无线传感器网络离群时间序列检测研究

基于无线传感器网络的环境监测系统中,广泛存在着离群数据.目前,一个有趣但还没有被广泛讨论的问题是离群时间序列的检测问题.为了满足大规模数据集快速离群数据检测的需求,本文提出了一种新的无线传感器网络离群时间序列检测算法,通过引入切比雪夫多项式实现离群数据快速检测.通过NS2仿真实验,证明了该算法的可行性和有效性.     

一种基于MEMS传感器的无人飞艇航姿测量系统

提出了一种基于微机电系统(MEMS)惯性传感器的航姿测量系统。分析了一些传统姿态解算算法融合过程中的不足,提出一种高效的融合算法,利用梯度法将加速度计和磁力计对地球重力场和磁场矢量的观测量去修正陀螺给出的姿态信息。针对实际测量系统中振动对姿态的干扰问题,提出切比雪夫II型低通数字滤波器进行传感器数据预处理,并结合运动状态修正融合算法从而进一步抑制振动。通过实验表明:该系统的算法具有较低的计算负荷,能有效地估计出姿态,抑制振动有害加速度对姿态估计的影响,测量动态误差小于2°,静态误差小于0.8°。     

基于多特征融合的驾驶员状态检测的实现

针对驾驶员状态检测和提取特征单一化以及检测设备成本过高的缺陷,提出了一种多特征融合的驾驶员状态的实现。该系统以内置DSP芯片的STM32L4低功耗单片机为核心,首先通过SON1303、MPU6050等传感器实时采集,分别获取人的脉搏、加速度、角速度以及姿态角特征参数;其次,脉搏调用DSP库实现快速傅里叶变换(FFT),利用切比雪夫窗口设计滤波器提取频谱;最后,通过驾驶员状态良好、疲劳、分心以及紧张频谱分析,定义第一主峰B以及频谱比K,融合B、K、姿态角、加速度、角速度等特征实现对驾驶员状态的判断。通过实验测试,该系统具有抗干扰强、低成本等特点,可以广泛应用于驾驶员状态检测,便于ADAS技术推广。     

多传感器系统估计的稳健切比雪夫中心估计融合

针对多传感器线性回归模型的参数估计融合问题,在观测噪声是范数有界的情况下,提出了稳健切比雪夫中心估计融合方法。描述参数的可行集合,为线性系统的所有可行解。可行集合的切比雪夫中心是最坏情况下使得估计误差最小的点,可用它作为多传感器系统参数估计的稳健融合。该问题在复数域上的某些情况可以精确求解,但目前的研究在实数域上只能得到近似解,即松弛的切比雪夫中心。严格证明了在实平面上可行集合的切比雪夫中心可以通过有限个约束的凸优化问题求解,因此,切比雪夫中心可以通过高效优化算法得到。在高维情况下,通过将可行集合投影到各坐标平面,设计了近似的切比雪夫中心融合方法。数值实验结果表明:该方法优于松弛的切比雪夫中心融合。     

一种增强的程序行为异常检测方法

程序行为异常检测是保护应用程序的重要方法。针对异常检测的数据源选择问题,提出一种细粒度的安全审计事件L-Call,用来刻画程序行为,该事件本质上是一种具有位置属性的系统调用。为了评估程序行为偏离程度,提出一种基于切比雪夫不等式的异常度量化方法,用以在序列概率分布未知情况下估算异常强度。最后实现了基于马尔科夫模型的检测原型系统LC-ADS。试验结果表明,提出的新安全事件和异常度量化方法可较好地反映程序行为变化,LC-ADS取得了更高的检测率和更低的误报率。     

一种辨识Hammerstein模型的新方法

本文结合参数估计理论和函数逼近论中的一些理论结果,提出了一种开环辨识Hammerstein 模型的新方法.这种方法能够克服目前广泛采用的辨识Hammerstein模型的方法中的 缺点,获得模型线性动态部分参数的渐近无偏估计及无记忆非线性特性,具有接近最佳逼近 效果和较好收敛性的逼近多项式.     

