基于扩展卡尔曼滤波器的无人机状态估计

在无人机飞行过程中,由于低成本无人机对状态反馈不准确和外部干扰对传感器的影响,导致飞行时间一长会出现漂移现象,使得无人机产生浮动等不良问题。为了解决这些问题,提出一种适用于小型无人机状态估计的四元数扩展卡尔曼滤波数据融合算法,该算法通过建立四元数系统观测模型和传感器量测模型,解决了低成本传感器对无人机位置和姿态直接测量的低精度和易被外界干扰的问题,有效提高了状态估计的精度。仿真实验验证了算法的有效性。     

自然场景三维数字化的机遇和挑战

元宇宙是“源自物理世界,高于物理世界,服务于物理世界”的智能系统工程。其中,物理场景的三维数字化是元宇宙发展和繁荣的一块重要基石,也是信息科学人机交互的一个重要长期发展方向。当前,基于深度神经网络架构的计算机视觉和计算机图形学,在自然场景三维数字化领域取得了显著的突破,但在产业快速落地的同时,也为对应智能基础设施及其生态提出了严峻的挑战。本文试图通过系统性的梳理,揭示挑战和机遇。首先,结合元宇宙的产业和技术蓝图,就物理场景三维数字化的重要性和发展诉求进行了分析。其次,结合近期基于神经渲染的相关技术突破,展现了将快速赋能产业的诸多创新应用前景。然后,就相关技术落地所基于的智能基础设施、发展现状和对应诉求面临的挑战进行了分析。最后,结合智能芯片系统发展当前“异构协同”的趋势,提出了应对挑战的“智能集成”的畅想。     

元宇宙权：基于幸福数字经济学与数字生产生活方式

随着后疫情时代的到来,人类正面临巨大挑战（如人口与粮食危机、全球变暖、自然灾害与碳指标异变、病毒频现、地缘冲突等危机）。政治家、学者和企业家思考着人类未来发展道路。定义未来、投资未来便拥有未来,“元宇宙”与“星际移民”成为技术可选项。元宇宙概念来自科幻小说,有科技产业加持,具有深刻的哲学探讨空间。中国古代哲学家提出“宇宙便是吾心,吾心即是宇宙”,“元”的翻译具有超越和形而上的意涵。基础技术则囊括了人工智能、区块链、云计算、大数据、新一代互联网、智能终端和显示技术等,创造出的虚拟世界既依托于现实社会,与现实更深度融合,有望达到互促互补、合二为一的效果,又有超越现实的可能性。元宇宙将形成一种未来定义权,特称为“元宇宙权”。元宇宙的虚拟性离不开互联网的发展,在移动互联网从Web2.0向Web3.0发展的趋势下,作为Web3.0支柱,为其提供安全执行层的区块链技术通过重构信用体系,达到Web3.0对元宇宙社会系统信用的实现,人类生产方式和生活方式将发生革命性改变。元宇宙作为定义下一代互联网和产业的关键机会,也是中国实现人类命运共同体目标并建立科技未来定义权的历史机遇。     

FPGA中浮点乘法器的实现

该文设计的适合于在FPGA中实现的乘法器结构,采用自定义的26位浮点数据格式,利用改进的基4Booth编码方式,以及CSA和4-2压缩器综合的Wallace 树形结构,在尾数的舍入中应用基于预测和选择的快速舍入方法,优化了乘法器的性能.最后给出在PFGA中的仿真结果,验证了设计的正确性,并和32位浮点数据格式的运算结果作比较,发现本设计不但减少占用FPGA内部资源,而且加快了运算速度.     

高温超导带材超导涂层局部脱黏后的电磁力学行为分析

高温超导带材因其高载流能力、低交流损耗等优点,在超导领域得到了广泛的关注,然而在带材的应用中出现的力学问题严重阻碍了其应用.基于此,本文分析了受外部磁场激励YBCO高温超导带材在超导层局部脱黏后的电磁力学响应.基于超导临界态Bean模型和弹性力学平面应变方法,给出了超导薄膜内正应力与基底界面处切应力相关联的控制方程,基...     

有线电视数字光纤分配网设计

有线电视运营商如何以有限的资金建设既符合技术规范又符合业务发展需要的光纤网络,已成为亟待解决的问题.本文主要对光纤分配网中最常用的星型和树星型两种结构进行对比分析,以寻求适合有线电视运营商的光纤分配网结构.     

新型旋转挤出流变仪

聚合物加工是决定塑料制品最终结构性能的中心环节,其重要的理论基础是聚合物流变学,研究聚合物流变行为的关键仪器是流变仪.但现有流变仪大多基于简化的流动模型,与实际复杂加工条件不符,难有效揭示聚合物在复杂应力场/温度场作用下的流变行为.我们基于前期发明的聚合物管旋转挤出加工技术和装备,研制了新型旋转挤出流变仪,可实现挤出/旋转的不同组合和管内外壁双冷,实施和调控旋转挤出中多种运动模式和应力场及温度场,实时检测挤出/旋转速度、应力、温度场,显示记录有关数据,既可用于研究实际加工复杂条件下聚合物加工流变行为,也可用于制备高性能多功能聚合物微导管.本文综述了新型旋转挤出流变仪的结构特点和原理及其在流变测试与聚合物微导管制备方面的应用.     

聚合物限域和预有序熔体的结晶行为及结构调控

高分子物理领域的挑战性难题之一是调控高分子的结晶行为.高分子结构具有多尺度的特点,且易受到各种本征因素以及加工过程中引入的外场与受限作用的影响.高分子的结晶过程复杂多变,为避免最终产品性能的良莠不齐,促进高分子材料的实际生产和应用,需要建立高分子结构与性能的直接关系并实现对高分子结晶结构的精细化调控.本文以几种典型高分子为例,重点阐述了我们课题组在有关薄膜和纳米孔道构筑的限域空间与分子链预有序熔体对高分子结晶行为的影响、相关结晶结构调控机制以及结构-性能关系等方面的研究工作,阐明了聚合物多层次结构调控领域存在的科学问题,并展望了其未来发展方向.     

Geometries, Electronic Structures, and Electron Detachment Energies of Small Boron Sulfide Anions： A Density Functional Theory Investigation

A density functional theory investigation on the geometries, electronic structures, and electron detachment energies of BS, BS2, B（BS）2 and B（BS）3 has been performed in this work. The linear ground-state structures of BS （C∞v, ^1∑^＋） and BS2^- （O∞h, ^1∑g^＋） prove to be similar to the previously reported BO and BO2 with systematically lower electron detachment energies. Small boron sulfide clusters are found to favor the formation of -B=S groups which function basically as a-radicals and dominate the ground-state structures of the systems. The perfect linear B（BS）2^-（D∞h, ^3∑g） and beautiful equilateral triangle B（BS）3^- （D3h,^2A1”） turn out to be analogous to the well-known C2v BH2 and O3h BH3, respectively. The electron affinities of BS, BS2, B（BS）2 and B（BS）3 are predicted to be 2.3, 3.69, 3.00 and 3.45 eV, respectively. The electron detachment energies calculated for BS^-, BS2^-, B（BS）2^-, and B（BS）3^- may facilitate future photoelectron spectroscopy measurements to characterize the geometrical and electronic structures of these anions.