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关键词： 深度获取   离散结构光   图像抖动   单帧   网格编码  

摘要： 为了实现动态场景的高精度、高分辨率、高鲁棒性的实时深度测量,本文首先提出了一种图像抖动的双色离散编码结构光深度获取方法。该方法首先在传统的单帧余弦模板中,嵌入由两种颜色表示的De Bruijn序列,形成双色相位编码模板,以实现对截断相位的快速解缠绕,并扩大了深度的测量范围。由于大部分投影仪存在非线性问题,本文利用图像抖动技术,对上述双色相位编码模板的RGB通道分别进行二值量化,使得传统的24位图像转换为3位图像,形成双色离散编码模板,有效降低了投影仪的非线性问题对测量结果的影响。当实际测量时,将物体放置在远离投影仪焦距平面的位置使投射图像模糊,以抑制模板中的高频分量,从而获得较为理想的余弦图像。实验结果表明该方法能够有效测量复杂物体表面的深度,并且获得了高精度、高分辨率的深度数据。针对传统的单帧离散结构光其像素码值特征极易受到被测物体表面纹理的干扰造成解码错误的问题,本文提出一种离散网格编码的单帧二值结构光模板可以改善上述问题。该模板是在无编码的网格模板中嵌入由短斜线表示的De Bruijn序列,结合外极线实现网格线的唯一匹配。该模板具有以下四个特点:(1)该模板仅使用两个灰度值,有利于降低物体表面纹理信息对特征提取的干扰,提高测量的鲁棒性;(2)使用伪二维De Bruijn序列的编码方式,缩小了匹配窗口的大小,有利于测量跳变表面的深度数据;(3)使用短斜线作为特征区分编码码元,极大简化了特征提取的步骤,使得解码变的更加容易;(4)对网格点进行编码,具有快速定位的特点。为了提高测量精度,本文对线条采取由粗到细的提取操作,并利用二次函数和能量优化函数获得线条的亚像素坐标位置。实验结果表明,本方法获得了比Kinect和ToF深度相机更佳的测量表现。

关键词： 金纳米粒子   DNA   多聚体   离散结构  

摘要： 在金纳米粒子(Au NPs)的表面成功修饰上巯基DNA,并利用琼脂糖凝胶电泳(AGE)分离出单价态DNA-Au NPs产物。产物与其他DNA混合,经退火便可制备金纳米粒子的四聚体、八聚体等离散结构。通过改变金纳米的粒径,可实现金纳米粒子的构象可控。透射电子显微镜(TEM)照片证实了金纳米粒子多聚体的存在。结果表明,直径13 nm的金纳米粒子的四聚体产率可达60.02%。

关键词： 平面离散结构   无源器件建模   多目标优化   基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)   高效搜索策略   定向耦合器   滤波器   隔离结构  

