提出了一种基于图像多特征融合的方法来实现水体障碍物的检测方法.对于图像中水面的无倒影区，可以通过基于亮度和纹理特征的图像分割获得；而对于水面的倒影区，提出了基于立体视觉的方法来得到倒影区的距离和高度，并据此提取出相应的倒影区域，将所有特征进行融合获得了较完整且准确的水面区域.实验证明，该方法对野外复杂环境下的水体障碍物检测，特别是对包含有倒影的水体区域的检测有良好的效果；同时，算法简单实用，易于实时应用.
为减少信息非对称以及宽带组播业务下的资源消耗，提出以纳什（Nash）均衡下的沙普利值核仁共享为基础，初步构建移动多媒体宽带业务分布、独立组播竞争的接入设想.重点分析在恒定和二阶段、三阶段分级门限下满足泊松分布的组播群组无限潜在竞争接入性能.特别是业务承载成本、接入门限和用户随机到达分布等参数对多阶段分级门限的影响.最后分析了基于长期目标优化下，组播群组的竞争波动和参数关联匹配.基于长期目标的三阶段分级门限下组播群组的短期效用期望，虽然略劣于恒定接入门限时，但从长期来看，三阶段分级门限下的组播群组更具有优势.
研究了多信道多接口无线二维随机Mesh网络容量的联合优化问题.在用户流量比例公平的条件下，分析了路由、动态信道分配和调度算法的约束模型，把网络容量的联合优化建模为线性规划（LP）问题.基于该模型提出了容量的上、下界低复杂度计算方法，仿真计算了25个结点的二维随机网络在不同信道数、接口数和网关数约束下容量的上下界，所得下界至少为上界的85%.同时根据容量计算的结果分析了网络容量随上述诸因素变化的规律，表明一个接口可以有效利用多个信道，网关带来的容量边际效应越来越小.
根据无线传感器网络中每个节点到汇聚节点的角度不同，提出一种新的角度路由协议.通过仿真和理论推导，给出了当源节点与目的节点距离固定时以平均路径跳数为指标的协议多跳性能，表明协议能以一半活动邻节点获得和地理位置路由协议相同的路由成功率.在采用载波侦听的介质访问控制（MAC）协议下，理论推导出单跳内传输单个数据包所需的能量消耗和总时间，进而分析了数据包传输时延性能，仿真表明，本协议相对于地理位置路由协议能减少能量和时延，且受优先区域个数的影响小，能有效延长网络的使用寿命.
提出了一种新的算法，在传统的相位相关(POC)算法上，利用傅里叶梅林变换（FMT）算法旋转不变性，改进了原有算法不能抵抗旋转变换的缺陷；利用椭圆对频谱幅值进行加权，可以有效地去除图像高频部分带来的噪声，改变峰值；利用相关函数峰值对比度及相关位置关系界定的匹配模式可以得到最后的匹配结果.实验表明，该方法和其他现有的方法相比较，可以更好地提高峰值之间的区分度，使匹配的结果更加准确，尤其是对质量较差的指纹图像识别.
为了提高环形行波振荡器(RTWO)的设计效率，提出一种高效的全局优化方法.系统地分析了电路模型，通过曲线拟合将传输线分布参数和电路性能参数表示成正多项式函数形式，优化问题被归结为一个几何规划(GP)问题，可采用凸优化解法进行高效的全局求解.低功耗优化实验结果表明，与初始设计相比，对于振荡频率为12 GHz的设计，基于几何规划的优化方法最大可降低83.12%的功耗；与已有的低功耗优化方法相比，该方法效率更高，得到的电路功耗更低，振荡信号波形质量更好.
