为了探索车载危爆品发生爆炸造成桥梁损伤的破坏形态及桥面上爆炸荷载压力场的分布规律, 采用AUTODYN软件建立了精细化数值模型, 分析不同形状尺寸车厢钢板及多种爆炸工况下桥面荷载压力场的区域分布特征, 给出了钢板发挥阻挡冲击波作用的临界尺寸。针对开展桥梁爆炸实验存在风险高、耗资大的难题, 参考一座实桥遭遇危爆品爆炸事故后的详细检测报告, 反演其爆炸损毁过程。基于最小二乘法对大量数值算例结果进行多项式曲线拟合, 对传统的自由空气域爆炸冲击波压力计算公式进行了修正, 提出了考虑车厢钢板阻挡的车载物爆炸作用下桥面超压峰值预测公式。经此公式计算得出的荷载压力分区与实桥检测报告中桥面破坏区域的对应吻合情况良好。研究成果可为桥梁结构的防爆抗爆设计提供参考。

针对运动网格统计(GMS)等特征匹配算法误匹配集中出现, 且在视点变化较大的情况下, 由于匹配点过少而导致匹配失败的问题, 提出了一种使用改进GMS算法结合RANSAC计算单应矩阵的特征匹配算法。首先,对原始GMS算法网格进行分配权重, 设置可变阈值以获取足够匹配点, 通过对改进GMS算法得到的匹配点集使用RANSAC拟合单应矩阵, 并对初始暴力匹配集进行细筛选生成最终的匹配点集。在公开的特征匹配数据集上的实验表明, 匹配准确率和召回率分别提升了22.69%, 18.58%, 算法更适用于视点变化较大的场景。

基于宽边耦合带状线结构, 该文设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的高隔离低插损3 dB 90°电桥。该电桥使用螺旋耦合线有效地减小了器件尺寸, 同时以对称式结构建模更便于后期的优化调整。在宽边螺旋耦合带状线垂直方向引入一个伸入式可调隔离电容, 极大地提高了该电桥的隔离度, 使其可达27 dB, 且插入损耗≤0.2 dB, 较之传统的定向耦合器结构, 其在提升性能的同时大幅减小了器件尺寸。对耦合线直角拐弯处的电场强度进行分析与优化, 采用45°斜切的方式使拐角处的电场强度与直线处大致相等。对上接地金属板进行环形镂空处理, 这将改善带内的幅度平衡度。该文设计的3 dB 90°电桥通带为0.96~1.53 GHz, 插入损耗≤0.2 dB, 幅度平衡度≤±0.7 dB, 相位平衡度为90°±1°, 隔离度≥27 dB, 其具有良好的应用市场。

针对目前临床上尚缺乏有效可行的烧伤程度精准诊断的难题，本课题组研究了基于空间频域成像的烧伤程度无创定量评估方法。本课题组通过基于单次快照多频解调方法的空间频域成像技术，实时、大面积、高分辨地反演出了与烧伤组织结构、生理特性紧密相关的光学参数(吸收系数与约化散射系数)，并结合系统聚类方法与多参数降维分析，提高了烧伤程度分类的准确性，缩短了分类时间。鼠烧伤模型的实验结果表明：动态监测光学参数的变化趋势可以显著区分出三种不同的烧伤程度，系统聚类分析缩短了分类时间，基于主因子的多参数降维分析表现出了更强的抗干扰性。本文方法为临床烧伤的早期诊断提供了一种极具潜力的实现途径。

提出了一种基于加速稳健特征(SURF)算法的精确定位的方法,通过识别地面铺设的二维(QR)码完成了定位预判与姿态矫正。对获取的QR图像进行预处理,并采用SURF算法提取图像中的特征点信息,匹配实时图像与目标图像的特征点,并利用最小二乘拟合获取图像间的转换矩阵,将转换矩阵与自动导引车(AGV)的视觉导引模型结合以实现AGV的精确定位。实验结果表明,在结构尺寸较大的重载AGV中,所提算法的定位稳健性较好,精度达到±1 mm。