摘要： 多年来,小型化和高性能设计一直是微波无源器件设计的追求,在材料、工艺和结构设计等方面均取得了长足的进展。通常,材料、工艺突破后,微波无源器件的结构设计就成为重点。因此,高性能微波无源器件设计面对的一个根本问题就是:在给定材料、工艺和电路设计空间的条件下,实现某一类型的无源器件,到底什么样的结构才能提供最优的性能?现有的电路结构设计方法大多基于“试凑-优化”的设计模式,采用的结构为规则结构,具有一定的局限性,这使得寻找性能最优、结构构型灵活的电路结构优化设计需要采用更有效的结构描述和优化技术。本文将采用基于分解的多目标进化算法（Multi-Objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition,MOEA/D）作为优化框架来设计平面离散网格构型的电路结构,以实现微波无源器件高性能设计。围绕离散型电路结构设计,本论文研究内容包括:1.提出了基于离散结构的微波无源器件设计方案并研究了离散结构相关特性。本论文采用离散化的思想对电路结构进行描述,得到的离散结构可以打破常规电路的拓扑或形状,设计自由度大,具有实现更多拓扑及电路结构的能力。针对离散结构的电路形态迥异于传统的平面规则结构这一特点,本论文采用近似等效电路分析方法,研究了离散结构损耗、宽带、小型化等特性。2.提出了离散结构高效的搜索策略和方法。本论文将具有遗传操作算子的MOEA/D（MOEA/D Combined with Genetic Operators,MOEA/D-GO）作为优化内核来求解离散结构优化问题。为加快算法设计效率,本论文将微波无源器件设计相关的工程经验融入到MOEA/D-GO中用于解决离散型微波无源器件多目标优化问题（Multi-Objective Optimization Problem,MOP）,提出了若干种高效的优化搜索策略和方法。3.首次将平面离散结构应用于高性能定向耦合器设计。论文分析了与定向耦合器相对应的无耗及有耗四端口网络S参数约束,给出了各端口之间的相差与隔离度及耦合度之间的约束关系,明确了离散结构优化搜索的目标。在此基础上,结合前述的高效搜索策略和方法实现了一系列基于平面离散结构的高性能定向耦合器设计。这些设计实例获得的整体性能显著优于已见诸报道的设计结果。4.研究了平面离散结构在高性能滤波器中的设计应用。本文利用离散型耦合结构替代原滤波器中部分耦合结构实现了高性能小型化滤波器设计,直观的展现了离散结构在滤波器设计应用中带来的好处。在此基础上,进一步设计了全离散型滤波器。此外,结合离散结构在定向耦合器中的设计优势,首次将离散结构应用于高性能巴伦滤波器设计中,并总结了不同优化搜索策略下的设计效率对比。5.首次将离散结构用于多入多出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）天线隔离设计。论文先简单介绍了离散结构去耦原理,明确了离散结构在搜索优化过程中主要改善的天线参数。然后在此基础上,设计了若干款高隔离MIMO天线,分别是双平面倒F天线、双印刷单极子天线、双微带贴片天线。最后,讨论了引入离散隔离结构后对MIMO天线性能的影响,并探讨了与离散结构设计有关的因素,如单元尺寸、设计区域大小、小块密度等。综上,本论文围绕在给定材料、工艺和电路设计空间条件下的电路结构设计展开,采用有效的平面离散结构描述技术和多目标优化技术,为结构适应性好、各项性能趋优的小型化高性能微波无源器件的设计,提供一种全新、高效的设计技术。

关键词： 离散结构   自然语言处理   布尔代数   图论  

摘要： "离散结构"是计算机科学专业的一门基础课,是许多专业课的先行课程,"离散结构"和后续课程的关系密切,它在计算机科学中应用非常广泛。为了学生能认识到"离散结构"在计算机领域的具体应用,本文就"离散结构"在自然语言处理领域中的应用做了初步介绍。

关键词： 计算机科学   课程   入门   笔记本电脑   多核处理器   计算机集群   离散结构   并行计算  

摘要： 每年有超过350名计算机科学学生参加拉斯·米勒（Russ Miller）秋季学期的离散结构课程，其中约90％是新生。学习到第5周时，学生将问题拆解成小块，学习“同时解决每块问题的方法”——并行计算。今天，多核处理器为笔记本电脑和手机提供强大的功能。分布式云服务器或超级计算机集群处理大数据集，以改善脸谱网的新闻推送或预测天气。要充分利用这些系统，就需要并行算法。

关键词： 非线性   Hamilton系统   SMES控制器  

摘要： 给出一种基于非线性理论的船舶电力均衡系统设计。非线性稳定模型能够有效解决船舶电力系统产生的非线性与干扰。本文所设计的电力均衡系统结合Hamilton的结构设计思想与SMES控制器的优点。实验结果表明,该系统不但结构简单,而且能够获得较好的稳定效果。

关键词： 离散结构   结构优化   子结构方法   协同优化  

摘要： 针对复杂离散结构优化存在设计变量多、寻优困难等问题,提出一种基于子结构方法的分解协调策略,并采用基于子结构分解协同优化框架求解。将大规模结构分解为多个不重叠的、规模较小的子结构,每个子结构对应一个学科。将原优化问题的设计变量、优化目标以及约束分配至各个学科。每一轮系统迭代中,系统层仅进行一次完整结构的有限元分析,学科层执行子结构优化和有限元分析。耦合状态变量由系统层输入,在学科层作为定值。系统层进行整体结构分析后更新耦合状态变量值,以协调学科之间耦合状态变量的差异。该方法将复杂的整体结构优化问题分解为多个并行、独立的子结构优化问题。算例表明:相比于整体结构优化,该协同优化方法显著降低了整体结构分析次数,能够更加稳定地找到更优解。

关键词： 离散面(DCS)   离散体(DB)   离散结构   函数结构   映射结构   “2D/3D”一体化表达   3D   GIS数据模型   UKRM模型  

摘要： 面对复杂、多样化的三维世界,现有的三维GIS模型面临着兼容性差、表达类型不足、数据表达效率低等问题,难以满足多用途(户),尤其是海量对象,GIS空间管理、查询与分析的需求.本文根据人类认知思维特征,整合并拓展了与人类认知方式一致的离散表达方式(包括离散面(DCS)、离散体(DB)等),提出并集成了函数、映射两种新的结构类型,构建灵活开放、可扩展性强的泛知识化表达模型(UKRM),实现多种表示方式(包括边界表达B-rep、构造实体几何CSG、参数/函数等)的异质性归一化表达,从而极大提高了GIS对海量、复杂、多样化三维世界的表达能力,实现了GIS数据的重用,并建立了静态GIS向动态GIS拓展的接口.初步应用试验表明,无论规则还是非规则几何体,UKRM模型表达简洁、高效,优于现有构模方式(如IFC,City GML).

