北京航空航天大学学报

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杨永彬, 陈五一, 赵大海

2008, 34(09): 991-994.

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摘要:
提高机床运动结构的比刚度对于提高机床加工精度以及系统动力学性能具有重要作用.基于结构仿生的原理和方法,在分析骨架对生物体刚度的贡献以及体现了最佳的载荷路径这一思想的基础上,对叶片抛磨机立柱内部的筋板结构进行重新设计,使其发挥骨架的作用.对原型及仿生型立柱进行了静力、模态及瞬态动力学分析,经过有限元分析发现,立柱的质量减小,比刚度结构效能得到了较大的提高,其静动力学性能也有明显的改善.

基于信仰推断的电子设备可靠性增长数据分析

杨军, 赵宇, 于丹

2008, 34(09): 995-998.

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摘要:
可靠性增长是可靠性工程的重要方面,但针对工程中普遍存在的各阶段小样本试验数据,基本上还没有有效的分析方法.为此,首先研究推广了参数受限制的Fiducial方法,而对于非位置-刻度簇分布,使用规范化的似然方法进行推广,并指出采用Fiducial方法得到的评估结果具有很好的频率性质;然后在顺序单调约束的可靠性增长模型下,使用参数受限制的Fiducial方法研究了电子产品的可靠性评估方法,具体给出了故障可观测情形和区间数据情形下电子产品失效率的置信上限.

超高速撞击条件下铝合金材料参数识别方法

胡震东, 黄海, 贾光辉

2008, 34(09): 999-1002.

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摘要:
在超高速撞击过程中,金属材料在大变形、高应变率条件下的材料参数获取是一个研究难点.在确定Steinberg本构模型和Gruneisen状态方程前提下,结合已有的物理试验结果,采用SPH(Smooth Particle Hydrodynamic)算法实现超高速撞击问题的数值模拟,定义优化目标为物理试验结果和仿真结果之间的相对误差值,利用连续响应面法SRSM(Successive Response Surface Method)对铝合金6061的Steinberg本构模型中的4个关键参数进行优化识别计算.经过识别的材料参数与物理试验的结果近似程度更好,证明了这种方法的正确性和可靠性.

五轴加工中非线性误差的检测和处理方法

王丹, 陈志同, 陈五一

2008, 34(09): 1003-1006.

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非线性误差是多轴数控加工中加工误差的重要来源,在多轴加工中不可避免.在对前人工作分析的基础上,提出了一种在机床后置处理中减小机床过大非线性误差的算法,该方法通过对机床旋转轴的变化量进行监测,找出存在过大非线性误差的刀位点,并使用线性插值的方法进行修正.对修正前后的变化量进行了对比,结果显示该方法能显著的减小加工的非线性误差.同时该方法计算过程简单并且可以统一处理机床的一般非线性误差和后置奇异点处的非线性误差.仿真结果亦表明此方法切实可行.

无源振动吸附原理与应用

那顺布和, 刘荣, 杨浩

2008, 34(09): 1007-1011.

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摘要:
无源振动吸附是最近提出的一种机器人的吸附方式,是爬壁机器人研究的关键技术之一.提出了一种新的无源振动吸附数学模型,设计了振幅和频率可调节的振动吸附实验平台.实验结果证明了无源振动吸附数学模型的正确性;分析了无源振动吸附原理实现稳定吸附的条件,以无源振动吸附原理为指导设计了振动吸附模块并对该模块进行了性能测试,对不同振动参数下吸附模块的抗失效能力进行了实验;实验结果证明这种吸附模块可以作为吸附足模块应用到爬壁机器人上.

改进PCA在热波图像处理中的应用

孙延春, 马齐爽, 刘跃明, 姚红宇

2008, 34(09): 1012-1015.

