基于粒子滤波联合算法的地磁室内定位

室内地磁场受钢结构与其它铁磁材料的影响,造成磁场区域局部异常,使室内地磁场具有特异性. 受益于此种现象,室内地磁定位技术得以实现. 然而在大型建筑中地磁场的特异性会减弱,这导致定位结果出现模糊现象. 针对这一现象,文中提出了基于路径匹配的室内地磁定位技术,通过增加匹配特征数量来解决此问题. 使用基于动态时间规整（dynamic time warp,DTW）算法与粒子滤波（particle filter,PF）算法的新型联合算法,并以路径匹配的模式对目标进行追踪. 在匹配过程中又通过计算斯皮尔曼等级（Spearman）相关系数确定路径之间的相似度,使之作为辅助定位. 最后用装载了磁传感器的测量机器人进行实验验证,结果表明:路径匹配具有足够的地磁特征数量,能够解决特异性减弱情况下定位结果模糊现象,且定位精度优于1 m.      

地磁特征对匹配算法性能的影响分析

地磁匹配区的选择是影响地磁匹配系统性能的重要因素,而选择准则直接决定了匹配区的适配性以及匹配制导的可靠性和精度．为此,文中从地磁标准差、地磁粗糙度、地磁相关长度、地磁梯度标准差4个参数着手,以某一匹配区中9条不同航迹的仿真匹配试验结果作为研究样本,对比分析了各条航迹的不同地磁特征对匹配算法性能的影响．研究结果表明,各条航迹上的地磁梯度标准差与匹配概率之间存在较为明显的正比关系,可将地磁场梯度标准差作为地磁匹配区的选取准则,对载体航迹进行规划．     

基于蚁群搜索的三维CAD模型相似性计算

模型相似性计算是三维CAD模型检索中的关键技术.为了更准确地区分模型之间的差异,提出了一种基于蚁群搜索的模型相似性计算方法.首先,根据边数的差异度量源模型面与目标模型面之间的形状相似程度,并引入面邻接对应关系矩阵衡量两个模型之间的结构相似性;其次,使用蚁群算法搜索源模型与目标模型之间的最优面匹配序列,以最优面匹配序列为基础来计算两个模型之间的相似性;最后,使用贪心算法和本文所提出的方法分别计算源模型与目标模型之间的相似性,并进行对比实验.实验结果表明:在计算关键模型的相似性时,本文所提出方法的计算结果比贪心算法提高了8.33%;与贪心算法相比,本文方法能够有效区分实验中的10个模型.     

改进的禁忌搜索算法求解多机并行模糊调度问题

提出一种改进的禁忌搜索算法求解多机并行模糊调度问题,该算法在邻域中引入记忆结构,可以减少重复搜索,并对候选解集使用映射排序法进行剪枝,减少了搜索空间,从而极大的提高了算法效率.同时为了减少计算误差,该算法计算时不需要将模糊时间转换为精确时间求解,可以同时处理作业加工时间是三角模糊数或梯形模糊数的情况,从而更具有通用性.仿真结果证明该算法有效、可行.     

一种改进的SIFT图像立体匹配算法

针对SIFT算法复杂度高、计算时间长、影响立体匹配的实时性等问题,提出了一种改进的立体视觉特征点匹配算法该算法从两个方面对SIFT算法进行改进:首先利用24维特征描述符代替128维特征描述符,以降低计算复杂度;其次在图像对匹配过程中采用改进的BBF搜索算法,通过引入最小优先级队列的限制条件和匹配精度更高的马氏距离判断两幅图像特征点的匹配性.采用经典图像和未知的室外环境下拍摄的图像对本文算法进行实验验证,结果表明,本文提出的算法每100个特征点检测时间为0.01 s,正确匹配率平均为89.65%,相对于原算法,提高了匹配的准确度,并降低了匹配时间.      

