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GPU上的kD-tree雷达模拟加速

计算机辅助设计与图形学学报 2010年第3期22卷 440-448页

作者：史可鉴王斌朱恬倩张慧侯兆国清华大学软件学院北京100084 信息系统安全教育部重点实验室北京100084 清华信息科学与技术国家实验室北京100084 目标与环境电磁散射辐射国防科技重点实验室北京100854

为了加速对雷达系统的计算机仿真模拟,提出一种基于kD-tree的GPU并行加速算法.采用CUDA实现了多种kD-tree的并行遍历算法,并对这些遍历算法性能进行比较分析,从中筛选出了最适合在GPU上进行雷达模拟加速的Shortstack-kD算法.实验结果表... 详细信息

为了加速对雷达系统的计算机仿真模拟,提出一种基于kD-tree的GPU并行加速算法.采用CUDA实现了多种kD-tree的并行遍历算法,并对这些遍历算法性能进行比较分析,从中筛选出了最适合在GPU上进行雷达模拟加速的Shortstack-kD算法.实验结果表明,Shortstack-kD算法不仅对不同种类的场景都能带来明显的效率提升,还可以根据场景的不同情况控制Shortstack-kD的栈长度,以达到算法的最高性能和最大灵活性;在CPU上进行建树的过程中还针对雷达模拟的应用需求进行了优化.

关键词： kD—tree GPU并行 CUDA 雷达模拟

柑橘叶片叶绿素含量拉曼光谱定量分析方法研究

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光谱学与光谱分析 2019年第6期39卷 1768-1772页

作者：刘燕德程梦杰郝勇张宇侯兆国华东交通大学机电与车辆工程学院

柑橘叶片叶绿素含量的准确检测对柑橘营养状况和生长态势具有极其重要的意义。研究了快速无损诊断柑橘叶片中叶绿素含量的方法,以期为拉曼光谱检测技术用于柑橘叶片叶绿素含量检测提供参考。采集不同冠层高度和不同地理分布的柑橘叶片12... 详细信息

柑橘叶片叶绿素含量的准确检测对柑橘营养状况和生长态势具有极其重要的意义。研究了快速无损诊断柑橘叶片中叶绿素含量的方法,以期为拉曼光谱检测技术用于柑橘叶片叶绿素含量检测提供参考。采集不同冠层高度和不同地理分布的柑橘叶片120片,拭去叶片表面的灰尘,用去离子水对其清洗、晾干装入密封袋中并用标签分类标注。然后对柑橘叶片进行拉曼光谱采集,参数设置如下:分辨率为3 cm^-1,积分时间为15 s;激光功率为50 mW。分别采用BaselineWavelet、迭代限制最小二乘(IRLS)和不对称最小二乘(ALS)三种算法对柑橘叶片的拉曼光谱背景进行扣除,使用偏最小二乘(PLS)方法建立定量模型;四种光谱预处理方法归一化(Normalization),Savitzky-Golay卷积平滑(SG smoothing,SG平滑)、多元散射校正(MSC)和Savitzky-Golay一阶导数(SG 1st Der)对扣除背景后的光谱进行进一步的优化处理。结果表明:采用原始光谱、BaselineWavelet、IRLS、ALS背景扣除处理后的光谱建立PLS模型,模型的相关系数r分别为0.858,0.828,0.885和0.862,交互验证均方根误差(RMSECV)分别为5.392,5.870,4.934和5.336,最佳因子数分别为8,3,8和8;IRLS背景扣除处理后的PLS模型的RMSECV最小,相关系数最高,建模效果最好。分别采用SG平滑、归一化、MSC和SG 1st Der预处理方法对IRLS背景扣除后光谱进行预处理并建立PLS模型,结果表明:IRLS光谱及其结合SG平滑、归一化、MSC和SG 1st Der四种预处理方法的PLS模型的R分别为0.885,0.897,0.852,0.863和0.888,RMSECV分别为4.934,4.715,5.595,5.182和4.962;最佳因子数分别为8,8,8,8和5;IRLS-SG平滑后PLS模型的RMSECV最小,模型效果最优。对IRLS-SG平滑预处理后的PLS模型展开验证,预测相关系数r为0.844,预测均方根误差(RMSEP)为5.29,预测精确度较高。采用拉曼光谱结合三种光谱背景扣除方法和四种预处理方法对柑橘叶片叶绿素含量进行定量分析表明:采用IRLS背景扣除结合SG平滑预处理后的PLS模型最优,建模集r为0.897,RMSECV为4.715;预测集r为0.844,RMSEP为5.29,预测精度较高。拉曼光谱结合背景扣除方法可以为柑橘叶片叶绿素含量的定量分析提供一种快速简便的分析方法。