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针对飞机结构隐藏腐蚀热波成像检测中出现的热像仪中有用数据较少、图像序列中腐蚀区域与非腐蚀区域对比不明显、信噪比较低等问题,提出了基于小波变换的改进PCA(Principal Component Analysis)算法.该算法对热图像序列中的每帧图像进行二进制离散小波变换,提取出低频部分的系数;对低频系数进行改进PCA分析,通过固定点算法并引入Gram-Schmidt正交化过程求解特征向量;令高频系数为零,抑制图像的噪声.实验结果表明:该算法充分利用了热像仪的有用数据,提高了图像的质量和信噪比,且计算时间较短.

基于星图匹配的小视场空间图像畸变校正

张淳, 秦世引, 赵丹培, 刘尊言

2008, 34(09): 1016-1019.

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小视场星载相机受发射振动和空间环境等影响,会使所拍摄的空间图像产生畸变,并且畸变模型和参数也时有变化.针对小视场空间图像所含恒星点相当稀少的特点,提出一种基于Hausdorff距离多帧星图匹配的空间图像畸变校正方法,利用恒星点作为控制点实现畸变参数的计算.针对卫星姿态漂移所造成的相机光轴指向系统误差对校正的影响,给出一种自适应补偿方法.仿真实验结果表明,该方法计算量小、精度高,能够有效抑制图像噪声和输入误差的影响.

8mm波段二维综合孔径微波辐射计(BHU-2D)

薛永, 苗俊刚, 万国龙

2008, 34(09): 1020-1023.

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摘要:
介绍了二维综合孔径微波辐射计BHU-2D成像原理、系统构成及性能指标、校正方法、部分成像实验及其成像结果.BHU-2D工作在8mm波段,共有10个接收单元,天线阵列为T形结构,接收机为二次变频超外差结构,I/Q解调及相关运算采用了数字方式并通过软件实现,采用点辐射源校正方法及背景对消反演算法校正系统通道间不一致、相关偏置及混叠误差.目前,BHU-2D已经研制完成,并进行了系统测试及成像实验,得到了室内人工场景及人物场景的辐射亮温分布图像.

地面数字电视系统中载波同步方法

张超, 张晓林, 张帅

2008, 34(09): 1024-1027.

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根据数字电视地面广播传输系统国家标准的技术特点和帧结构,提出了一种基于PN (Pseudo Noise)帧同步头的载波同步算法.首先在帧头捕获之后,接收端本地产生和接收帧头相一致的PN序列,根据帧头中的前后两个子序列的相关结果进行频率估计并矫正频率偏差,再根据PN相关峰进行相位纠正.该载波同步方案适用于地面数字电视系统中的3种不同的帧头模式,并且适用于单载波和多载波两种模式的帧结构.进行了理论分析和计算,给出仿真结果和分析.该同步方案具有同步速度快、抗噪声性能好、适合硬件实现等特点,并已应用于数字电视接收机硬件系统中.

特定消谐逆变器开关角度的复形调优解法

武建文, 王峰

2008, 34(09): 1028-1031.

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摘要:
针对特定消谐式逆变器开关角度难于求解的问题,提出了一种基于约束条件下n维极值复形调优法的开关角度求解方法,分析了目标函数和约束条件的设计方法.该算法对开关角度初值的选取只需考虑约束条件,大大增加了开关角度初值的取值范围;求解过程中不存在解发散或奇异无解问题,与迭代法解非线性超越方程组相比可靠性更高;通过约束条件的限制,使求解过程自动消除了可能出现的窄脉冲;通过目标函数和加权因子可灵活的进行开关角度优化.算例和实验结果验证了方法的正确性和有效性.

远焦区聚焦性能分析与改善

孙明磊, 石晶欣, 董代, 宗光华

2008, 34(09): 1032-1036.

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传统聚焦测度函数在远焦区对图像高频能量解析性能较差;表现为聚焦曲线在远焦区呈现非单调性.利用傅里叶变换方法对图像频谱进行分析:在远焦区,聚焦图像序列的直流分量表现出强烈的波动性,并且直流分量在图像频谱中占据绝对比例,再加上传统聚焦函数滤除图像直流分量的能力较弱,导致误聚焦概率高.考虑到频域聚焦函数计算量大,提出基于时域的两个聚焦函数.实验结果表明:此二函数具有强的直流分量滤除能力,能有效改善聚焦曲线在远焦区的表现,同时具有高的聚焦分辨率.远焦区聚焦性能的改善对于提高显微视觉操作自动化的可靠性尤为重要.

