基于LSTM深度强化学习的端到端自动驾驶

现有的基于深度强化学习端到端自动驾驶算法往往仅依赖单帧图像输入与车辆状态信息,没有利用图像序列的信息,驾驶状态的连续性无法得到保证。另外现有的方法通常把环境理解与规划决策放在一起训练,致使学习效率不高。为了解决上述问题,提出了一个基于LSTM深度强化学习端到端自动驾驶算法。首先利用环境中的图像分割结果,预训练一个变分自动编码器来对图像进行特征降维,接着构建一个基于LSTM-PPO(Proximal Policy Optimization)的自动驾驶决策模型,在训练过程中获取上下文的时序特征。最后在Carla仿真平台进行验证,实验结果表明了所提算法的可行性。

结合伪标签生成与噪声标签学习的弱监督点云分割

针对当前基于深度学习的点云分割技术对点级别标注训练数据的依赖问题,提出一种基于伪标签生成与噪声标签学习的弱监督点云分割框架.首先,利用点云具有非局部相似性的特点,基于局部-非局部图对点云数据进行建模;其次,基于关系图卷积网络,以半监督的方式为稀疏标注的点云训练集数据生成高质量的伪标签;最后,针对生成的伪标签中存在噪声标签的问题,设计一种利用含噪声标签数据准确训练现有点云分割网络的渐进式噪声鲁棒损失函数.在ShapeNet Part与S3DIS等公开点云分割数据集上的实验结果表明,该框架在推理阶段不增加模型额外运算量的情况下,当使用10%的标签时,在ShapeNet Part数据集上的分割精度与全监督方法相差0.1%;当使用1%的标签时,在S3DIS数据集上的分割精度与全监督方法相差5.2%.

变电站仿真培训系统虚拟环境的研究与实现

虚拟现实技术可以提高变电站仿真培训系统的真实感。研究了变电站仿真培训系统虚拟环境的体系结构,给出了一种基于空间约束和电气特性的虚拟场景组织方法;提出了一种面向实体特性的LOD模型调度方法和基于图象的Impostor模型调度方法;研究了高压放电现象的统计模型,采用粒子系统实现了放电特效仿真。设计实现的变电站虚拟环境成功应用于变电站仿真培训系统。

一种基于特征的实时LOD模型生成算法

在虚拟现实系统的复杂场景中为了加速复杂场景绘制,一般采用层次细节(Level of Detail)模型的方法。一般的 LOD 方法主要基于几何外观决定形体被简化的部分和简化程度。针对某些特定应用,提出了一种基于特征的 LOD 模型生成算法,以对某种特征的度量值为权重对几何特征进行调制,在简化后的模型中充分保留了该特征。算法简单直观,所生成的 LOD 模型能连续平滑过渡,并且满足实时显示的要求。实验结果表明了算法的有效性。

一种基于图像特征融合的动态手势识别方法

相较于依赖其他传感器的手势交互,基于视觉的手势交互不需要额外穿戴外部设备、成本较低,成为了最自然的人机交互方式之一。针对增强现实电子沙盘中特定的手势识别要求,论文使用深度相机获取视频帧,利用CNN提取的特征和Hu矩融合,并结合LSTM对动态手势进行识别。实验显示,方法较单特征手势识别方法有更高的准确性,并且在不同光照情况下具有鲁棒性。针对增强现实电子沙盘中特定的九种动态手势,在不同环境下平均实时识别率达到91.57%。

一种基于GPU的复杂目标电磁散射快速算法

采用图形电磁计算方法计算复杂目标电磁散射特性时,因采用局部光照模型,在多次散射情况下有较大的误差。在研究光线跟踪算法原理和电磁散射物理光学理论的基础上,提出了复杂目标电磁散射计算的光线跟踪算法,并利用图形处理器(GPU)实现了该算法的硬件加速。计算结果表明,算法在提高计算精度的同时达到了与图形电磁计算方法相当的实时性,具有很好的工程应用价值。

