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2016年 第34卷 第2期    刊出日期：2016-03-30

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2016, 34(2):  0-0. 

摘要 ( 584 )   PDF (378KB) ( 2716 )  

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2016, 34(2):  0-0. 

摘要 ( 339 )   PDF (47KB) ( 334 )  

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信号与信息处理

基于双密度双树复小波的结构化CS图像重构

王海旭, 吴绍华, 杨竞然, 丁婵娟

2016, 34(2):  115-126.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.001

摘要 ( 1166 )   PDF (10607KB) ( 534 )  

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提出了一种基于双密度双树复小波(double-density dual-tree complex wavelet transform, DDDT-CWT)基的结构化CS图像重构算法,该算法将图像在双密度双树复小波变换下的系数呈现的树结构化特征与CoSaMP重构算法相结合,实现了对原始图像的更精确重构.实验结果表明:在相同压缩比的前提下,与传统使用DWT基且未考虑变换系数结构化特征的重构算法相比,使用DDDT-CWT基和融入结构化特征的重构算法分别可获得2.9~3.2 dB与0.2~1.2 dB的增益,综合两者后的重构算法可获得3.8~4.3 dB以上的增益.

高分辨率图像的指数矩描述

孙景峰, 刘慧英, 纪超, 郭慧娟

2016, 34(2):  127-134.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.002

摘要 ( 964 )   PDF (6644KB) ( 457 )  

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在指数矩定义与计算方法的基础上,提出应用指数矩矩阵描述高分辨率图像的方法.结合图像分割理论并延伸处理各子图,利用快速傅里叶变换计算高分辨率图像指数矩矩阵,然后逆向重构子图并重组原图.对重组图像进行基于Itti视觉注意模型的客观感兴趣区域信噪比分析.仿真结果表明,延伸处理可减弱由分割所带来的重组图像方块效应,也可提高重构图像的信噪比,验证了由图像指数矩矩阵描述高分辨率图像的可行性.

面向3D-HEVC的感知自适应环路滤波

王永芳, 王宇兵, 石亚文, 罗丽冬, 张兆杨

2016, 34(2):  135-144.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.003

摘要 ( 1132 )   PDF (8844KB) ( 345 )  

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提出一种基于感知的快速自适应环路滤波算法,利用最小可察觉失真模型和Canny算子将最大编码单元进行分类,对不同分类区域进行自适应环路滤波(adaptive loop filter,ALF)的性能评估和分析,在此基础上跳过所有非敏感平滑区域和敏感平滑区域耗时的ALF处理.实验结果表明,该算法能在视频主观质量和客观质量基本不变的前提下大大降低ALF编码复杂度,有效改善ALF性能.与现有高效ALF算法相比,该算法可在编码复杂度相当的情况下获得更好的主观视频质量.

改进的物体表面重建的三角网格法

方悄云, 吕东辉, 孙九爱

2016, 34(2):  145-153.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.004

摘要 ( 1423 )   PDF (5368KB) ( 623 )  

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光度立体技术是一种非接触式获取物体表面几何形状信息的重要方法,由表面法向量场进行表面形状重建是光度立体技术的关键环节.对现有方法的分析表明,三角网格算法只能实现局部重建且抗噪性能较差.为提高重建精度,引入类似于法切向法中的全局约束条件,提出了改进的三角网格法.利用朗伯体半球面模型,对法切向法、泊松法、三角网格法和改进的三角网格法的重建精度和计算时间进行比较.实验表明:在理想情况下,泊松法的重建时间较短,改进的三角网格法重建精度更高;在有噪声情况下,改进的三角网格法在重建精度和抗噪性能方面的表现都比较好.

三角Bézier曲线曲面光滑融合的构造

刘华勇, 谢新平, 李璐, 张大明

2016, 34(2):  154-162.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.005

摘要 ( 1222 )   PDF (11188KB) ( 454 )  

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为了使设计的曲线曲面能在相对简单的条件下满足较高的光滑融合,并且在不改变控制顶点的情况下可任意修改曲线曲面形状,构造了带形状参数的三角Bézier基函数.基于该组基函数定义了λC-Bézier曲线曲面,即分别有4个控制顶点定义的三角曲线和16个控制网格定义的三角曲面.讨论了曲线、曲面光滑融合需满足的条件,根据融合条件可构造分段光滑的组合曲线曲面.这样融合的曲线曲面能在一定条件下保证组合曲线、曲面的连续性.数值实例显示了该方法的有效性.

电子技术

弯曲应力对二维石墨烯导电性能的影响

傅凯, 徐荣青, 谌静

2016, 34(2):  163-170.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.006

摘要 ( 1016 )   PDF (10319KB) ( 597 )  

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采用化学气相沉积法生长高质量二维石墨烯,制备出石墨烯/PDMS(聚二甲基硅氧烷)和石墨烯/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)柔性透明导电薄膜,用以研究不同材料及不同厚度衬底时二维石墨烯的导电性能与弯曲曲率的关系.结果表明,柔性衬底的弹性模量及厚度对二维石墨烯的导电性能影响均不大,当衬底厚度相同时,随着弯曲曲率的增加,石墨烯阻值均增加,但电阻的相对变化率较小,表明二维石墨烯导电膜可作为柔性导体应用于可弯曲触摸屏、机器人皮肤、可穿戴设备.