采用大涡模拟方法计算了来流速度为0.4 Ma情况下球/柱形结构附近的流场, 根据密度数据计算了光程差及气动相屏, 并研究了尾流对激光传输的影响。结果表明: 光程差空间均方根的时间平均值随发射角增大而增大, 发射角从120°增加到148°时, 其数值从0.11 μm增加到0.28 μm; 光程差空间均方根随时间变化剧烈, 发射角为148°时, 其时间均方根可达0.04 μm; 球/柱尾流对激光传输有很大影响, 发射角为148°情况下, Strehl比的时间平均值为0.33, 并且Strehl比的时间平均值随发射角的增大而减小, 发射角从120°增加到148°过程中, Strehl比的时间平均值减小了59%; Strehl比随时间变化剧烈, 其时间均方根大于0.05。

采用大涡模拟的方法计算了来流速度为0.5 ~0.7 Ma情况下横向球/柱形结构附近的流场, 给出了密度和光程差的统计结果, 并采用相屏法研究了几种流场对激光传输的影响。结果表明: 密度扰动均方根和光程差均方根随着来流速度和发射孔径的增加而增大; Ma从0.5增至0.7时, 孔径为0.5 m情况下, 密度扰动均方根增长了90%, 孔径为0.25 m情况下, 光程差均方根增长了90%; Ma=0.6情况下, 孔径从0.25 m增加到0.75 m时, 两个参数各增加了4倍。激光Strehl比随来流速度和发射孔径的增大而减小; 发射孔径为0.25 m情况下, 随着Ma从0.5增加至0.7, Strehl比从0.236下降至0.045; Ma=0.6情况下, 发射孔径从0.25 m增加至0.75 m过程中, Strehl下降了90%。

采用数值模拟的方法分析了不同离轴角距离、不同大气湍流强度及激光出光口径下,信标的纯角度非等晕误差对激光发射自适应光学系统(AO)校正效果的影响。同时针对离轴点信标,提出了一种去除整体倾斜的准直方法。数值模拟结果表明,在其他条件不变的情况下,信标离轴角距离越大,口径越大湍流强度越强,点信标离轴引起的纯角度非等晕误差越大,但较(θ/θ0)5/3偏小,与理论分析符合较好。通过数据拟合得出,当出光口径一定时,纯角度非等晕误差仅与θ/θ0有关。给出了纯角度非等晕误差与θ/θ0的定量关系,为快速评价角度非等晕误差提供了模型支持。

建立了采用相关波前探测算法(Correlation wave-front sensing algorithm, COR)的自适应光学(Adaptive Optics, AO)系统的数值模型, 对准直光束大气传输自适应光学校正进行了数值模拟, 分析了不同热晕强度条件下光子噪声和读出噪声对系统校正效果的影响, 并与质心(Center of Gravity, COG)算法和阈值质心(Threshold Center of Gravity, TCOG)算法进行了对比。数值模拟结果表明, COR算法对噪声和热晕强度的变化具有更好的鲁棒性, 可以提高夏克-哈特曼波前探测器(Shack-Hartmann Wave-front Sensor, SH-WFS)在低信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)条件下的波前探测精度, 同时还可以较好地抑制噪声诱发的相位补偿不稳定性(Phase Compensation Instability, PCI), 改善低信噪比条件下大气热晕校正的稳定性。

由于相位补偿不稳定性的存在，大气热晕效应的相位校正一直是研究人员十分关心的问题。对变形镜驱动器影响函数耦合矩阵进行正交化获得了按照空间频率划分的变形镜本征模式，建立了采用变形镜本征模式进行波前重构的数值模型，对基于该波前重构方法的自适应光学系统校正大气热晕进行了数值模拟。数值模拟结果表明，与直接斜率法相比，变形镜本征模式法可以通过本征模式的选择，改变校正相位的空间频率成分，消除空间高频成分对热晕校正的影响，从而抑制相位补偿不稳定性的发生，提高自适应光学系统闭环控制的稳定性和对大气热晕的校正效果。