一种基于GPU的雷达探测区域快速可视化方法

雷达作用范围和遮蔽盲区的快速计算和三维可视化是复杂电磁环境研究的重要内容。基于抛物方程建立了雷达探测范围的数学模型,对于三维地形遮蔽雷达作用范围形成的盲区,采用碰撞检测方法进行估算,并利用图形硬件(GPU)的加速功能实现了盲区估算的快速算法。实践证明,快速计算雷达的地形遮蔽盲区可以为用户决策提供支持,具有重要的工程应用价值。

一种加速复杂场景绘制的可见性判断算法

论文研究了基于微机平台的复杂场景实时生成的关键技术,采用面向对象技术构造了虚拟场景的树型层次组织,提出了基于三维地形的场景空间层次包围盒构造方法,基于空间层次包围盒进行快速可见性预判断和LOD层次计算,实现了一个基于微机平台的复杂场景实时生成系统,并应用于虚拟战场的实时仿真。

面向数字孪生战场的红外场景实时仿真方法

针对采取智能算法进行战场态势分析和目标识别时面临的图像样本不足问题,构建了战场数字孪生系统,以实时物理域数据驱动孪生体仿真生成图像训练样本。首先,设计了开放复杂环境中的数字孪生战场体系结构和战场环境虚拟场景仿真流程,给出了红外图像仿真流程中基于有限自动机的状态转移机制;然后,对红外图像仿真流程的并行性进行了形式化分析和并行计算模型设计,实现了红外图像实时生成;最后,通过典型场景验证了孪生战场红外仿真图像方法的有效性,可为智能算法训练提供真实感强和数据丰富的图像样本。

基于Web服务的异构数据源统一检索研究

为使统一检索能够适应当前Internet和异构数据源的不断发展,基于目前流行的Web服务技术,设计了一个异构数据源统一检索框架,并针对检索服务分发和结果融合提出了检索服务统一模型、记录统一模型,以及相应的结果融合算法。结合可扩展标记语言,统一各数据源检索返回的异构数据记录,利用Web服务机制的完好封装性、规范性、松散耦合、高度集成能力等特点,实现异构数据源检索接口的透明集成。基于Web服务的异构数据源统一检索系统实现简单,时空性能好,可扩展性强,能兼顾各数据源的特点实现全局优化。

基于社会网络的群体情绪模型

为了能够深入认识群体事件中群体情绪的演化过程,提出了基于社会人际关系的群体情绪模型构建方法。以小世界网络模型构建个体间社会关系,并通过引入情感关系参数表达现实生活中个体间的强情感、弱情感和陌生关系。基于Bosse等人提出的群体情绪模型,以社会网络作为情绪传播媒介对不同类别人际关系情境中群体情绪的演化态势进行了实验模拟,分析了近邻数K、重连概率P和情感关系R对群体情绪涌现所产生的影响。结果表明,情感关系越亲近、近邻数K越大,群体情绪最终的强度则越强烈,情绪涌现所需时间越短;重连概率P对群体情绪强度也有微弱影响,但作用并不十分显见。

基于GPU的图形电磁计算加速算法

本文利用现代图形加速卡中GPU(Graphics Process Unit)的可编程管线,实现了图形电磁计算(GRECO)方法.与原有的方法相比,在利用物理光学和物理绕射理论的基础上,计算速度提高了20倍左右.并且利用GPU实现了射线追踪算法,用于目标上多次散射的计算,使得GRECO方法可以快速计算具有凹腔结构目标的电磁散射.本方法对于目标识别和逆合成孔径成像等方面的研究具有重要的应用价值.

高级分布式仿真中的数据收集技术研究

介绍了高级分布式仿真中数据收集的体系结构、存储方式以及事后分析等关键技术,并在此基础上设计了一个数据收集系统。该系统主要针对数据收集后在内存和磁盘中的组织,应用实时数据库技术来提高数据收集和数据导入磁盘的性能,并为数据的运行时使用提供了条件。对于数据收集后导入磁盘的算法以及分布式数据收集的体系结构,本文也作了初步探讨。

面向分布式仿真资源库的统一检索研究

分布式仿真资源库需要一个具有高可扩展性的统一检索平台,使用户能够快速查找到所需的仿真资源。在分析分布式仿真资源库中统一检索典型问题的基础上,基于Web服务设计统一检索系统框架;针对检索服务分发和结果融合提出检索服务统一模型、基于XML的结果记录元数据模型以及相应的算法;实现统一检索原型系统,并给出该原型系统的相关性能测试。

