闸机人体步态测量与识别算法研究

针对轨道交通闸机检票中存在的尾随逃票现象,研究了基于多红外传感器的闸机人体识别技术;该技术采用多个红外传感器采集乘客通行信息,在对闸机系统分析的基础上,设计了红外传感器的结构布局;将传感器区域分析和事件识别标志分析相结合,提取人体特征识别乘客通行事件;研制了闸机门人体识别实验系统,对4种常见的闸机通行事件进行了分析,并开展了实验研究;实验结果表明,实验系统能够有效识别闸机通行的多种事件,实时性好,具有较好的工程应用前景。     

基于几何相似特征的石窟造像装饰图案生成方法

针对石窟造像装饰图案设计中图案基元的组合方式不够灵活多变、画面布置与调整耗时、图案基元间的交叉重叠问题,提出一种基于几何相似特征的图案生成方法.首先明确图案属性,利用Freeman链码描述图案基元轮廓信息;然后利用最长公共子序列计算图案基元间的几何相似性特征;接着基于计算结果对图案基元进行设计布局,完成子图案的效果生成;最后依据检测和识别出的图案空间分布模式将子图案进行扩充生成.采用响堂山石窟中的装饰图案基元数据进行实验的结果表明,所提方法不仅解决了图案基元组合优化问题,而且能实现复杂图案的快速生成设计,该方法在图案基元的匹配时间为19.2 s,比人工方法的36.1 s更优.     

基于改进SSD算法的城市轨道交通多通道闸机控制研究

城市轨道交通多通道闸机独立工作,对多个闸机精准控制难度较大,所以研究基于改进SSD算法的城市轨道交通多通道闸机控制方法;将SSD网络与FPN网络相结合,结合先验框生成与损失函数优化实现SSD算法改进,利用改进SSD算法和数据融合结果识别通行目标;根据通行目标识别结果和传感器设备确定闸机通道内的通行情况,从而设计多通道闸机控制处理子程序,完成城市轨道交通多通道闸机控制;实验结果表明,在改进SSD算法作用下,闸机闭合状态始终与行人的当前行进方向保持一致,提高了控制精准度和实时通过率。     

基于二维压差矢量传感器的定向误差分析

由于压差矢量传感器自身的结构和实际工程应用中,它的四基元制作工艺的不完全一致和自身的装配误差,导致水下目标定向时定向精度不准确。以二维压差矢量传感器为研究对象,分析了单个二维压差矢量传感器的结构和原理,在低噪声情况下采用相关性定向的方法实现目标的精确定向,同时分析二维矢量传感器产生的基元位置偏差与基元通道不一致性对目标方位估计的影响,并进行仿真,得出并验证影响矢量传感器方位估计的主要因素,方便方位估计的补偿研究。     

基于图像处理的闸机口跳闸事件检测算法

针对传统的闸机传感器识别系统在检测闸机口跳闸事件的不足,文中提出了一种基于图像处理的闸机口跳闸事件检测方法;该方法利用模板匹配的方法进行预处理,得到闸门图像匹配率;其次,根据跳闸事件的连贯性特点,提取一段连续时间序列的匹配率作为分类特征;最后,采取基于最小错误率的贝叶斯分类方法对这段时间序列特征向量进行分类;实验结果表明,该算法可以有效地检测出闸机口的跳闸事件,具有实时性好、不需要额外的传感器、成本低的优点,具有较好的工程应用前景.     

基于骨架模型的船体结构快速建模

针对当前我国船舶结构设计中迭代次数多、设计存在异地性的问题,提出一种船 体结构快速建模方法。以“自顶向下”为设计思路,以骨架模型为实现载体,对船体结构特点进 行分析、总结后构建了面向船舶结构的骨架模型,给出船体结构骨架模型的定义。通过船舶结 构的骨架模型与参数坐标系实现船舶总体的快速布局设计;建立参数坐标系与船体板架之间的 关联关系实现船体结构的快速建模与快速调整,并给出相应算法;给出设计信息的组织方式并 将设计信息集成到骨架模型实现船体结构模型的完整性定义与快速建立。最后基于 CATIA V6 平台开发快速建模系统,并通过纵骨架式船体结构验证了方法的可行性。     

基于WSN的拓扑图自动布局方法优化与实现

无线传感器网络(WSN,wireless sensornetwork)拓扑结构的良好布局对其网络管理具有重要意义。为此,优化并实现了一种基于扩展力学模型的WSN拓扑布局方法。首先,完善了基于力学模型拓扑布局方法中的平衡检测算法,实现对WSN拓扑结构图的平衡检测;其次,加入碰撞检测算法,保证拓扑结构图中的节点处于画布有效范围内;最后,引入拓扑图居中算法优化整体布局效果。通过仿真实验以及真实WSN环境下测试证明,优化后的拓扑布局算法适用于WSN,尤其是对中小规模WSN拓扑布局效果最佳。     

