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    2008年, 第42卷, 第10期 刊出日期:2008-10-28 上一期    下一期
    新时期我国信息技术产业的发展
    新时期我国信息技术产业的发展
    江泽民
    2008,42 (10):  1589-1607. 
    摘要 ( 14468 )  
    本文阐述了信息技术产业发展的地位、作用和发展趋势,指出以互联网、计算机为代表的信息技术,引发了第三次工业革命.信息技术产业已成为新时期经济增长的重要引擎,有力地促进了可持续发展,深刻地改变着人类生产生活方式.文章探讨了世界信息技术产业发展趋势,认为信息技术孕育着新的重大突破,产业集聚与融合趋势日益明显,知识产权和标准竞争不断加剧,泛在化网络环境正在形成.本文提出,中国应当进一步发挥信息技术产业经济增长“倍增器”、发展方式“转换器”和产业升级“助推器”的作用,坚持自主创新、开放兼容、融合集成、军民互动、市场导向、跨越发展的方针,以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条中国特色信息技术产业发展道路.注重发展微电子、计算机、软件、关键元器件及其材料等核心基础产业,以及宽带移动通信、下一代网络、信息服务等具有国际竞争力的优势产业.完善信息技术产业政策体系,力争到2020年前后,把我国建设成为信息技术产业强国.
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    自动化技术、计算机技术
    基于智能算法的制造系统通用作业调度方法
    胡燕海,严隽琪,马登哲,叶飞帆
    2008,42 (10):  1608-1612. 
    摘要 ( 6628 )  
    通过生产实际情况分析,提出了制造系统通用作业调度问题(USP)概念,开发了混杂蚁群算法(HACO),对USP进行求解,并与采用遗传算法所得解进行了对比.算例研究采用75×20个标准算例,以工件的加工流程时间最小化为目标函数,分别运用运算代数和解集收敛度为结束条件.计算结果表明,在计算代数相同时,HACO算法更容易使解域集中;在得到同等收敛度时,HACO算法的计算时间更短.
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    基于颜色信息相位谱的显著性检测
    李武跃,李志强,方涛,霍宏,葛卫丽
    2008,42 (10):  1613-1617. 
    摘要 ( 6634 )  
    为了快速搜索场景中的重要目标,依据人类视觉系统的特点,提出了一种基于颜色信息相位谱的显著性检测模型. 通过分析图像颜色相位谱信息,建立显著性图谱,它能够表示出场景中重要目标的位置. 实验结果表明,在复杂背景下,该算法能够较好地检测出和人类视觉相一致的重要区域.
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    边界元矩阵稀疏化算法及其应用
    崔树标,张云,周华民,李德群
    2008,42 (10):  1618-1621. 
    摘要 ( 5650 )  
    基于边界元矩阵的空间需求与求解域网格数的平方成正比,提出了边界元矩阵稀疏化方法.首先,根据边界元矩阵的特点定义了合适的稀疏准则,小于该准则的矩阵系数被合并到邻接单元对应的矩阵系数中;然后,将该系数取零,这样可以将一片相互邻接的单元系数合并到其中一个单元,从而达到矩阵稀疏化的目的.仿真结果表明,该方法在保证数值模拟精度的条件下,大幅削减了空间需求.
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    基于Markov链的集束型晶圆制造设备预防性维护建模
    周炳海,何平,潘尔顺,奚立峰
    2008,42 (10):  1622-1626. 
    摘要 ( 5710 )  
    为了有效提高集束型晶圆制造设备的运行可靠性,同时降低其维护成本,提出了基于Markov链的预防性维护建模方法.根据集束型晶圆制造设备的特点,将设备使用情形分为运行状态、预防性保养状态、保养未能回复状态、预防性维修状态和维修无法回复状态,建立了设备状态转移模型.在此基础上,建立了集束型晶圆制造设备的预防性维护成本模型,进行了仿真实验分析.结果表明,该模型可有效分析不同参数组合下的单位时间预防性维护期望成本.
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    采用标记点的弹性连接体三维建模与运动估计
    潘海朗,石磊,戴跃伟
    2008,42 (10):  1627-1630. 
