无人机自组网路由协议研究综述

随着无人机软硬件技术的发展,多无人机集群自组织形成的无人机自组网（Flying Ad-Hoc networks, FANETs）受到了越来越多的来自学术界和工业界的关注,其灵活的部署和快速的反应能力使其能高效地完成多种多样的任务。而无人机自组网路由协议是提高服务质量（Quality of service, QoS）最重要的方法之一,但无人机自组网的移动性和动态性给路由协议的设计带来了严峻的挑战。传统的移动路由协议不能很好地满足无人机自组网的路由需求,因此研究者们从基于拓扑、地理和分层的角度提出了各式各样的无人机自组网路由协议,旨在克服移动性和提高网络的服务质量,并指出未来无人机自组网的路由协议可以考虑机会路由、软件定义网络（Software defined network,SDN）决策和预测驱动决策等综合提高QoS。本文主要针对无人机自组网网络特征,从不同的路由方法出发,SDN对路由协议进行总结和归纳,并对未来的研究方向进行了展望。     

定向天线在Ad Hoc网络中的设计与应用

定向天线系统可以有效提升Adhoc网络路由协议和接入控制的性能,已经成为Adhoc网络研究的重点。但是定向天线的DOA算法复杂度较高,因此可以考虑利用位置信息实现波束方向的调整。另外由于寻路机制的区别,不同路由协议采用定向天线传输时,性能表现有较大差别,而且MAC层协议对定向天线的有效调度也会对网络整体性能产生较大的影响。通过仿真评估和深入分析,表明了这种定向波束调整算法应用于Adhoc网络时,应该在路由与信道接入过程中联合调度,从而可以有效地提升网络性能。     

自组网中基于熵的定向洪泛QoS路由算法研究

为了减少移动自组网中路由频繁失效和重构,提高网络性能和资源利用率,提出了基于熵的定向洪泛QoS路由算法。该算法利用定向洪泛的机制控制路由请求转发范围,降低网络的控制开销;并采用一种度量方法——熵来选择稳定的路由,减少重路由,提高数据成功传输率。利用OPNET对算法进行仿真,结果表明该算法能以较小控制开销获得较好的数据传输,降低了路由重构的概率,适合移动自组网的高度动态的特点。     

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网络仿真在自组网开发过程中评估新的协议性能的基本技术, 该文介绍了网络建模问题,比较了各种传统路由算法和自组网算法.讨论了自组网的确定性和不确定性建模,分析了NS、OPNET和MATLAB等几种仿真工具.基于不确定建模原理,使用MATLAB和C设计并实现了一个无线自组网路由仿真器.     

自组网按需路由协议中路由缓存生存期的研究

在自组网按需路由协议中,为了避免为每一个数据包重复引发路由发现过程,需要对路由条目进行缓存.路由缓存的生存期（TTL）对协议性能有着重要的影响.通过大量的基于ns-2的仿真实验详细分析了在不同的自组网环境下路由缓存生存期对按需路由协议性能的影响,包括端到端延迟、传输成功率和协议控制开销等,对TTL值设置过小导致的路由缓存条目删除过早和TTL值设置过大导致的删除过迟等的影响进行了讨论,分析了不同网络场景下最优路由缓存生存期的可能取值,为动态调整路由缓存生存期提供了依据.     

基于WMPLS的安全自组网路由协议

基于WMPLS协议体系,结合无线移动自组网的特点,同时考虑路由的安全性,本文提出了一种基于WMPLS的安全自组网路由协议SA-WMPLS.该协议不仅提高了选路的性能,简化了转发机制,而且中间节点操作简单,能够有效抵御多种攻击方式,在实际应用中将具有较大的可行性.     

移动Ad Hoc网络DSR路由协议性能分析

无线移动Ad Hoc自组网是由不依赖任何已有的网络设施的移动节点组成,该网络可以通过节点路由发现机制转发分组,并进行路由维护.Ad Hoc网络路由协议中DSR路由协议在不同发包率和节点移动速率的情况下各项网络性能都优于其他路由协议,尤其当网络业务量不大时性能更优.基于路由缓存大小和路由更新时间对协议性能的影响,利用OPNET建立DSR路由协议的Ad Hoc网络,并对路由出错、路由开销和时延等关键参数的仿真统计.仿真结果与理论分析一致,一般地,随着路由缓存变大和路由更新时间变短,网络中路由出错、路由开销和时延性能都有所提高.     

自组网的不确定性建模与仿真

网络仿真在自组网开发过程中评估新的协议性能的基本技术,该文介绍了网络建模问题,比较了各种传统路由算法和自组网算法。讨论了自组网的确定性和不确定性建模,分析了NS、OPNET和MATLAB等几种仿真工具。基于不确定建模原理,使用MATLAB和C设计并实现了一个无线自组网路由仿真器。     

基于群组移动模型的OLSR协议性能仿真与评估

在研究移动自组网移动模型和无线路由协议的基础上,选取移动自组网中具有代表性的参考点群移动模型,基于ns2网络模拟平台,以参考点群组移动模型生成移动场景文件,应用层使用cbr数据流量,对OLSR无线路由协议在不同参数条件下的性能进行了模拟测试。通过对测试结果数据的详细分析,总结得出了OLSR无线路由协议在参考点群移动模型下端到端时延、报文交付率和路由负载三个方面的特点。为进一步研究移动自组网下基于OLSR协议的各种应用提供参考。     

自组网路由协议性能比较

近年来,无线自组网因其完全分布式以及灵活组网等特性受到学术界和产业界的广泛关注。将自组网投入实际应用前,仿真分析其性能是必不可少的一个环节。而路由是自组网关键问题之一,路由协议的性能直接影响整个系统的性能。文中分别从分组递交率、平均时延、平均跳数以及路由开销四个方面比较了目前最具代表性的四个路由协议——AODV、DS-DV、DSR和TORA的性能,分析了拓扑变化和网络负载对各协议性能的影响。     

Directional filling-in

The filling-in theory of brightness perception has gained much attention recently owing to the success of vision models. However, the theory and its instantiations have suffered from incorrectly dealing with transitive brightness relations. This paper describes an advance in the filling-in theory that overcomes the problem. The advance is incorporated into the BCS/FCS neural network model, which allows it, for the first time, to account for all of Arend's test stimuli for assessing brightness perception models. The theory also suggests a new teleology for parallel ON- and OFF-channels.     