对一种远程用户口令认证方案的改进

胡荣磊, 刘建伟, 张其善

2008, 34(09): 1037-1040.

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摘要:
口令认证是远程身份认证中重要的方法.分析了一种基于hash函数强图形口令远程认证方案,指出该方案不能抵抗校验值丢失攻击:攻击者利用口令校验值可以假冒服务器,欺骗合法用户发送认证信息,生成登录信息假冒用户登录,并通过认证获得授权,而不用知道用户口令.引入了智能卡的应用,提出一种改进方案.智能卡用来存储服务器认证信息,实现了用户和服务器的双向认证,攻击者不能冒充服务器和用户的任何一方,并且攻击者从截获的信息中不能获得有用的用户认证信息.改进方案保留了原方案抵抗重放、拒绝服务、口令猜测、伪造、口令文件丢失以及内部攻击的特点,并能够抵抗校验值丢失和智能卡丢失攻击,具有更好的安全性.

SmCo_x-0.4Ti_0.4合金薄带的相结构和磁性能

张宇, 姚赞, 蒋成保

2008, 34(09): 1041-1044.

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摘要:
SmCo_x-0.4Ti_0.4(x=5.0, 5.5, 6.5, 7.0)合金经42 m/s速度甩带快速凝固制成薄带,在真空热处理炉中,进行750 ℃两小时热处理.对制得的甩带状态和热处理状态合金薄带分别测试其相结构和磁性能.结果表明:SmCo_x-0.4Ti_0.4合金甩带状态样品相结构随Co含量的不同而变化,其中x=5.0,5.5和6.5的合金样品由2∶ 17和1∶ 5两相结构组成;x=7.0成分样品由1∶ 7单相结构组成.甩带状态样品的比饱和磁化强度和比剩余磁化强度基本上线性增加,内禀矫顽力在合金成分为x=5.0时出现最大值,为1.01 T.薄带样品热处理前后均具有纳米晶结构,表现出剩磁增强效应.样品矫顽力机制主要为形核型,反磁化形核场主要来源于SmCo硬磁相大的磁晶各向异性及其纳米晶结构.热处理后,除x=7.0样品外,其余样品矫顽力均有所下降.

一种保持数据完整性的数据集成机制的探讨

杨永强, 马世龙, 靳文

2008, 34(09): 1045-1048.

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摘要:
目前,企业数据往往分散于各个独立的业务系统中,因此不能很好的实现数据的统一管理和集成,基于对分布异构数据资源特点的分析,提出了一种保持数据完整性的数据集成机制.该机制通过三级模式(本地模式、局部模式和全局模式)的映射建立了层次化的数据模型,屏蔽了数据的异构性,并提出了一个数据完整性检查算法,即在数据集成中保证了基于全局模式的数据完整性,从而达到了既能实现数据资源的共享,又能将分布异构的数据资源形成有机整体的目的,最后以地震行业前兆数据集成平台的某一应用场景为例,说明了该数据集成机制具有保持数据完整性的能力.

微波暗室内双站RCS测量方法的仿真

李志平, 何国瑜

2008, 34(09): 1049-1052.

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摘要:
阐述了在微波暗室内使用紧缩场和平面近场扫描测量双站RCS(Radar Cross Section)的方法,并用天线耦合公式、平面波综合和等效原理将近场变换到远场.分析了采样、有效角域和窗函数对测量性能的影响.半波长的采样可满足测量的要求,欠采样会侵蚀有效角域范围.虑及综合口径的等效投影,完善了有效角域的估计公式.驻相法分析了近远场变换对近场的近似局部依赖性.并且使用窗函数来抑制扫描截断误差,提高测量精度.最后,通过数值算例验证了测量方法和性能分析的有效性.

