基于线段特征匹配的EKF-SLAM算法

针对EKF-SLAM算法在机器人被“绑架”时失效的问题,提出一种新的基于线段特征匹配的EKF-SLAM算法——EKFLineSLAM算法.该算法在线段特征观测模型和改进的基于逐点搜索的线段提取算法的基础上,将线段特征匹配引入EKF-SLAM算法,并对线段长度和姿态角进行EKF更新,创建环境的线段特征地图.在未知室内结构化环境中,将该算法与弱匹配EKFLineSLAM算法进行比较,验证了EKFLineSLAM算法在结构化环境中克服机器人“绑架”问题的可行性和有效性.     

基于几何关系约束的特征点匹配算法EI北大核心CSCD

特征匹配是计算机视觉中的一个基本问题,基于特征点的特征匹配方法则是其中最为常用的一种算法,有着重要的研究意义和研究价值.众所周知,特征点匹配的结果受很多因素的影响.为更好地处理视角变换的特征匹配问题,给出一种基于特征点位置关系的几何约束匹配方法.即通过引入新近发现的射影不变量——特征数,构建特征点位置间的几何信息描述子;进一步建立每个点的特征数直方图并使用巴氏系数度量几何相似度;最后在基于纹理特征描述子基础上增加文中所给出的几何信息描述子获得特征匹配的约束条件.实验结果证明,该算法可以有效的提高特征点匹配的精度,同时对视角变化较大及纹理相似的情况具有很好的匹配效果.     

基于几何约束投票的图像特征匹配

为了改进单纯依靠相似度的图像特征匹配效果,提出了一种特征匹配方法,采用投票的方法在特征匹配的过程中引入几何约束。首先根据特征的描述向量进行初步的快速匹配,得到候选特征对以后通过投票的手段在特征之间相似度矩阵中引入一种鲁棒的几何约束,并通过自适应阈值过滤的方法获得图像特征匹配。在实验中验证了该方法对图像特征匹配正确与否具有较强的区分能力,在与已有技术接近的计算时间内得到了更高的匹配准确度。基于几何约束投票的图像特征匹配比单纯依靠相似度具有更好的匹配效果。     

基于视觉约束能量最小化的特征点匹配算法

为了解决海上目标航空遥感图像重复特征较多导致的匹配不一致问题,并简化匹配过程,文中提出了基于SIFT视觉约束能量最小化的匹配算法(CEM-SIFT)。该算法将约束能量最小化模型应用于特征点的匹配,通过构造有限脉冲响应线性滤波器,采用视觉信息计算其能量值,使得待匹配的点集经过滤波之后的平均输出能量在一定约束下达到最小值,最终实现含重复信息的特征精确匹配。采用10组航空遥感海冰图像对算法进行测试,结果表明,相对于采用SIFT欧氏距离(ED-SIFT),在匹配重复特征比较多、点集规模比较大的图像时,CEM-SIFT算法的匹配精度更高,能够达到100%。     

基于几何-语义联合约束的动态环境视觉SLAM算法

传统视觉同步定位和地图构建（Simultaneous localization and mapping, SLAM）算法建立在静态环境假设的基础之上,当场景中出现动态物体时,会影响系统稳定性,造成位姿估计精度下降。现有方法大多基于概率统计和几何约束来减轻少量动态物体对视觉SLAM系统的影响,但是当场景中动态物体较多时,这些方法失效。针对这一问题,本文提出了一种将动态视觉SLAM算法与多目标跟踪算法相结合的方法。首先采用实例语义分割网络,结合几何约束,在有效地分离静态特征点和动态特征点的同时,进一步实现多目标跟踪,改善跟踪结果,并能够获得运动物体的轨迹和速度矢量信息,从而能够更好地为机器人自主导航提供决策信息。在KITTI数据集上的实验表明,该算法在动态场景中相较ORB-SLAM2算法精度提高了28%。     

基于Visual C 的0-1背包问题的动态规划算法

0-1背包问题是经典的NP问题.本文对0-1背包问题的动态规划算法进行了分析,用Visual C 实现该算法.     

