟结果表明,在线性热声理论中可以忽略的径向速度在Taconis振荡中不能被忽略,根据模拟结果将Taconis管边界层划分为发声区和耗散区2个区域,其中发声区为热声转换区域,耗散区以泵热损失和黏性耗散为主.
为了降低活塞二阶运动并寻求优化措施,综合考虑裙部润滑摩擦状况、活塞体径向刚度、活塞体及缸套热态型面影响,建立某汽油机活塞组件动力学模型,采用数值仿真方法进行分析研究.从换向平稳性、运动平稳性、活塞敲击能和摩擦损耗4个方面对活塞二阶运动计算结果进行评价.分析在多种工况下（1 200、4 200、6 000 r/min）活塞裙部型线、配缸间隙和活塞销偏置对活塞二阶运动的影响,以敲击能和摩擦损耗为主要评价标准,提出相应的优化思路.结果表明：优化后的裙部型线使活塞的径向位移和角位移有一定幅度减小,径向位移最大值在3种工况下分别降低了22.2%、19.8%、21.2%,角位移最大值降低了12.9%、13.3%、23.6%；活塞对缸套的动态敲击力在优化后也有明显降低,为活塞整体优化提供可靠依据.
为了研究缸盖罩透射噪声及结构辐射噪声之间的关系，对某典型四缸汽油机的塑料缸盖罩在最大功率工况下（6 000 r/m）靠近螺栓处的表面振动速度进行测量，利用多体动力学计算整机振动得到该处振动速度结果并与试验进行对比，证明计算结果与试验基本吻合，通过该仿真结果计算出缸盖罩声压级.利用覆盖法对能对顶面声压带来影响的部件进行屏蔽，只保留缸盖罩不屏蔽，对缸盖罩在相同工况下进行声压级的测量.将计算所得声压级（结构辐射噪声）与测试所得声压级（总辐射噪声）结果进行对比分析.结果表明，透射噪声主要分布于频率1 500~3 000 Hz，结构辐射噪声主要分布于500~1 500 Hz利用有限元法及边界元法计算缸盖罩隔声量对该结论进行验证，得到缸盖罩隔声量在1 500~3 000 Hz处迅速下降，与分析结果吻合.
针对系统级二进制翻译器在虚拟/物理地址转换中出现的性能瓶颈问题,提出一种基于指令、数据和堆栈等访问区域特征的快速地址转换方法.该方法在翻译态时识别不同区域的内存访问指令,并根据区域特征采取不同的优化算法,对于指令区域和数据区域采用编译时地址转换算法,对于堆栈区域采用连续页面映射算法.在开源高速指令模拟器QEMU上运行嵌入式CPU测试基准程序PowerStone.结果表明,运行态地址转换过程减少了1%~65%,运行态执行周期数减少了11%~38%.
针对传统基于像素的显著性模型存在的边缘模糊、不适于低对比度环境等问题，提出一种基于双目视觉信息的显著性区域检测方法. 采用简单线性迭代聚类（SLIC）方法对图像进行超像素分割，将生成的超像素区域进行合并.通过计算各区域在左右视图的相对移动距离获取物体深度信息，以区域为单位分别计算颜色对比度及深度对比度，进行合成得到区域的显著性值.结果表明，生成的显著性图轮廓清晰，边缘锐利，同等条件下近处及深度变化显著的区域能够获得更高的显著性.该方法符合人类视觉感知特征，适用于移动机器人障碍物检测及场景识别.
为了快速计算空间有障碍物的三维欧式距离场,提出一种基于图形处理单元（GPU）的三维空间有障碍物的并行欧式距离场计算算法.该算法包含2步：1) 采用扩展的三维欧氏距离变换算法计算待求物体形状顶点的三维Voronoi图,并用GPU并行计算加速；2) 通过多次迭代快速优化计算有障碍物的欧式距离场.算法在放疗靶区的规划中可用于计算不同级别靶区（GTV）在有障碍物情况下到临床放疗靶区（CTV）的外扩.结果表明,该算法比现有方法一般采用暴力求解的方法性能上有较大提升,同时保持稳定的精度.
针对水下三维声纳成像技术因计算负载过大而无法满足实时性需求的问题,提出一种频域分布式并行子阵波束形成算法. 基于大规模二维方形平面换能器阵列,将全面阵分解成两级分布式子阵.所有一级子阵采用并行计算架构,同时进行并行波束形成；一级子阵和二级子阵之间采用流水线分布式计算架构,在二级子阵中计算得出波束强度值.基于Matlab软件对该算法进行仿真测试,并与传统波束形成算法相对比.综合考虑主瓣宽度、旁瓣峰值、内存需求量和计算需求量4个参数,给出最合理的子阵分解方法.结果表明：该算法可以实现水下三维声纳成像,并且符合工程实践的实时性需求.
