一种新的智能地图匹配算法

为克服当前定位点信息不足的缺点,充分利用导航定位的历史轨迹信息,在分析常见地图匹配算法的基础上,引入了Fréchet距离来定义两曲线间的距离,并且通过设计一种智能云模型控制器对地图匹配这种具有高度不确定性的算法进行了云规则推理,最后推导出可信度P作为地图匹配效果的评价指标.该算法不仅能够在出现匹配错误时为使用者提供警告信息,而且还提供了一种能迅速从错误中调整恢复的方法.实验表明,当充分利用当前定位点信息并与历史轨迹信息结合时,匹配的总体精度要优于只利用当前定位点信息的情况,并且算法的准确性也比后者高.     

基于三维点云地图和ESKF的无人车融合定位方法

基于地图匹配的无人车定位方法的精度取决于已创建地图的精度,受外界的影响较小,适用于复杂场景下的无人车定位。然而目前采用的激光雷达点云匹配算法是以单一的特征为核心进行匹配,对于大规模点云匹配准确率较低,导致三维点云地图与实际环境偏差较大,造成基于地图匹配的无人车定位方法精度不高的问题。针对上述问题,提出了一种基于三维点云地图和误差状态卡尔曼滤波（ESKF）的无人车融合定位方法。该方法由三维点云地图构建和ESKF融合定位2个部分组成。在三维点云地图构建部分,通过正态分布变换（NDT）算法进行帧间点云匹配,提高大规模点云匹配准确率,并在根据激光里程计数据建立的位姿图顶点和约束边的基础上添加闭环约束构建图优化问题,采用列文伯格-马夸尔特（LM）算法进行求解,以减少位姿的累计漂移,提高三维点云地图精度。在ESKF融合定位部分,采用ESKF融合惯性测量单元（IMU）数据和三维点云地图数据,实现对无人车先验位姿（位置、姿态和速度）的修正并输出后验位姿。实验结果表明,与基于地图匹配的定位方法相比,该方法定位轨迹相对位姿误差最大值减小了0.176 9 m,平均误差减小了0.027 1 m,均方根误差减小...     

基于Fréchet距离准则的智能地图匹配算法

为克服地图匹配过程中当前定位点信息不足的缺点,充分利用导航定位的历史轨迹信息,在分析了一些常见匹配算法后,引入了Fréchet距离来定义两曲线间的距离,并且通过设计了一种智能云模型控制器对地图匹配这种具有高度不确定性的算法进行了云规则推理,最后推导出可信度P作为地图匹配效果的评价指标,这种算法不仅能够在出现匹配错误时为使用者提供警告信息,而且还提供了一种能迅速从错误中调整恢复的方法。试验表明,当利用当前定位点信息并与历史轨迹信息结合进行匹配时,匹配的总体精度要优于只利用当前定位点信息的情况。     

基于云模型的不确定性推理方法

云模型实现了定性概念与其定量表示之间的不确定转换,在云模型基础上构建的规则发生器能有效描述用自然语言表示的定性规则.在单条件单规则发生器基础上,进一步提出双条件单规则发生器的实现算法,给出了云推理系统的体系结构.将基于云模型的不确定性推理方法用于设计电机转速控制系统,并且与模糊推理方法进行了比较,验证了云推理方法的有效性和实用性.     

基于Fréchet距离准则的智能地图匹配算法

为克服地图匹配过程中当前定位点信息不足的缺点,充分利用导航定位的历史轨迹信息,在分析了一些常见匹配算法后,引入了Fréchet距离来定义两曲线间的距离,并且通过设计了一种智能云模型控制器对地图匹配这种具有高度不确定性的算法进行了云规则推理,最后推导出可信度P作为地图匹配效果的评价指标,这种算法不仅能够在出现匹配错误时为使用者提供警告信息,而且还提供了一种能迅速从错误中调整恢复的方法。试验表明,当利用当前定位点信息并与历史轨迹信息结合进行匹配时,匹配的总体精度要优于只利用当前定位点信息的情况。     

基于拓扑高程模型的室外三维环境建模与路径规划

针对复杂室外场景, 提出一种基于拓扑高程模型的三维环境建模方法. 采用自适应可变阈值聚类算法, 将映射到二维水平栅格中的激光点云划分为垂直单元和水平单元, 可实现三维场景中悬空环境特征的有效表述. 在此基础上对垂直单元进行高度离散采样, 从而构建与其相对应的拓扑结构, 并结合BOW (Bag of words)模型对室外三维环境中的典型景物进行辨识. 采用面向拓扑结构和高程图单元的分级匹配策略, 实现不同场景间的精确匹配, 构建具有全局一致性的拓扑高程地图. 利用辨识出来的环境特征和高程地图产生双重环境约束, 实现与室外地形相适应的自主路径规划. 实验结果和数据分析证明了本文环境建模与路径规划方法的有效性和实用性.     

