上海交通大学学报

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余焕伟，叶震，张志芬，陈华斌，陈善本

2013,47 (11): 1655-1660.

摘要 ( 827 )

摘要：
以Al-Mg合金的脉冲交流钨极气体保护焊接为背景，运用主成分分析方法对电弧光谱进行冗余信息去除和特征信号提取，分别使用信号脉冲周期内平均和小波重构的方法对特征信号进行去脉冲干扰，并对特征信号和不同类型焊接缺陷间的关系进行研究.结果表明，第1、2主成分包含了电弧光谱中的主要信息，分别对应Ar I谱线和金属谱线，反映了焊接过程的不同方面，第1主成分特征信号与电弧的热量输入关系较大，而第2主成分特征信号与熔池的稳定性密切相关.

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数控机床边界强度过程的非等周期不完全预防维修

王智明1，杨建国2

2013,47 (11): 1661-1665.

摘要 ( 575 )

基于边界强度过程理论，提出了数控机床在可靠度限制下任意维修质量的非等周期不完全预防维修方法，建立了综合考虑维修对役龄的影响和故障强度随时间增加的混合模型，并且假设修复质量和故障强度增加值均为服从均匀分布的随机变量，以平均维修费用为目标函数，用迭代方法给出了非等周期预防维修周期和最佳的维修次数，并结合工程实例讨论了费用参数对平均维修费用的影响.

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复合钢板树脂层力学性能试验研究

王银军1，彭琼瑶2，彭雄奇2，王涛3

2013,47 (11): 1666-1669.

摘要 ( 113 )

通过搭接剪切试验,获得了复合钢板中黏结树脂层的切向力学性能数据，切向黏结强度为10.64 MPa；针对T剥离试验应用于本研究对象的缺点，设计了一种制作法向拉伸试样的夹具,并利用该夹具通过单向拉伸获得了树脂层法向力学性能数据，法向黏结强度为13.04 MPa.最后对该复合钢板进行V形折弯试验，通过分析回弹角随时间的变化规律，认为树脂层黏性不明显.这些工作为后续复合钢板折弯回弹成形影响因素数值模拟的参数化分析建模提供了依据.

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浸液式高速往复走丝电火花线切割漏电损失

张伟建，刘志东，邱明波

2013,47 (11): 1670-1674.

摘要 ( 112 )

分析了放电能量损失与极间工作液漏电、工件表面漏电的关系.采用浸液和喷液2种冷却方式进行高速往复走丝电火花线切割加工实验，对理论分论结果进行了验证.结果表明：减小工件表面漏电面积和工作液电导率，可以有效减少能量损失，进而提高加工效率；在相同加工参数下,浸液式相对于喷液式切割速度有所降低，其主要原因是由浸没在工作液中的工件与电极丝间持续电解漏电形成的.

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焊缝层数对特厚度管板焊接残余应力与变形影响的有限元分析

王艳飞1，巩建鸣1，蒋文春2

2013,47 (11): 1675-1679.

摘要 ( 58 )

基于ABAQUS软件，建立了顺序耦合的焊接残余应力与变形有限元计算程序，对大型环氧乙烷（EO）反应器国产化中采用的390 mm厚20MnMoNb特厚板拼焊反应器管板的焊接过程进行了残余应力与变形计算，并讨论采用不同焊缝层数对管板焊后残余应力与变形的影响.焊接采用双U形坡口，通过翻转管板进行两面坡口的交替焊接，为防止管板发生过度变形，焊接时始终在管板两端压有重量为4.5 MN配重.计算结果表明：焊后管板发生了一端翘起的角变形，在靠近表层的焊缝及热影响区存在较大残余拉应力，在焊缝内部为较大的残余压应力；由于配重对变形的限制导致先焊面的应力大于后焊面；增加焊缝层数，使变形增加，残余应力降低，但并不显著.对如此大型特厚板约束焊，增加焊缝层数不是降低其焊接残余应力的有效手段.