在将合作分集技术引入超宽带(UWB)系统的基础上，对译码前向 (DF)合作的多带正交频分复用(MB-OFDM)超宽带系统进行信噪比(SNR)分析和符号错误概率(SER)性能分析，得到了该系统的平均信噪比和符号错误概率的闭式表达式.针对多带和合作的特点，对系统的资源优化分配做了讨论，提出一种次优算法，该算法主要分两步，先得到每个用户对的最优功率分配及子频带分配，再在每个用户对内进行源和中继的功率优化.仿真结果表明，该算法比固定分配算法能有效地降低发送功率.
为了降低微机械陀螺系统的噪声和提高系统分辨率，依据电磁驱动电容检测式微机械陀螺的运动方程和接口电路的传递函数在Simulink仿真平台上建立了系统级仿真模型.模型中加入了传感器的机械热噪声、电路的电热噪声以及传感器内部的耦合效应等.模型不仅能够实现陀螺系统的功能性仿真，还能对各部分噪声源对系统性能的影响进行量化，获得不同耦合情况下的系统主要噪声源.系统噪声仿真结果表明，当陀螺器件内部耦合效应较小时，电容电压（CV）变换电路单元为主要噪声源；当陀螺器件内部耦合效应较大时， 陀螺自激端输出信号的带通滤波放大电路单元为主要噪声源，并通过实验测试使仿真结果得到了验证.
研究了混合自动重传(HARQ)发送模式中子包最大重传次数、单次传输功率、子包长度、调制比特数、编码速率等参数与系统频谱效率之间的关系.基于IEEE 802.16e协议,以提高无线传输频谱效率为优化目标,提出HARQ系统接收端带信道参数的反馈模式,给出该模式区别于定参数传输模式功率分配和误包率的约束条件.在加性白色高斯噪声信道下建立模型,分析各参数对总体频谱效率的影响以及各参数相应的优化方法,提出一种次优可实现的迭代算法来自适应控制参数.仿真结果表明,该次优算法可以获得比固定参数的传统算法高的系统性能,使系统频谱效率随信道状况的变好而动态上升.在接收端准确测知信道状况的情况下,以低的算法复杂度取得高的系统传输频谱效率.
为使隔离器、环行器及其他非互易器件广泛地应用于波导集成光子回路,基于磁光材料的非互易特性,提出了一种偏振无关的磁光波导的简单设计方法.在磁光波导芯区的侧面引入特定高折射率区,造成了场强分布的不对称性,从而达到了非互易波导偏振无关的目的.微扰法和有限差分法相结合的分析表明,当方形单模波导宽度大于0.7μm时,TE和TM模非互易相移的相对误差低于1％.该波导结构具有制作简单、工艺容易实现的优点,适用于偏振无关的非互易磁光波导器件.
为了消除采样钟偏移误差对多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统接收机性能的影响,针对IEEE 802.11n无线局域网系统,在分析MIMO-OFDM系统采样钟偏移信号模型基础上,提出一种基于数据辅助的采样钟偏移估计算法.该算法是利用IEEE 802.11n帧前导结构中的长训练序列完成的,对两个相邻的完全重复的长训练符号作相关运算,快速估算出采样钟偏移值,实现采样钟同步.仿真结果表明,在加性高斯白噪声（AWGN）信道和多径衰落信道下均得到良好的均方误差(MSE)性能；利用该算法得到的估计值校正采样钟偏移后能大幅度降低系统接收机误码率(BER).
针对纺织印染图像存在主要套色数少,且受纺织“纹理噪声”干扰这两个特点,提出了一种基于上下文模型的多尺度最大后验概率分割方法.在提取印染图像的基本套色以及能代表纺织纹理特征样本图像的条件下,从底层进行粗粒度分割,随着尺度的增加,应用上下文模型对上一尺度下的分割结果进行修正,直至最精细尺度.在计算机模拟实验中,用基于上下文模型的多尺度方法对一些彩色纺织印染图像进行分割,并与mean-shift算法、基于四叉树结构的多尺度块分割算法进行比较,实验结果表明,该算法针对彩色纺织印染图像能达到较好的分割效果,并且分割后图像具有光滑边缘.
