The Performance Analysis for Distributed Collaborative Beamforming Transmission of Clustered Mobile Sensor Network

Sensor nodes cannot directly communicate with the distant unmanned aerial vehicle( UAV) for their low transmission power. Distributed collaborative beamforming from sensor nodes within a cluster is proposed to provide high speed data transmission to the distant UAV. The bit error ratio( BER) closed-form expression of distributed collaborative beamforming transmission with mobile sensor nodes has been derived. Furthermore,based on the theoretical BER analysis and the numerical results,we have analyzed the impacts of nodes ’mobility,number of sensor nodes,transmission power and the elevation angle of UAV on the BER performance of collaborative beamforming. And we come to the following conclusions: the mobility of sensor nodes largely decreases the BER performance; when the position deviation radius is large,incensement in power cannot improve BER anymore; the size of cluster should be bigger than 10 for the purpose of achieving good BER performance in Rayleigh fading channel.     

基于卷积神经网络的页岩重构方法

岩石的内部结构复杂,虽然利用扫描电镜可获得精确的高分辨率页岩孔隙结构,但是实验成本高,耗时长,不便于大规模运用。针对这一问题,提出了基于无监督卷积神经网络的页岩重构方法,结合页岩图像软数据,进行了页岩重构。实验证明该方法只需要少量的真实页岩数据即可获得较好的重构结果;与经典的数值重构方法 Snesim和Filtersim方法相比,该方法耗时更少,具有一定优势。     

基于卷积神经网络的水墨画合成方法

针对传统基于图像的水墨画绘制方法生成的图像只具备水墨画的一些基本特征,不能给其指定某一种风格,使得生成的图像显得呆板、缺乏意境层次的表达的情况,提出一种基于卷积神经网络的水墨画合成方法。该算法调整一个训练完成的卷积神经网络模型的结构,定义图像在卷积神经网络模型中的卷积层映射的特征响应的表示,以及特征响应之间的相互关系表示。先对照片作对比度增强预处理,然后在一张随机的图像上,匹配照片的特征响应来获取内容信息,匹配水墨画的特征响应相互关系来获取风格信息。实验表明,基于卷积神经网络的水墨画合成方法可以生成效果较好的水墨画图像,既保留了原照片轮廓信息,又带有原水墨画整体纹理信息,对水墨画灰度图像的风格合成效果出色。     

基于轻量级卷积神经网络的人脸识别方法

针对传统卷积神经网络在人脸识别中模型复杂程度高、处理数据较慢的问题,提出一种轻量级卷积神经网络算法。首先,通过对数据集采用剪裁、旋转等方式增强样本数据;然后,采用基于MobileNet的轻量级卷积神经网络对样本数据进行特征提取,并采用SSD目标检测器对样本数据中的人脸进行识别;最后,利用Python编程实现上述算法,并与传统的人脸识别算法进行比较。实验结果表明,采用的轻量级卷积神经网络算法在不失精度的前提下,处理速度更快,模型复杂程度更低。     

基于卷积神经网络的步态周期检测方法

针对步态周期检测直接影响到步态识别的计算量和精度的问题,本文基于深卷积神经网络实现步态周期检测,分别通过将步态序列根据周期性进行分类,和将步态序列拟合为正弦函数进行步态周期性检测的方法,对步态周期进行建模.其关键思想是根据步态周期的规律性,将步态起伏作为分类问题或一个正弦函数来建模,步态视频中的每个帧对应一个可以表示其...     

基于双视卷积神经网络的输电线路自动巡检

卷积神经网络算法被广泛应用于输电线路自动巡检领域,但传统卷积神经网络电力缺陷识别模型的泛化能力较差.为此,提出一种融合双角度图像信息的卷积神经网络检测算法(CVR-RCNN),其利用2个视角可见光图像识别输电线路的常见缺陷.经实验测试,CVR-RCNN模型具有良好的鲁棒性,受试者工作特性(ROC)曲线下面积(AUC)值高达0.927,缺陷检测准确度较传统算法有显著提高.因此,CVR-RCNN能明显改善电力缺陷检测效果,可为无人机自动巡检输电线路提高准确稳定的算法架构.     