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考虑预应变与烘烤时效的流动应力模型

李将川1，陈军1，陈劼实1，夏志永2，曾丹2

2013,47 (11): 1680-1684.

摘要 ( 141 )

建立了考虑预应变和烘烤硬化影响的铝合金流动应力模型.对经历过不同大小、方向预应变和不同烘烤处理的A6111铝合金板料做了不同方向的单拉试验.对比各常用流动应力模型拟合效果后选取H-S模型.对试验和拟合数据进行归纳统计，并分析了各主要影响因素对HS模型中拟合参数的影响.此流动应力预测模型可帮助提高汽车碰撞仿真的准确性.

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中厚板流动应力模型的反求分析与选择

李坦,庄新村,向华,赵震

2013,47 (11): 1685-1689.

摘要 ( 155 )

准确的材料流动应力曲线是进行塑性成形有限元模拟的基础.选用Ludwig模型、Swift模型和Voce++模型等流动应力模型,运用反求法分析从中厚板截取的小压缩试样的室温压缩过程,获得了较大应变范围的流动应力曲线.结果表明,Swift模型表现出较好的结果精度、计算效率和对初始参数的稳定性，对于反求法更为适用.

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基于遗传算法优化BP神经网络的TIG焊缝尺寸预测模型

田亮，罗宇，王阳

2013,47 (11): 1690-1696.

摘要 ( 142 )

建立了4-12-4结构的误差反向传播(BP)神经网络.以训练样本预测误差作为适应度函数，采用具有全局寻优功能的遗传算法得到最优化的BP神经网络的权值和阀值.以TIG焊接工艺参数电弧长度、保护气流量、焊接电流和焊接速度作为网络输入，焊缝的上余高、下余高、上焊宽和下焊宽作为网络的输出，优化后的BP网络模型具有良好的泛化能力和预测能力.

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20CrMnTiH本构模型的建立及验证

只悦胜,胡成亮,赵震,李世龙

2013,47 (11): 1697-1701.

摘要 ( 91 )

以高温压缩实验为基础，分析了变形温度1 123~1 423 K、应变速率0.01~10 s-1条件下20CrMnTiH的流动应力行为，并引入Zener-Hollomon参数，根据蠕变理论回归确定变形激活能、硬化指数、材料相关常数，构建了材料的本构模型.以Z参数作为本构模型准确性的衡量标准，根据Arrhenius指数方程建立了峰值应力、峰值应变关于Z参数的表达式并求出估算值，代入基于应变软化的应力应变方程，采用整个应变区间上的非线性拟合求解待定参数.方程计算值与实验数据具有良好一致性，平均误差为6.84%，证明Z参数的精度较好，从而间接验证了该模型的准确性.

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功能电极电火花诱导烧蚀加工模具钢Cr12实验研究

徐安阳，刘志东，许俊，李文沛

2013,47 (11): 1702-1706.

摘要 ( 98 )

针对电火花加工效率低的问题，提出了利用功能电极向加工区域通入高压水和氧气，在电火花放电加工中引入金属在氧气中燃烧产生的化学能，蚀除金属材料.通过采用圆柱电极和功能电极对模具钢Cr12进行常规电火花加工和电火花诱导烧蚀加工实验，研究了电参数及非电参数对电火花诱导烧蚀加工的影响规律.结果表明：正极性烧蚀加工模具钢Cr12的加工效率达178.12 mm3/min，是相同条件下常规电火花加工的20.2倍，并具有明显的极性效应.烧蚀加工的加工效率MRR随脉宽和加工电流的增大呈近似线性增大趋势；随气压与液压之比的增大呈现先增大后减小的趋势；随着电极转速的增大呈现先增大后略有下降的趋势.

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热成形韧性断裂判据的建立及应用

何建丽，肖艳红，崔振山，陈飞

2013,47 (11): 1707-1711.