改进切比雪夫意义下最佳逼近方法与应用

切比雪夫意义下的最佳逼近方法具有广泛用途。但若按逼近的相对误差加以改进、则逼近结果会有更大的实际意义。本文针对一般工程应用,给出了三次以下的解析结果和使用实例。     

多模型传感器故障软闭环容错控制研究

针对一类非线性系统建立精确机理模型困难、且仅用单一模型进行故障检测与容错不甚可靠等问题,提出一种基于数据驱动的多模型传感器故障软闭环容错控制方法,并对非线性系统中卡死、恒增益、恒偏差等常见传感器故障进行了研究。首先采用历史数据建立了系统的RBF神经网络、最小二乘支持向量机和核部分最小二乘三种预测模型,并基于序贯概率比检验算法同时以多个模型产生的残差对传感器进行故障检测;当检测出传感器发生故障时,则用系统多个预测模型的融合值代替传感器的输出,从而以软闭环方式实现对传感器故障的容错控制。最后将所提出的方法应用于一阶水箱液位控制系统,实验结果表明多残差与序贯概率比检验算法的结合能够可靠诊断传感器故障,多预测值优化融合的软闭环可对传感器故障实现安全、高性能容错。     

数字滤波在加速度计中的工程应用

简要分析了加速度计输出信号的组成,介绍了切比雪夫Ⅰ型数字低通滤波器的设计方法,并采用该方法对某型石英挠性加速度计的输出信号进行了实时滤波处理,通过对滤波前后时域信号和频谱信号的比较,得出了切比雪夫Ⅰ型数字低通滤波器能有效抑制加速度计输出信号中的高频噪声、实时性高、性能稳定的结论.     

基于环面自同构的公钥加密方案的密码分析

基于环面自同构的强混沌特性，Kocarev提出了一种公钥加密方案。理论分析表明，离散环面自同构与剩余类环上Chebyshev多项式相联系。作者进而揭示出该方案并非一个新方案，而是LUC系统的一个特例。同时，实验测试表明，Kocarev提到的算法并未使该方案具有更高的效率。     

PN9000相位噪声测试系统扩频方法研究

在航天测控领域,相位噪声指标已成为系统性能的限制性因素,精确测量载波的相位噪声显得尤为重要;PN9000相位噪声测试系统可直接应用于相位噪声测试,具备测试灵敏度高、系统稳定、测试快速等优点;随着航天测控领域所用频率的不断提高,针对PN9000相位噪声测试系统基本配置的频率范围已无法满足测试需求的问题,为满足PN9000相位噪声测试系统扩频需求,文中提出基于相位检波器法(基本型)和基于中频相位检波器法两种扩频方法,并对两种方法进行原理分析和实验验证;根据实验结果,两种方法均能有效实现扩频功能,但在系统本底相位噪声及经费使用方面各有不同特点;文中提供的方法及实验数据,对PN9000相位噪声测试系统扩频升级及配件选购等具有很好的借鉴作用。     

Optical characterization of autostereoscopic 3‐D displays

Abstract— Display‐measurement methods different from conventional 2‐D display measurements are needed for verifying the optical characteristics of autostereoscopic (3‐D) displays and for comparing different 3‐D display technologies. Industry is lacking standardized measurement methods, and the reported results can not always be compared. The selected set of characteristics discussed in this paper and partly defining the quality of the 3‐D experience are crosstalk, viewing freedom, and optimum viewing distance. Also, more conventional display characteristics such as luminance are discussed, since the definitions for these characteristics in 3‐D mode usually differ from those used for the 2D displays. We have investigated how these chosen 3‐D display characteristics can be objectively measured from transmissive two‐view and multiview 3‐D displays. The scope of this article is to generally define those basic characteristics as well as the different measurement methods. Most of the 3‐D characteristics can be derived from the luminance and colors versus the viewing angle. Either a conoscopic or a goniometric measurement system can be used, as long as the angular and stray‐light properties are suitable and known. The characteristics and methods are currently discussed in the display‐quality standardization forums.     

发动机试车数据拟合算法的研究与实现

针对发动机虚拟测试系统的需要,对某型号发动机试车的14个测试参数采用最小二乘方法结合BP神经网络进行数据拟合。根据测试数据的特点进行分类研究。试验验证表明,所采用的方法结果准确,满足发动机虚拟测试系统的要求。     

多证据源冲突的组合度量方法

具有不同特性的证据源,利用现有的冲突度量方法得到的冲突值存在效果不理想的情形。因此,针对现有的冲突度量方法进行分析研究,采用将冲突度量方法两两组合的思想,提出了一类冲突度量方法。利用实例分析几种常用冲突度量方法的特性;描述组合度量方法的实现思路,对组合度量方法中证据理论的适用范围进行讨论。算例结果表明,新方法能够更加有效地判断证据源间的冲突程度,从而使证据融合过程中证据理论的选择更加准确。     

Measurement system for full three-dimensional motion characterization of MEMS

Advanced testing methods for the dynamics of mechanical microdevices are necessary to develop reliable, marketable microelectromechanical systems (MEMS). A key purpose for mechanically testing MEMS is to provide feedback of measurements that can help the designer progress in an iterative process from prototypes to fully developed products. The effectiveness of these procedures is markedly enhanced if the measurements include high-speed dynamic visualizations of mechanical structures in the microsystem. These data can be obtained using a measurement system that is capable of stroboscopic imaging, interferometry, and digital-image processing. We present such a system and demonstrate its capabilities in three disparate MEMS applications: a gimballed microactuator built for a miniaturized magnetic-disk information-storage system; a micromirror array for an adaptive-optics system; and a microgyroscope that can be applied in a number of microsystems.     