    摘要 ( 5958 )  
    为了采用非常少的参数就能反映人肢体皮肤的变形,提出了一种新的旋转圆锥曲面进行弹性连接体(人体)三维建模,模型包括了人体三维骨架和代表人肢体皮肤的变形曲面方程, 每个肢体只需调整一个变形参数就能反映出人肢体皮肤的变形.根据双目图像序列的标记点估计人体三维变形和运动参数, 包括了骨架的运动参数估计和变形曲面的变形参数确定.实验结果表明:模型能正确地反映人肢体皮肤的变形,运动估计算法能精确地估计人体运动参数.
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    基于神经网络的三维人体建模方法
    邓卫燕,陆国栋,耿玉磊,王进
    2008,42 (10):  1631-1634. 
    摘要 ( 6503 )  
    利用扫描人体数据库,按特征点位置确定若干截面,对截面上的特征点重新识别和处理,获得胸部、脖子、腰部和臀部等特征部位截面环的训练样本,利用4层BP神经网络模型,通过编程分别训练得到人体胸部、颈部、腰部和臀部的神经网络权值参数,从而得到适用于一般人体的截面环自动生成模型,自动生成用户人体各个特征部位的截面环,最终生成三维人体网格模型.结果表明:该方法能很好地逼真实际人体特征曲线,是在只有用户人体参数信息,无扫描人体情况下的一种较好的人体建模方法.
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    活性细胞膜计算的可执行性描述与实现
    张民,戚正伟,董笑菊
    2008,42 (10):  1635-1639. 
    摘要 ( 5390 )  
    基于重写逻辑理论,利用Maude语言对活性细胞膜计算模型进行可执行性描述,实现了借助于计算机自动验证计算模型的正确性、完整性,以及辅助研究模型的性质等功能.通过采用Maude语言对活性细胞膜计算中6条基本规则的定义,给出了模型通用的描述方法.利用该方法描述与验证了可满足性问题在活性细胞膜计算中的模型.通过对计算结果的分析,说明了方法的可行性与正确性.
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    面向复杂产品交互虚拟装配操作的并行碰撞检测算法
    武殿梁,朱洪敏,范秀敏,
    2008,42 (10):  1640-1645. 
    摘要 ( 5917 )  
    运动对象间碰撞检测是交互式虚拟装配的一个基本问题,提出一种虚拟环境中运动对象间的并行化碰撞检测方法.该方法使用一种并行的、基于区域分割和快速相交校验排序的分解算法来包围盒层次模型,检测计算时依据用户的操作动态决定碰撞检测对以减少检测计算量,同时基于微机和局域网的并行方法来计算模型间碰撞,两个模型间碰撞检测时使用包围盒层次树动态更新方法.随后,以某型汽车底盘虚拟装配时的实时碰撞检测来验证算法性能.结果表明,该方法可以快速建立包围盒层次树模型,并可在交互操作中完成给定精度的实时碰撞检测.
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    基于带标签有限自动机的隐蔽存储通道搜索
    姚立红,訾小超,潘理,李建华
    2008,42 (10):  1646-1649. 
    摘要 ( 5433 )  
    分析了隐蔽存储通道存在时的系统运行特征,在此基础上提出一种隐蔽存储通道搜索方法.该方法运用有限自动机模型描述系统运行规则,通过自动化过程发现系统中潜在的隐蔽存储通道.该搜索方法为潜在的隐蔽存储通道描绘出存在场景和信息传递过程,并由此计算出带宽.
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    基于矢量场自适应采样算法的图像体绘制技术
    唐炜,姚莉秀,杨杰,秦红星
    2008,42 (10):  1650-1654. 
    摘要 ( 6118 )  
    针对医学数据体绘制的特点,研究了体数据矢量场的变化特征,分析了采样频率与矢量场的关系,提出基于矢量场的自适应采样算法,对重建图像贡献最大的数据区域采用高频采样,对其贡献小的数据区域采用低频采样,从而自适应地控制采样步长,提高了重建性能.研究结果表明,自适应采样算法在重建效果不受影响的前提下,将重建速度提高约30%~60%.
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    晶圆制造系统中Lot加工序列优化的蚁群算法
    姚世清,江志斌,郭乘涛,胡鸿韬
    2008,42 (10):  1655-1659. 