研究了认知正交频分复用(OFDM)系统的容量极限及最优功率分配策略.基于干扰温度模型,建立了在主用户接收端干扰温度受限下最大化认知用户传输速率的数学优化问题；利用拉格朗日乘数法,得到了该数学问题的最优解.最优算法需要同时知道干扰链路和认知链路的信道边信息(CSI),具有较高的复杂度.因此提出了3种次优功率分配算法,分别为功率平均法、功率控制法和功率分配法.通过仿真实验,比较了各种分配算法下认知用户的信道容量.结果表明,利用所有信道边信息的最优功率分配算法能取得最好的性能.
针对分布式无线传感器网络能量消耗和数据通信实时性问题,利用无线传感器网络的特点,提出了新型的蚁群路由算法,即基于Energy*Delay模型的蚁群算法（E&D ANTS）.算法中人工蚂蚁通过在线延迟的方式进行数据交换,并收集邻居节点状态和网络路由信息,以此建立起最佳路由表,使得在每次传输固定大小的数据和消耗相同能量的情况下数据包传输时延最小.由于在无线通信系统中,能量消耗和传输时延是两个相互对立特征量,在此运用加强学习(RL)的方法来训练该模型.通过仿真试验与传统的LEACH和PEGASIS路由算法比较,结果表明,该算法的有效性比LEACH算法提高12倍,也优于PEGASIS算法3倍左右.
为了能进行实时有效的计算机桌面图像传输,提出了一种基于块分类的计算机桌面图像混合压缩算法.该算法根据桌面图像中文本、图形和图像各部分在色彩和纹理上的不同特性,将块分为文本/图形块、混合块和图像块3类.其中,文本/图形块采用调色板编码、Hextile编码和LZW编码相结合的压缩方式,图像块采用JPEG有损压缩,混合块则采用了两者的混合算法.实验结果表明,该算法能够准确地分割出文本/图形类和图像类信息,与其他混合编码方法相比,重建图像的峰值信噪比（PSNR）改善了1~4 dB.同时,该算法压缩率较高,运算速度较快,满足实时传输的需求.
针对因信道错误引起的数据丢失而造成的整帧图像丢失的情况,提出了基于运动矢量估计的错误掩盖算法.假设图像局部区域的运动为线性运动,估计丢失块的运动矢量.利用该运动矢量指向的参考块的运动情况来验证估计运动矢量的可靠性.如果可靠,则使用该矢量重建丢失块；否则,采用边界匹配的方法重建丢失块.当参考帧中存在帧内宏块时,利用相邻宏块的运动信息估计其运动矢量.最后通过滤波来减轻重建数据块边界的块效应.实验表明,和已有算法比较,本文算法可以明显提高恢复图像的主观和客观质量.
为提高无人机（UAV）自主着陆的能力,提出了一种新方法,仅依靠视觉传感器数据,基于空时处理估计UAV的俯仰角和高度参数.构建双目立体视觉导航系统采集视频数据.利用Hough变换和RANSAC方法从单目图像序列中计算灭点；再利用灭点几何模型计算无人机着陆的俯仰角.基于双目图像序列,提取Harris角点进行特征点匹配,获取无人机的深度信息.联合无人机的俯仰角与深度信息,基于三维重建方法获得无人机的高度参数.根据UAV的运动规律,采用自适应卡尔曼滤波进一步提高UAV高度估计的精度.模拟实验结果表明,所提出的方法可以有效地估计UAV着陆的俯仰角和相对跑道的高度参数,而且算法具有较快的收敛速度.
