回顾了国内外城市轨道交通行车综合自动化系统的研究状况。介绍了行车综合自动化系统的系统结构、系统特点、系统功能情况。研究了列车自动监督控制系统ATS与综合监控系统信息深度融合的方案，实现了城市轨道交通信息系统中多专业协同工作。

针对开源安全框架Spring Security的Web资源保护功能进行研究，分析框架的认证和授权两个主要过程，指出了框架对于用户和Web资源的授权信息外化存储这一关键企业级安全特性支持上的不足，进而对此进行了扩展。借助于Spring容器的依赖注入特性和安全框架的扩展性，结合数据库存储授权信息，本文设计了一个基于Spring Security的用户与Web资源授权信息动态存储方案，并给出了关键的程序代码。

对比分析了伪逆法和最优能量算法的原理，给出了最优能量算法的优化方案。笛卡尔空间体系中采用齐次矩阵和四元数法获得位置和姿态的插值；利用优化后的最优能量算法求出逆解，得到与笛卡尔空间中对应的在关节空间中的关节值。文中给出了实际仿真实例，该实例表明本文给出的优化方案在满足正常作业情况下，相对于伪逆法，方案中四元数算法在姿态插值运算上更快并且能量优化效果更好，七轴机械手最小能量消耗节约10%~20%左右。

可见光通信是一种新型的无线通信技术。传统的无线通信技术例如蓝牙、WiFi等采用射频信号传输数据信息，而可见光通信在发射端采用白光发光二极管作为光源，在接收端采用光电传感器作为检测器进行数据传输。本文全面分析了可见光通信的优势，列举了可见光通信技术在国内外的应用研究与发展，并给出了目前可见光通信发展中面临的一些挑战。

针对功率倒置算法形成零陷不深的问题，提出了利用功率倒置算法搜索成型后方向图中最深零陷点来向，估计干扰信号来向，继而主动改变阵列单元的权值使得天线方向图零点对准干扰来向，实现干扰抑制。仿真结果表明：该算法是可行的，并且能够达到更深的干扰抑制性能。

针对MB_LBP算法对人脸特征提取维数较高，使用PCA方法会造成图像原始空间结构破坏和维数变得过大等问题，提出一种基于多块LBP（Multi-scale Block Local Binary Patterns， MB_LBP），结合改进的Fast PCA算法进行人脸特征提取的方案。首先用MB_LBP算法提取人脸图像的特征，接着用本文所改进Fast PCA方法加速计算矩阵S非零本征值所对应的本征向量，对人脸特征进行降维，最后在ORL人脸库进行验证。实验表明，该方法对后期人脸特征提取效果优于改进前的效果，很大程度上降低了提取时间，效果明显。

协同过滤算法是推荐系统中应用最广泛的算法，随着用户数量和物品数量的不断增加，传统的协同过滤算法不能满足推荐系统的实时需求。本文提出了一种融合隐语义模型的聚类协同过滤算法。首先利用隐语义模型分解评分矩阵，然后在分解后的矩阵上利用传统的聚类算法聚合相同类别的物品，最后在相同类别的物品之间进行基于项目的协同过滤推荐。实验结果表明，该算法有效减少了推荐时间，同时在一定程度上提高了算法精度。

提出了一种新型两步式迭代最近点算法对三维人耳点云模型进行配准，该过程主要分为两步完成：（1）采用基于CUDA并行加速的EM-ICP算法进行初始配准，从而使人耳点云数据大致调整为同一姿态，并且为下一步提供良好的初始变化；（2）基于ICP算法对三维人耳点云数据进行精确配准。该方式能够有效避免ICP算法配准过程中局部对齐等缺陷。实验结果证明，采用两步式迭代最近点算法配准后的三维人耳数据具有良好的配准效果与配准速度。

针对信号处理数据量大、实时性要求高的特点，从实际应用出发，设计了以双DSP+FPGA为核心的并行信号处理模块。为了满足不同的信号处理任务需求，FPGA可以灵活地选择与不同的DSP组成不同的信号处理结构，同时为满足大数据存储要求设计了可方便网络控制的数据存储模块。模块之间可以通过自定义LVDS接口实现互联，组成一个系统。

针对我国现阶段星载计算机通用性较差和无法“即插即用”的问题，以及对数据传输速率的高要求，设计了新型即插即用星载计算机千兆以太网数据传输系统，重点研究了星载计算机的总体结构设计和千兆以太网的实现。该系统以国产BM3803为处理器，采用紧凑型外围组件互联cPCI总线为内总线与系统各功能模块互连，实现即插即用和通用化功能。千兆以太网平台采用MAC+PHY方式，MAC采用FPGA内嵌的IP核实现，PHY采用Marvell公司的88E1111芯片实现。对比国产星载计算机在以太网方面的现状，分析表明，该系统通用性更好，数据处理性能更高，数据传输速率最高可达1 Gb/s。以FPGA方式实现千兆以太网设计，有效提高了系统的可靠性和集成度，能够满足未来较长时间国内星载计算机系统在千兆以太网方面的实际应用需求。