银纳米团簇颗粒局域表面等离激元增强荧光

张涛, 徐荣青, 谌静, 邓贝

2016, 34(2):  171-176.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.007

摘要 ( 1200 )   PDF (3804KB) ( 907 )  

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采用基于磁控等离子体团簇束流源的低能团簇束流沉积在石英衬底上制备了银纳米团簇颗粒,并测量了其透射光谱.将二氧化硅荧光纳米球分别分散在裸石英片和有银纳米团簇颗粒的石英片上,用波长为410 nm的激光激发,结果表明有银钠米团簇颗粒的荧光发射强度与没有银纳米团簇颗粒的荧光发射强度相比,增强倍数达5.3倍.最后,用Mie散射理论数值计算单个银纳米球颗粒在其表面等离激元共振位置处的电场强度分布,据此对实验结果进行了合理的解释.

控制与系统

基于干扰观测器的移动机器人轨迹跟踪控制

许坤, 陈谋

2016, 34(2):  177-189.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.008

摘要 ( 1280 )   PDF (9640KB) ( 667 )  

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针对移动机器人的轨迹跟踪问题,设计了基于干扰观测器的积分滑模控制器.考虑侧滑与干扰的影响,建立了移动机器人的运动学和动力学模型.基于终端滑模理论设计了自适应滑模干扰观测器,实现了对复合干扰的有限时间逼近.在此基础上设计了基于运动学模型的轨迹跟踪控制器,保证了位置跟踪误差的渐近收敛和角度误差的有界收敛.结合干扰观测器和积分滑模方法,设计了基于动力学模型的速度跟踪控制器.通过仿真验证了所设计控制算法的有效性.

多传感器融合四旋翼协同控制算法及其实现

张磊, 陆宇平, 殷明

2016, 34(2):  190-202.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.009

摘要 ( 1385 )   PDF (2344KB) ( 937 )  

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针对四旋翼无人机定点悬停控制,从应用层面提出了多传感器数据融合方案,设计了相应的协同控制算法.在飞行器整体硬件架构基础上分析量测系统的各个传感器,对于姿态测量通道提出卡尔曼滤波算法,对于高度测量通道提出互补滤波算法,对于水平位置测量通道提出双传感器融合算法.基于四旋翼无人机的状态空间及其小扰动线性化模型,设计了与之相结合的协同控制算法并进行仿真.最后在物理平台上对设计的算法进行验证,表明多传感器融合与协同控制相结合的方法能有效提高四旋翼无人机的定点悬停精度.

高性能欠驱动水面机器人的有限时间跟踪控制

刘海涛, 田雪虹, 王贵

2016, 34(2):  203-214.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.010

摘要 ( 1056 )   PDF (4186KB) ( 440 )  

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针对一类非完全对称的高性能欠驱动水面机器人系统,提出一种有限时间收敛的跟踪控制器.利用全局微分同胚变换得到非线性级联系统的形式,将原系统的跟踪控制问题转化为非线性级联系统的控制问题.基于有限时间Lyapunov理论,设计一种有限时间控制器,获得了较高的响应特性和跟踪精度.通过理论分析和仿真实验说明了该方法的有效性和可行性.

基于滑模的自主空中加油会合跟踪制导与控制

龚全铨, 袁锁中, 张进

2016, 34(2):  215-226.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.011

摘要 ( 945 )   PDF (7200KB) ( 360 )  

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根据无人机与加油机的目标视线及无人机飞行速度之间的关系,建立了满足追踪会合要求的滑模控制面,设计了一种满足空中加油会合要求的制导律,生成了受油机侧向与法向期望过载.根据运动学关系,采用动态逆方法将期望过载转化为期望的角速率,设计了满足协调转弯的滚转角指令.内回路采用动态逆实现了角速率的跟踪控制.根据无人机与加油机相对位置与速度设计了满足会合要求的前飞速度指令.最后以无人机自主跟踪加油机实现会合为例进行了仿真.结果表明,该系统能够引导无人机与加油机的会合,具有良好的动态性能.

微小通道表面射流冲击冷却系统实验研究

朱丽瑶, 董丽宁, 王江, 徐涛, 曹建光

2016, 34(2):  227-236.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.02.012

摘要 ( 923 )   PDF (15141KB) ( 386 )  

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根据电子器件的高热流密度散热需求,设计了阵列式射流与微小通道热沉相结合的闭环回路冷却系统,并进行流动及换热性能测试.通过实验探索了系统运行工况参数如流量、背压、工质除气和入口过冷度对冷却性能的影响;比较了不同结构尺寸参数(射流孔形状、射流孔直径d、射流高度H)下热沉换热及流动性能的差异.实验数据与现有文献中经验关系式的预测结果相符.