Model of Mobile Manipulator Performance Measurement using SysML

Test methods for measuring safety and performance of mobile manipulators have yet to be developed. Therefore, potential mobile manipulator users cannot compare one system to another. Systems Modeling Language (SysML) is a general-purpose modeling language for systems engineering applications that supports the specification, analysis, design, verification, and validation of simple through complex systems, such as mobile manipulators. As test methods are developed to allow performance comparison of the varied mobile manipulators, so to should be the case of allowing comparison of most any mobile manipulator configuration and control strategy during performance measurements. Additionally, mobile manipulator manufacturers and users can then compare these systems to tasks using various methods. This paper uses SysML to describe two measurement methods (optical tracking and artifacts) and the performance measurement of mobile manipulators performing assembly tasks. The SysML models are verified through systems review, referenced experimentation and summarize with uncertainty propagation models of the mobile manipulator.     

Robust model-based motion tracking through the integration of search and estimation

A computer vision system has been developed for real-time motion tracking of 3-D objects, including those with variable internal parameters. This system provides for the integrated treatment of matching and measurement errors that arise during motion tracking. These two sources of error have very different distributions and are best handled by separate computational mechanisms. These errors can be treated in an integrated way by using the computation of variance in predicted feature measurements to determine the probability of correctness for each potential matching feature. In return, a best-first search procedure uses these probabilities to find consistent sets of matches, which eliminates the need to treat outliers during the analysis of measurement errors. The most reliable initial matches are used to reduce the parameter variance on further iterations, minimizing the amount of search required for matching more ambiguous features. These methods allow for much larger frame-to-frame motions than most previous approaches. The resulting system can robustly track models with many degrees of freedom while running on relatively inexpensive hardware. These same techniques can be used to speed verification during model-based recognition.     

基于内存取证的内核完整性度量方法

内核级攻击对操作系统的完整性和安全性造成严重威胁.当前,内核完整性度量方法在度量对象选取上存在片面性,且大部分方法采用周期性度量,无法避免TOC-TOU攻击.此外,基于硬件的内核完整性度量方法因添加额外的硬件使得系统成本较高;基于Hypervisor的内核完整性度量方法,应用复杂的VMM带来的系统性能损失较大.针对现有方法存在的不足,提出了基于内存取证的内核完整性度量方法KIMBMF.该方法采用内存取证分析技术提取静态和动态度量对象,提出时间随机化算法弱化TOC-TOU攻击,并采用Hash运算和加密运算相结合的算法提高度量过程的安全性.在此基础上,设计实现了基于内存取证的内核完整性度量原型系统,并通过实验评测了KIMBMF的有效性和性能.实验结果表明：KIMBMF能够有效度量内核的完整性,及时发现对内核完整性的攻击和破坏,且度量的性能开销小.     

基于图像技术的多刃钻尖参数的测量及应用

提出了一种基于图像技术的多刃钻尖参数的非接触测量方法;介绍了利用CCD图像的多刃钻尖参数测量系统;调整工作台和钻尖的相对位置,通过CCD拍摄钻尖图像,对钻尖原始图像进行预处理,包括图像灰度化、滤波、二值化、边缘检测;经过Hough变换检测得到钻尖外刃的图像轮廓和钻尖圆弧刃的图像轮廓,再利用最小二乘法对钻尖外刃和圆弧刃的图像轮廓进行拟合,通过定标计算后,从而得到所测参数结果。并对测量精度进行了分析。试验结果表明,该检测系统运行稳定可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

火炮复进机液量动态检测

对复进机气液量检测技术现状进行了研究,针对现有检测方法存在的不足,设计了新型复进机液量检测系统;该系统通过放出液体改变复进机内气体压强和体积,由压力变送器动态测量放出液量和复进机内末压,有效地解决了测量精度和测量效率之间的矛盾;同时,以普通工业泵和开口量筒代替火炮手动泵,减少了附件数量,且液量检测和液量调整可同时完成;试验表明,测试结果稳定可靠,与静态法相比液量差值在0.02L以内;采用基于PC104总线的虚拟仪器系统设计,体积小、功耗低、抗冲击并可在恶劣环境下工作,适合部队在野战条件下使用。