摘要：推扫式光谱成像技术虽然具备较高的空间、光谱分辨率,但其推扫成像的技术特点使其牺牲了时间分辨率,无法满足对动态目标、短时过程的光谱成像,限制了高光谱成像技术的应用范围。针对该缺陷,研制了基于微透镜阵列的快照式高光谱成像仪。快照式光谱成像仪波段范围为500~700 nm,平均光谱分辨率优于10 nm。按照上述指标首先进行了快照式光谱成像仪的光学设计,然后根据光学设计结果对关键元器件进行了加工采购,并搭建了系统样机。通过对搭建的系统样机进行定标及目标物探测测试,仪器光谱成像效果良好。较传统推扫式光谱成像系统,该系统实现了快照式光谱成像,能够有效地提升高光谱成像探测效率,有助于拓展高光谱成像探测技术的应用范围。

摘要：文中提出了一种水下线激光的三维重建系统,由相机、绿色线形激光器和转台组成,通过对系统扫描获得的图像进行分析与处理,实现对目标区域的三维重建。采用边缘检测算法与基于极值法的高斯拟合法相结合的条纹中心提取算法,利用坐标转换公式,得到相应的三维点云坐标。点云处理方面,将alpha shapes边界提取算法和Delaunay三角剖分相结合,实现对点云的滤波与重建。针对实验中由于光线在不同介质表面折射造成的视角误差问题,提出了一种折射校正算法,并用已知尺寸的标准球进行了误差实验。结果表明,在500~1200 mm的工作距离内,系统可以实现对水下目标物体及区域的三维形貌还原,重建误差小于0.6 mm,满足设计要求,为水下三维重建技术提供新的参考。

摘要：本文设计了一套基于FPGA的鲸豚声信号实时数据采集与分析系统,在采集存储水族馆内声信号的同时,应用改进的HHT算法处理鲸豚叫声中的click信号,实现实时的甄别瓶鼻海豚和白鲸功能,可用于针对大型哺乳动物的远洋实时跟踪科考。

摘要：移动通信设备中的基带固件运行于独立的计算环境,其漏洞既可危及设备安全,又无法通过设备主操作系统的安全机制进行防护,因此其安全性备受攻防研究者的关注。实验中发现,得到的基带固件由于函数重写、调试信息剥离等原因,现有对比工具难以准确识别其危险函数,进而无法进行后续的漏洞发掘工作。本文提出一种基于动态执行的函数安全性分析方法DEx。根据预处理过程得到的基带固件的函数信息和段内容,在交叉编译和虚拟机环境下对基带固件函数实现动态执行。基于运行过程中产生的语义特征,设计优先级排序以对函数的安全性进行分析,识别得到内存拷贝函数。基于DEx方法构造了dyndiff工具,与基于二进制代码相似性方法的主流工具BinDiff对比,dyndiff的危险函数识别率是BinDiff的5.5倍。最后,阐述了本文工作在后续漏洞挖掘工作中的应用。

摘要：随着大数据时代的到来,如何在保护用户隐私的前提下完成多维类别数据上的频率分布估计问题成为研究热点.已有的工作主要是基于中心化差分隐私模型或本地化差分隐私模型完成安全算法的设计.鉴于上述两种模型在隐私保护程度或发布结果可用性方面的弊端,基于新兴的混洗差分隐私模型,设计用户数据收集策略,进而提供高安全、高可用的频率分布估计服务.考虑到多维类别属性的多维特征以及不同属性上取值域大小不等的异构特点,从扰动算法以及洗牌方式等角度出发,设计了基于单洗牌者以及多洗牌者的数据发布方案ARR-SS和SRR-MS.此外,结合上述两种方案的优势,通过填补技术消除属性间异构问题,提出了基于取值域填补的单洗牌者数据发布方案PSRR-SS.从理论上分析了3种策略的隐私保护程度以及误差级别,并利用4个真实数据集验证所提出方案在频率估计问题上的有效性.此外,将所提方案作为带噪数据库生成技术的加噪组件,评估随机梯度下降算法在生成带噪数据上的训练结果的可用性.实验结果展现了所提方案优于当前同类算法.