摘要 ( 120 )

针对大锻件设备或配件在热成形过程中产生的裂纹缺陷，采用热力学实验方法，研究了以50＃钢为代表的热裂行为.结果显示：临界断裂应变与变形温度和应变速率呈函数关系.基于热裂行为分析和损伤力学理论，提出了预测裂纹发生的韧性断裂判据.将判据应用于不同变形条件下的镦粗试验，能够较好地预测裂纹发生时所对应的压下量及裂纹产生的位置，并通过嵌入不同判据预测镦粗过程中的开裂.结果表明：所建立判据对于大锻件高温热成形过程的开裂现象具有更高的预测精度.

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Si含量对高强高韧7050铝合金组织和力学性能的影响

张克伟1，佘欢2，刘宏亮2，疏达2，王俊2

2013,47 (11): 1712-1716.

摘要 ( 79 )

通过熔炼制备8种不同杂质Si含量的7050铝合金，研究了Si含量从0.033%~0.491%的变化对7050铝合金组织和力学性能的影响规律.结果表明：当Si含量增加至0.134%时，合金铸态组织中出现明显的粗大富Si杂质相，并且随Si含量增加，富Si杂质相含量增多；粗大富Si杂质相在均匀化退火、热挤压以及固溶处理过程中都难以溶解，残留在时效态合金组织中；当Si含量增加至0.134%时，时效态合金的室温拉伸强度和塑性明显提高；在Si含量高于0.344%后，Si含量的增加使合金的室温拉伸强度、塑性和断裂韧性都显著降低.为获得最佳的室温强度和塑性，7050铝合金的Si含量应控制在0.121%~0.134%，但要获得更好的断裂韧性，需进一步降低合金中Si含量.

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基于热化学再吸附变温原理的低品位热能升温储能特性

闫霆1,李卉2,马良1,王如竹1,李廷贤1

2013,47 (11): 1717-1722.

摘要 ( 170 )

基于热化学再吸附变温原理,提出并实施了一种以低品位热能升温储能为目的的热力循环，并对其循环特性及储能供能升温性能进行了理论分析.在此基础上,采用吸附储能工质对MnCl2NaBrNH3研究了热化学再吸附升温储能特性.结果表明：利用固气可逆化学反应过程中热能与化学吸附势能的相互转化可实现热能的高效储存，采用热化学再吸附变温技术在实现热能储存的同时还可有效实现低品位热能的能量品位提升，从而可为低品位热能的高效储存及利用提供新的思路.当储能阶段输入温度为128 °C时，根据外界不同温级热能的需求，释能阶段输出温度提升至140 °C和144 °C时，对应的储热效率分别为0.21和0.11，对应的效率分别为0.25和0.13，且热化学升温幅度越大，储能效率越低.

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引射空气对压力旋流喷嘴喷雾特性的影响

张武高1，陈晓玲1，刘涛涛1，顾根香2，金永星2，郭晓宁2

2013,47 (11): 1723-1727.

摘要 ( 129 )

用定容器模拟斯特林发动机的燃烧室，以低硫柴油为介质，利用高速摄影仪和激光粒度仪，研究了空气引射对压力旋流喷嘴的喷雾发展规律和粒径分布的影响规律.结果表明，喷油量和气流引射对喷雾发展特征和雾滴直径分布影响很大，引射气流能消除静态喷雾初期的液体滴漏现象，使得形成稳定喷雾的时间变短, 喷雾扩散度增大，雾滴扩散程度明显增大，宏观喷雾形态改善；气体引射使得喷雾粒径减小，粒径分布范围更加集中，雾化效果明显改善.

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基于聚类与判别分析的冷热电联产后评估建模方法

郑春元，吴静怡，翟晓强

2013,47 (11): 1728-1732.

摘要 ( 94 )

提出了一种基于聚类和判别分析的冷热电联产系统后评估建模方法.它是对一定数量的系统样本进行分析，得出指标权重、优化指标组合、系统分类和判别函数的建模方法.案例分析结果表明，利用该方法能建立准确可靠的后评估模型.该模型具有同时兼顾权值偏重、综合指标和各指标数据结构特点，对冷热电联产系统进行全面评价的能力.