关键词： BaselineWavelet 迭代限制最小二乘不对称最小二乘 SG平滑拉曼光谱叶绿素柑橘叶片

分层介质目标电磁散射计算的快速射线追踪方法

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电波科学学报 2015年第2期30卷 208-216页

作者：张磊王超董纯柱侯兆国殷红成电磁散射重点实验室北京100854 中国传媒大学信息工程学院北京100024

针对利用射线追踪方法计算分层介质目标散射时由于海量射线导致的资源和效率瓶颈问题,提出了改进的蒙特卡洛法和自适应射线细分法,实现对超电大分层介质目标高频电磁散射的快速计算.改进的蒙特卡洛法基于射线在介质分界面上反射和折射... 详细信息

针对利用射线追踪方法计算分层介质目标散射时由于海量射线导致的资源和效率瓶颈问题,提出了改进的蒙特卡洛法和自适应射线细分法,实现对超电大分层介质目标高频电磁散射的快速计算.改进的蒙特卡洛法基于射线在介质分界面上反射和折射的能量分布,将射线分裂等效为按照特定概率发生反射或折射,射线追踪过程中射线数保持不变,而自适应射线细分法通过选择稀疏的初始射线,并根据目标结构和材质的变化自动细分加密,在保证计算精度的同时最大程度降低射线数.仿真试验与参考结果对比验证了本文方法的精确和高效,并分析了两种方法的优缺点,给出了适用范围以及在实际工程应用中的建议.

关键词：分层介质结构射线追踪法电磁散射蒙特卡洛法自适应射线细分法

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基于PO和EEC的特征基函数快速构造方法

系统工程与电子技术 2011年第7期33卷 1458-1461,1622页

作者：侯兆国王超董纯柱殷红成中国传媒大学信息工程学院北京100024 电磁散射重点实验室北京100854

特征基函数的构造是特征基函数方法(characteristic basis function method,CBFM)的关键步骤之一,传统的CBF构造方法(construction of characteristic basis functions,CBFs)是在子区域上应用矩量法(methodof moment,MoM),因此需要消耗大量的计算时间。为降低构造过程的计算量,提高电大目标电磁散射的计算效率,提出了基于高频近似方法的特征基函数快速构造方法,针对边缘效应引入了等效边缘流(equivalent edge currents,EEC)修正,可以在保持算法通用性的同时显著提高包含边缘结构的目标散射计算精度。数值结果验证了方法的正确性及高效性。

关键词：雷达散射截面特征基函数方法特征基快速构造等效边缘流方法

含曲面介质结构复杂目标电磁散射计算的射线追踪方法

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电波科学学报 2016年第3期31卷 546-552,596页

作者：张磊侯兆国董纯柱王超殷红成电磁散射重点实验室北京100854 中国航天科工二院北京100854

针对含曲面介质结构的电大复杂目标电磁散射计算问题,提出一种基于平面元网格模型曲率重构与射线密度归一化概念相结合的快速射线追踪方法.该方法通过曲率重构计算复杂目标表面的主曲率半径,考虑从光疏介质到光密介质和从光密介质到光... 详细信息

针对含曲面介质结构的电大复杂目标电磁散射计算问题,提出一种基于平面元网格模型曲率重构与射线密度归一化概念相结合的快速射线追踪方法.该方法通过曲率重构计算复杂目标表面的主曲率半径,考虑从光疏介质到光密介质和从光密介质到光疏介质时电磁波照射凹凸曲面所具有的不同扩散或聚焦效应,并利用射线密度归一化计算射线追踪过程中每一根射线对总散射场的贡献.当射线与介质表面的碰撞点位于焦散处时,通过引入功率追踪成功克服了传统几何射线管在焦散处的奇异性.仿真结果验证了该方法的正确性和高效性.

关键词：电磁散射射线追踪曲面介质结构射线密度归一化雷达散射截面

垂直振动作用下二元混合颗粒分层的动态循环反转

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物理学报 2008年第4期57卷 2300-2305页

作者：梁宣文李粮生侯兆国吕震杨雷孙刚史庆藩北京理工大学物理系北京100081 中国科学院物理研究所北京100080

在对垂直振动下的铜颗粒和氧化铝颗粒混合物的研究中,除了观测到巴西果分层和混合分层外,还发现了一种新的随时间周期变化的分离形态.此分离形态可随着时间的演化,在巴西果、反巴西果和三明治这几种分层构型之间进行动态的循环反转.给... 详细信息

在对垂直振动下的铜颗粒和氧化铝颗粒混合物的研究中,除了观测到巴西果分层和混合分层外,还发现了一种新的随时间周期变化的分离形态.此分离形态可随着时间的演化,在巴西果、反巴西果和三明治这几种分层构型之间进行动态的循环反转.给出了这种反转态出现的相区,并且观测了其动态转变的规律.根据碰撞、磨擦及空气的耗散作用所产生的耗散结构对循环反转态的出现给出了定性的解释,并通过实验证实这种分层构型与空气的存在有密切的关系.