战斗机过失速机动特征指标的量化评估

张力, 王立新, 付泱

2008, 34(09): 1053-1056.

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摘要:
战斗机采用过失速机动动作能够有效地提高空战效能和生存能力.利用四元数法建立了带推力矢量的飞机大迎角全量运动方程,依据过失速机动的主要目的"改变机头指向",结合战斗机的机动性和敏捷性,分析了在过失速机动过程中主要运动参数的变化规律,提出了分析评估飞机过失速机动性能优劣的4个指标,即最大配平迎角、从平飞状态拉起到机动迎角和从机动迎角恢复至初始平飞状态的时间、在机动迎角下绕速度矢量滚转并截获90°倾斜角的时间和过失速空战周期,并针对这4个指标开展了相应的全量仿真和量化评估研究,结果表明提出的指标可对过失速机动动作做出有效评估.

多平台协同目标感知分散化最优控制方法

吴雯漫, 周锐

2008, 34(09): 1057-1060.

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摘要:
由于平台之间信息和计算是高度分布的,平台的运动以及通信拓扑的变化,使得多平台集中式协调控制结构很难实现.以最小通信量为基础的分散协同控制具有可扩展性、异构性和动态可重构性等特点,可靠性和鲁棒性较好.提出了集中和分散相结合的多平台协同控制系统结构,集中控制主要实施任务分配、通信管理以及编队管理,而平台之间则可在有限通信基础上实施分散化最优协调控制.建立了被动多平台协同目标感知分散化信息融合算法,以信息熵作为效能指标,实现了存在控制、通信和防撞等不同约束条件下的多平台协同目标感知分散化最优控制及协同感知目标信息的极大化.仿真结果表明:有通信情况下的多平台协同目标跟踪性能明显优于无通信情况下的非协同目标跟踪性能.

基于四面体的三维流线构造

杨光, 成诗明

2008, 34(09): 1061-1064.

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流线是计算流体力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)矢量可视化研究的重要技术.基于四面体单元,首先将点云数据场六面体单元分割成四面体单元,存储四面体之间的邻接关系;然后据此逐步将点定位到数据场中四面体单元内;再根据流线上速度矢量方向的变化量和四面体单元网格的内切球半径,自适应确定积分步长,以解决积分步长太小影响流线追踪速度或步长太大影响流线精度问题;最后利用龙格库塔数值积分法求得流线上点,并根据点定位和调整积分步长构造出三维流线.由于该算法避免了传统流线追踪算法中Jacobian矩阵逆变换,因而减小了矩阵转换过程带来的误差,提高了流线追踪的精度和效率.

基于方向自适应菱形搜索的运动估计算法

李荣, 张其善, 杨东凯

2008, 34(09): 1065-1069.

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基于对运动矢量分布特性的研究,提出了一种基于方向自适应菱形搜索的运动估计算法.该算法对搜索起始点进行预测;设置"双阈值",针对匹配块提前中止搜索;并根据运动特征,自适应地选择小菱形模板和4种新型的方向自适应菱形模板,具有强烈的搜索方向性.实验结果证明,该算法不仅大幅度地减少了平均搜索点数,而且在一定程度上提高了重建图像的信噪比,其搜索速度和精度均优于传统的快速运动估计算法.

推算错误预测的自适应位置外推算法

周忠, 魏晟, 张国峰, 吴威

2008, 34(09): 1070-1075.

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摘要:
给出了适用于第一人称射击游戏中角色运动特征的位置外推算法.根据此类游戏角色运动方向多变、轨迹呈连续折线的特点,选取一阶外推方程和直线收敛算法用于位置推算与收敛,根据角色运动行为和距离来预测推算错误、调整收敛过程,减少游戏的网络通信量并提高推算精度.实验结果表明,该位置外推算法应用于第一人称射击游戏可以减小发送的状态更新数量和推算轨迹偏差.