基于0-1规划的快速图像阈值分割算法

阈值方法是一种重要的图像分割方法,在图像分割中得到了广泛应用。Otsu算法虽然是图像分割阈值法中较好的方法之一,但是由于传统的Otsu算法通常用穷举法求解,使得处理多阈值问题时运算速度太慢,难以满足应用需求。为了快速有效地确定阈值,提出了一种改进的Otsu算法。将Otsu算法转化为一个非线性0-1数学规划问题,再利用遗传算法求解得到最优阈值。通过对测试图像的分割实验,表明该算法与传统的Ot-su算法相比运算速度有非常显著的提高,能够满足一般的应用需求。     

基于Visual C＋＋的0-1背包问题的动态规划算法

0-1背包问题是经典的NP问题。本文对0-1背包问题的动态规划算法进行了分析,用Visual C＋＋实现该算法。     

基于特征线段匹配的救援机器人建图方法

针对救援机器人的环境识别及其建图(SLAM)问题,提出了一种基于特征 线段匹配的方法。通过激光雷达获取环境信息,采用特征线段提取匹配的方法提高了系统运 行速度,在救援机器人移动过程中,系统能够及时、准确地进行全局地图更新。在救援环境 中,利用救援机器人进行环境识别及建图,实验结果表明：采用基于特征线段匹配方法实现 建图,能够得到较完整的环境地图,其方法具有很好的实用性。     

非线性0-1规划问题的人工鱼群算法*

对于非线性 0-1规划问题,给出一种新的智能寻优方法——人工鱼群算法。利用罚函数将约束问题转换为相应的无约束问题,给出了人工鱼群算法的具体步骤,并用MATLAB软件实现编程。通过对多个非线性0-1规划问题的算例进行测试,并将测试结果与其他算法进行比较,结果表明,人工鱼群算法具有较快的收敛速度和较好的全局寻优能力,可以作为求解非线性 0-1规划问题的一种实用方法。     

基于点线特征融合的视觉惯性SLAM算法

针对目前视觉SLAM方法鲁棒性差、耗时高,使系统定位不够精确的问题,提出了一种基于点线特征融合的视觉惯性SLAM算法。首先通过短线剔除和近似线段合并策略改进LSD（line segment detection）提取质量,以提高线特征检测的速率和准确度;然后在后端优化中有效融合了点、线和IMU数据,建立最小化目标函数进行优化,得到更精确的相机位姿;最后在EuRoC数据集和现实走廊场景进行了实验验证。实验表明,所提算法可以有效提升线特征提取的质量和速度,同时有效提高了SLAM系统的定位精度,获得更为丰富的点线结构地图。     

基于改进0-1动态规划的软硬件划分算法研究*

软硬件划分已被证明是NP完全问题,大多数研究主要集中在寻找各种快速的近似算法,常见的有爬山法、遗传算法、模拟退火、禁忌搜索等.这些算法大多只能处理小规模问题,而且是单纯从算法角度来研究软硬件划分问题,并没有考虑系统成本.以软硬件协同函数库为统一抽象模型,将系统执行时间、系统成本以及硬件面积等因素融入到0-1动态规划算法...     

基于改进PSRS的并行0-1规划算法

结合0-1整数规划的隐式枚举法对目标排序法进行分析.引入PSRS(并行正则采样排序)算法对目标排序法的核心运算进行并行化,并改进PSRS算法的数据收集策略以适应0-1整数规划的并行隐式枚举.最后给出了基于改进的PSRS的并行0-1整数规划的求解算法,并对算法的时间复杂度进行了分析.     

