科技重大项目

主持人语：本人应邀为《苏州市职业大学学报》科技重大项目栏的主持人,希望借助该平台,向学术同仁介绍本人主持的国家自然科学基金资助项目所取得的研究成果,以期让研究者了解本项目进展及研究的意义.2009年,以本人为项目负责人,以苏品刚副教授和周昌雄教授为主要课题成员,与东南大学毫米波国家重点实验室合作,组建了科研团队,成功申报了1项国家自然基金项目“非负稀疏编码算法及其在毫米波焦平面成像图像处理中的应用研究（No.60970058）”,这一项目主要在毫米波（MMW）焦平面成像系统成像机制研究的基础上,进一步利用软件方法对MMW成像数据进行后续处理,从而得到更高分辨率的MMW图像.主要在基于人眼初级视觉系统主视皮层V1区神经元的非负稀疏编码（NNSC）模型的研究基础上,结合已成熟的图像处理方法,提出了基于稀疏特征的毫米波图像处理方法.该项目主要的研究工作包括以下五个方面：①毫米波成像系统中关键硬件-毫米波成像接收机混频器及成像天线的研制;②建模了一类具有视觉反馈机制的NNSC神经网络模型并实现了该模型的稀疏优化学习;③基于量子信息理论、Retinex理论以及二维经验模式分解、偏微分方程、凸集投影、神经网络非线性滤波特性等算法,提出了一些适用于MMW图像的处理算法;④利用NNSC特征基和最大似然估计法,提出了基于NNSC收缩技术的毫米波图像消噪和恢复方法;⑤结合NNSC算法、图像稀疏表示及超分辨率图像恢复等算法,提出了一类基于组合变换的MMW图像级联消噪和恢复方法.     

基于随机重复频率和压缩感知的运动目标ISAR成像

研究压缩感知（CS）理论在运动目标ISAR成像中的应用问题,结合CS理论的使用条件和ISAR雷达系统探测需求,提出一种基于随机重复频率的采样方案. 针对毫米波ISAR观测运动目标时有严重的多普勒模糊问题,提出一种基于随机重频的运动目标CS成像方法,并分析随机重复间隔的变化区间宽度和最小变化间隔对该方法性能的影响. 计算机仿真和实际数据处理结果验证了本方法的有效性.     

我校尚丽副教授荣获国家和省自然科学基金项目资助

我校电子信息工程系尚丽副教授申报的“非负稀疏编码及其在毫米半波焦平面成像图像处理中的应用研究”获得2009年国家自然科学基金委员会面上项目的资助（项目批准号：60970058／F020509）．同时,在2009年江苏省第二批省级科技计划拟立项目中,     

基于开放腔法的毫米波介电常数自动测量系统

低损耗的介电材料在毫米波频段有很重要的应用,为实现Ka和W波段上天线罩材料的复介电常数高精度测量,基于开放腔测量介电常数的原理,运用计算机控制矢量网络分析仪,研制了一套开放腔介电常数自动测量系统．该系统解决了在宽频带内精确确定开放腔的腔长,以及从相对介电常数的多个测量结果中选择真值的问题,提高了介质材料的复介电常数测量精确度,多频点的测试方法降低了测试出错的可能性,自动测试极大地提高了测试效率．     

我校尚丽副教授荣获国家和省自然科学基金项目资助

我校电子信息工程系尚丽副教授申报的“非负稀疏编码及其在毫米半波焦平面成像图像处理中的应用研究”获得2009年国家自然科学基金委员会面上项目的资助（项目批准号：60970058／F020509）．同时,在2009年江苏省第二批省级科技计划拟立项目中,尚丽老师申报的“非负稀疏编码及其在掌纹特征识别中的应用研究”首次以苏州市职业大学为第一申报单位获得江苏省基础研究计划自然科学基金项目资助．     

毫米波MIMO系统中基于射频链路选择的高能效混合预编码设计

为减少射频链路开销的同时满足系统高容量需求,提出使用有限射频链路的毫米波混合数模预编码,以实现硬件成本和系统性能的折中。在多用户毫米波MIMO系统下,首次提出基于射频链路选择的高能效混合预编码算法。首先利用预设的模拟预编码码本将原三元耦合变量联合优化问题转变为稀疏数字预编码优化问题。由于问题非凸非线性,接着利用顺序凸近似与分数规划理论,设计一种迭代求解算法。仿真结果表明所提算法在能效上十分逼近于穷举法并显著优于其他算法。     

