基于数字全息术的粒子定位测量

将数字全息术应用于粒子场测试,数字全息术中采用电荷耦合成像器件CCD记录全息图,采用计算机模拟再现所记录的粒子场中粒子的一些定量信息.阐述了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子定位测量中的应用,并进行了计算机仿真与实验研究,证明了该方法的适用性.     

粒子滤波算法的FPGA设计与实现

粒子滤波在非线性和非高斯的场合有着广泛的应用,但由于其计算量大、运算速度慢等原因限制了粒子滤波在实时性系统中的应用．本文以FPGA为核心实现粒子滤波算法,采用模块化功能设计,在运用中简化了粒子滤波算法,提高了运算速度,以被动定位系统中目标跟踪为例进行仿真,验证了该方案的有效性．实验结果表明：该方案具有速度快、占用资源少的特点．     

超声弹性成像零相位估计算法并行化研究

研究超声弹性成像零相位估计算法的并行化计算问题。针对标准的零相位估计算法不易并行实现的特性,提出零相位估计算法的并行计算框架。首先通过互相关算法计算初步的位移并作为零相位估计算法引导位移,然后再使用二维零相位估计算法计算最终每一个估计点位移。仿真结果显示,该并行计算框架在生成的弹性图像的信噪比和对比度噪声比上能获得与标准方法非常接近的性能评价,同时与标准方法的CPU实现相比,该方法的GPU实现有效地提高了零相位估计算法的计算速度,其加速比可达7倍。研究表明,该算法框架不仅能有效地并行计算,同时能够保证得到高质量的弹性图。     

三维数字图像相关法的匹配策略和应变场计算

针对在三维数字图像相关法的三维重建过程中存在着两种不同的匹配策略,利用三维仿真散斑图模拟变形,分析研究二者在不同场景下应用的品质。现有的三维应变场计算有直接对三维位移场计算和对位移场投影后再进行计算两种方法,这两种方法存在忽略局部特征、未去除噪声的缺陷。为了得到精度较高的应变场,采用基于最小二乘拟合的微单元体应变计算方法。仿真分析结果表明:利用该计算方法求得的应变场精度明显提高。     

一种ECVT有限元自动剖分方法

ECT三维传感器场域剖分是当前ECT直接三维成像研究的关键问题,提出一种三维有限元自动剖分方法并得到结果验证。采用四面体作为剖分单元,利用Delaunay四面体剖分算法反复迭代实现三维实体自动剖分;为清晰显示剖分图像,结合画家算法对网格进行消隐处理。仿真结果表明,随着迭代次数增加,剖分精度提高,其剖分时长也会相应增加。根据需求剖分精度设置迭代次数,能有效的剖分传感器场域,实现了三维场域自动剖分,为计算三维敏感场从而提高ECT三维成像精度奠定基础。 更多还原     

基于MapReduce和并行遗传算法的大数据聚类问题研究

聚类是将不同对象的集合分割为由相似对象组成的多个不同类的过程,是最重要的数据挖掘技术之一.然而,对于大数据聚类却是一个复杂的问题.由于大数据体量庞大,聚类算法时间消耗巨大.并行是解决算力不足的一个非常好的方法.据此,本文采用了Hadoop平台上的MapReduce来实现大规模数据集的并行运算,将大数据聚类问题的时间复杂度限制到一个可以接受的范围内.最后本文从时间消耗和聚类精确度方面对该方法的性能收益进行了评估,在保证较高精确度的同时大大提高了运算速度.     

非对称广义特征值问题的并行QZ算法

非对称广义特征值问题的并行处理是并行计算结构力学的重要部分,这方面的工作目前在国内外研究得还很少.将串行计算中求解非对称广义值问题AX＝λBX(A、B为n阶实矩阵)行之有效的QZ算法作了并行化处理,并就得到的并行QZ算法在Challenge L并行机上进行了试算.数值结果表明:当处理机个数为2或4时并行效率良好,但当处理机个数为8时并行效率不高.     

一种新型倍捻机智能网络监控技术的研究与开发

通过对倍捻机系统底层添加新的计算机硬件架构为基础,将倍捻机中的每个锭子与单片机进行关联;监控系统基于ARM单片机的以太网接口设计:该系统由数据采集模块、以太网模和上下位机等组成.每个下位机实现对纺织生产设备的监测并显示,将数据通过串行通讯发送到上位机.上位机32位ARM嵌入式CPU为基础,技术上采用以太网协议芯片实现以太网通讯,目的是将设备工作状态传输至生产现场和企业总控室.     

Apple Ⅱ DMA共享存贮单片机调试卡

本文为Apple Ⅱ微型计算机提供了一种廉价的单片机调试卡,该卡充分地利用了微机系统的资源,采用DMA通讯技术实现了主存共享及单片机与6502CPU的并行运行。     

关于光线投射算法的OpenGL高效实现

采用光线投射算法对二维(2D)图片实现三维(3D)重建,用3线性插值算法计算每个采样点的颜色值和不透明度,提高三维重建图像后的精度。该算法实现主要借助于OpenGL函数库及其三维观察矩阵,以其精确计算规则三维数据场在观察方向上的二维投影区域,减少了光线投射算法中投射光线数量。根据Phone光照模型为数据场预先计算和保存明暗表,并通过优化常规现实代码,有效地提高了光线投射体绘制算法的效率。该算法既保证了精度,又提高了显示的速度。     