设计了一个在低码率下,可自动抗噪声的、能有效增强目标区域画质的视频会议系统,系统与H.264标准兼容.采用一种基于彩色肤色模型的方法对初始的人脸进行检测,以获取初始人脸矩形目标区域和背景区域.通过Camshift算法对人脸区域进行跟踪,利用一种简单有效的码率控制算法,对不同的区域根据不同的权重分配比特数,从而提高目标区域画质.通过获取相应的量化参数,送入编码器进行编码.同时,系统在初始视频信号输入时,自动对输入视频信号进行噪声检测.在噪声存在的条件下,通过一种新的时空去噪滤波算法,对不同的区域采用不同的去噪算法,提高目标区域的画质.实验测试表明,该系统能够很好地跟踪人脸区域,有效地增强目标区域的画质.同时,该系统能够有效地减弱噪声干扰,保证视频质量.
提出一种基于经验模式分解（EMD）的语言端点识别方法.该方法对带噪语音信号进行EMD分解得到一组固有模态函数（IMF）,采用短时过零率估计其平均瞬时频率.根据语言信号特定阶IMF平均瞬时频率的特征,将平均瞬时频率低且变化缓慢的语言帧作为周期性强的浊音段,而平均瞬时频率高的语言帧判别为清音段,组合处理后的结果最终得到语音段数据.数值仿真和实验结果表明,该方法在语音信号受噪声污染比较严重的情况下能够有效识别语音端点.
针对采用运动估计/补偿（MC/ME）技术的具有多种宏块划分模式的视频编码标准,提出一种基于运动复杂度的码率控制（MBRC）算法.该算法在宏块级把运动估计、模式选择后得到的运动矢量信息(MV)、纹理信息以及宏块编码模式信息作为运动复杂度,并利用它确定宏块的类型,再根据宏块类型调整每个宏块的量化参数,使得人类视觉系统（HVS）更为敏感的运动区域分配到更多的目标比特；利用每帧图像编码后的反馈信息进行帧级码率控制,在信道码率受限的情况下,获得了较好的视觉效果.MBRC不需要额外计算运动矢量信息、纹理信息和宏块编码模式信息,提高了编码器的时间效率.
针对复数字通信信号盲源分离中存在相位模糊的问题,提出了一种新的快速盲分离算法,该算法将只适用于实信号的FastICA盲分离算法推广到复数字通信信号中,同时还可以消除同相和正交分量相互独立的复信号的相位模糊性.该算法不用考虑步长的选择问题,不仅收敛速度快,而且具有与实FastICA算法一样的稳定性.仿真结果表明,该算法既可以分离不同载频的数字通信信号,也可以分离同载频的数字通信信号；既可以分离不同调制方式的数字通信信号,也可以分离相同调制方式的数字通信信号.
基于传统的量化系数水印算法,提出新的量化对象及量化策略,实现多目的双重音频水印嵌入.算法通过对小波变换(DWT)域同级奇偶系数之和的差作水印嵌入区域量化,使水印嵌入噪声分散到小波域偶系数,在相似检测难度基础上大幅度提高水印嵌入后的信噪比(SNR),且更能抵抗对于个别系数的攻击,提高了水印鲁棒性.提出了新的量化值分布策略用于嵌入脆弱水印,加大脆弱水印对于量化对象偏移的敏感性,以及实现版权保护和内容认证的多目的水印嵌入,并提出双重水印联合检测曲线对双重水印进行检测和性能评估.实验表明,该算法的鲁棒水印能有效抵抗各种常见攻击,而脆弱水印对各种攻击具有足够高的敏感度,双重水印嵌入透明性高.
针对快衰落多径环境中,频域均衡技术会受到多普勒频偏的影响而产生频域子载波间干扰,造成系统的误码率平台这一问题,从时域和频率联合分析了干扰的产生原因,并基于这一分析提出了一种新的适合于频域均衡系统的信道估计方案.方案通过适当的独特字选择、内插滤波方法和噪声抑制技术以简便的方法获得准确的信道参数估计.理论分析和仿真结果表明,这种新方案系统开销较小,且性能良好,显著提高了多径时变无线信道中的宽带数据传输性能.
