摘要：针对现有抓取系统中双目视觉定位精度较差,易受环境影响,使得抓取的成功率较低,鲁棒性不强的现象,本文提出采用视觉、红外测距传感器、触觉传感器和编码器等多传感器数据融合的方法,设计并实现了一种可靠的、鲁棒性强的、能自动调整抓取力的抓取系统.通过双目视觉辅以单目相机和红外测距传感器来精确定位,改善抓空情况;通过集成触觉传感器和编码器,对抓取过程中的力-位进行实时监测,减少目标物体破碎和滑落的现象,并通过实验证明了相对于单传感器,多传感器数据融合能大大改善抓取的成功率,提高系统的性能.

摘要：网络数据平面可编程(Data Plane Programmability)给网络转发设备的数据平面赋予强大的可编程性,在不更换设备的情况下,可以动态部署新型机制与服务,例如路由转发核心机制、网络安全控制功能、网内计算加速服务等.由此,数据平面可编程成为业界和学术界高度关注的新兴技术,并已在主流云服务提供商投入应用.可重构匹配表架构(Reconfigurable Match Table Architecture,RMT)由于出色的处理性能和采用P4语言灵活编程的特性,成为数据平面可编程的热点研究方向.然而,受困于RMT架构复杂的体系结构设计、芯片闭源的服务机制以及门槛较高的FPGA设计开发,使得RMT研究人员难以通过FPGA,对RMT创新设计以及100 Gbps以上真实性能场景进行敏捷验证.本文提出并实现了一种数据平面可编程系统FastRMT,首次开源了FPGA级的系统实现.FastRMT支持RMT架构可编程协议解析、自定义规则匹配、超长指令字的并发动作执行引擎等核心功能,支持P4语言对系统进行编程.FastRMT具备松耦合与模块化的特点,研究人员可以替换模块或者对系统进行动态重构,从而实现新型机制或体系结构的敏捷开发与验证.本工作包含交换机原型与网卡原型两种版本,支持主流FPGA芯片,系统可完成100 Gbps的报文线速处理能力,1500 B报文处理延迟仅为1.22μs,体现了FastRMT作为基础框架对微体系结构创新和生产线级别验证的优势和可行性.

摘要：Gauss-Seidel算法作为线性方程组的求解器,在并行计算领域具有广泛应用,而面向异构众核架构开发其细粒度并行性一直是具有挑战性的问题.针对非结构网格问题,基于代数分块并行思路提出了面向异构众核架构的块Gauss-Seidel/Jacobi算法,将其作为区域分解算法的子区域求解器.面向神威太湖之光超级计算机的异构众核架构,设计并实现了该算法.为充分利用神威太湖之光国产SW26010芯片中每个CPE拥有的高速LDM(Local Data Memory),缓解通信瓶颈,设计了多行块通信打包、计算与通信重叠性能优化策略和丢弃非关键元素的低通信复杂性数值优化方法.数值实验结果显示,相较于串行Gauss-Seidel算法,优化后的块Gauss-Seidel/Jacobi算法预处理过程加速比最高可达到4.16倍.以1040核的测试数据为基准,在处理器核数达到33280时,块Gauss-Seidel/Jacobi预条件算法的并行效率达到61%.

摘要：现有的X射线源多采用热阴极,工作温度高、功耗大、不易实现多个阴极的集成和可编程控制。本实验室研制的新一代基于碳纳米管冷阴极场发射X光源系统,可以突破传统热阴极X射线源的上述缺陷,同时为CT系统实现高时间分辨,减少辐射剂量提供新的路径。针对新制备的CNT阴极场发射性能测试的需求,利用Lab VIEW软件平台设计了碳纳米管场发射X光源测控系统,该系统进行多次试验检验运行稳定可靠、自动化程度高、操作简便,能够实现对X光源的可编程控制,为稳定CNT阴极发射电流、提高阳极电压、材料老化提供可靠的测控平台。