省级环境在线监控数据库平台建设与应用

文章基于Oracle和SQL Server 2005数据库平台,采用集群、数据仓库、数据挖掘等技术开发出安徽省环境监控数据库。该系统紧密结合省级环境保护机构的数据业务,为污染源自动监控系统、地表水自动监控系统、空气质量自动监控系统、噪声自动监控系统、环保业务系统、环保门户办公等系统提供强有力的基础支持,有效提高海量数据的处理能力。     

眼球成像原理演示仪

一、目的和用途 该教具用于小学自然第五册《眼睛的科学》一课教学,用来演示眼球成像原理,解决“晶状体随物体的远近,肌肉收、缩放松时自动调节凸度的大小,使物体都能在视网膜上成像”这一难以理解的科学道理。使学生进一步对近视眼的形成和预防有明确的认识。     

基于针孔阵列型的单次曝光双波长叠层成像

传统的叠层成像技术在增加参与成像的波长数量时,可有效地提高系统的成像质量和抗噪声能力。该技术已广泛应用于成像及测量等领域。但其复杂的机械移动式曝光方式,导致系统存在抖动、数据采集效率低且精度较差等问题,在增加成像波长数量时更严重地影响系统成像和测量性能。采用针孔阵列型双波长单次曝光叠层成像技术,经过实际的光学实验和数值模拟论证,在双波长情况下实现对实验数据的高效和高精度采集,避免了传统多波长叠层成像技术的弊端。还指出并论证,在选择参与成像的激光波长时,有必要考虑两个重要的波长参数：中心波长和波长间隔,为多波长的叠层成像技术提供有效的指导依据。与传统的双波长、多波长叠层成像技术相比,基于针孔阵列型的双波长单次曝光叠层成像技术具有更高的效率和更广泛的应用领域。     

船舶自动跟踪航行系统与驾驶自动化的探讨

对日本的船舶自动跟踪航行系统的原理、系统的组成及工作过程进行了介绍,阐明了自动跟踪航行系统在航海中应用的意义,并结合笔者在航海实践中的体会,提出利用计算机程序控制将自动跟踪航行系统与自适应连接在一起,形成一套船舶自动驾驶的设想,以达到除紧急避让局面外,海上航行全部实现自动驾驶的目的。     

面向算法图视的算法预处理──算法的事件步分解方程

在过去的算法图视开发系统中，算法必须按系统接口的规范书写，以便与其所建立的公共的图视系统接口。笔者提出了一种可在计算机上实现的算法预处理方法，即事件步分解方法。按传统方式书写的算法经过这种预处理后即能满足系统接口规范。这种方法大大提高了算法图视系统对用户的友好性，目前已在我们的算法图视系统中得到良好应用。     

高速公路收费道口自动车型识别系统中的车轮检测算法

为提高高速公路收费道口自动车型识别系统(Vehicle Recognition System,VRS)的识别准确率,针对基于三维成像的VRS中的车轮检测,提出一种优化算法,以精确检测出车轮的位置和大小.利用激光雷达检测到有疑似车轮的目标通过扫描平面时,控制摄像头抓拍图像;对抓拍到的图像进行灰度化、图像增强、边缘提取、背景分离等处理;利用霍夫变换进行车轮边缘拟合,检测图像中是否含有车轮,若有,可同时得到车轮的位置和大小;在MATLAB中实现该算法.结果表明,该车轮检测算法能够快速、精确地检测出车轮,效果良好.     

基于AIS数据的智能船舶动态视频监控系统设计

针对港口船舶动态视频监控系统应用中视频监控系统人工操作的不便性,开发智能船舶动态视频监控系统.根据船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)获取的港内船舶动态数据,设计自动监控决策控制模块,建立待监控船舶的被监控优先因子算法,通过驱动多智能球摄像机阵列对待监控船舶队列进行智能排序定位,实现对航行船舶的自动化智能视频跟踪.     