    摘要 ( 6320 )  
    针对半导体晶圆制造系统中设备从缓冲区选择Lot加工问题,提出Lot加工序列优化的蚁群算法,对其进行计算时间复杂度分析,并给出了该算法的改进形式.该改进算法是根据晶圆制造系统重入特点,基于瓶颈设备构建蚁群算法求解模型,通过迭代仿真最终获取Lot加工优先序列表.仿真结果表明,采用该算法在短期调度区间内,与一般的基于规则的动态调度算法相比,效果得到了显著的改善.
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    基于光流和多层次B样条自由变形的医学图像鲁棒形变配准
    王敏尤,胡海波,秦斌杰
    2008,42 (10):  1660-1664. 
    摘要 ( 6033 )  
    为了跟踪肿瘤病灶对周围正常组织挤压变形,以及脑部手术软组织变形对手术的影响,提出了光流估计框架下的多层次B样条自由变形鲁棒形变配准方法.利用光流法约束下的多层次B样条自由变形,通过加密局部控制点以加强局部形变,能有效建模肿瘤信号及异常变形区域的局部较大形变.通过引入鲁棒估计,给予异常信号(病灶、灰度突变或形变不连续区域)以较小的权值,可减小图像灰度差异、局部不连续形变场所造成异常信号对形变配准优化的不利影响.采用了LBFGS方法,可减少内存开销,提高优化速度.实验表明:形变配准算法得到了较好的效果,可较好建模术前和术中脑部医学图像的形变,本配准算法可用于指导图像导向手术.
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    基于阈值深度优先策略求解非对称旅行商问题的混合分枝定界算法
    朱奕,杨根科,潘常春
    2008,42 (10):  1665-1668. 
    摘要 ( 5958 )  
    针对非对称旅行商问题(ATSP)模型计算难问题,提出了一种基于深度和广度方向混合搜索的启发式策略的分枝定界算法.该算法采取有阈值的深度优先加广度加权随机搜索的策略确定分枝节点,通过求解附加弧段约束的分配问题确定下界,通过消除子环的修补算法确定上界,从而有效综合了确定性方法的准确性和启发式方法的快速性.将此算法应用于求解经典TSPLIB库中的全部ATSP问题和热轧调度的仿真研究,表现出了较高的效率和可行性.
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    基于Agent的公共场所突发事件三维仿真建模与应用
    柴象海,金先龙
    2008,42 (10):  1669-1673. 
    摘要 ( 5668 )  
    针对公共场所突发灾难而面临人员密集和角色复杂环境的特点,采用基于视景仿真技术的多Agent体系结构再现事故发生环境,建立支持多角色用户协同的突发灾难应急虚拟演习场景.
    分析了对公共场所这一特定领域进行仿真建模的方法与特征,将多Agent技术应用于仿真模型,并与真实角色组成虚拟环境而实现分布式架构.通过基于多Agent的三维地铁站突发火灾仿真场景建模应用实例表明,模型建立速度快,成本低,演习过程生动,内容丰富多变.本文建模方法可适用于所有人员密集的公共场所三维仿真模型的构建,并对场景中发生的突发灾难提供模型支持.
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    海洋遥感数据一体化管理方法
    滕龙妹,刘仁义,刘南
    2008,42 (10):  1674-1677. 
    摘要 ( 5958 )  
    将WebGIS、空间数据存取、网络传输等技术引入海洋光学遥感数据一体化管理中,设计了面向海洋遥感数据的速报地理信息系统(GIS).系统集成了数据自动批量入库、数据批量自动远程分发、空间数据可视化实时发布等功能模块,具备海洋遥感数一体化管理功能和数据网络实时发布功能.同时,研究了海洋遥感数据存取方法,探讨了将数据加密验证与Java Socket网络通信技术相结合的数据高效安全传输实现方法,分析了双效数据库连接池机制,并提出了结合动态数据文件生成与可视化缓冲技术的海洋遥感数据高效可视化策略.系统运行实例结果表明:该系统能够支持分布式异构数据库,支持多用户的并发操作,具有较高的安全性和与客户端平台无关等优点.
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    基于网络计数器的隐蔽信道
    胡文涛,薛质,陈楠
    2008,42 (10):  1678-1681. 