本设计是基于STM32平台，移植μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统和μCGUI嵌入式应用图形支持系统，形成一个完善的有人机接口的实时嵌入式系统，在这个平台上设计制作一个便携式多功能数字示波器，采用STM32高性能ARM处理器作为核心控制芯片，显示器选用TFT真彩液晶。实时性高，人机界面友好，具有很好的推广使用价值，可广泛应用于信号采集、工程实践等领域。

提出了一种针对篆书和隶书等多类别书法字图像笔画及笔顺信息的提取算法。算法通过使用书法字骨架图与轮廓图相结合的方式，使用针对交叉处轮廓点角度聚类及该点与交叉中心欧氏距离相结合的聚类准则，完成交叉处笔画的信息补全、处理，并根据书写规则提取书法字的笔顺信息。最后，针对楷体、隶书、篆书三类书法字图像做笔画以及笔顺信息的提取，实验结果表明本文所提出的方法对多类别书法字图像笔画提取取得了较好的效果。

为进一步提高牛肉大理石纹评级的正确率，提出了基于完整局部二值模式（Completed Local Binary Pattern，CLBP）、改进核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis，KPCA）和随机森林（Random Forests，RF）的牛肉大理石纹评级方法。首先，利用CLBP提取牛肉大理石纹图像的纹理特征；其次，采用混沌蜂群算法对KPCA的核参数进行优化，使KPCA的降维效果和特征提取达到最优，获得表征牛肉大理石纹样本图像的特征向量；最后，使用随机森林完成牛肉大理石纹样本的分级识别，获得最终评级结果。大量实验结果表明，与基于分形维和图像特征的方法、基于灰度共生矩阵和BP（Back Propagation）神经网络法相比，本文方法所得识别率最高。

图像分割的处理速度成为大规模图像数据处理的瓶颈。本文提出一种基于EnFCM的图像聚类分割模型，直接对图像像素的灰度级进行聚类，能显著提高图像聚类分割的处理速度。为进一步提高处理速度，结合EnFCM图像聚类分割模型特点，设计了三种并行优化策略——纯MPI并行方法、MPI+OpenMP混合编程方法和CUDA并行架构方法，使其适合于大规模图像处理。实验结果表明，提出的三种并行优化策略都取得良好的加速效果。

鉴于水下传感网络的长时延、低带宽的特点，设计有效的水下无线网络的通信传输协议很有必要。提出一种树形拓扑结构的结合基于竞争和基于分配两种模式的混合策略，减少了水声通信中的握手次数，即减少了RTS/CTS请求的发送次数，利用组播、LRU预留时间策略提高了传输效率，整合了网络通信中ACK包和数据包的发送，既能使所有节点间实现自由通信，又能提高网络吞吐量、节约能耗。

设计了一种基于CAN总线的PC机与单片机多点通信系统。系统包括PC机、STC89S52单片机、CAN接口控制器、串行收发器等。介绍了USB转CAN通信接口的通信节点设计方案，给出了各通信节点的硬件电路和软件设计，最后进行了系统通信实验，结果表明该系统具有可靠性高、抗干扰能力强等特点。

无线网络存在高误码率、带宽变化大等特点，针对丢包类型多样化、拥塞控制中参数设置既盲目又单一化等问题，提出了一种TCP Westwood（简称TCPW）的改进算法TCP-NW，该算法根据网络中带宽的利用率来区分丢包类型并细化拥塞情况，并据此对CWND（拥塞窗口）和SSTHRESH（慢启动门限值）值进行调整。仿真实验表明，TCP-NW算法在网络时延、抖动、吞吐量等方面表现稳定，对于无线网络TCP的传输性能有较大的改善。

对双源双宿两跳级联网络进行了研究，提出了一种TDD模式下可达的网络容量。首先，考虑一个由三个节点级联组成的双源双宿两跳网络模型：首节点是第一信源（S1），其对应信宿为尾节点（D1）；尾节点也作为第二信源（S2）；中间节点既是S2对应的信宿（D2），也是S1到D1的中继。网络工作在时分双工（TDD）模式，中继采用解码转发（DF）策略。其次，利用最大流-最小割原理获得了网络容量的外界，并证明其可达性。对于获得的容量结论，利用线性规划数学方法寻找最佳的时隙分配方案，并通过具体实例进行分析验证。分析表明，调节时隙分配可以优化容量。

