Real-time nonlinear MPC and MHE for a large-scale mechatronic application

Progress in optimization algorithms and in computational hardware made deployment of Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) and Moving Horizon Estimation (MHE) possible to mechatronic applications. This paper aims to assess the computational performance of NMPC and MHE for rotational start-up of Airborne Wind Energy systems. The capabilities offered by an automatic code generation tool are experimentally verified on a real physical system, using a model comprising 27 states and 4 inputs at a sampling frequency of 25 Hz. The results show the feedback times less than 5 ms for the NMPC with more than 1500 variables.     

引入迁移学习的癫痫EEG信号自适应识别

在脑电图( EEG)信号识别中,EEG信号的采样环境、病人状态的多样性导致分类器训练所用的源域与分类器测试所用的目标域不匹配,分类器在目标域上表现不佳。为此,引入邻域适应策略,提出一种基于子空间相似度的改进主成分分析特征提取方法( SSM-PCA),在选择主成分时,考虑源域和目标域数据的几何和统计特性,并结合迁移学习分类器大间隔投射迁移支持向量机( LMPROJ),给出以SSM-PCA为基础的LMPROJ分类识别方法。实验结果表明,与结合PCA特征抽取技术和K近邻分类器实现的识别方法相比,该方法在识别正确率方面得到较大提升。     

基于改进支持向量机的高维隐写盲检测方法

针对高维大样本空间中支持向量机( SVM)存在计算复杂度高、分类精度低等问题,在随机子空间方法与主成分分析方法的基础上,提出一种特征加权支持向量机的高维隐写盲检测方法。通过随机子空间对原始高维样本的特征空间进行随机采样,产生多个低维的特征子集,在特征子集中采用主成分分析法进行特征提取,并利用卡方统计计算特征权重,运用特征加权核函数训练各基SVM分类器,并用多数投票法融合各基分类器结果得到最终分类结果。对HUGO隐写算法的实验结果表明,该方法能有效降低SVM计算复杂度,与传统方法相比,具有较高的隐写检测率和更快的分类速度。     

一种动态窗口PCA运动方向估计算法

首先针对个人航位推算系统中计步算法的阈值设定问题,提出了一种基于有限状态机的阈值自学习算法.通过该算法可以在较短的时间内(10s)获得自适应阈值,提高计步算法的准确性.然后在利用该阈值进行计步的同时,对连续步态进行分割,并以分割结果作为动态窗口进行主成分分析,可以获取目标运动的方向.此外,通过利用运动步态模型中加速度变化的规律可以有效解决180°模糊问题.实验分析结果表明,相比于固定窗口的 PCA 分析方法,基于动态窗口的 PCA 在数据处理量降低61.2%的情况下,其准确度提高了11.1%.     

基于特征保持的三维模型四面体化及优化

三维模型四面体化是一种重要的有限元网格生成技术.介绍了一种特征保持的四面体网格生成及优化算法.首先使用三维模型主成分分析进行预处理,然后用体心立方构建初始四面体,接着通过拉普拉斯坐标改变模型边界切点的移动方式保持模型的局部特征,最后构造改进的密度能量误差函数优化四面体网格质量.实验结果表明,该方法可行、有效,且能很好地保持模型特征.     

改进的模块PCA人脸识别新算法

由于传统的PCA要求训练样本符合高斯分布,而现实中得到的图片往往由于光照、表情、姿态的不同,不符合高斯分布。为了使PCA不再局限于高斯分布,并且不影响其识别率,提出一种改进的模块PCA人脸识别新算法。一方面,新算法采取了分块方式,将具有同一姿态的图片划分进同一矩阵,以使训练样本更接近于高斯分布。另一方面,新算法对传统PCA算法中前三个主分量加小于1的权重系数,可以减少光照变化对识别率的影响。利用分块和权重系数的共同作用使得PCA不再局限于高斯分布,同时提高识别率。最后在ORL人脸库上进行实验,结果表明新算法优于传统的PCA算法。     

基于PCA和SVM的普通话语音情感识别

在语音情感识别中,情感特征的选取与抽取是重要环节。目前,还没有非常有效的语音情感特征被提出。因此,在包含6种情感的普通话情感语料库中,根据普通话不同于西方语种的特点,选取了一些有效的情感特征,包含Mel频率倒谱系数、基频、短时能量、短时平均过零率和第一共振峰等,进行提取并计算得到不同的统计量;接着采用主成分分析(PCA)进行抽取;最后利用基于支持向量机(SVM)的语音情感识别系统进行分类。实验结果表明, 与其他一些重要的研究结果相比,该方法得到了较高的平均情感识别率, 且情感特征的选取、抽取及建模是合理、有效的。     

基于测地距离的KPCA人脸识别

针对人脸检测数据集中的信息均为高维特征向量且人脸识别易受表情变化影响等问题,本文提出一种基于测地距离的KPCA人脸识别方法,该方法利用非线性方法提取主成分。先采用KPCA方法把人脸数据映射到高维空间,进而在高维空间中提取人脸的主成分,其中核函数为多项式核函数;然后引入测地距离替换原来的欧氏距离进行相似度量,其能更准确地测量出两像素点间的实际距离,使得人脸识别率受表情变化影响小。该方法不但可以实现降维,而且还能达到有效提取特征的目的。在ORL人脸库上的实验结果表明,该方法的识别率明显优于PCA、KPCA等方法的识别率。     

基于Curvelet和2DPCA的遥感图像融合算法

根据图像处理不同算法模型的特点,提出了一种基于Curvelet和2DPCA变换相结合的遥感图像融合算法。首先,对多光谱图像进行2DPCA变换,获得其最佳投影轴集合U及特征向量矩阵Q,按照投影规则将多光谱图像投影到U上,得到各主成分分量Yk;再将与多光谱图像进行过直方图匹配的高分辨率图像投影到Q上,获得其主成分PanM及其它主成分分量,将PanM与Yk分别进行Curvelet变换,得到对应的高、低频系数;然后,根据相应的融合规则,对处理后的系数进行Curvelet逆变换,得到融合子图像;最后,将高分辨率图像的其他主成分分量与融合子图像进行2DPCA逆变换得到融合后图像。应用多光谱图像和高分辨率图像进行了融合实验,并将实验结果与其他方法进行比较。实验结果表明,该方法能够在保持源数据光谱特性的同时,较好的提高空间分辨率。