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氧浓度对斯特林发动机燃用不同燃料时燃烧火焰特征的影响

罗斌，张武高，陈晓玲，周小力

2013,47 (11): 1733-1737.

摘要 ( 103 )

利用高速摄影技术，研究了以乙醇为燃料时斯特林发动机引射气流中氧浓度对燃烧的火焰长度、色度、燃烧速度以及燃烧稳定性等的影响.结果表明：在引射空气时，随着氧气浓度的提高，火焰的稳定性及火焰传播速度提高，燃烧火焰长度变短，火焰变得更明亮，且柴油火焰亮度比乙醇大；在有引射气流的作用下，氧浓度对燃烧特征参数的影响较小.

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多元微通道平行流冷凝器理论模型与实验研究

张萍1,谷波1,王婷1，赵鹏程2，马洪涛2

2013,47 (11): 1738-1744.

摘要 ( 120 )

针对多元微通道平行流冷凝器，运用分布参数法建立稳态理论模型.根据变工况实验拟合空气侧摩擦因子计算公式.分析了迎面风速、进风温度及制冷剂流量对冷凝器换热性能和压降的影响.结果表明，模型计算结果与实验数据变化趋势一致，最大误差为9.759%.证明了模型的正确性及有效性，可为多元微通道平行流换热器的结构优化及性能分析提供参考.

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喷油策略及EGR对柴油机排放微粒中碳质组分的影响

周黎鹏，许朕，李新令，吕兴才，黄震

2013,47 (11): 1745-1751.

摘要 ( 94 )

采集增压直喷柴油机在不同喷油策略及废气再循环(EGR)率下排放颗粒物，使用IMPROVE(Interagency Monitoring of Protected Visual Environment)协议热光反射法对其碳质组分进行试验研究.结果表明，推迟喷油提前角、降低共轨压力以及增加EGR率均能提高燃空当量比；当量比的上升增加了TC(Total Carbon)的排放，同时降低LowTempEC (Elemental Carbon)/HighTempEC比和OC(Organic Carbon)/EC比；OC组分中，挥发性OC1所占质量比例最高；EC组分中，HighTempEC在低负荷时几乎不存在，而高负荷时相对较多.

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废气再循环对均质压燃发动机燃烧的影响

章健勇1,2，李忠照1，张开强1，黄震1，尹琪2，邵强2

2013,47 (11): 1752-1756.

摘要 ( 103 )

摘要：
废气再循环(EGR)技术对多缸均质混合气压燃(HCCI)发动机的燃烧有着重要影响.文中在优化热管理技术(OKP)型HCCI发动机上对EGR进行了实验研究.结果表明：EGR在OKP型HCCI发动机中可以推迟燃烧相位，降低燃烧速率，可以用于负荷的拓展；不同负荷下采取合适的EGR比例，可以提高平均指示压力；多缸发动机各缸存在固有差异，进气温度的差异导致各缸循环变动有差异；随着废气再循环率的升高，多缸的循环变动增加，各缸的循环变动差异进一步增大.

关键词：
汽油机；均质混合气压燃；废气再循环；循环变动；缸间循环波动

中图分类号： TK 411
文献标志码： A

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高空远程滑翔无人水下航行器气动参数估算

刘欢欢，潘光，杜晓旭

2013,47 (11): 1757-1761.

摘要 ( 70 )

为了研究高空远程滑翔无人水下航行器（UUV）气动参数特性，根据飞机气动参数估算的方法，通过类比方式在小迎角、小侧滑角和尾翼偏转不大的情况下对高空远程滑翔UUV的纵向、横向气动参数和操纵导数进行计算.结合风洞试验结果进行对比分析，结果证明：计算和试验结果显示了良好的一致性，通过2种方式获得的气动特性均满足航行器的低阻特性和静稳定性要求，说明借鉴飞机参数的估算方法是可行的，为进一步对航行器的弹道设计、载荷计算、控制参数的选择和完善设计提供有力依据.