为得到合适的早龄期混凝土软化曲线,更好地研究混凝土早期性能,以早龄期混凝土基本力学性能试验及断裂性能试验为基础,借助有限元软件ABAQUS对早龄期混凝土I型开裂进行了数值模拟. 通过对混凝土3点弯曲梁断裂过程数值模拟结果与试验结果的分析,总结了双线性软化曲线模型与非线性软化曲线模型的优缺点,并在此基础上提出一种新的软化曲线模型——混合型软化曲线模型. 数值计算结果与试验结果表明,混合型软化曲线模型可以准确地描述混凝土的开裂软化行为,分析混凝土的断裂性能.
通过一个假想混凝土拱坝的模型试验对混凝土拱坝裂缝损伤检测的振动法进行了研究.试验模拟了一半坝厚深度、3/4坝厚深度和贯穿全部坝厚3种深度的裂缝损伤,通过振动模态测试研究了裂缝损伤对拱坝固有频率的影响,当拱坝出现一半坝厚深度裂缝时,其固有频率就出现了明显的下降,频率下降的规律与数值模拟结果基本一致；基于实测频率数据,采用统计神经网络(SNN)可以检测出一半坝厚深度和3/4坝厚深度裂缝损伤的存在；针对两种损伤指标,利用实测模态振型数据指示裂缝损伤位置的效果进行了比较,结果表明,基于模态应变能变化的损伤指标能够指示出未贯穿混凝土拱坝坝厚裂缝损伤的位置.
基于损伤、概率、模糊隶属度在\[0，1\] 区间内度量的协调一致性，得出了发展模糊随机损伤力学的观念.提出了模糊随机损伤的基本概念模型、推导了基于损伤的模糊随机变分列式.在分析损伤变量广义不确定性实质的基础上，构造并解释了3类损伤变量的模糊性态，提出了模糊损伤的降半分布、“秋千”分布和组合“秋千”分布，它们可以分别探讨不同形式下随机损伤的模糊演变过程，实现了随机损伤变量的模糊化和去模糊化过程的自适应生成与构建.根据扩张原理及随机损伤变量满足β概率分布的理论和定义，对模糊集上随机损伤变量的累积分布函数（CDF）、概率密度函数（PDF）积分进行修正，实现了模糊随机有限元可靠度与模糊随机损伤的同步分析.自主研制了模糊随机损伤有限元程序，并对荆南干堤的典型堤段进行了三维模糊随机损伤场力学性态的分析与研究.
基于Biot动力控制方程，运用Hankel积分变换研究了竖向简谐荷载作用下埋置于饱和地基中有质量的刚性圆柱基础的竖向振动问题.假设基础侧面的土体为由若干圆形极薄层组成的独立饱和层；基底以下的土为饱和半空间.结合基础与地基接触面的混合边值条件，通过数值计算求解了相应的动力响应问题，并给出了饱和地基中埋置刚性圆柱基础的竖向振动振幅的表达式.数值分析结果表明，随着基础的埋深比或固液两相黏性耦合参数的增加，基础的振动振幅减小而共振频率增加；增加基础质量比，基础的共振振幅变大而共振频率减小.
针对我国近海高能海区水体悬浮泥沙质量浓度(SSC)表现出的时空变异特征，以典型强潮型河口——杭州湾为例，在3个不同采样区分别连续观测获取水体表层悬浮泥沙质量浓度数据，结合MODIS卫星遥感资料，利用人工神经网络(ANN)方法建立了表层悬浮泥沙质量浓度遥感反演模型.实地监测数据表明，杭州湾表层水体悬浮泥沙质量浓度较高，且具有明显的时空差异；总体上大潮悬浮泥沙质量浓度普遍较高，北岸深槽区悬浮泥沙质量浓度较低；各个监测站位悬浮泥沙质量浓度随潮情变化表现出比较一致的波动性，而且短周期内的振动幅度较大.与回归分析方法相比，BP神经网络模型具有较高的预测精度.遥感反演结果表明，MODIS地表反射率产品可以直接用于表层水体悬浮泥沙质量浓度遥感反演，其250 m的空间分辨率能够充分获取河口区域的泥沙信息，而且每天两次的监测频率有助于识别表层水体悬浮泥沙质量浓度的短周期变异特征.