二维经验模态分解（Bidimensional Empirical Mode Decompositio，BEMD）是一种优秀的多尺度几何分析工具，特别适用于非线性、非平稳信号的分析处理。以BEMD与新型隐马尔可夫树（Hidden Markov Tree，HMT）模型理论为基础，提出了一种基于BEMD的新型HMT模型的图像去噪算法。该算法的基本思想是，首先对含噪图像进行BEMD变换，然后采用新型HMT模型对BEMD系数进行建模，并通过期望最大（EM）算法对图像BEMD的HMT模型参数进行估计，最后对训练后的BEMD系数进行逆变换，以获得去噪图像。仿真实验结果表明，该算法不仅拥有较强的抑制噪声能力，而且具有较好的边缘保护能力，其整体性能优于现有HMT图像去噪方案。

针对现有聚集分布格局模拟方法存在的模拟结果主观性强、不自然、未考虑树木冠层要素三维空间分布及生态学聚类效应等不足，提出一种新的模拟方法。该方法首先利用形变核方法创建树木二维空间分布，并采用立体体元法对树木逐一开展可种植性判断，之后采用DBSCAN算法对已有的树木分布点位开展聚集区域检测，并对检测后点位进行树种重分配。综合测试表明，本文提出的方法可较好地实现不同林分密度及树种条件下树木聚集分布格局模拟。

联合相容分支定界算法（Joint Compatibility Branch and Bound，JCBB）充分考虑传感器量测之间的相关性和重新匹配关联的可能，但计算量随观测数目成指数增长。为优化其计算复杂度和关联准确度，以最近邻算法（Nearest Neighbour，NN）进行关联，对符合重复度和经过设定步数的情况使用JCBB进行特征匹配，并以互斥准则和最优准则来提高关联准确度。引入机器学习领域的评价测度对改进后算法和JCBB算法进行比较，结果表明，改进后的关联算法能够保证更好的关联准确度。

针对航空电源电池管理系统可靠性的需要，研究了现有的电池管理系统的特点，设计了一种基于飞思卡尔MC9S12XET256和Linear 6804-2的电池管理系统。该系统硬件包括电池组电池电压测量电路、温度测量电路、电池充放电电压电流测量电路以及基于Linear 6820的isoSPI和SPI转换电路；软件设计包括电池电量数据读取、温度数据读取、充放电电流计算、均衡控制、电池荷电状态（SOC）与健康状况（SOH）的计算以及主控芯片的任务管理与通信。试验测试表明，该系统运行稳定，测试精度高，可在电池管理实际工程中使用。

随着计算机和互联网的发展，信息化办公已经普及，在流程较长或角色较多的业务流程系统中，催办功能就变的尤为重要。催办即当某一用户在截止日期前仍未完成某一工作时，系统自动发送消息提醒的功能。本文提出了多元化催办模型，描述了催办的算法，并给出了催办实现的三种方式：系统短消息、电子邮件和短信。

客户流失是电信行业发展过程中所面临的一个严重问题，直接影响到运营商的企业效益。本文主要介绍了对电信行业客户流失情况进行数据挖掘的过程，改进了已有模型存在的缺乏灵活性、难以处理高维度数据的缺点，根据运营商的历史数据资料，利用SAS/EM模块对客户的固有特征和行为特征进行挖掘分析，采用决策树分类算法的CART算法建立了聚类分析模型和包括评估模块在内的一套完整的流失预测模型，能够直观地显示出流失客户的基本特征，并且可以对任意的数据集进行分析，有效提高了模型的普遍应用性和准确性。

智能手环作为一款穿戴式的电子产品，制约其发展的最大因素是待机时间和数据的准确性，本文采用TI公司的MSP430F5529 16位超低功耗单片机为主控制器，在其上移植μC／OS-Ⅱ系统后改进了计步算法。实验测试了手环的待机功耗和手环计步的精确度，通过与目前市场上其他主流产品对比，本文设计的智能手环在计步的准确度与低功耗方面都有显著提升，有进一步研究和推广的价值。

通过手机管理日常事务，已成为快节奏生活状态下人们的首选。与传统的手动添加日程不同，为了提高日程管理效率，依据GTD时间管理理念，设计和实现基于短信内容解析的日程助手软件。通过短信监听，采用分词算法对短信文本进行解析，提取出事务日程信息，自动加入到Android手机自带谷歌日历的待办事项，为用户提供了短信日程自动记录、提醒等功能。方便了用户收集日程任务，提高了时间管理效率。