乐谱图像中的音符识别方法

面向多声部乐谱,实现基于结构模式的音符识别方法。在音符基元抽取阶段,提出基于游程分析的符干、符头、符梁3类基元抽取算法,具有较好的抗相交和抗粘连干扰能力。在音符结构分析阶段,采用“作用场”描述音符基元关系,将音符分为6类子结构,可缩小基元搜索范围。在此基础上细分音符结构,遵循关键子结构优先定位原则实现音符基元重组,可降低分析复杂度且具有良好的基元冗余排错能力。实验结果表明,该方法能快速准确识别多声部乐谱中的音符,在音符排列密集、结构复杂时适应能力较强。     

越野智能车转向及驱动协调控制

本文以实现智能车在非结构化越野环境中的自主导航为目的,对越野路径识别及轨迹跟踪控制方法开展研究.首先基于视觉传感器和激光传感器实现可行驶路径的分割与提取,并建立了包含车辆转向及驱动的耦合控制系统模型;然后,针对控制系统模型具有非匹配不确定性的特点,采用反演变结构控制算法设计了转向及驱动协调控制器,并引入饱和函数以解决变结构的抖振问题;最后,通过仿真和越野导航试验验证了所提出控制算法的有效性和鲁棒性.     

基于遗传算法的基元识别应用

基于遗传算法能提高图像处理的速度和准确率,在吸取前人实践经验的基础上,对遗传算法在基元识别和提取中的应用策略进行了研究,并得到了满意的结果.因此在简单分析遗传算法基础之上,设计了利用该算法进行基元识别和提取的模型,同时结合利用Visual C 数字图像处理的理论基础和应用框架搭建了一个能够进行完整的基元识别和提取的应用程序.最后通过图示展示了通过VC 实现了基于遗传算法的基元识别的部分仿真结果.     

基于爆炸超压场重建的传感器优化布局技术研究

研究目的是提出一种合理的传感器布局方案,使得利用最少数目的传感器重建出最高精度的爆炸超压场。采用走时层析重建的方法重建爆炸后的超压场,从超压场重建的角度提出了4个指导传感器布局的指标。首先根据爆炸冲击波传输规律建立分区域多尺度网格模型,其次采用遗传算法进行全局搜索,选取满足这4个指标的传感器最优布局方案,最后利用MATLAB进行仿真实验,并对不同传感器布局方式下这4个指标的变化规律及重建精度进行分析和讨论。实验证明,采用本文的传感器布局方案可以在满足重建精度的前提下最大程度地减少传感器数目,进而为实际爆炸试验节省费用。     

装备健康管理中的传感器优化配置问题研究

传感器优化配置是装备健康管理(HM)的基础。考虑传感器失效对健康管理能力的影响,以传感器代价和漏检故障的危害程度最小为优化目标,以检测性能指标为约束条件,建立了传感器优化配置的模型;并针对传感器优化配置是一个多目标非线性整数规划问题,提出了基于扩展微粒子群优化算法的模型求解方法。应用实例表明了模型和算法的有效性。     

Multi-objective layout optimization of a satellite module using the Wang-Landau sampling method with local search

The layout design of satellite modules is considered to be NP-hard. It is not only a complex coupled system design problem but also a special multi-objective optimization problem. The greatest challenge in solving this problem is that the function to be optimized is characterized by a multitude of local minima separated by high-energy barriers. The Wang-Landau (WL) sampling method, which is an improved Monte Carlo method, has been successfully applied to solve many optimization problems. In this paper we use the WL sampling method to optimize the layout of a satellite module. To accelerate the search for a global optimal layout, local search (LS) based on the gradient method is executed once the Monte-Carlo sweep produces a new layout. By combining the WL sampling algorithm, the LS method, and heuristic layout update strategies, a hybrid method called WL-LS is proposed to obtain a final layout scheme. Furthermore, to improve significantly the efficiency of the algorithm, we propose an accurate and fast computational method for the overlapping depth between two objects (such as two rectangular objects, two circular objects, or a rectangular object and a circular object) embedding each other. The rectangular objects are placed orthogonally. We test two instances using first 51 and then 53 objects. For both instances, the proposed WL-LS algorithm outperforms methods in the literature. Numerical results show that the WL-LS algorithm is an effective method for layout optimization of satellite modules.     