利用变形模板提取嘴部特征的算法

嘴部特征提取是人脸识别和人机交互等领域的重要步骤。作者提出了一种改进的利用变形模板是取嘴部特征的算法。针对变形模板对初始位置敏感和匹配易陷际局部极小等问题，首先确定嘴部区域的边框，然后在此区域内仅用边缘和灰度信息，进行全局搜索确定变形模板的最佳参数，算法用两种模板匹配张嘴和闭嘴的情况。实验表明，对于简单背景的灰度图像。该算法可较好地提取嘴部特征，计算速度较快。     

基于压缩感知的SIFT图像匹配算法的研究

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法的计算量大、速度慢等缺点,提出了一种融合压缩感知的图像匹配算法。首先对目标图像和待匹配图像进行预处理,利用压缩感知技术进行图像压缩,结合SIFT算法提取图像的特征点,通过自适应阈值序贯相似性检测(SSDA)匹配算法进行图像快速匹配搜索,从而找到最佳匹配位置。     

一种基于盲运算的1比特压缩感知重建算法

为了解决1比特压缩感知中符号匹配追踪算法(matching sign pursuit)在稀疏度未知的情况下不能自适应重构信号的问题,提出了向前/向后迭代符号匹配追踪算法(forward-backward matching sign pursuit, FBMSP).该算法以逐步逼近理论为核心,通过逐步扩大支撑集来扩大搜索范围,把相邻两次迭代的差值作为终止条件,在MSP算法模型下进行盲运算,以实现信号的重构.数值试验表明:在控制迭代系数=8,=1的情况下,FBMSP算法比传统的符号匹配追踪算法重构精度提高了3 dB,运算时间减少了40%.      

零担货物序贯装箱优化问题的遗传模拟退火算法

从缩小搜索区域，增强算法的收敛性以及缩短计算时间的角度出发，提出将模拟退火思想引入遗传算法，应用遗传模拟退火算法（GSAA）求解零担货物在集装箱中的序贯装箱优化问题，阐明了该算法的具体实现过程，包括问题编码，适应函数值计算，遗传操作，领域选择以及降温方法等内容，并通过实际数值计算表明该算法优于传统的计算方法。     

AES加密算法的密钥搜索量子线路设计

为验证量子搜索应用于分组密码密钥搜索的可行性,在分析AES算法计算流程和需要实现的计算模块的基础上,设计了一种AES算法密钥搜索的量子线路,包括密钥扩展KeyExpansion模块、量子加密模块和量子比较模块.其中,量子加密模块包含量子轮密钥加AddRoundKey、量子字节代换SubBytes、量子行移位ShiftRows和量子列混淆MixColumns.为了使辅助比特能被后续计算重用,采用回退计算方法去除量子纠缠,在实现量子加密模块时根据4个子模块的不同计算任务采取相应的回退计算策略,以节省计算时间和量子存储空间.研究结果表明:将量子搜索算法应用于分组密码的密钥穷举搜索攻击以达到二次方加速是可行的.     

低成本列车运行控制系统专用数据库及定位匹配算法

系统研究了列车运行控制系统的专用数据库,构建了数据库的数据模型与数学拓扑模型,根据铁路运输的特点,给出铁路轨道定位领域的自适应定位匹配算法,将铁路轨道分为直线和曲线两个部分,采用基于移动距离窗的定位匹配算法实现了实时、精确和快速的定位匹配.在北京局三家店调车场进行了实验,证明本文研究的专用数据库在列车定位领域具有重要的实用价值.     

局部阴影光伏发电系统中基于改进PSO的MPPT控制

光伏发电系统在局部阴影条件下,传统的最大功率点跟踪算法（maximum power point tracking,MPPT）容易陷入局部寻优,无法跟踪到全局最大功率点. 针对这一问题,本文提出了一种基于自适应学习因子粒子群算法的最大功率跟踪方法. 该方法在普通粒子群算法的基础上不断改变学习因子和权重系数,以提高算法收敛的速度和精度. 将其应用于局部阴影条件下的光伏发电系统最大功率点跟踪中,并在RT-LAB实时仿真平台中以两个接受不同光照强度的光伏阵列为例进行实时仿真验证. 仿真结果表明,两峰情况下本文所提出的自适应学习因子粒子群算法能够在0.298 s左右跟踪到全局最大功率点,普通粒子群算法需要约0.615 s,而扰动观察法陷入了局部最大功率点,本文所提算法能够有效提高系统的收敛速度和精度并且适用于多峰情况. 最后设置仿真算例验证本算法适用于光照突变的情况.      