Directional morphological filtering

We show that a translation invariant implementation of min/max filters along a line segment of slope in the form of an irreducible fraction dy/dx can be achieved at the cost of 2+k min/max comparisons per image pixel, where k=max(|dx|,|dy|). Therefore, for a given slope, the computation time is constant and independent of the length of the line segment. We then present the notion of periodic moving histogram algorithm. This allows for a similar performance to be achieved in the more general case of rank filters and rank-based morphological filters. Applications to the filtering of thin nets and computation of both granulometries and orientation fields are detailed. Finally, two extensions are developed. The first deals with the decomposition of discrete disks and arbitrarily oriented discrete rectangles, while the second concerns min/max filters along gray tone periodic line segments     

Spatial Directional Radiance Caching

We present a new approach for accelerated global illumination computation in scenes with glossy surfaces. Our algorithm combines sparse illumination computation used in the radiance caching algorithm with BRDF importance sampling. To make this approach feasible, we extend the idea of lazy illumination evaluation, used in the caching approaches, from the spatial to the directional domain. Using importance sampling allows us to apply caching not only on low-gloss but also on shiny materials with high-frequency BRDFs, for which the radiance caching algorithm breaks down.     

基于小波变换的方向滤波

1.引言噪声是信号中任何不期望的成份,它的存在可能模糊图像的一些重要特征。因此,降噪和增强是图像处理中的一个重要问题。近年来,基于小波变换的图像降噪方法因其突出的优点而引起了人们的关注。在小波变换域内,可以单独考察不同尺度、不同子带、不同方向的分解信号;经过小波变换后,空域中的局部特性仍然能保留下来,许多空域图像增强技术仍然能够很好地应用。 Mallet和Zhong较早利用了小波变换系数的局部最大值来分析图像中的奇异点;Donoho和John-stone提出了基于小波系数的非线性收缩三步降噪法;另一些研究者利用基于小波的多尺度边界集合,通过直接或间接放大边界集合中的系数来突出图像边     

基于小波变换的多方向小波变换

方向小波变换(SAWT)是小波变换(WT)的多方向扩展,它的基是各向异性的,具有多尺度、多方向的图像表示特性。SAWT不能恒保持多分辨率尺度关系,不能较好地表示图像中的平滑区域,因此利用WT和SAWT构造了一种新的多尺度、多方向且能保持多分辨率尺度关系的小波方向波变换。为了验证该变换的有效性,利用其进行了图像去噪实验。实验结果表明,所提方法能够很好地表示图像中的平滑区域和细节信息,并且能获得更高的峰值信噪比和结构相似性。     

方向自学习遗传算法

为克服准遗传算法收敛速度慢、早熟收敛等缺点,提出一种方向自学习遗传算法,该算法在局部搜索中引入方向信息,利用函数的伪梯度来指导搜索方向。算法通过个体之间的竞争、合作与学习来不断更新最优个体,为增加种群的多样性提出一种消亡算子,避免早熟收敛,提高算法收敛速度。采用4个二维函数和多个无约束高维函数对算法进行测试,与3个新提出的算法进行比较,实验数据和理论分析表明,该算法在解的质量上和计算复杂度上都优于上述3个算法,充分证明该算法的有效性。     

基于方向滤波的指纹图像增强算法研究

指纹识别一般包括指纹采集、图像预处理、特征提取及特征匹配等步骤。其中图像预处理中的指纹图像增强是最关键的步骤,直接影响特征提取和匹配。为了消除噪声以提高指纹图象的质量,本文给出了一种基于方向滤波的指纹图像增强算法,根据方向图构建方向滤波模板对指纹图像进行滤波,并对滤波后的图像进行去噪处理。实验结果表明了本文采用的方法有更好的效果。     

Directional control-response relationships for mining equipment

A variety of directional control-response relationships are currently found in mining equipment. Two experiments were conducted in a virtual environment to determine optimal direction control-response relationships in a wide variety of circumstances. Direction errors were measured as a function of control orientation (horizontal or vertical), location (left, front, right) and directional control-response relationships. The results confirm that the principles of consistent direction and visual field compatibility are applicable to the majority of situations. An exception is that fewer direction errors were observed when an upward movement of a horizontal lever or movement of a vertical lever away from the participants caused extension (lengthening) of the controlled device, regardless of whether the direction of movement of the control is consistent with the direction in which the extension occurs. Further, both the control of slew by horizontally oriented controls and the control of device movements in a frontal plane by the perpendicular movements of vertical levers were associated with relatively high rates of directional errors, regardless of the directional control-response relationship, and these situations should be avoided.

Statement of Relevance:The results are particularly applicable to the design of mining equipment such as drilling and bolting machines, and have been incorporated into MDG35.1 Guideline for bolting & drilling plant in mines (Industry & Investment NSW, 2010). The results are also relevant to the design of any equipment where vertical or horizontal levers are used to control the movement of equipment appendages, e.g. cranes mounted to mobile equipment and the like.