基于多智能体深度强化学习的无人机路径规划

为解决多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)在复杂环境下的路径规划问题,提出一个多智能体深度强化学习UAV路径规划框架. 该框架首先将路径规划问题建模为部分可观测马尔可夫过程,采用近端策略优化算法将其扩展至多智能体,通过设计UAV的状态观测空间、动作空间及奖赏函数等实现多UAV无障碍路径规划;其次,为适应UAV搭载的有限计算资源条件,进一步提出基于网络剪枝的多智能体近端策略优化(network pruning-based multi-agent proximal policy optimization, NP-MAPPO)算法,提高了训练效率. 仿真结果验证了提出的多UAV路径规划框架在各参数配置下的有效性及NP-MAPPO算法在训练时间上的优越性.     

基于神经网络的无人机视觉定位方法

先进的导航系统在无人机系统中具有重要作用.无人机高精度自主定位导航技术是决定无人机完成作战任务、提高生存力的关键.基于神经网络设计了仅依赖视觉的无人机定位技术.首先,利用SURF算法对无人机拍摄的图像与卫星地图进行匹配,得到二者之间的相似度参数;其次,提取无人机拍摄的图像与卫星地图的不变矩并求其欧氏距离,作为样本集的输...     

基于卷积神经网络的图像编辑传播

对于单幅图像进行编辑传播的问题,引入组合卷积来代替传统的卷积,用以提取更加有效的特征。组合卷积由可变形卷积和可分离卷积组成,通过这个结构可以增强模型的泛化能力,并且减少模型的参数量和卷积的操作数。同时引入对错分的背景类进行加权的有偏损失函数,以防止与背景类相似度较高的像素点被误着色而造成颜色溢出。实验结果表明:使用组合卷积和有偏损失函数构建的双分支的卷积神经网络模型,可以实现单幅图像的有效上色,并且能够改善颜色溢出的情况。     

基于卷积神经网络的肺结节分类方法研究

为了提高肺结节自动恶性分类模 型的性能,提出一种肺结节良恶性分类算法。首先,将3维肺结节CT图像作为模型输入;然后将双路径网络与卷积神经网络模型结合用于提取CT图像特征。其中,残差连接用于捕获更多高层和语义信息,密集连接用于降低模型的复杂度。在Luna16数据集上的实验结果表明,该算法的ROC可以达到90％,算法性能优于同类型算法性能。     

基于注意力机制的卷积神经网络可视化方法

相比于传统机器学习算法,卷积神经网络"端到端"的黑盒特性使其内部工作机制缺乏透明性和可解释性,导致其在某些安全性要求较高的领域受到一定限制.为此,提出一种基于注意力机制的卷积神经网络可视化方法,用于可视化解释卷积神经网络中间层所学特征.该方法首先将注意力机制添加到网络结构中,跟随网络一起训练;然后,获取训练后模型的最高...     

基于卷积神经网络的多OAM态识别方法

针对不同轨道角动量（OAM）叠加的涡旋光束探测问题,提出了基于机器学习的模式识别技术,为OAM叠加光束的检测提供了一个新思路.基于修正的von Karman功率谱模型,利用功率谱反演法生成随机相位屏,应用多步衍射法数值模拟拉盖尔高斯叠加光束在大气湍流信道的传输.研究了不同波长、传输距离和大气湍流信道条件下训练的卷积神经网络（CNN）分别对各种湍流强度测试集的识别正确率.结果表明：对于较弱的湍流、波长较长的OAM光束和较短的传输距离条件,基于CNN的OAM模式识别正确率较高;对于各种湍流条件的测试数据,使用强湍流训练集训练得到的模型与使用弱湍流训练集训练得到的模型相比识别正确率更高;利用混合训练集进行训练有利于提高识别正确率.这些结果对OAM光束解复用系统的实现具有一定的参考价值.     