    摘要 ( 5621 )  
    为了避免基于存储的网络隐蔽信道通过操纵报文头部实现信息的隐蔽传输的局限性,提出利用网络计数器作为存储体构建隐蔽信道,编码者和译码者之间不需要建立直接的网络连接,从而躲开防火墙和各种入侵检测系统的监管.把信道建模成有噪声的一般离散无记忆信道,并用C语言实现了离散信道容量的迭代算法计算信道容量,利用多个计数器并行传输多位信息等方法提高传输率,采用伪随机序列对发送信息进行扰码的技术增强信道的隐蔽性和抗噪性.通过实验分析几种参数和信道性能的关系,结果表明了隐蔽信道的可行性.
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    基于证据融合的实时交通状态估计
    孔庆杰,陈宜开,刘允才
    2008,42 (10):  1682-1686. 
    摘要 ( 5556 )  
    为满足智能交通监控系统中融合多种传感器信息综合估计交通状态的需要,把证据理论与联邦滤波器框架相结合,提出了一种联邦证据融合方法,并成功应用于城市交通路网的实时交通状态估计.实例分析表明,利用联邦滤波器的融合结构,把时域信息和传感器的可靠性信息融入融合系统,不但可以克服证据理论不能正确处理冲突证据的缺点,而且能够增强证据融合系统的实时性和鲁棒性.
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    点云数据热传导平滑过程中的惩罚函数形态
    张学昌,贾志欣,陈晓波,习俊通,杨广全
    2008,42 (10):  1687-1691. 
    摘要 ( 5770 )  
    针对点云数据热传导平滑处理过程中惩罚函数的形态确定问题,提出了基于模糊数学隶属度函数形态相似性的热传导惩罚函数形态确定方法.通过对降半矩形分布、降半Г分布、降半正态分布、降半哥西分布、降半梯形分布和降岭形分布的数学形态分析,得出自变量的变化与惩罚函数值成非线性反比的函数选择原则.实验验证表明,降半哥西分布和降半正态分布为最佳实用函数,从而为点云数据的平滑去噪预处理提供了一条途径.
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    惯性平台不平衡力矩测试方法及补偿控制
    于爽,付庄,赵辉,赵言正
    2008,42 (10):  1692-1696. 
    摘要 ( 5691 )  
    为了消除惯性平台在导弹飞行过程中受到的不平衡力矩对其稳定性和跟踪精度的影响,提出了惯性平台不平衡力矩的测试和补偿方法.在得出平台内外框架静平衡条件的基础上,采用多个称重传感器对内外框架进行测试,得到每个框架不平衡力矩值,从而推导出在弹体运动的动态环境下内外框不平衡力矩的算式.根据不平衡力矩测试结果和算式,建立了基于不平衡力矩补偿的惯性平台内框控制模型.通过MATLAB/Adams对该模型进行联合仿真,结果表明了该补偿方法的有效性.
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    基于遗传算法的机器人作业单元布局优化
    项彬彬,陈卫东,亓利伟,张丹丹
    2008,42 (10):  1697-1701. 
    摘要 ( 6056 )  
    针对机器人作业单元内设备的布局问题,提出了一种基于遗传算法的优化布局方法.引入了工程师的经验和知识描述布局过程中的作业单元空间及机器人运动学约束,减小了优化空间,提高了算法的收敛速度.基于压铸作业的实例研究结果表明了该方法的有效性.该方法已与商业化的机器人编程与仿真软件相结合,表现出了较高的实用价值.
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    基于目标规划的约束系统预测控制稳态目标计算
    郑毅,王柏萍,李少远
    2008,42 (10):  1702-1706. 
    摘要 ( 5947 )  
    在MPC稳态目标计算和动态优化控制两级结构基础上,研究了系统优化可行性与目标协调问题. 采用目标优先因子描述约束调整的优先级,并将目标协调问题转化成目标约束满足问题,从而解决了稳态目标计算中同时考虑约束调整与目标协调问题.以壳牌重油分馏塔标准问题为例进行仿真,结果表明了该算法的有效性.
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    基于信息融合的海底管道机器人自主定位控制
    王忠巍,曹其新,栾楠,张蕾
    2008,42 (10):  1707-1711. 
