基于融合蛇优化算法的多AUV协同围捕算法

为了提高围捕系统的围捕效率,提出一种基于融合蛇优化算法的多AUV协同围捕算法(Multi-AUV Cooperative Hunting Algorithm based on Fusion Snake Optimization algorithm,MACHA_FSO)。MACHA_FSO改进随机目标搜索策略,采用莱维飞行策略设置搜索目标,就近原则变更围捕AUV工作区域,保证围捕AUV的搜索效率。MACHA_FSO构建围捕系统的整体能耗模型,采用最小化围捕距离策略建立围捕联盟,提出融合蛇优化算法合理规划围捕AUV的围捕路径,有效降低围捕AUV能耗。仿真结果表明:相较于CPGBNN,RIGBNN和PRACO围捕算法,MACHA_FSO能够合理设置围捕AUV的搜索目标与围捕路径,且围捕系统平均能量消耗降低41%,围捕逃逸目标平均用时降低32%,围捕逃逸目标平均数量提高1倍,围捕系统平均生存时间提高15%。

基于LiDAR扫描角度修正的障碍目标定位方法

在二维激光雷达(LiDAR)用于障碍物检测时,移动机器人自身姿态变化导致LiDAR基准位置变化,对障碍目标进行定位计算时会产生较大误差。文中提出了一种基于LiDAR扫描角度修正的障碍目标定位方法,用K-means聚类算法对激光雷达点云数据进行聚类划分,然后对聚类后数据进行角度修正处理,使处理后的数据信息更符合真实值。最后包络每个聚类数据,从而提高LiDAR扫描数据的准确性。测试结果表明,文中所提方法能够提高定位精度,满足障碍物精准定位的需求。

RF-RED:一种速率公平的RED改进算法

为了提高响应流和非响应流之间的公平性,提出了一种基于速率公平的RED改进算法——RF-RED(ratefairness random early detection).该算法在路由器端计算UDP流的平均速率并与TCP友好流速率进行比较,根据比较结果动态调整UDP流和TCP流的最大丢包率,最后使用RED算法分别更新UDP流和TCP流的实际丢包率.通过使用RF-RED算法,UDP流在瓶颈链路上成为TCP友好流,同时瓶颈带宽得到了公平利用.仿真结果验证了该算法的有效性.

基于Linux的网络流量控制机制

提出了一种基于Linux的流量控制模型,此模型内嵌于Linux内核,利用队列算法分类不同QoS需求的网络流量,可满足不同服务水平的QoS需求.经过多次实验证实,采用流量控制模型后的网络性能明显优于传统网络模型,而且对于后继的网络需求也能充分适应.

基于时空联合性的无线传感网覆盖采样技术

覆盖采样作为无线传感器网络领域的一个基本问题,已经得到了广泛研究。但是目前研究大多只考虑空间覆盖性和网络生存周期等因素,并没有从实用的角度考虑覆盖区域的时空域覆盖特性。以综合考虑空间域和时间域为研究视角,提出了一种新型的以应用为导向的覆盖率指数,研究了一种基于时空联合性的无线传感网覆盖采样机制。最后通过时空覆盖率与事件侦测率两个指标进行了验证。

稀疏水下传感网中AUV数据移动收集技术研究

由于水下传感器节点的水声通信距离有限、价格昂贵,水下传感器网络中一般采用稀疏方式部署,因此很难保证整体网络的连通性及数据采集效率。自主水下航行器AUV(Autonomous Underwater Vehicle)作为天然的移动数据采集平台,可以弥补固定Sink节点数据采集方式的缺陷。提出了一种基于移动AUV的水下传感网移动数据收集机制。以AUV覆盖区域内的传感器节点作为临时Sink节点,其他传感器节点以临时Sink节点为根节点,采用最小生成树MST(Minimum Spanning Tree)方法将传感数据传输到这些临时Sink节点,然后通过临时Sink节点将汇聚数据传输给AUV。随着AUV的自主移动轨迹,水下传感网的传感数据都能简单高效地被收集起来。仿真结果验证了该方法在保证网络能耗的前提下提高了数据采集效率。

一种基于PID控制的自适应随机早期检测算法研究

为了解决随机早期检测(RED)算法中参数调整困难、收敛性差等问题,提出了一种基于比例积分微分(PID)控制的RED改进算法(PID-RED).算法建立了传输控制协议(TCP)/主动队列管理(AQM)负反馈控制模型,利用经典控制理论中的稳定收敛理论求取PID控制系数,根据实际平均队列长度与预期队列长度的偏差值动态调整RED最大丢包率,从而自适应地调整RED参数.仿真结果表明,PID-RED算法具有更快的收敛速度和更小的队列抖动,提高了主动队列管理策略的鲁棒性.