采用Logistic混沌系统的三维流程工厂模型数字水印算法

针对已有水印算法在精确保持CAD模型几何和拓扑信息能力方面的不足,基于改进的Logistic混沌系统,提出一种面向流程工厂参数化实体模型的鲁棒性盲水印算法.该算法利用模型的拓扑表示选择对偶点为嵌入载体;利用改进的Logistic混沌映射对对偶点进行分组,通过修改对偶点的大小对同一分组重复嵌入相同信息;利用对偶点对中对偶点的相对大小关系实现水印的盲检测.理论分析和实验结果表明,该算法无须修改模型的几何和拓扑信息,对剪切、添加、缩放和网格简化等攻击具有较强的鲁棒性.

仿真数据收集中的实时数据库技术研究

研究了实时仿真应用系统中的数据库技术。为实现仿真中数据收集、存储和事务调度的实时性,满足对所收集数据的实时使用需求,提出了一种新的稀疏索引技术。该技术在不影响数据收集任务的前提下,可以提供对所收集数据的高效查询。通过比较实验,验证了实时数据收集系统的可行性和有效性。

数据分发管理匹配算法的R-树实现

数据分发管理(DDM)是高层体系结构(HLA)接口规范的6类服务之一,高效的区域匹配算法是DDM研究的重点和难点·当前的多种匹配算法往往只适用于特定的应用环境,且效率不够理想·R-树法是在空间索引技术的基础上提出的一种新的匹配算法,该方法用R-树对DDM区域的矩形进行组织,并利用Hash索引对其叶结点的组织方式进行了改进·实验结果表明R-树法可有效减少动态DDM的维护开销,提高分布交互仿真的实时性·通过调整R-树的相关参数,可以进一步改善匹配算法的性能·

面向动态流程工厂模型的快速分层层次细节法

分析了现有基于面片的分层层次细节算法在处理大规模动态流程工厂模型时存在的预处理时间过长、更新操作耗时等不足,提出一种新的基于基本体元的快速分层层次细节方法.该方法在体元级别对设备和元件进行聚合,对管线进行分割,建立场景图,然后基于几何参数和形状特征计算各体元的层次细节.利用管子及其元件的拓扑连接关系构成"组合管子",在体元级别对其进行合并简化.实验结果表明,对具有10M左右面片复杂度的动态流程工厂模型,该方法在普通PC机上能够在保证一定绘制质量的前提下将模型绘制速率平均提高3倍左右,并且将预处理时间控制在7min以内.

Web服务化的分布仿真运行支撑环境

为提高高层体系结构的重用性和互操作性,对传统高层体系结构分布仿真模型进行去耦处理,引入仿真应用层和仿真通讯层,把仿真模型和本地运行支撑环境组件分离开来,提出低耦合的高层体系结构分布仿真模型和基于Web服务的高层体系结构分布仿真体系结构。据此进行Web服务化运行支撑环境的设计和原型系统开发,并给出其意义和相关性能分析。使用基于超文本传输协议的简单对象访问协议,使高层体系结构兼容的仿真联邦成员能够与运行时间框架在广域网、局域网等各类网络上通讯,屏蔽防火墙等安全限制对通讯的影响。提出运行时间框架和仿真成员Web服务化的思路,为实现仿真应用动态组合提供技术支撑。在一定的实时性能损失前提下,Web服务化的运行时间框架能够大大提高高层体系结构分布仿真的重用性和互操作性。研究结果表明,Web服务化的运行支撑环境适用于广域网范围下粗粒度的分布仿真应用。

基于情绪感染的虚拟个体情绪模型

研究情绪感染对于群体情境中个体情绪变化、行为选择与决策的研究有着十分重要的意义。为了使虚拟个体在群体环境中行为更真实可信,提出以社会心理学基本理论为研究基础,采用群体环境中个体情绪模型的构建方法。依据情绪感染机制的研究成果,从群体环境中人员个性、个体关注度、群体规模三方面反映群体环境中个体情绪的变化过程,提出了个体情绪强度、情绪感染程度及情绪衰减的计算方法。通过仿真分析,表明所提出的模型是合理的,在适用范围上相比较于其它模型更加广泛。