    摘要 ( 5344 )  
    提出了利用电涡流传感器探测油气管线中的焊缝,实现管道机器人在管线内的粗略定位,再结合里程仪进行相邻焊缝间精确定位的定位控制方法.针对管道机器人爬行速度不稳定所导致的焊缝漏检问题,提出了利用里程定位信息容错漏检焊缝的产生式规则.此外,为了保证里程信息的可靠性,应用多个里程仪为管道机器人提供里程定位数据,并采用一致性数据融合算法对冗余里程信息进行融合处理,同时提高了管道机器人的管内定位精度.模拟油气管道台架上进行的管内定位实验和现役石油管线上的工程应用验证了该定位方法的可行性.
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    一种变时滞不确定系统鲁棒可靠控制的线性矩阵不等式方法
    吴军生,翁正新,田作华,施颂椒
    2008,42 (10):  1712-1716. 
    摘要 ( 5564 )  
    为提高动态系统的可靠性,研究了带有执行器故障的变时滞不确定系统的鲁棒可靠控制.给出了系统在正常运行和带有可预期执行器故障情况下,闭环系统保持二次稳定的时滞依赖充分条件.运用线性矩阵不等式方法实现了可靠状态反馈控制的综合问题.通过仿真算例,说明了本文方法的可行性和有效性.
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    一种无人化气压沉箱三维地貌建模、测量及避碰系统
    李宝顺,曹其新,张蕾,李杰
    2008,42 (10):  1717-1720. 
    摘要 ( 5319 )  
    针对无人化气压沉箱的三维建模和测量问题,提出了一种无人化气压沉箱三维地貌建模、测量及避碰系统.系统利用多个二维激光传感器,实现沉箱地貌扫描;提出了配准、三维数据分割和重建方法,实现了沉箱内的三维场景重建和实时测量;通过多个传感器融合,实现了挖掘机避碰、沉箱姿态测量.实验表明:系统工作稳定,各项指标满足现场要求,系统已可应用于实际.
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    基于视觉反馈机器人的yoyo运动控制
    金惠良,袁德虎,叶骞,谢文华
    2008,42 (10):  1721-1725. 
    摘要 ( 5316 )  
    提出了一个根据yoyo状态决定机器人动作时间的开关控制策略,并分析了和原连续系统相关的离散返回映射及其不动点的稳定性.理论分析表明,只要保证加速度大小的控制参数维持在一定水平之上,就可以保证其不动点的稳定性.在一个实时机器人的yoyo操作系统上成功地验证了所提出控制算法的稳定性,以及关于返回映射不动点的理论分析结果.
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    小型无人直升机建模与分析
    杜建福,吕恬生,KonstntinKondk,张亚欧
    2008,42 (10):  1726-1730. 
    摘要 ( 5663 )  
    由于小型无人直升机具有不同于大型直升机的独特特点,提出采用结构分析法推导小型无人直升机的数学模型.将小型直升机看作2个刚体(机体和主旋翼),借助Kane方法推导了小型直升机的动力学模型,并与单刚体建模进行了比较.分析表明,2种建模方法的运动学方程和平移动力学方程相同,但旋转动力学模型完全不同.采用2种刚体所建模型的响应具有余弦规律而单刚体所建模型则呈线性规律.飞行试验验证了模型的有效性.
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    大摩擦力矩下电液伺服系统高精度控制与实验分析
    苗中华,刘成良,王旭永,李彦明
    2008,42 (10):  1731-1735. 
    摘要 ( 5653 )  
    为了实现大摩擦力矩中空液压马达系统高精度跟踪控制,提出了一种基于滑模状态观测器的变结构控制策略,分析了滑模变结构控制规律和滑模状态观测器的理论与实现方法,采用LuGre动态摩擦模型和滑模观测器实现了非线性摩擦力矩的动态补偿.实验结果表明:在超低速、大摩擦力矩存在的情况下,所提出的控制策略实现了非线性电液伺服系统的高精度轨迹跟踪控制.
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    基于非线性逆透视变换的摄像机畸变参数标定
    李颢,杨明
    2008,42 (10):  1736-1739. 
    摘要 ( 6449 )  
    为实现摄像机畸变参数标定,提出了一种基于非线性逆透视变换模型的标定新方法.根据线性透视变换模型和畸变模型推导出非线性逆透视变换模型,以及逆透视变换参数与畸变参数之间的关系;在此基础上,建立以畸变参数为最优解的泛函,然后进行优化搜索求解.在优化搜索中,采用改进牛顿法确定搜索方向,然后,采用试探法沿搜索方向进行一维搜索.该方法仅需对数目较少的畸变参数进行优化搜索,可大幅降低优化搜索的维度和复杂度.仿真和实验结果表明:该方法正确有效,求解精度较高.