计算机网络启发式NS-3仿真案例教学模式

计算机网络理论知识不仅抽象空洞,且搭建真实的实验平台难度大,进而导致学生学习其理论知识时难以透彻理解。基于NS-3仿真软件设计并实现了多种网络通信模型和多种新的开放性实验。利用NS-3以形象直观的方式展示网络通信平台下的有线无线混合通信、点到点中继通信、无线多跳网络等仿真场景,实验结果验证了网络通信的基础理论,为学生提供一种学习、验证、巩固计算机网络通信协议基础知识的综合实验平台,有助于提高学生对网络协议知识的理解深度,提高了学生的学习兴趣,推动计算机网络实验教学方式的多样化。

基于循环生成对抗网络的超分辨率重建算法研究

为了提高图像超分辨率重建的效果,该文将注意力机制引入多级残差网络(Multi-level Residual Attention Network,MRAN)作为CycleGAN的重建网络,提出了基于循环生成对抗网络(CycleGAN)的超分辨率重建模型MRA-GAN。MRA-GAN模型中重建网络负责将低分辨率(LR)图像重建为高分辨率(HR)图像,退化网络负责将HR图像降采样为LR图像,LR判别器负责鉴别真实LR图像和通过退化网络降采样得到的LR图像,HR判别器负责鉴别真实HR图像和通过重建网络重建得到的HR图像,并且改进了CycleGAN原有的判别器判别方式和损失函数。实验结果验证了MRA-GAN模型与现有算法相比,在峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)等指标上都有所改进。

基于LoRa通信的无线传感网低功耗节点设计

为了降低无线传感器网络节点的功耗,首先对传感器节点的高耗能部分进行合理选型及配置,然后通过分析无线信号在自由空间的传播模型,将功率控制机制引入MAC层,接着对引入功率控制的S-MAC协议的性能进行了仿真,最后在LoRa无线传感器节点上完成了协议的实现。仿真结果表明,改进后的S-MAC协议与A-SMAC和S-MAC相比,分别节约5.5%和10%的能耗。实际测试表明,单个传感器节点覆盖半径可达5km;与固定发射功率方式相比,节点能够根据通信距离动态调整发射功率,降低了能量消耗。

基于自适应码率整形的MPEG视频监控系统

在视频监控系统中,为了使用尽力而为型网络有效传输实时视频信息,提出了一种基于自适应码率整形的MPEG视频监控系统设计方案.该系统采用数据划分技术实现码率整形,并且能够根据网络瞬时带宽动态地调整整形码率.

基于激光投射视觉处理的水下测距技术研究

针对深海探测与取样设备的实际应用需求,研究了一种基于图像视觉处理的水下测距技术与系统。系统利用围成等边三角形的蓝绿激光发射器作为光源投射到海底平面,摄像机对投射图像进行采集;利用张正友标定法获取摄像机参数,根据海底平面的倾斜状况构建了理想成像模型和实际成像模型两种数学计算模型,对图像进行灰度处理、阈值处理和形态学处理后计算出摄像机平面与海底平面之间的距离。最后,对搭建的水下测距系统进行了实验室测试,测试结果验证了系统在水下短距离测距应用中的可行性。

基于机器学习的激光测距墙线目标自动分类方法

在远距离激光测距领域,由于测量目标的反射面特性不同,造成相同距离下墙、线等典型目标的测量结果存在明显差异。如果能够自动区分墙线目标,对不同目标采用不同的数据处理方法,就可以提高远距离目标测距系统的精度和普适性。提出了一种基于机器学习的激光测距墙线目标自动分类方法,采用自适应k⁃Means聚类算法,根据优化条件,从原始测距数据中筛选出相似性最高的一组有用数据并剔除其余异常数据,根据回波信号特征从统计角度构建特征值空间,然后将XGBoost和逻辑回归算法进行结合实现特征数据的墙线分类模型训练。实测结果表明,本文提出的自动分类方法准确率超过98%,测距精度也明显提高。

基于物联网的家居空气质量净化系统

针对目前大气污染的现状和人们对健康室内环境的需求,研究并设计了一种基于物联网的家居空气质量净化系统.系统以ARM-Cortex-M0内核微控制器NuMicro-M058芯片为硬件核心,采用嵌入式RTX操作系统为软件平台,具有三层滤网、光触媒消毒、紫外线杀菌等多种净化功能,而且还具有PM 2.5,VOC,温湿度等空气质量数据采集功能,最终通过服务器与手机端程序的编写实现了物联网化远程监控.