基于高程的改进D-S证据理论地图匹配算法

一般的地图匹配算法处理立交桥、隧道等特殊路段的匹配问题时存在着精度相对较低的缺陷。为了提高匹配算法的性能,对传统的D-S证据理论地图匹配算法进行改进。改进算法通过自定义的高程函数引入了高程信息的作用,并在此基础上对位置信息证据及方向信息证据融合后的联合支持度函数进行了适当的修改。实验结果表明,改进算法能够提高立交桥区域内地图匹配的准确率。     

云模型的隶属概念判定中阈值生成

在基于云模型的隶属概念判定算法中,人工给定的阈值不能根据对象隶属的多个概念的特征进行调整,从而影响到判定算法的适应性。基于云模型的“[3σ]规则”,提出一种自适应阈值生成算法。由其得到的阈值用于基于云模型的隶属概念判定算法,不仅使得原有的隶属概念判定算法可适用于不同特征的概念,而且使其更加符合人们的认识规律。阈值生成算法在不确定性的定性定量转换方面也具有较高的应用价值。     

一种交互式的云模型图像分割方法

论文针对图像分割中存在的不确定性问题,通过研究不确定性人工智能中定性和定量的转换模型—云模型,提出一种新的基于云模型的图像分割方法。该方法采取交互式的方式选择训练样区,利用训练样区中的像素生成云模型,并通过泛概念树生成算法生成泛概念树,最后通过极大判定法判定像素所属类别,实现图像分割。这种方法能较好地描述图像目标的不确定性。通过几组实验,证明该方法可以准确地分割出目标,并优于传统的图像分割算法。     

基于云模型的图像区域分割方法

基于区域的图像分割方法由于其高效、稳健的特点成为自动或半自动图像分割方法的研究热点之一。针对区域分割方法中存在的不确定性问题,提出了一种基于云模型的区域分割方法。首先以云变换为基础确定了区域生长过程中的生长准则,然后以逆向云算法实现分割区域由定量的像素集合到定性的云概念的转换过程,最后以云综合算法为基础将相邻区域进行合并,实现了基于区域的不确定性图像分割。两组图像分割实验表明该方法可以准确地分割出目标,并优于传统的图像分割算法。     

基于云模型的实数编码量子进化算法

针对量子进化算法易陷入局部最优和求解精度不高的缺点,利用云模型具有随机性和稳定倾向性的特点,提出了一种基于云模型的实数编码量子进化算法。该算法利用单维云变异进行全局快速搜索,利用多维云进化增强算法局部搜索能力,探索全局最优解。依据算法的进化过程动态调整搜索范围并复位染色体,可以加提高敛速度,并防止陷入局部最优。仿真结果表明,该算法搜索精度和效率得到提高,适合求解复杂函数优化问题。     

基于自适应正态云模型的灰狼优化算法

灰狼优化算法(GWO)是一种模拟狼群等级制度和捕食行为的群体智能算法,存在收敛精度低、易陷入局部最优解等问题,为提高GWO的算法性能,提出一种基于Tent映射和正态云发生器的改进灰狼优化算法(CGWO).在灰狼群初始化阶段引入Tent映射,增加种群个体多样性以提高算法的优化效率;在攻击猎物阶段采用正态云模型对狼群位置进行更新,使算法前期具有较好的随机性和模糊性,提高全局开发能力,助其跳出局部最优解.随着迭代次数增加,自适应调整正态云模型熵值,使后期随机性和模糊性随之减小,有效改善局部开发能力,提高其收敛精度.选用20个通用的标准测试函数对CGWO算法性能进行验证,分别从单峰、多峰以及复合函数寻优结果与多种优化算法进行对比分析.结果表明,在同等测试条件下,CGWO算法寻优效率和收敛精度更高,能很快跳出局部最优解,在全局搜索和局部开发能力上更为平衡.     

