A New Derivation of the Cubature Kalman Filters

This paper investigates the cubature Kalman filtering (CKF) for nonlinear dynamic systems. This third‐degree rule based filter employs a spherical‐radial cubature rule to numerically compute the integrals encountered in nonlinear filtering problems, thereby removing the requirements of explicitly computing the Jacobians. The cubature rule, however, requires computing the intractable integrals over a high‐dimensional spherical region for multidimensional applications. Moreover, the cubature formula that has been used to construct the spherical cubature formula has some demerits, most notably its inconvenient properties in computation and low estimation accuracy. Aimed at these issues, a general class of CKFs that uses only cubature rules is derived in this paper. It can be shown that the conventional CKF is a special case of the proposed algorithm. The paper also includes higher‐degree CKFs, especially two representative types of the fifth‐degree CKFs. Performance of the proposed algorithms is demonstrated via two target tracking problems. The experimental results, presented herein, illustrate the superior performance of higher‐degree CKFs to conventional nonlinear filters.     

基于有限状态机的RFID流数据过滤与清理技术

为了实现从大量不可靠、冗余的RFID（radio frequency identification）流数据中提取有效信息,提高RFID系统中数据的质量,提出了一种基于有限状态机的RFID 流数据过滤与清理方法.实验结果表明：该方法能够有效过滤系统外标签数据,清理系统内部冗余标签数据,筛选有效标签数据,并能够降低漏读、误读带来的风险.最后,利用地理信息系统的可视化技术,将过滤与清理结果展示在地图上.     

一种基于移动用户位置的网络服务推荐方法

伴随着无线通信技术和智能移动终端的快速发展,基于位置的服务(location-based services,简称LBS)以其移动性、实用性、随时性和个性化的特点,在军事、交通、物流等诸多领域得到了广泛的应用,成为最具发展潜力的移动增值业务之一。在一个基于位置的网络服务推荐框架的基础上,给出了一种基于位置的移动用户偏好相似度计算方法,同时证明了其满足近邻相似测度的一般性质;然后,提出一种符合社会学概念的信任值计算方法。把它们应用于基于移动用户位置的网络服务推荐过程中,从而形成了一种基于移动用户位置的网络服务推荐方法。该方法有效地提高了网络服务推荐的准确性和可靠性,同时缓解了推荐过程中可能存在的数据稀疏性以及冷启动问题。最后,通过公开的MIT数据集验证了该推荐方法的准确度和可行性。     

具有随机采样特性的网络化系统H∞ 滤波

研究一类具有随机采样特性的网络化系统H∞滤波问题.通过将传感器的随机采样过程建模成马尔可夫链,将数据量化作用转化为模型的参数不确定性,并用二值随机变量描述丢包过程,从而用一个多随机变量的马尔可夫不确定性模型来描述滤波误差系统.应用Lyapunov稳定性理论和随机系统分析方法,导出了滤波误差系统随机稳定且具有给定H∞性能的充分条件,并给出了滤波器的设计方法.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

基于用户-标签-项目语义挖掘的个性化音乐推荐

个性化推荐系统面临的难题是推荐的准确性、多样性以及新颖性,同时其数据集存在稀疏、信息缺失(如用户描述、项目属性以及明确的评分)等问题.协同标注中的标签包含丰富的个性化描述信息以及项目内容信息,因此可以用来帮助提供更好的推荐.算法以二部图节点结构相似与重启型随机游走为基础,分析音乐社交网络Last.fm中用户、项目、标签两两之间的联系,首先构建音乐间及标签间的相邻关系,初步得到音乐推荐列表和间接关联音乐集合,然后按所提算法融合结果,重新排序,得到最终推荐列表,从而实现个性化音乐推荐算法.实验表明,在该数据集上,所提方法能够满足用户对音乐的个性化需求.     