摘要：目前大部分湍流观测剖面仪的观测范围在1km以浅。为获取深海湍流数据,探究深海动力过程演变机制与能量耗散过程,研制6km自容式湍流观测剖面仪。从湍流观测应用的翼型剪切流传感器测量原理出发,分析约束深海剖面仪设计的关键技术,开展了深海剖面仪稳定水动力布局设计、耐压6km的轻量化结构设计、下潜速度分析与控制设计。观测传感器集成微结构的双PNS系列翼型剪切流传感器与FP07快速温度传感器,实现了深海湍流两个维度下湍动能耗散与热耗散的同步、高速观测,采用模块化的设计思想完成自容式湍流观测硬件系统的设计。通过性能检测试验,剖面仪可满足6 km应用,下潜速度线性可调范围0.4~0.9 m/s,验证了剖面仪结构设计的可行性;海上试验,并与MSS90进行比测,剖面仪测量湍流脉动剪切变化趋势与MSS90相同,计算的湍流剪切波数谱与Nasmyth理论谱在截止波数前非常吻合,相同深度的湍动能耗散率与MSS90为同一数量级,验证了深海6 km自容式湍流观测剖面仪湍流测量的准确性。

摘要：为获取海洋亚中尺度过程在水平固定位置垂直剖面的连续时间序列数据,本文采用分段模型预测控制的方法,对亚中尺度观测器的垂向运动进行精确的控制。在建立亚中尺度观测器精确模型的基础上,对模型预测控制(MPC)算法的预测步长、控制步长、约束和成本函数开展设计。针对海流不确定性所导致的模型变化问题,对系统模型、控制算法进行了分段处理。通过对比分析剖面运动的仿真结果和试验数据,验证了模型和算法的有效性。仿真结果表明对于垂向运动的控制,分段式模型预测控制相对于传统的MPC具有调节误差小和稳定时间短的优点,能够减少亚中尺度观测器水平漂移量约7.9%,对亚中尺度过程的数据获取和认知具有现实意义。

摘要：考虑海上随机时变环境干扰,针对基于有向、时不变通信网络相联的多动力定位船设计编队控制器。本文提出一种非线性干扰观测器的设计方法来估计不确定环境干扰,证明所设计观测器的干扰估计误差能在有限时间内收敛。根据船舶编队的通信拓扑,运用反步法设计分布式控制器来补偿环境干扰、实现编队精确控制;在设计中引入响应速度函数,以保证动力定位船在预设时间内的跟踪性能;并根据李雅普诺夫理论证明完整闭环动态系统的稳定性。仿真结果表明:本文设计的船舶编队控制器响应指令快速准确,且有良好的鲁棒性。

摘要：海流测量在海洋科学研究中有着重要作用,研究发现,鱼类的侧线系统可对周围水流的强度、方向、水压等信息进行精确感知。基于该生物学原理,采用压电特性突出的聚合物压电材料聚偏二氟乙烯(PVDF)设计仿生侧线传感器,使用计算流体动力学(CFD)方法优化传感器结构参数,结合流体力学、压电效应建立传感器理论模型。实验表明:仿生侧线传感器实际测量值与理论模型拟合良好,流速测量范围为0.02~0.5 m/s,精度小于4%。

摘要：研究线性时滞系统在外部正弦扰动作用下的前馈-反馈最优减振问题,提出了一种最优控制律的灵敏度设计方法．通过引入灵敏度参数并围绕它展开幂级数,将系统的最优控制问题简化为不含超前项和时滞项的两点边值问题族．通过截取最优控制级数的有限和获得原系统的前馈-反馈次优控制律．仿真结果表明,与经典状态反馈最优控制相比,本文的算法更加鲁棒,能更加有效地抑制正弦扰动．