大展弦比飞翼构型飞机阵风载荷减缓控制

高洁, 王立新, 周堃

2008, 34(09): 1076-1079.

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摘要:
大展弦比飞翼构型具有优越的气动和隐身特性,但由于构型原因无法配置常规操纵面,因此常规构型飞机的阵风减缓控制方法不再适用. 研究了大展弦比飞翼构型飞机新型多操纵面的典型配置方案,同时对其应用直接升力方法进行阵风减缓控制时的新的操纵及控制原理进行了分析.采用极点配置方法设计了相应的阵风减缓控制律,并且通过有关的准则检验了该控制律的效果.最后通过计算并比较开环和闭环飞机的频谱响应,验证了该控制律减缓飞机阵风响应的有效性.

低滞后刷式密封数值分析

王之栎, 梁小峰, 宋飞, 黄其武

2008, 34(09): 1080-1083.

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摘要:
针对低滞后刷式密封物理结构,应用计入刷丝变形影响的各向异性多孔介质模型,用阻抗力表示刷丝对流动介质的阻碍作用,并将其作为Navier-Stoke方程的源项,以有限体积法和SIMPLE算法为基础建立刷式密封低滞后计算模型.通过流场计算,得到刷式密封的压力分布、速度分布以及泄漏量等.对计算结果进行了分析研究,讨论了不同结构参数和工况参数对密封性能的影响;对低滞后模型与普通刷式密封模型密封性能的分析表明,低滞后密封结构可有效降低背板接触力,改善滞后效应,使刷丝随动自适应性增加,这对保持密封系统的工作状态是有益的。

基于协调组的RTI时间管理方法

吕芳, 周忠, 魏晟, 吴威

2008, 34(09): 1084-1087.

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摘要:
针对目前运行支撑环境(RTI,Run-Time Infrastructure)时间管理方法中存在的时间推进效率低及网络带宽占用量大的问题,提出基于协调组的RTI时间管理方法并将其应用于BH RTI 2.3时间管理服务.将仿真系统中节点划分为不同的协调组并设置协调者,通过分组局部协调逐步达到全局的时间同步.实验结果表明,该方法在仿真节点时间推进速度及网络带宽占用量方面优于同等条件下的其他RTI时间管理方法.

环件径向冷轧塑性变形及残余应力分布仿真

赵晓慈, 张以都, 张洪伟

2008, 34(09): 1088-1091.

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摘要:
为了消除环件冷轧过程中产生的残余应力,采用弹塑性大变形有限元法对环件径向冷轧过程进行仿真.研究揭示了矩形截面铝合金环件径向冷轧工艺中总压下量不变时,芯辊进给速度对环件塑性变形大小及分布规律的影响.结果表明:进给速度相对较小时,环件鱼尾形状系数较大,随着进给速度进一步增大,鱼尾形状系数反而减小.根据塑性变形的不一致性产生残余应力的原理,进一步分析由此塑性变形规律形成的残余应力分布情况,从而为消除冷轧后残余应力提供理论依据.

高超声速飞行器多段弹道协作优化

周浩, 陈万春, 殷兴良

2008, 34(09): 1092-1095.

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摘要:
利用协作优化方法求解了高超声速飞行器多段弹道整体性能最优问题.将高超声速飞行器在垂直平面的弹道分成多段,对引入段、滑行段、下降段进行了优化设计,期望引入段终端时刻速度最大、滑行段距离最远、下降段时间最短.把3段弹道当成3个学科,以攻角和各段的初始状态作为输入,以末端状态作为输出.开发了并行协作优化设计软件coplatform,并求解多段弹道的整体最优解.其计算结果与all in one方法和全局敏度GSE(Global Sensitivity Equations)方法求得的结果一致,也验证了协作优化方法的有效性.

双框架控制力矩陀螺奇异性分析

卢松涛, 王磊, 赵育善

2008, 34(09): 1096-1100.