一种基于卷积神经网络的快速识别朱墨时序方法

朱墨的时序检测在文件检测和司法公正领域中是较为常见的问题.由于判定结果的准确性无法准确衡量,提出了基于卷积神经网络快速识别朱墨时序的方法.基于不同时序的朱墨样本在朱墨重叠处图像色素点的区别,用卷积神经网络做有监督训练分类,最终达到识别图像朱墨顺序的 目的.在理想的实验条件下,同一支笔的预测准确率能达到93％以上,泛化能力高达86％.在加入高斯噪声后,同一支笔的预测准确率仍能达到82％以上,泛化能力达到80％,大幅度提高了朱墨时序图像识别的准确性和稳定性.     

基于孪生卷积神经网络的手机型号识别方法

针对废旧手机回收过程中型号难以精确识别的问题,提出一种基于孪生卷积神经网络的废旧手机型号识别方法.首先,利用基于最大类间差分的边缘检测算法解析手机图像的区域特征,构建手机型号识别数据库;其次,构造一种共享权值孪生卷积网络(siamese convolutional neural network,S-CNN)的手机识别模型,实现废旧手机图像特征的快速提取;最后,设计一种自适应学习率的识别模型参数更新策略,提高手机型号识别的精度.将其应用于不同场景下废旧手机的分拣,实验结果表明该方法具有较好的快速性和准确性.     

基于双路式卷积神经网络的车辆与行人检测

针对低能见度状态下对车辆与行人的视觉特征难以提取的问题, 提出一种将2路卷积神经网络融合从而实现对车辆与行人识别的方法。采用高斯背景差分法实现图像去模糊, 在双路网络中分别采用不同尺寸的滤波器, 调整滤波器的大小得到不同环境下图片的特征值, 采用反向传播算法计算梯度。实验结果显示, 与单路式卷积神经网络对比, 在能见度低的环境中, 该方法对车辆的辨识率提高至83.49%, 对行人的辨识率提高至87.36%, 表明在低能见度环境中, 双路式卷积神经网络识别准确率高于单路式卷积神经网络。     

基于改进卷积神经网络的藻类分类与识别方法

通过观测水体中海藻的种类和数量对水质的影响,达到预防藻类污染和检测水质好坏的 目的.基于改进卷积神经网络与深度学习 目标检测模型相结合的方法对藻类图像的大小、形态等特征进行提取与训练,实现藻类图像的识别分类.实验结果表明,运用改进的卷积神经网络和目标检测模型使得藻类识别的平均准确率达到95％以上,有效避免了过拟合的现象.该方法用于水质检测可以有效地解决由于人工识别分类带来的误差,减少人力输出,提高效率.     

基于多学习单元卷积神经网络的雷达辐射源信号识别

现有基于人工提取特征的复杂体制雷达辐射源信号识别方法时效性低,识别准确率不佳. 为此,提出了一种基于多学习单元卷积神经网络的识别方法. 首先对辐射源信号的模糊函数进行高斯平滑,以校正噪声带来的毛刺与畸变;然后提取其正交切片作为进一步的特征提取对象;最后构建多学习单元卷积神经网络,学习和提取正交切片深层、泛在的特征,并通过softmax分类器进行分类识别. 仿真实验结果表明,所提方法在信噪比为-2 dB时对6类典型雷达信号的整体平均识别率均保持在99.86%以上,即便是在-6 dB环境中,雷达信号的识别率也可达到88.50%,在极低信噪比条件下具有良好的性能和可行性.     

基于二维卷积神经网络的滚动轴承变工况故障诊断方法

为了实现滚动轴承变工况运行下仍能进行有效的故障诊断, 提出了一种基于二维卷积神经网络的滚动轴承变工况故障诊断方法。该方法将原始信号以及运行载荷这一工况变量作为输入信号, 无需人工提取特征向量, 减少特征提取过程中的损失, 实现端到端检测, 并将该方法与传统卷积神经网络模型进行了实验对比。结果表明, 相较于传统卷积神经网络, 该方法在故障的识别准确率和诊断的实时性上都有很大程度的提升。