基于预探索的动态自适应3DVFH+无人机避障算法

为解决无人机在未知复杂环境下的自主避障规划问题,同时考虑到旋翼无人机平台硬件资源稀缺的问题,提出了一种基于预探索的动态自适应3DVFH+算法。根据无人机飞行进度以及障碍物信息,动态调整代价函数的自适应权重因子;通过对无人机视野范围的预探索,构建了搜索树,并对障碍物及无人机模型进行了建模研究,同步实现了无人机在复杂环境中的可视化分析。结果表明,动态自适应代价函数消除了3DVFH+算法的死区现象;预探索机制解决了算法的局部最优解问题,规划航线缩短37.15%,所需时间减少24.48%。同时搭建了复杂度较高的森林障碍物进行验证分析,相较于使用八叉树框架建图的3DVFH+算法执行相同避障规划任务时节省内存可达25.26%。     

一种考虑实际运动约束的高斯过程运动规划方法

基于梯度优化的高斯过程运动规划器GPMP2的算法运行时间短,通过概率推理来优化机器人轨迹,可得到平滑的无碰撞的轨迹。然而该算法并未考虑轮式机器人如四轮车辆等的最小转弯半径等运动约束,使规划出的轨迹在轮式机器人实际行驶中受限,为此,该文提出一种加入最小转弯半径等运动约束于GPMP2算法的运动规划方法,以规划出考虑机身尺寸的机器人运行轨迹。实验结果表明,该文算法的路径规划成功率提高了4.5%,所规划的轨迹与实际运行轨迹符合度较好。     

基于轮式机器人的实时3D栅格地图构建

移动机器人在各种任务中需要进行建图、定位和路径规划，但是目前的视觉SLAM只能输出相机的运动轨迹图，而不能生成用于路径规划和导航的地图。因此，在ORB_SLAM2的基础上，与RGB-D相机相结合，提出了一种实时3D栅格地图构建算法。建立了一个逆传感器模型（Inverse Sensor Model，ISM）；针对ISM模型，重新构建了3D栅格地图的算法；联合ORB_SLAM2进行数据集实验、仿真环境实验和实时构建实验。经实验验证，该算法能够利用ORB_SLAM2实时构建出具有尺度的3D栅格地图，且能够清晰地显示障碍物位置，验证了该算法的有效性。     

一种改进果蝇算法优化神经网络短期负荷预测模型

在神经网络的训练过程中,由于随机初始化网络参数使得算法收敛速度慢、容易陷入局部极值,因此,本文提出了一种改进果蝇优化算法(IFOA)用于优化神经网络的初始连接权值和阈值,以实现全局优化。首先采用在BP神经网络中加入从输入到输出的连接的网络(BPNN-DIOC,直连BP神经网络),减少隐含层所需的神经元个数,降低网络在训练过程中调整的参数个数和加快网络训练速度,以提高电力负荷的预测精度和网络的泛化能力。然后综合IFOA和BPNN-DIOC,构建了基于IFOA优化BPNN-DIOC的负荷预测模型。最后,为了验证本文模型的有效性,以AEMO中新南威尔士州2105年9月份的数据为例进行了仿真测试,IFOA-BPNN-DIOC模型的预测平均绝对误差百分比为0.6357%,均方根误差为0.0118,并将该结果与本文其它模型的预测结果进行比较。结果表明,本文模型是一种更加有效的短期负荷预测方法。     

基于SPIN的G语言系统模型的验证

对于大型系统,为确保其运行的可靠性、稳定性及高效性,需要从两个方面对系统进行验证:业务模型和系统模型。目前,对业务模型的验证可通过BPMN来完成;对系统模型的验证可通过SPIN(Simple Promela Interpreter)工具执行。G语言是由NI公司创建的一种图形化程序框图语言,还未被加入ANSI标准,因此,文中第一步工作是提取G语言的形式、规则、文法等语言特性。由于SPIN对G语言不提供直接的支持,因此第二步工作是完成G2Promela的映射。在G2Promela的工作中,主要是基于编译器的框架,以Scanner-Parser-Optimizer-Generator(SPOG框架)为主线,根据第一步的预处理工作,按方法函数、指针、关键字、变量等分类创建G2Promela的映射规则,最终实现G2Promela的转换,完成对G语言系统模型的验证。该方法的提出弥补了G语言系统模型验证方面的空白,从而更深入地确保了G语言程序的性能。     