基于Maklink 图和遗传算法的改航 路径规划方法研究

为了保障恶劣天气下的飞行安全,航班需要采取改航策略避开危险区.采用已 有的以改航路径最短为目标,以航段最小距离、避开危险区、转弯角度等为约束条件的规 划模型,设计了3 阶段方法研究改航路径规划.首先应用Maklink 图和Dijkstra 算法规划一 条能够避开危险区的路径,接着应用遗传算法优化路径,最后进行路径调整以满足约束 条件.算例仿真结果显示,应用本文方法得到的改航路径长度较短,转弯次数少、转弯角度 小,计算效率高.仿真结果说明,应用本文提出的方法获得的改航路径满足目标和约束要 求,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于灰度投影和宏块线性搜索的电子稳像

为减轻因摄像机震动造成的视频序列失稳,提出了一种基于灰度投影和宏块线性搜索的电子稳像方法.该方法首先利用灰度投影进行粗匹配,估计当前图像相对于参考图像的偏移量;再利用块匹配结合正方形线性搜索进行精确匹配,得到较精确的位置偏移量,进而进行运动补偿实现视频稳定.实验结果表明,该方法能使稳像精度得到提高,同时与全搜索法和菱形搜索法相比,计算复杂度有所减小.     

分布式MAS 在飞行冲突解脱中的应用研究

在自由飞行的环境下,为解决飞行冲突探测与解脱（conflict detection and resolution,CDR）问题,提出一种基于高度层、航向和速度调配的综合解脱方法,并将多 agent 系统(multi-agent system, MAS) 的分布式技术与启发式算法相结合,进行问题求解. 首先设计了分布式MAS框架结构,然后建立了飞行冲突探测模型,高度层调配模型及航向、速度调配模型,最后,综合运用了基于合同网协议的分布式算法和自适应遗传算法进行问题求解.仿真实验表明,所设计的MAS框架是可行的,同时分布式算法和自适应遗传算法的综合应用能很快找到基于高度层、航向和速度分配的近似最优解,为CDR问题提供了新的解决思路.     

空车配货VRP问题的路径匹配算法

针对现有VRP（Vehicle routing problem）问题的精确解法和启发式算法应用于空车配货信息检索时的局限,引入图的概念,提出了一个基于交通路网的路径匹配算法,给出了算法复杂度分析。该算法利用交通路网中各结点之间的距离关系,检索给定起讫点间及起讫点与各自邻近结点群之间存在的配货信息,同时规划出收益费用比最优的行驶路径,并能根据配货行驶路径的特点对检索出的所信息进行分析、评价和优选,以方便空车配货组织。最后用一个仿真实例验证算法的有效性。     

着陆阶段航空器航迹检测与风险识别方法

进近着陆是整个飞行过程中最易发生危险的阶段.目前着陆阶段的风险识别 只能依靠塔台管制员的目视观察.在飞行员技术不熟练、起降频繁的通用航空飞行训练 中,目视观察很难准确掌握情况,也因此蕴含了巨大的安全风险.利用视频监视航空器着 陆行为,同时提出了一种适合复杂背景下小目标分割算法,从视频中提取航空器着陆航 迹;并以此为基础进一步识别降落过程中的运行风险.通过对多组不同角度的视频监视数 据验证,该算法可在复杂背景下实现航空器着陆航迹的跟踪、落地时刻的判断及危险滑 行航迹的准确识别,对于保障飞行安全具有重要的现实意义.     

基于航空器自主运行的空中交通复杂性建模

针对航空器自主运行模式的空中交通运行态势评估问题，本文重构了基于分布式空中交通管理系统的空中交通复杂性评价方法，并仿真验证了该方法在航空器冲突探测和自主航迹规划中的应用。首先，基于自由航路空域和航空器自主运行模式定义了空中交通复杂性，在通过三维空域栅格模型量化航空器时空位置的基础上，构建复杂度计算模型以反映航空器位置、航向、 航速对空域各栅格的实时复杂性影响；其次，基于实际管制扇区(ZSSSAR01)及高度层，分别模拟自由航路与固定航路运行模式，对比两者空中交通复杂度时空分布差异；并结合自由航路运行模式，在空中交通复杂性与航空器冲突指标(冲突率、冲突比例)相关性分析的基础上，研究空域复杂度阈值确定方法；最后，初步探究基于空域复杂度阈值进行航空器自主航迹调整的方法，评估其运行效果。仿真实验结果表明：自由航路运行模式相对固定航路运行模式可显著降低空域最大复杂度值(平均降幅119%)；模型计算得到，空中交通复杂度与空域中航空器冲突指标有强相关性 (相关系数大于0.90)；基于复杂度和复杂度阈值的航迹调整策略具备一定可行性。