关键词：颗粒物质巴西果效应相分离

林秀山参加第三届“中俄区域合作论坛” 001

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齐齐哈尔日报

作者：侯兆国

本报讯 (侯兆国) 第三届“中俄区域合作论坛”于7月25日在佳木斯举行。市长林秀山率领市政府办公厅、市招商局等有关部门以及相关企业人员参加了本次活动。本次论坛由开幕式、主旨演讲、专题演讲、自由论坛、经贸科技项目推介和闭?

关键词：

来源： cnki报纸评论

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苹果可溶性固形物近红外光谱无损检测试验

食品工业 2019年第8期40卷 196-201页

作者：欧阳爱国侯兆国肖毅华程梦杰华东交通大学机电与车辆工程学院

可溶性固形物(Soluble solids contents, SSC)是单糖、双糖和多糖等可溶性糖的总称,是苹果口感和营养品质的关键评价指标之一。为实现苹果可溶性固形物的快速检测,采用STS和QE两款不同光谱仪采集光谱,开展SSC无损检测试验研究。对比分... 详细信息

可溶性固形物(Soluble solids contents, SSC)是单糖、双糖和多糖等可溶性糖的总称,是苹果口感和营养品质的关键评价指标之一。为实现苹果可溶性固形物的快速检测,采用STS和QE两款不同光谱仪采集光谱,开展SSC无损检测试验研究。对比分析卷积平滑(SG)、一阶导数(FD)、多元散射校正(MSC)等各种预处理方法及其组合方法,改善光谱信号的效果,对比STS和QE两款仪器的信噪比,并建立不同波长范围的偏最小二乘回归(PLS)模型,建立最佳预处理方法处理后的PLS模型。其中, SG-MSC组合预处理效果最好, STS和QE光谱仪测得的苹果光谱模型预测相关系数分别为0.951和0.859,预测均方根误差为0.433%和0.732%。结果表明,搭建的试验平台可实现苹果SSC的测量,且使用STS光谱仪采集到的光谱信号优于QE光谱仪,研究可为苹果SSC快速检测仪器的设计提供参考。

关键词：近红外光谱可溶性固形物无损光谱预处理

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基于压缩实验的酥梨果肉弹性模量和泊松比

科学技术与工程 2019年第5期19卷 82-87页

作者：欧阳爱国侯兆国肖毅华程梦杰华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

为研究酥梨果肉的弹性模量和泊松比,制作了柱形酥梨果肉试样,开展了围压和无围压两组酥梨果肉压缩实验,得到了酥梨果肉的压力-位移曲线。通过计算获得酥梨果肉的真实应力-应变曲线、弹性模量和泊松比。当压缩应变在0～0. 1范围内时,酥... 详细信息

为研究酥梨果肉的弹性模量和泊松比,制作了柱形酥梨果肉试样,开展了围压和无围压两组酥梨果肉压缩实验,得到了酥梨果肉的压力-位移曲线。通过计算获得酥梨果肉的真实应力-应变曲线、弹性模量和泊松比。当压缩应变在0～0. 1范围内时,酥梨果肉的弹性模量随压缩应变呈增大趋势,而泊松比随压缩应变减小。在压缩应变为0. 02、0. 04、0. 06、0. 08、0. 1时,酥梨果肉的弹性模量分别为6. 19×10~5、9. 63×10~5、1. 28×10~6、1. 56×10~6、1. 81×10~6Pa,泊松比分别为0. 421、0. 409、0. 391、0. 364、0. 314。同时,建立了酥梨果肉压缩实验相应的有限元模型,对确定泊松比和弹性模量的实验方法的有效性进行了验证,对实验过程中摩擦的影响进行了分析;并应用测得的酥梨果肉弹性参数对实验过程进行了模拟,模拟得到结果与实验结果符合较好。实验结果将为酥梨采摘、分选、包装和运输机械的设计提供设计依据。

关键词：压缩实验弹性模量泊松比有限元模拟