基于深度卷积长短期记忆网络的森林火灾烟雾检测模型

针对采样的每帧烟雾特征具有极大的相似性，以及森林火灾烟雾数据集相对较小且单调等问题，为充分利用烟雾的静态与动态信息来达到预防森林火灾的目的，提出一种深度卷积集成式长短期记忆网络（DC-ILSTM）模型。首先，使用在ImageNet数据集上预训练好的VGG-16网络进行基于同构数据的特征迁移，以有效提取出烟雾特征；其次，基于池化层与长短期记忆网络（LSTM）提出一种集成式长短期记忆网络（ILSTM），并利用ILSTM分段融合烟雾特征；最后，搭建一种可训练的深度神经网络模型用于森林火灾烟雾检测。烟雾检测实验中，与深卷积长递归网络（DCLRN）相比，DC-ILSTM在最佳效率下以10帧的优势检测到烟雾，而且在测试准确率上提高了1.23个百分点。实验结果表明，DC-ILSTM在森林火灾烟雾检测中有很好的适用性。     

基于L型阵列酉变换矩阵重构的二维DOA估计

二维空间信号波达方向（DOA）的估计是阵列信号处理的一个关键研究问题。经典的二维 MUSIC算法固然精度高,但此算法需要二维谱峰搜索,运算较为复杂。提出一种用于L型阵列的二维DOA估计算法,通过矩阵重构使得阵列输出矩阵变为中心对称矩阵,再利用酉变换矩阵将其由复值矩阵变为实值矩阵。该方法可以直接得到目标参数,不需要谱峰搜索,使得运算量大大降低。相比于 L 型阵列适用的增广矩阵束（MEMP）算法,该算法可以估计更多信源的DOA,并能获得较高的分辨率。计算机仿真结果表明,该算法具有较高的DOA估计精度。     

改进型蚁群算法融合混沌优化的pSPIEL算法的无线传感器布局优化

针对无线传感器布局存在覆盖率低、通信成本高等问题,提出一种基于改进蚁群算法（IHACA）的融合混沌优化pSPIEL算法（IHACA-CpSPIEL）的传感器布局方法。首先,采用互信息量建立观测点与未观测点间相关性,并以图论形式对通信成本进行描述,建立具有子模性的数学模型;其次,引入混沌算子以提高pSPIEL算法局部性参数的整体搜索能力,进而找到最优分簇个数;然后,更改蚁群距离启发函数因子及信息素更新机制以跳出通信成本局部解;最后,将基于混沌优化的pSPIEL （CpSPIEL）与IHACA融合以确定出最短路径,从而实现低成本部署的目的。实验结果表明,该算法能够较好地跳出局部最优解,且通信成本比pSPIEL算法减少了6.5%~24.0%,具有更快的搜索速度。     

基于帧间差分和金字塔LK光流法的运动目标检测

针对用于运动目标检测的光流算法存在处理复杂、计算量大等问题,提出一种帧间差分算法和金字塔LK光流法相结合的运动目标检测方案.该方法先对视频图像进行帧间差分处理,得到图像的运动区域,再对该运动区域进行金字塔LK光流计算,减少了计算区域,提高目标检测的速度.最后在搭建的视觉避障平台上使用LabVIEW语言进行算法程序验证,实验结果证明了算法的有效性.     

预应力锚束在闸墩混凝土中的应用

燕山水库溢洪道工程闸墩混凝土采用预应力锚束施工,文章从施工工艺控制和张拉过程观测数值理论分析2个方面论述了预应力锚束的施工流程和质量控制方法,为预应力锚束的现场施工提供了有价值的参考方案。