基因选择的0-1规划模型和算法

基因选择是基因表达数据分析中的重点问题.然而现有的方法没有综合考虑样本不平衡和基因间的相互作用。借鉴聚类的验证技术提出了基因选择的0-1规划模型,同时考虑了样本不平衡和基因间的相互作用。进一步根据0-1规划模型的特点,给出了基于贪心思想的启发式算法来求解所提出的优化问题。在3个真实的基因表达数据上对提出的方法进行测试并与两个对照的方法比较,结果表明所提出模型和算法是有效的且稳健的。     

基于改进Markov邻域的非线性0-1规划智能算法加速策略

大规模非线性0-1规划问题求解时间较长,通过分析非线性0-1规划问题特点及算法寻优的Markov过程,提出一种基于改进Markov邻域的智能算法加速策略。首先,根据0-1规划问题解特点给出了非线性0-1规划问题的改写模型;随后,基于该模型给出了改进的Markov邻域,并推导和证明了改进邻域下任意两个状态之间的可达概率及其条件;最后,通过进一步分析非线性0-1规划模型并融合所提出的改进邻域,设计了采用Markov过程的智能算法的约束条件和目标函数递推更新策略对算法进行加速。采用不同算例进行多次测试,结果表明,在保持加速算法与原算法寻优效果相当的前提下,该策略对多种智能算法的寻优效率均有不同程度的提升。     

多重约束条件下的LBD描述子与直线段匹配

目的 针对直线描述子匹配算法缺乏有效的几何约束,且易受弱纹理、尺度变化的影响,提出一种结合多重约束条件的LBD描述子的直线段匹配算法（LBDs）。方法 该算法以LSD算法提取的直线段作为匹配基元,利用SIFT匹配得到的同名点构建同名三角网约束确定候选直线;参考影像上以目标直线段为中心轴建立该直线段的矩形支撑域;根据目标直线段端点及其支撑域四角点在搜索影像上的核线约束建立候选直线段的对应支撑域;利用仿射变换统一目标直线段及候选直线段支撑域的大小;将直线段支撑域分解为大小相等的条形带,通过计算每个条形带的描述符得到该直线段的描述子,依次完成目标直线段与候选直线段LBD描述子的构建;分别计算目标直线段与每个候选直线段描述子向量间的欧氏距离,将满足最近邻距离比准则的候选直线段作为匹配结果;最后选取角度约束对匹配结果检核,确定同名直线。结果 实验选取网上公开的3组分别存在角度、旋转、尺度变换的近景影像对作为实验数据,采用LBDs分别对其进行直线段匹配实验,并与其他直线段匹配算法进行对比分析,实验结果表明,LBDs获取同名直线数目约为其他算法的1.061.41倍,匹配正确率也提高了2.411.6个百分点,从匹配效率上来看,LBDs更为耗时,但兼顾该算法匹配获得同名直线数目、匹配正确率及运行时间,LBDs的鲁棒性更强,匹配结果的准确性与可靠性较高。结论 结合多重约束条件构建的LBD描述子对于存在角度、旋转和尺度变化的影像进行直线匹配过程中具有稳定性。     

动态环境下基于深度学习的语义SLAM算法

针对应用场景中存在的运动物体会降低视觉同步定位与地图构建（SLAM）系统的定位精度和鲁棒性的问题,提出一种基于语义信息的动态环境下的视觉SLAM算法。首先,将传统视觉SLAM前端与YOLOv4目标检测算法相结合,在对输入图像进行ORB特征提取的同时,对该图像进行语义分割;然后,判断目标类型以获得动态目标在图像中的区域,剔除分布在动态物体上的特征点;最后,使用处理后的特征点与相邻帧进行帧间匹配来求解相机位姿。实验采用TUM数据集进行测试,测试结果表明,所提算法相较于ORB-SLAM2在高动态环境下在位姿估计精度上提升了96.78%,同时该算法的跟踪线程处理一帧的平均耗时为0.065 5 s,相较于其他应用在动态环境下的SLAM算法耗时最短。实验结果表明,所提算法能够实现在动态环境中的实时精确定位与建图。     

基于抗原中介三链DNA结构的0-1整数规划

利用同源的存在抗原蛋白质的脱氧核苷酸定位于双链DNA中很容易形成三螺旋结构的DNA链,可以利用这种独特的结构来研究一些可能的或可行的的计算模型。尝试了用三螺旋结构的DNA链来解决简单的0-1整数规划问题。而对于整数规划和可满足问题都可以转化为0-1整数规划来解决,从而都可以利用三链DNA计算模型得以解决。