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变工况空间太阳电池翼在轨热变形分析

刘振宇，陈娅琪，吴慧英

2013,47 (11): 1762-1766.

摘要 ( 149 )

以空间飞行器太阳电池翼在轨运行期间热变形和热应力变化规律为对象，采用有限元软件I-DEAS建立电池翼热变形分析模型，针对电池翼满负荷和半负荷（变工况）工作状态进行在轨热结构耦合分析.计算中采用三明治夹心板理论将电池翼基板进行合理简化，得出电池翼等效力学参数.数值结果对比分析发现，电池翼厚度方向瞬态温差是导致电池翼发生热变形的主要原因，太阳电池翼在从阳光区转入阴影区时，电池翼温度变化最剧烈，厚度方向温差达到最大值，此时基板热变形量最大，半负荷（变工况）基板变形最大值明显大于满负荷基板变形最大值.

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旋流强度对气/雾两相传热传质的影响

王小川a,b，贺国a,c，郭朝有b，李雁飞b

2013,47 (11): 1767-1772.

摘要 ( 136 )

为进一步提高发动机排气集水箱对高温烟气的降温性能，研究了旋流强度对高温烟气与冷却水雾两相流传热传质的影响．利用欧拉拉格朗日方法和离散相模型对集水箱内横流喷雾冷却过程进行了三维数值模拟．对排气集水箱涡流室某一截面处的气流旋流数进行了理论推导，并将得到的旋流数解析解与数值解进行了比较．结果表明：集水箱涡流室内的旋流是强旋流动，理论解析解与数值解基本吻合；在集水箱排气室形成了一道“屏障”，在其上游区域内雾滴的有效运动行程比其下游区域内雾滴的有效运动行程长；提高烟气旋流强度，可增强两相掺混，延长液滴有效运动行程和蒸发时间；应使水雾雾滴进入烟气流场的初始位置位于“屏障”上游区域，以提高喷雾冷却效果．

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斯特林发动机压力涡流喷嘴的喷雾特性试验

蔺锋,张武高,陈晓玲,喻超

2013,47 (11): 1773-1777.

摘要 ( 129 )

采用高速摄影技术,研究了斯特林发动机压力涡流喷嘴的喷雾发展过程及喷雾特性，并考察了喷射压力和气体引射对喷雾特性的影响.结果表明，压力涡流喷嘴初始喷雾阶段雾化效果较差，持续时间较短，主喷雾发展过程有明显的空气卷吸涡流现象；柴油主喷雾锥角随喷油时间先迅速增大后逐渐减小至稳定，而贯穿距离则逐渐增大至稳定，喷雾锥角随喷油压力的提高而增大；引射空气对稳态喷雾形态有明显影响，使得喷雾扩散范围明显扩大，油气混合更加充分.

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H2为还原剂的钙钛矿类催化剂存储还原NOx试验

李德立，陈晓玲，吴娇，覃萍，张武高

2013,47 (11): 1778-1782.

摘要 ( 151 )

以LaCoO3/K2CO3/CeZrO2为催化剂，分别采用程序升温脱附（TPD）、程序升温表面反应测试（TPSR）和以H2为还原剂的NOx存储-还原循环试验，研究了催化剂存储NOx的热稳定性以及NOx存储还原的性能，并分别对反应温度、还原时间和还原剂浓度这些影响因素进行了讨论.结果表明：LaCoO3/K2CO3/CeZrO2具有良好的储存和脱附再生性能，H2有较强的还原能力，在340～400 ℃下NOx转化率均为70%~80%，这些非常有利于降低发动机在实际工况下排放的NOx.