Time Deformation,Continuous Euler Processes and Forecasting

Abstract. A continuous Euler model has time‐varying coefficients. Through a logarithmic time transformation, a continuous Euler model can be transformed to a continuous autoregressive (AR) model. By using the continuous Kalman filtering through the Laplace method, this article explores the data application of a continuous Euler process. This time deformation of an Euler process deforms specific time‐variant (non‐stationary) behaviour to time‐invariant (stationary) data on the deformed time scale. With these time‐invariant data on the transformed time scale, one may use traditional tools to conduct parameter estimation and forecasts. The obtained results can then be transformed back to the original time scale. Simulated data and actual data such as bat echolocation and the US residential investment growth are used to demonstrate the usefulness of time deformation in forecasting. The results indicate that fitting a traditional autoregressive moving‐average (ARMA) model on an Euler data set without imposing time transformation leads to forecasts that are out of phase while the forecasts of an Euler model stay mostly in phase.     

无线温度检测中的频率信号处理

针对传统方法难以检测传感器大范围频率偏移信号的问题,采用扩频技术解决这一问题。考虑无线温度检测以不同切型的晶体为核心、以超声波信号为载体,为设计出适合不同晶体特性、检测精度高、通用性强的检测仪表,对超声回波信号检测方式进行了改进,提出采用扩频技术中的分段匹配滤波进行传感器频率信号处理。经仿真证明,它可以有效保证超声波收发双方的同步,准确测出超声回波频率偏移值,可以推广用于其他需要频偏信号检测的场合。     

基于中位数的用户信誉度排名算法

针对推荐系统易受Spammer攻击的影响,从而导致对象的实际得分不准确的问题,提出基于中位数的用户信誉度排名算法。通过衡量用户信誉度调整用户打分权重,根据中位数具有不易受极端打分影响的特性,选取用户打分与对象得分差距的中位数作为降低用户信誉度的标准,不断迭代调整用户信誉度以及最终得分直至收敛。在多个真实数据集上的运行结果证明,相比现有排名算法,该算法具有更合理的信誉度分布和更高的排名结果准确度,通过该算法预处理后的数据集在SVD++上运行可以得到更低的均方根误差。     

结合项目类别和动态时间加权的协同过滤算法

基于项目的协同过滤算法仅通过计算项目相似性产生推荐结果,忽略了项目类别信息对项目相似性的影响,且未考虑时间因素对推荐结果产生的影响。针对上述问题,引入项目类别相似性、用户兴趣度时间加权函数和项目流行度时间加权函数,提出结合项目类别相似性和动态时间加权的协同过滤推荐算法,包括将项目类别相似性引入到传统项目相似性计算中。分析用户兴趣度和项目受欢迎程度随时间动态变化对推荐结果产生的影响,构造基于时间的用户兴趣度加权函数和基于时间的项目流行度加权函数。实验结果表明,该算法的项目类别特征能够进一步提高项目相似性的精度,动态时间加权函数能够及时反映用户兴趣度和项目受欢迎程度的变化,提高推荐的准确度。     

一种基于空间滤波的钢轨表面擦伤检测改进算法

钢轨表面擦伤检测是保障铁路运输安全的重要手段之一。应用图像处理和模式识别技术来处理钢轨数字图像,检测并定位擦伤区域是一种可行且发展迅速的研究手段。课题组在前期工作中提出了一种鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法,该算法首先对钢轨图像进行灰度对比度增强,在此基础上定位可疑擦伤区域并进行判定。算法对于常规擦伤图像具有较高的检测性能,但对于钢轨图像包含多处擦伤且擦伤区域灰度值差异较大的情况,往往造成漏检。针对原算法的不足,提出了一种基于空间滤波的钢轨表面擦伤检测改进算法,该算法对原算法检测到的擦伤区域进行钢轨灰度图均值填充,并对填充后的图像进行二次检测,在重新生成的灰度对比度图中,原检测图像中灰度值不明显的擦伤区域的灰度对比度值得到增强,从而增加了检出的可能性。经实验结果验证,改进算法具有较高的检测性能:在总的时间耗费没有明显增加的情况下,检测的平均准确率为90.8%,平均漏检率为4.0%,较原算法有较大改善。