带静不平衡约束的矩形装填问题的启发式算法

卫星舱布局问题不仅是一个复杂的耦合系统设计问题,也是一个特殊的优化问题,具有NP难度性。解决这类问题最大的挑战在于需要优化的目标函数具有大量的被高能势垒分隔开的局部极小值点。Wang-Landau（WL）抽样算法是一种改进的蒙特卡罗方法,已经被成功地运用蛋白质结构预测等优化问题。本文以卫星舱布局优化问题为背景,首次将WL抽样算法引入矩形装填问题的求解。针对矩形装填物的特点,提出了启发式格局更新策略,以引导抽样算法在解空间中进行有效行走。为了加速搜索全局最优解,每次蒙特卡罗扫描生成新的布局时,便执行梯度法进行局部搜索。通过将局部搜索机制、启发式格局更新策略与WL抽样算法相结合,提出了一种用于解决带静不平衡约束的任意矩形装填问题的启发式布局算法。在布局优化过程中,通过在挤压弹性势能的基础上增加静不平衡量惩罚项并采用质心平移的方法,使布局系统的静不平衡量达到约束要求。另外,为了改进算法的搜索效率,提出了改进的有限圆族法用于装填物之间的干涉性判断和干涉量计算。通过对文献中两组共10个有代表性的算例进行实算,计算结果表明,所提出的装填算法是一种求解带静不平衡性能约束的任意矩形装填问题的有效算法。     

浅层地下爆炸层析成像信息优化获取技术

基于地震层析成像理论提出了地下爆炸冲击波超压时空场重建技术。从模型离散化和传感器布局两方面进行成像信息优化,提高地下爆炸场层析成像信息的有效性。模型离散化方面,根据冲击波的的衰减规律,提出了不规则网格划分方法;传感器布局方面,根据数学上欠定问题理论与地震波传输规律,提出了指导传感器布局的指标及优化算法,实现传感器合理布局。仿真表明,层析成像信息优化获取技术可以最大限度地提高数据利用率,使得反演过程更稳定,反演误差更小。     

飞行器导航传感器故障诊断的应用研究

研究导航传感器故障诊断问题,由于飞行器导航传感器所处环境十分复杂,导航系统由多种部件组成,故障存在许多随机性、模糊性和不确定性因素,难以建立确定数学模型。传统线性模型故障诊断准确率低。为了提高飞行器导航传感器故障诊断准确率,提出一种神经网络的导航传感器故障诊断方法。飞行器导航传感器发生故障时信号中会产生突变成分,利用小波包对原始故障信号进行分解,提取信号特征向量,然后将特征向量输入神经网络训练,实现飞行器导航传感器故障智能化诊断。在Matlab平台实现传感器故障诊断的仿真,结果表明,神经网络提高了飞行器导航传感器故障诊断的准确率,是一种在线、行之有效的导航传感器故障方法。     

Hybridizing electromagnetism-like mechanism algorithm with migration strategy for layout and size optimization of truss structures with frequency constraints

The optimal design of a truss structure with dynamic frequency constraints is a highly nonlinear optimization problem with several local optimums in its search space. In this type of structural optimization problems, the optimization methods should have a high capability to escape from the traps of the local optimums in the search space. This paper presents hybrid electromagnetism-like mechanism algorithm and migration strategy (EM–MS) for layout and size optimization of truss structures with multiple frequency constraints. The electromagnetism-like mechanism (EM) algorithm simulates the attraction and repulsion mechanism between the charged particles in the field of the electromagnetism to find optimal solutions, in which each particle is a solution candidate for the optimization problem. In the proposed EM–MS algorithm, two mechanisms are utilized to update the position of particles: modified EM algorithm and a new migration strategy. The modified EM algorithm is proposed to effectively guide the particles toward the region of the global optimum in the search space, and a new migration strategy is used to provide efficient exploitation between the particles. In order to test the performance of the proposed algorithm, this study utilizes five benchmark truss design examples with frequency constraints. The numerical results show that the EM–MS algorithm is an alternative and competitive optimizer for size and layout optimization of truss structures with frequency constraints.     

基于自联想神经网络的传感器故障诊断

提出一种基于自联想神经网络(AANN)的新算法用于系统中传感器故障诊断。阐述了AANN的结构和算法。具体说明了搜寻2个故障传感器和恢复信号的方法。用改进的AANN诊断有噪声情况下传感器跳变故障并恢复信号。本方法有易实现、结构简单的优点,仿真结果表明:本方法是可行的。     

基于多磁传感器的智能航向测定系统

为了实现在强磁干扰环境下准确且智能地测定航向角,从影响磁传感器测定航向角精度的诸多因素分析,采用经典的基于椭圆拟合的校正算法,设计了一种由6只磁传感器围成一个圆的多磁传感器的自动磁校正设备。提出了一种有效的误差补偿技术和准确、智能的测定航向角的方法,避免了手动旋转单只磁传感器来采集不同方向的磁场的操作。多次实验结果表明:在室内强干扰环境中,这种校正技术补偿后的航向误差从150°降低到2.5°。