关键词： “互联网+”   创新创业   离散结构   实践教学  

摘要： "互联网+"时代的来临催生了创新创业型高端人才的巨大需求缺口,软件工程专业的内禀特征决定其必然要在"双创"人才培养上有所作为。承载着理论与应用创新思维培养的离散结构课程应该在实践教学环节另辟蹊径,助力"双创"人才的培养。文章以正向融入"互联网+"的教学改革思维,介绍吉首大学软件学院在离散结构课程教学在实践教学环节改革实践,并对实施的过程进行深度剖析。

关键词： 离散结构表面   透氢性能   热稳定性   冷喷涂实验   分子动力学模拟  

摘要： 氢气作为本世纪最具前途的洁净能源载体,如何获取高纯度氢气成为亟需解决的氢能利用的主要问题之一。采用膜分离技术净化提纯氢气是目前公认的可行的解决途径。国内外现有研究结果表明:以非贵金属为膜基材料的复合金属氢分离膜是最有可能成为大规模氢气燃料生产分离过程中所需的重要能源材料。但当前研究的致密覆盖结构复合金属膜因钯金属用量仍偏高而难以进一步降低膜成本,并因覆盖膜的破裂与基体材料分离甚至脱落而达不到所要求的膜使用寿命。为解决以上问题,论文针对一种特殊的离散结构表面复合金属氢分离膜,利用模拟和实验相结合的方法,从宏观、微观尺度上研究了离散结构表面复合金属膜相比致密结构复合金属膜所具有的各种优越性。首先,借鉴强化传热原理,引入形状因子和体积分数,推导出适用于不同结构复合金属膜等效氢渗透系数的计算通式,与致密结构复合金属膜对比分析后可知,离散结构复合金属膜不仅具有较高的透氢性能而且有效降低了钯材料的使用量。又进一步利用有限元分析方法,对致密结构与离散结构复合金属膜不同温度下的热稳定性进行数值模拟,探究了不同嵌入形状、嵌入深度、颗粒间距对热应力分布的影响,发现离散结构复合金属膜在高温下可保持高的结构热稳定性,具有更长的使用寿命。随后,利用高压冷喷涂技术成功制备了离散结构表面复合金属膜,并通过SEM实验研究了颗粒沉积于基体成膜的膜结构形貌与变形特征,验证了冷喷涂技术制备离散结构表面复合金属膜的可行性。最后,运用分子动力学模拟方法从微观尺度上研究了较大和超大钯团簇沉积于钽基体的微观过程及微观特性,分析了不同因素对团簇沉积过程、界面结构及团簇结构重整的影响,发现了沉积过程中界面合金形成以及团簇结构重整的规律。由分子动力学模拟可知,当基体初始温度及撞击速度增至一定值后,团簇以类椭球体或锥体的形状嵌入基体。团簇在碰撞沉积基体过程中,团簇与基体原子间的迁移、混合、扩散及替换,使得团簇与基体的界面结合处生成了合金化合物。通过冷喷涂实验及EDS能谱分析,发现颗粒与基体结合界面及边缘处同时有颗粒与基体金属元素的存在,与分子动力学模拟结果保持一致。同时,团簇与基体接触的界面边缘区域,原子在团簇周围发生聚集与实验中观察到的颗粒沉积后发生的金属射流现象类似。论文分别从理论分析、宏观数值模拟研究了离散结构表面复合金属膜具有较高的透氢性和热稳定性,并使用冷喷涂技术成功制备了离散结构表面复合金属膜,且进一步利用分子动力学模拟深入分析了钯颗粒碰撞沉积钽基体的微观过程、表面特性及结构演变,相关模拟结果与实验观测相互印证。从而从多方面多角度地证明了离散结构表面复合金属膜的优越性,并获悉制备具有优越透氢性及结构热稳定性复合金属膜的冷喷涂工作参数,对制备离散结构表面复合金属氢分离膜具有实际的指导意义。