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    基于广度搜索的增量式点云表面重建
    伍军,杨杰,秦红星
    2008,42 (10):  1740-1744. 
    摘要 ( 5385 )  
    将人工智能中广度优先的搜索算法引入散乱点云表面重建领域,借助增量计算思想,基于搜索算法状态不断扩展的特点,渐进均匀地扩展重建整个物体表面.算法以初始三角面片初始化搜索队列,以有向边为搜索元素,借助于八叉树空间划分和搜索约束条件,快速完成最优点评估及三角片重建,具有可视化并行计算、选择性填补空洞以及重建结果与参数弱耦合等特点.实验结果表明,本算法高效、稳定,可以重构任意拓扑结构的二维流形三角形网格.
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    基于自然柱状特征地图的智能车定位
    伍舜喜,杨明
    2008,42 (10):  1745-1748. 
    摘要 ( 5655 )  
    针对室外环境中手工测量柱状自然特征建立环境的特征地图(简称柱图)工作量大、精度低的问题,提出了一种基于激光雷达的地图自动生成方法.在此基础上,采用基于柱图的定位方法,使用迭代最近点算法进行地图匹配,提高了定位精度.仿真数据和实际数据的实验结果表明,该方法具有精度高、速度快等特点.
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    无线电电子学、电信技术
    一种低复杂度的基于加权速率和最大化的多用户MIMO系统调度算法
    陈磊,佘锋,罗汉文
    2008,42 (10):  1749-1753. 
    摘要 ( 5640 )  
    针对多用户多输入多输出系统中,基于脏纸编码的迭代注水算法加权速率和最大化复杂度很高的问题,提出了一种基于迫零脏纸编码的低复杂度多用户资源调度算法.该算法在发射功率限制条件下,结合功率分配和多用户调度,根据信道状态信息构造用户选择参量,依次选择用户.由于只需要有限次循环,同时根据用户摒弃准则去除了信道状态不好的用户,从而降低了复杂度.仿真结果表明, 所提出的算法与迭代注水算法相比,在相同的仿真条件下,可以获得后者90%以上的加权速率和,随着用户数的增加,加权速率和性能趋向于后者,同时复杂度由与用户数的平方成正比降到了与用户数成正比.
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    正交频分复用系统中一种新的时频同步方案
    郭漪,刘刚,葛建华,张武军
    2008,42 (10):  1754-1757. 
    摘要 ( 5357 )  
    提出了一种新的时频同步方案.该方案基于一种新的训练符号,首先利用该训练符号在时域的共轭对称性完成定时同步,然后利用其频域良好的自相关性完成频率同步.仿真结果表明,与已有方案相比,新方案不仅具有更好的定时和频率偏移估计性能,而且频偏估计范围较大.
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    用于提高全球定位系统定位估计速度的滤波算法
    武静,茅旭初
    2008,42 (10):  1758-1761. 
    摘要 ( 5539 )  
    为了提高全球定位系统(GPS)高精度定位的解算速度,从原理上比较了平淡卡尔曼滤波(UKF)及其改进算法和超球面平淡卡尔曼滤波(SUKF)及其改进型等非线性滤波估计算法,提出了将SUKF的改进型算法应用于单机GPS的定位估计.实验表明:该算法能够在保证高精度定位估计的前提下提高运算速度,有效解决GPS软件接收机中高精度定位输出的实时性问题.
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    一种结合H.264/AVC CABAC熵编码器特征的视频选择性内容加密算法
    谢强,郑世宝,于晓静
    2008,42 (10):  1762-1766. 
    摘要 ( 5866 )  
    为了对数字视频内容进行快速高效加密,提出了一种新的选择性内容加密算法.在H.264/AVC的场景自适应算术编码(CABAC)熵编码器的“二进制算术编码”阶段引入伪随机化.通过CABAC熵编码器的M编码器,自身完成视频数据单元的加密操作,无需额外的加密模块.实验表明:新算法不会降低CABAC熵编码器的压缩效率,加密后的视频码流有效地隐藏了源视频的可视信息.
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