Implementation of generic algorithm in map-matching model

This paper proposed a novelty map-matching method based on multi-criteria genetic algorithm. In addition, the new ideas are introduced, such as incorporation of dynamic time wrapping method and dynamic programming technique. Dynamic time wrapping is used to evaluate the geometric similarity between recorded trajectory and observed route, while dynamic programming is used to accelerate the calculations of fitness functions in genetic algorithm. Model is tested on real data collected from the street network, which yielded good results with regard to accuracy and running time. Furthermore, it is shown that proposed model is capable to process the GPS data, recorded on dense street network with negligible amount of errors, which is the most challenging task for majority of map-matching algorithms. Therefore, the main impact of this research is observed through the development of better and more precise global map-matching algorithm. This is really important for expert and intelligent transport systems, which are based on input data collected by floating car data systems. This type of system relies on high quality post-processing map-matching model, which should provide accurate results in order to ensure that intelligent transport system makes more precise estimations and predictions of traffic conditions.     

基于云模型的改进FMEA风险评估方法

针对风险评估过程中的模糊性和随机性两个不确定性因素,采用云模型对语义评价变量进行量化,并通过云的合成对专家的评价结果进行集结,构建云风险评价矩阵。将风险因子O、S、D期望重要度与云的相似度相结合计算风险因子的权重。考虑到传统故障模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis,FMEA）中故障模式风险值排序的缺陷,基于云的距离测度算法提出云-VIKOR的风险排序方法。最后以实例验证了所提方法的精确性和有效性。     

云自适应遗传算法

传统自适应遗传算法(AGA)虽能有效提高收敛速度,却难以增强算法的鲁棒性.以当代种群平均适应度为期望Ex,根据云模型"3En"规则确定熵En,由X条件云发生器自适应调整交叉变异概率,提出云自适应遗传算法(CAGA).由于云模型云滴具有随机性和稳定倾向性特点,使交叉变异概率值既具有传统AGA的趋势性,满足快速寻优能力;又具有随机性,且当种群适应度最大时并非绝对的零概率值,有利于提高种群多样性,从而大大改善避免陷入局部最优的能力.典型函数优化实验表明,与标准遗传算法(SGA)和AGA相比,CAGA具有更好的收敛速度和鲁棒性.     

黏性土冻胀风险可拓评价方法研究

针对黏性土冻胀性分级指标单一、界限值大,无法反映冻胀影响因素间不确定性的问题,本文在基于可拓云模型在不确定性方面的优点,结合熵值客观赋权方法提出了以取样深度、含水率、干密度、孔隙比和超塑含水率为评价指标的可拓云综合评价模型.该模型可根据实测数据与冻胀风险等级的随机性处理离散化问题,真实反映指标间的模糊性、随机性以及不确定性关系,准确评价黏性土冻胀等级,通过工程案例对该模型的有效性进行了验证.研究结果表明,基于熵值法的可拓云综合评价模型在黏性土冻胀风险评价中的应用是有效的、可行的.     

基于云模型的自适应量子粒子群算法

利用云模型理论能兼顾随机性和模糊性的特质, 提出一种基于云模型的自适应量子粒子群优化算法。首先分析量子粒子群算法的控制机制, 在此基础上, 使用云算子实现对每个粒子的吸收扩张因子自适应控制, 达到在进化过程中对粒子飞行位置动态调整的目的, 使算法具有较快的收敛速度和较强的全局搜索能力。同时, 补充针对性的优化方案, 有效避免算法陷入局部最优。对典型测试函数的仿真对比实验表明, 该算法具有寻优能力强、搜索精度高、稳定度好等优点, 相比其它同类算法具有一定优势。     

网络入侵危险性评估的云理论实现

由于任何网络安全手段都无法完全阻止网络攻击,保护网络的绝对安全,因此对网络入侵危险性进行评估,进而采取相应的防御手段就非常重要。传统的评估方法都无法同时评估网络入侵的不确定性(模糊性和随机性),基于此,利用云模型理论把模糊性和随机性有效集成在一起的优点,提出了一种基于云理论的网络入侵风险评估方法。本文给出了方法的理论基础、设计思想和关键实现技术及评估过程,并提出了一种改进的逆向云生成算法。该模型通过对系统资源监控,并对得到的数据进行处理,然后输入到云控制器,云控制器根据设定的规则做出评估结果。实验结果表明,该方法最大限度地保留了网络入侵评估过程中固有的不确定性,提高了评估结果的科学性和准确性。