针对常规计算方法未能考虑老填埋场侧向变形对中间衬垫系统应变的影响这一问题,提出了模拟老填埋场总沉降和侧向变形的数值分析方法,即通过选取简化的垃圾本构模型,使得老填埋场的最大总沉降与传统一维沉降计算结果相同,从而得到老填埋场侧向变形的分布.结合某山谷型填埋场扩建工程进行了分析，计算结果表明,采用摩尔-库仑模型和邓肯-张模型均可较好地模拟老填埋场的总沉降;老填埋场侧向变形对中间衬垫系统应变的影响较大,常规计算方法将明显低估其实际值.
根据横向受荷桩的p-y曲线方程，引入时间效应因子，考虑到土拱效应对桩-锚支护结构土压力的影响，提出了一种新的土压力计算方法.该方法既考虑了支护结构位移非线性的影响，又包含了时间效应和土拱效应对土压力的贡献.算例表明，该方法与实测结果比较相符.对墙土摩擦角部分发挥和全部发挥对土压力的影响进行了探讨.结果表明，墙土摩擦角的发挥程度对锚杆处的土压力有一定的影响.为安全起见，建议在涉及土拱效应的工程计算中，按墙土摩擦角充分发挥进行计算.
为了研究土壤中温度的变化对其水分迁移的影响，建立了土柱热湿传递实验装置，通过该实验装置测量出了土壤中温度与水分沿土柱长度方向的分布．实验结果表明，土壤中热量传递十分缓慢，近加热端处温度梯度大，且土壤传热过程中伴随着水分迁移；将水分传递分布沿土柱方向划分为3个区段，其中第一个区段水分传递的动力为温差，由于温差影响土水势导致加热端土壤的水分扩散，使得加热端土壤变得干燥，热阻增大，从而影响热量传递，进而影响了土壤中的温度分布．此外，将实验结果与由Philip水分通量方程的一维热湿传递模型计算结果进行了对比，二者差别较大．由此分析了两者误差存在的原因，指出由于模型自身的不足是造成误差的主要原因．
利用半解析的方法研究了车辆荷载作用下高速公路的动力响应问题.建立了三维道路系统模型，采用Kirchhoff小变形无限大薄板来模拟混凝土面层，多孔饱和半空间来模拟路面以下土体，假定薄板与半空间光滑接触，且接触面完全透水.板的竖向位移可由接触条件求得.车辆荷载用4个均布矩形荷载来模拟.在忽略土颗粒缩性与自重的情况下，半空间土体引入Biot波动方程.通过傅里叶变换把土体与板的控制方程转化为常微分方程进行求解，结合土体的边界条件以及土体与板的接触条件求得在变换域里的土体竖向位移表达式，采用快速傅里叶变换（FFT）来进行逆变换求得土体时域内的位移.通过数值计算表明，荷载移动速度、土体的渗透系数以及板的刚度对道路系统位移响应的影响比较明显.
将海底管道简化为圆柱体，管道刚度简化为弹簧，结合在壁面附近进行低雷诺数修正的k-ω流体分析模型，采用Newmark-β法进行二次开发，建立了海底管道二维流固耦合振动计算模型.对静止圆柱体在不同间隙比情况的激振力变化规律进行分析，发现间隙比为0.4时易引起顺流向共振，间隙比为0.8时易引起横流向共振.采用数值模拟分析探讨流固耦合状态下涡激振动特点，提出了流固耦合时涡激振动激振基频的修正计算方法，结构振动各参量在横向共振响应频率为流固耦合激振力基频，而顺流向为基频的两倍.