摘要：认知无线电技术可以择机地使用注册信道,从而提高频谱的利用率。但是这种提高只是局限于时域上的。将具有空间分隔特性的智能天线引入次无线电系统,设计了一种在空间上可以复用的频谱访问协议。该协议使次用户(SU)和主用户(PU)可以同时共存,优化了频谱和空间资源的分配,进一步提高了频谱的使用效率。此外,还对SU的传输成功概率和网络吞吐量进行了理论分析和仿真。结果表明:与使用传统全向天线的认知无线电相比,基于智能天线的认知无线电系统能获得更多的传输机会,吞吐量显著提升。

摘要：DNS为互联网应用提供名字解析服务,是互联网的重要基础服务设施.近年发生的互联网安全事件表明DNS正面临严峻的安全威胁.DNS的安全脆弱性主要包括:协议设计脆弱性、技术实现脆弱性和体系结构脆弱性.针对上述脆弱性,对DNS协议设计、系统实现、检测监控和去中心化等方面的最新研究成果进行了归纳和总结,并且对未来可能的热点研究方向进行了展望.

摘要：当前,大规模创新类竞赛层出不穷,这类竞赛的评比因专家的主观差异等原因成了亟待解决的难题。关注大规模创新类竞赛评比方案的研究与设计,通过对已有竞赛的打分结果进行分析,综合对比多种不同评比方案的优缺点,探寻最优的评比方案,以尽可能使评审流程程序化、高效化,节约人力与时间资源。首先,构建专家分配模型确定评审专家“交叉分发”方案,运用改进模拟退火算法求解,验证了模型与算法的高精度和高效率;然后,构建加权模型对比4类标准分计算方法,设计基于专家权重的改进标准分计算方法;最后,考虑大极差对创新性的关联性,建立极差回归模型,进行基于极差的模型评估。所提模型与算法适用范围广,具有重要现实参考意义与高应用价值。

摘要：微型化是无线控制平台设计过程的一个重要挑战。设计一种通用的微型控制平台,内部集成无线通信模块,实现对无刷直流电机及形状记忆合金的远程控制。系统设计中充分考虑微型化需求,采用集成2.4 GHz无线通信模块的CC2530作为微处理器,通过六步换相法实现实时的无刷直流电机状态控制,并使用PWM方法改变形状记忆合金电流输入来完成伸长及收缩状态。通过相应实验进行验证,系统可以实时响应PC端控制指令,精确完成无刷电机转动和形状记忆合金控制,验证了设计的有效性。系统高度集成,满足低功耗、微型化需求,在微型机器人领域具有广阔的应用空间。

摘要：针对脊柱手术中的椎弓根钉内固定术,为克服医生操作手术时定位精度难以保证、长时间手术易疲劳等问题,设计了一套脊柱手术机器人系统用于辅助实施椎弓根钉内固定术。机器人为5自由度,充分考虑手术机器人对安全性和工作空间有效覆盖的要求,进行了构型设计,并完成了相应的机器人运动学分析。控制系统是由图像导航下的主动控制和基于力传感器的被动拖拽控制两个模式进行控制。主动控制下,医生通过导航系统提供最优钉道的精确位置信息,机器人根据医生的规划路径自主到达手术点;被动力拖拽控制基于导纳控制原理对医生作用在机器人末端执行器的操作力进行映射,并以此形成跟随拖动动作的机器人运动控制指令。针对力拖拽控制的实验验证了机器人在被动拖拽控制模式下能够柔顺地跟踪医生的操作动作。

摘要：Sato的滤波器可以有效地滤除3D数据中的面状结构和球状结构,但是对于背景信息滤除效果不佳。基于Sato的血管增强原理,提出了一种改进算法。新算法将背景像素的Hessian矩阵特征值也考虑到滤波器的设计中,增强了滤波器滤除背景像素的功能。基于临床颈动脉的CTA数据和脑部血管MRA数据,做了实验分析。实验结果表明,在保留原算法优点的情况下,背景内容被大幅度移除,图像对比度得到进一步提高,血管结构更加清晰可辨。