一种利用先验信息的可见光域相干衍射成像方法

提出一种可见光域的相干衍射成像方法.该方法在待测样品面引入一个已知的标准物体作为先验信息,并通过控制激光光束的照明范围得到2幅不同输入信息下的衍射图.依据这2幅衍射图和已知的先验信息,使用本文提出的相位恢复算法,在计算机数值模拟和光学实验中重建待测样品的复振幅信息.该方法仅需2幅衍射图即可进行无透镜成像,因此其成像过程较为简便,具有一定的实用价值.     

不同时空条件下的高分三号SAR图像立体定位方法

介绍一种较为可靠的高分三号合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）图像立体定位方法,即便立体像对时空条件差异较大,该方法也能达到较高的定位精度。首先根据斜距多普勒模型建立立体定位方程组,利用多项式拟合法解算卫星状态矢量,最后利用牛顿法求解方程组。利用高分三号卫星在北京、苏州、上海3个地区、成像时间各不相同且分辨率在5 m以内的7景SAR图像进行立体定位实验,以Google Earth上的实际位置为基准,实验得到的所有目标点的平面误差均在30 m内,高程误差均在34 m内,证明即使立体像对成像时间间隔较长,也可以得到精度较高的目标点三维信息,且滑动聚束模式下得到的立体像对定位精度最高。     

条带式VideoSAR参数依赖关系的推导及应用

VideoSAR是一种新的成像模式,使观测者在一段观测时间内,得到目标场景的图像序列,并以类似电影的方式再现场景信息.本文分别推导条带模式下,以无重叠和有重叠两种方式提取每帧数据时,帧率、分辨率和雷达工作频率的依赖关系式,为开发VideoSAR系统的参数设计提供参考.通过对静止和匀速运动点目标进行帧率为37.50 fps的VideoSAR模型仿真,验证了本文推导的正确性,以及条带式VideoSAR的可行性.     

自适应Canny边缘检测算法

对Canny边缘检测算法的性能进行了分析和评价。针对Canny算法的缺陷,提出用自适应空间域平滑方式清除图像中的椒盐噪声;用图像灰度共生矩阵的惯性矩特征值自适应调整高斯空间系数和边缘检测阈值,实现了图像边缘的自动提取。     

基于LiDAR点云特征和模型拟合的高压线提取

高压线数字化是数字电网建设和线路智能巡检的核心内容,机载LiDAR在高压线三维数字重建中具有独特的优势。提出一种从输电走廊机载LiDAR点云数据自动快速高精度提取完整电力线点的方法。首先基于点云的空间分布特征粗提取电力线点,并通过改进Hough变换和RANSAC抛物线拟合法剔除噪点,然后分别进行电力线在平面和垂直面上的分股,结合单股电力线的平面直线模型和垂直面上的抛物线模型,采用模型生长的方法提取完整的电力线点。试验结果表明,该方法提取的电力线点云的精度可达99.6%。     

雷达信号环境模拟器系统软件中DDE的应用

雷达信号环境模拟器系统软件，可以完成对雷达参量库、预选库、模拟状态库的数据库管理及主机与分机之间的数据通讯。模拟器操作者可以在主机上直接对系统进行调试；对所需的雷达直接操作；也可以按照预先设置的参数，由系统按照开关机时间自动发射、关闭雷达；并可以显示通讯过程中的故障及系统的状态，具有良好的人机对话能力。本软件利用动态数据交换ＤＤＥ完美地将Ｆｏｘｐｒｏ语言和ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋语言结合在一起，以控制模拟器产生一逼真的雷达信号环境。     

自动化散货装船机物位检测技术

为使散货装船机在安全作业的前提下自动、快速、高效地完成装船作业,利用安装在散货装船机上的激光雷达,通过多轴伺服运动机构控制激光雷达进行旋转,完成对船舱的三维轮廓扫描.通过后台截面边缘提取算法与图形拟合算法相结合的图像处理算法,自动、实时获取船舱尺寸以及舱内物料的形状,确定落料轨迹,为散货装船机的自动化作业提供基础.天津港煤码头的多次装船试验验证此方法的可行性.