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摘要:
针对双框架控制力矩陀螺群的奇异性问题,定义了框架坐标系;提出了显隐奇点的ε-δ定义,并对奇点进行了3种分类;将陀螺群的角动量在奇点进行了泰勒展开,并定义了空转的判定条件;分析了陀螺群陷入奇异与各角动量相互平行的关系;针对定常转速且角动量大小相等的不限定框架构型的陀螺群的奇点问题,给出了内奇点必是隐奇点的严格证明.通过三正交构型20°纬度圈的最小显奇点的实例验证了内奇点必是隐奇点的论点.

机载自卫闪烁干扰作战效能评估

高彬, 韩轲

2008, 34(09): 1101-1104.

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摘要:
为了得到机载自卫电子对抗作战样式中的闪烁干扰对工作于角度跟踪状态的敌防空武器控制系统电子设备进行无线电抑制的作战效能,通过对该干扰样式的剖析,对其具体实施过程进行详尽建模,并结合相关评估指标来实施评估工作.首先,根据闪烁干扰的基本原理,通过对闪烁干扰作战过程的建模分析,然后,以脱靶量为衡量标准,考虑导弹在攻击期间能修正的误差距离值,推导出来袭导弹的合成均方根偏差,最后得到电子对抗设备所掩护飞机的杀伤概率评估指标的详细模型.仿真算例表明了干扰机功率、被掩护飞机的飞行速度和反射截面积、双机平均闪烁周期等参数对杀伤概率和双机编队参数的影响.

统一硬化模型在复杂加载条件下的应用

侯伟, 姚仰平

2008, 34(09): 1105-1108.

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摘要:
超固结土模型是能够描述土的剪缩、剪胀、硬化、软化和应力路径依赖性等特性的简单、实用的模型,与剑桥模型相比,仅增加了一个材料参数(Hvorslev面斜率).采用基于SMP(Specialy Mobilized Plane)强度准则的变换应力方法对模型实现了三维化.在模型中应用加卸载准则来反映复杂加载条件下土体的应力应变特性,模拟了随着循环次数的增加,土体会逐渐变硬,剪切模量逐渐增大、孔隙比减小、超固结程度不断增大等趋势.由循环加载以及真三轴试验数据和预测结果的基本吻合表明了模型能够合理地反映复杂加载条件下土的变形特性.

短毫米波段波纹喇叭天线的新工艺

白冰, 苗俊刚, 崔延军

2008, 34(09): 1109-1112.

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摘要:
由于传统的机械加工精度的限制,在短毫米波段准光网络中,用作高斯馈源的波纹喇叭天线的设计加工成为难题.根据用户对高斯波束的参数要求提出了波纹喇叭天线的尺寸设计方案,采用了一种节约计算资源的模式匹配算法对包含大量波纹周期的波纹喇叭天线进行数值预测.针对短毫米波段波纹喇叭天线物理尺寸小、加工难度大的问题,提出了"迭片套装"法的加工工艺,即通过加工一系列圆环状波纹片和合理的工装结构而组装成完整的波纹喇叭天线.采用此工艺分别加工了工作在5mm和3mm波段的波纹喇叭天线,对其电性能进行了测试,并与数值计算结果进行了对比.

基于边缘对称性的视频车辆检测算法

高磊, 李超, 朱成军, 熊璋

2008, 34(09): 1113-1116.

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摘要:
针对现有视频车辆检测算法受光照、阴影等环境因素影响大,漏检和误检率高的问题,提出了一种视频车辆检测算法.有别于传统算法使用运动特征进行车辆检测,该算法使用边缘特征和对性特征定位车辆.算法首先对图像进行灰度化、平滑去噪等预处理,使用Sobel算子垂直方向掩模计算图像感兴趣区域内的边缘梯度,确定候选区域;而后根据车辆图像垂直边缘具有对称性的特点,分析候选区域的对称性强弱,并计算其对称轴位置和车辆宽度.使用边缘强度、对称性和宽度这3个约束条件对候选区域进行验证.道路实验结果表明,该检测算法有效、可靠,具有良好的鲁棒性.