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静叶倾角对动静干涉声学特性的影响

刘海建a，欧阳华a，田杰a，吴亚东b，杜朝辉a

2013,47 (11): 1783-1789.

摘要 ( 98 )

为了有效降低航空发动机动静干涉噪声，采用试验和理论分析不同周向倾斜静叶与动叶干涉产生的气动及声学特性.对静叶倾角为-25° ~ 25°的声学测量结果表明，影响总声压级的主要因素为单音噪声，其中一阶单音占主导；在静叶倾角为-10° ~ 10°时一阶单音噪声占总声压级比例超过40%.通过对静叶倾角±25°及0°的数值计算分析可知，改变静叶倾角可以调整动叶尾迹相位分布，从而影响动叶尾迹与静叶的干涉效果，达到控制噪声的目的.后倾静叶要优于前倾，与试验结果一致.

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癸酸甲酯/醇类混合燃料以及乙醇燃料自点火试验

李振华,吕兴才,黄震

2013,47 (11): 1790-1794.

摘要 ( 238 )

研究了发动机工作条件下，癸酸甲酯和乙醇燃料以及癸酸甲酯和正丁醇混合燃料的自点火特性.在加热激波管中，利用反射激波后的试验区域研究了混合燃料的点火延时.混合燃料是体积比为90%癸酸甲酯/10%乙醇燃料、50%癸酸甲酯/50%乙醇燃料和90%癸酸甲酯/10%正丁醇的混合物.在2 MPa下，研究了当量比对点火延时的影响，同时考察了癸酸甲酯中醇类的添加体积混合比和醇的种类对点火延时的影响，进一步研究了乙醇燃料在不同当量比下的点火延时.

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干涉配合对复合材料机械连接结构承载能力的影响

张俊琪，刘龙权，陈昆昆，汪海

2013,47 (11): 1795-1800.

摘要 ( 168 )

综合应用试验和有限元方法，分析了不同钉孔配合下复合材料机械连接结构的拉伸强度.结果表明：在一定范围内，随着干涉量的增加，复合材料机械连接结构的承载能力提高，但是当干涉量过大时，其承载能力反而下降；连接结构的初始刚度随着干涉量的增加也呈现先增大后减小的趋势；而且，干涉配合还会影响结构的破坏模式，过大的干涉量会导致结构提前突然破坏，影响结构的安全性.通过分析受载过程中孔周的接触和纤维失效范围可知，一定的钉孔干涉可改善孔周接触情况，使得孔边载荷更加均匀，并进而提高复合材料机械连接结构的承载能力；而过大的干涉量，则可能会引起孔周大范围的纤维破坏，从而导致连接结构提前失效.

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一种新型五轴加工中心误差测量装置的模型分析

李亮亮，杜正春

2013,47 (11): 1801-1806.

摘要 ( 132 )

讨论了测量五轴加工中心几何误差的典型R-test装置的研究现状，阐述了R-test装置的工作原理及结构，建立了该新型测量装置的理想和实际结构的数学模型，推导了传感器读数和精密中心球三向位移之间的转换矩阵.采用数值分析方法对该模型进行灵敏度分析，确定了影响该机床误差测量装置的主要误差因素，并通过Monte-Carlo方法分析了该装置的整体不确定度.

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基于特征显著性的均值漂移鲁棒目标跟踪

陈东岳，陈宗文

2013,47 (11): 1807-1812.

摘要 ( 191 )

在均值漂移算法框架下，提出基于目标显著性的特征融合与在线模板更新策略，实现复杂动态环境下的鲁棒跟踪.通过目标区域与背景区域的特征对比定义了特征显著性测度.提出了基于特征显著性的色彩空间选择以及基于Gabor小波稀疏编码的纹理特征提取算法.通过特征显著性加权实现参考直方图模板的初始化，并在此基础上针对遮挡现象与目标自身形变的区别设计了在线模板更新策略.实验结果表明，本文方法与其他跟踪算法相比具有较强的鲁棒性和较高的准确性.

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