二维到达角和极化参数的并行化设计

针对无线电波的信号频率、二维到达角和极化参数联合估计算法的运算量大、计算时间长,且不能满足实时性要求的问题,提出了对该算法进行并行化设计的解决方法。通过对联合估计算法的数学模型和串行算法的分析,设计并实现了通用并行算法。经在4台同构处理器上进行测试,表明该并行算法能有效减少计算时间,使加速比达到2倍以上。     

TOA折叠平面特征点无监督聚类

为提高雷达脉冲分选效率以及将分选和辐射源识别统一完成,探索仅在时域进行重频分选与辐射源特征提取.将雷达脉冲序列的到达时间(TOA)在时间上进行折叠,使得交错在一起的雷达脉冲序列在TOA折叠平面上所形成点迹图.不同雷达由于重频特征不同使得属于一部雷达的脉冲在TOA折叠平面上的点迹形成较强的规律性.文中应用改进的方法通过对点迹的聚类来完成对上述规律的提取,实现将雷达脉冲分选和重频特性识别统一完成.     

无线传感器网络下的并行粒子滤波目标跟踪算法

针对无线传感器网络环境下目标跟踪问题,提出一种基于分布式并行粒子滤波的目标跟踪方法。在建立了网络动态分簇模型和目标运动模型的基础上,将并行粒子滤波算法应用于动态目标进行跟踪。算法通过多个感知节点并行的运行局部粒子滤波器,得到每个节点对目标状态的估计,动态成簇的簇头节点对簇内每个节点的信息进行融合,形成动态目标的状态估计,提高了目标跟踪的精度。同时通过动态簇头之间的目标状态信息的交换,实现了运动目标的动态连续跟踪。仿真结果表明,算法实现了运动目标协作跟踪,与集中式结构目标跟踪相比,跟踪精度提高了30%。     

某双曲拱桥加固前后承载能力评估

以甘肃路网中一跨30m现役空腹式双曲拱桥为工程背景,根据其结构特点,采用实体单元模型,利用大型通用有限元结构分析软件Ansys对该桥原位移场、应力场及力学行为进行空间有限元模拟分析,进而采取有效的方法对其进行加固处理,经模拟分析,该桥加固后其承载能力及刚度明显提高,有效地降低了桥跨结构的位移与应力,改善了桥跨结构的整体受力性能,加固效果良好.     

基于高层数据模型库的三维粒子模拟程序研究

在高层数据模型库JADLib基础上,研究和开发了三维电磁粒子模拟程序,为具有统一数据接口的高性能粒子模拟计算提供铺垫作用。给出了程序的详细设计思路和实现方法,并使用该程序对多种典型的微波器件进行了模拟计算。结果表明,基于高层数据模型库进行三维粒子模拟程序是有效和实用的。     

全息图的数字化频域滤波及数值再现研究

采用计算机对普通离轴计算全息图及博奇型修正离轴参考光计算全息图进行数字化滤波操作,可在频域将零级及孪生像消除,从而得到单一的清晰实像或虚像。利用快速傅里叶变换算法计算菲涅耳衍射积分,实现了计算全息图的设计制作、频域滤波、再现过程的全数字化,计算机数值模拟结果表明该方法具有再现图像信噪比高、操作过程简便、计算速度快、灵活性强等特点。     

三维信息存储读出信号振幅的计算机仿真

针对信息存储低容量、低速率的现状,提出了将阵列激光器、波分复用技术(密集型波分复用)和多层镀膜相结合实现三维信息存储的方法。该方法利用光纤光学头的耦合物镜实现对光斑的自动近场聚焦,可实现海量信息的并行读写,并能极大地减少三维存储的寻道时间。对光电探测器检测的光信号幅度进行了计算机仿真分析,这种并行存储的探索是实现高密度、大容量的重要基础研究。     

基于FPGA的超高速FFT硬件实现

介绍了频域抽取基二快速傅里叶运算的基本原理;讨论了基于FPGA达4 096点的大点数超高速FFT硬件系统设计与实现方法,当多组大点数进行FFT运算时,利用FPGA内部大容量存储资源,采用乒乓结构进行流型运算,提高FFT运算速度,同时保证结果的准确性;对实际硬件进行了FFT运算测试,测试结果证明了系统的可行性和正确性,并且利用该硬件系统成功完成了星载SAR实时成像处理。     

三维影像重建模型在外科微创手术教学中的应用

目的：分析和评价三维影像重建模型在外科微创手术教学中的应用效果。方法：基于CT/MRI影像学扫描数据,采用InSpace和3D的图像后处理软件进行处理,设计出符合临床及教学要求的三维动态模型。将微创手术的过程在手术室直播或以录像形式进行播放,同时与预先建立的三维模型进行同步展示、讲解。利用理论、实践测试和问卷调查的形式对教学效果和满意度进行评估。结果：绝大部分学生能够通过三维模型与手术过程同步讲解较好地掌握解剖和临床知识;学生认为该种教学方式能够很好地帮助理解外科手术的相关知识,提高学习的积极性和主动性。结论：三维影像重建模型可以帮助学生积极、主动地理解和认识外科手术的解剖和具体的手术过程,促进教学质量的提高。     

“龙芯之父”胡伟武

正胡伟武是中国的著名计算机系统结构专家、龙芯CPU首席科学家,有"龙芯之父"之誉。他前进的足迹是中国计算机产业创新发展的一个缩影。1958年8月1日,中国第一台数字电子计算机——M103诞生。它的平均运算速度为每秒30次。时任中国科学院党组书记的张劲夫将其命名为"八一型"计算机,还为M103机起了个小名"有了",寓意中国计算机事业从无到有的伟大变化。2002年8月10日,由中国人自己设计的通用高性能CPU芯片"龙芯1号"流片获得成功,次月投产,其性能与