基于BL4.0 iBeacon技术的室内定位算法研究

通过BL4.0iBeacon技术进行室内定位,分析了最邻近值算法和贝叶斯算法的不足,提出一种将上述两者优点进行融合的算法.首先,使用最邻近值算法的优选区域限定,缩小贝叶斯算法对指纹库的搜索范围,然后,采用贝叶斯概率法计算各个iBeacon节点的信号强度值集合在指纹库中每一位置参考点对应的条件概率值,概率最大的点就是待测点的预测位置.实验结果表明,使用该算法计算的坐标准确度比较高,坐标误差较小,能明显提高室内定位的精度.

具有粒径计数功能的可视化浮游生物拖网系统

针对拖网在海洋环境监测中的应用,设计并实现了一款具有粒径计数功能的可视化浮游生物拖网系统,通过使用搭配水下照明设备的高清摄像机以及激光浮游生物计数器收集浮游生物图像及粒径谱数据。该系统使用千兆以太网、光纤网络和TCP/IP的实时传输协议将水下采集的数据发送到甲板视频监控平台,可以接收、显示、存储生物图像和传感器数据,并控制摄像机和灯的工作状态。该系统所使用的高清摄像机和千兆以太网通信架构使其能够实现高品质的图像效果,激光浮游生物计数器使其能够实现水下浮游生物粒径谱实时采集,以获得便捷使用的效果。

避免路由循环和空洞节点的水下传感器网络深度路由算法

水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,USNs)具有网络传输时延大、节点能量受限、存在路由空洞等固有缺陷,传统的路由方法往往无法很好地解决这些问题。基于深度信息的路由协议(Depth Based Routing,DBR)充分利用传感器节点的深度信息值,实现水下感知数据多跳传输至水面Sink节点。但是DBR无法解决网络中存在空洞节点的问题,容易产生无效的循环路径,严重制约了DBR算法的性能。提出了一种避免路由循环和空洞节点的基于节点深度值的路由协议PE-VAR(Progress Enhanced-Void Avoidance Routing),以循环路径中节点的邻居数、能量、深度等参数综合计算来替换优先值,遴选出需要替代或者避开的节点,从而抑制出现循环路径时的冗余传输。仿真结果表明,与DBR(Depth Based Routing)和E-VAR(Enhanced-Void Avoidance Routing)相比,PE-VAR在数据包投递成功率、数据包投递时延和能量消耗等方面都取得了更好的性能。

一种无线浮标传感器网络覆盖优化算法的研究

无线浮标传感器网络是无线传感器网络应用于海洋监测领域的典型方式,而网络覆盖问题是衡量无线浮标传感器网络工作性能的重要指标之一。文中主要研究了一种适用于无线浮标传感器网络的覆盖优化算法。该算法的基本思想是在节点密集部署的监测区域中让每个节点与邻居节点交换信息以确定所要激活的最终候选节点,并将其他冗余节点设为休眠状态,以达到在所需的期望值下降低能量消耗的作用。不同网络规模的Matlab仿真结果分析可知该算法可以适当减少能耗,延长网络的寿命。

水下LED光通信技术研究与实现

通过电路硬件设计与软件程序设计,提出了一种水下低功耗LED光通信系统,可以实现水下节点之间的半双工模式高速通信。实测结果验证了本系统可完成水下距离达10m、速率达115.2kb/s的低误码通信。

基于SVM-MultiCNN模型的视觉感知跌倒检测算法

现有的基于视频的跌倒检测算法大多通过构建人体模型来检测跌倒,对类跌倒行为误判率较高且计算量过大,耗时过长。为此,提出一种基于SVM-MultiCNN模型的视觉感知跌倒检测算法。首先,从原始视频中提取人体关节点数据,从中提取跌倒特征送入SVM分类器进行初次分类;然后,将判决为类跌倒行为的分类数据输入MultiCNN分类器进行跌倒行为的二次分类。实验结果表明:与SVM,CNN,MultiCNN模型相比,改进算法的检测准确度较高,达到96.8%,且单帧检测耗时缩短近一倍,提高了检测效率。