基于动态特征点匹配方法的室内环境SLAM研究

主要针对在动态环境下如何有效剔除动态物体以便构建更为准确的室内环境语义地图这一问题,提出一种在借鉴ORB-SLAM3的基础上,通过增加视频图像关键帧选择机制并计算图像帧中特征点切换概率的方法来实现动态场景下的语义语义地图构建。首先,简化原有ORB-SLAM3的架构,仅以单目视觉作为图像数据源;其次,为减少计算量,在一组连续图像帧中通过一种评价选择机制来选取关键帧进行处理;接着为剔除动态物体,采用一种切换概率方法来计算特征点的动态变化,并通过MASK R-CNN进行分割,最终实现实时语义地图构建。实验结果表明,所提方法具有准确性与实时性。上述方法在动态场景下的绝对轨迹误差与相对姿态误差均有极大的改善,可实现准确剔除动态物体以解决跟踪丢失问题,且在室内动态场景下的绝对轨迹误差与相对姿态误差均有较大改善,且能满足系统运行的实时性要求。

基于视触觉感知的番茄尺寸和姿态解析方法

针对传统农业机器人抓取过程中视觉识别番茄果实尺寸和姿态存在枝叶遮挡的问题,提出了一种基于视触觉感知的番茄尺寸和姿态解析方法。在果实抓取过程中通过视触觉传感器得到果实外轮廓接触局部点云信息,然后通过相机参数标定以及各手指关节变换矩阵,将不同传感器坐标系下的点云信息变换到同一基坐标系下,进而通过点云改进PCA算法和ICP算法解析抓取果实的尺寸和姿态信息。为了评估所提出解析方法的性能,在实验室环境下进行了番茄尺寸和姿态检测试验。通过游标卡尺测量和深度相机扫描分别获得番茄果实尺寸和姿态的真实值,并与本文方法解析结果进行对比。检测试验结果表明,本文方法获得的番茄横向尺寸和纵向尺寸平均相对误差分别为8.66%和11.08%,番茄果轴与视场投影面的水平夹角和垂直偏转角平均相对误差分别为10.03%和14.02%。本文方法解析的番茄果实尺寸与姿态信息,可应用于番茄果实抓取过程中的姿态调控,从而提高番茄果实抓取采摘的可靠性。

高校综合网络实验室建设方案的设计与实施

因此建设先进的、能满足教学和科研并重的网络实验室的建设在高校计算机和自动化、通信和电子等专业的实验室建设中占有重要地位。本文提出了综合网络实验室的基本功能和特点,说明了如何针对综合网络实验室的特点,利用现有的先进的网络技术,设计了满足各个层次的网络实验。通过实验室的建设,不仅完成了不同层次的计算机网络教学任务,而且提供了网络相关的研究基地。

面向工控系统的安全可信技术

针对工控系统面临的主要安全问题进行较为深入的分析,结合自主可控技术、可信计算技术、冗余容错技术,设计自主可信工控计算机、三模冗余可信执行装置,提出一种可信联锁互锁方法,探索一种实现工控系统安全的途径。实验结果表明,该系统能够完成对操作站关键安全属性的可信度量,能够确保执行装置每一步动作的安全,系统开销可控制在接受范围内。

视频传感器网络中基于动态注意力的图像融合

为了降低视频传感器网络中的网络负载,减少能量消耗并降低时延,提出一种基于动态注意力的图像分层融合方法。通过对网络的结构化部署和节点间的区域映射,对视频监测区域进行逻辑划分。利用动态注意力模型对局部重点区域进行精度优化,实现多质量图像融合。实验结果证明了该方法的有效性。

基于Zigbee网络的温室环境监测系统设计

为了解决农业生产环境的监控成本高和监控设备不利于布线等问题,设计了基于Zigbee无线传感器网络的温室监测系统解决方案。通过无线传感器网络将收集到的数据进行分析处理、远程监控和环境报警,达到对温室精确控制目的,节约了成本,提高了生产效率。实验结果表明,系统的实用性和有效性较好。

有向移动传感器网络三维空间目标自主覆盖算法

在无线传感器网络中,三维空间下对立体目标的全覆盖需要考虑空间目标不规则的三维结构对部署的影响,以及如何在避免节点发生碰撞的前提下保持对目标表面积的最大化覆盖。为此,提出一种三维空间目标自主覆盖算法。采用基于目标外凸点集合构建三维质心的方法确定目标中心点和节点部署范围,通过不均衡虚拟势场解决覆盖重叠和覆盖空洞问题,将有向移动传感器网络部署过程转化为节点在虚拟势场中受虚拟力作用而自主移动和自主转动的过程。仿真结果表明,与空间划分算法相比,该算法的覆盖能力较强,并且能耗较低。

复杂区域的有向传感器网络覆盖优化算法

在现有的有向传感器网络中,节点模型多以质心点围绕扇形顶点进行旋转,由于此类模型中节点旋转面积是一个整圆,因此会增加网络能源消耗和部署时间。针对复杂区域的无线传感器网络覆盖优化问题,使用以扇形节点围绕质心点转动的节点模型,提出一种基于虚拟势场的复杂区域覆盖优化算法(COACA),通过减小节点的旋转面积实现部署优化。针对影响算法覆盖率的相关参数进行仿真实验,并与PFPCE算法进行对比,实验结果验证了COACA算法在覆盖率和时间效率上的优越性。

改进的非均匀有向传感器网络节点部署方法

在无线传感器网络的相关研究中,有向传感器网络DSNs(Directional Sensor Networks)由于在节点属性上增设了有向属性而使其拥有更为广阔的实用意义。针对重点区域覆盖不足的问题,提出了一种改进的非均匀有向传感器网络节点部署方法,引入部署中心和矢量引力的概念,增加斥力的非均匀部署属性,从而加强区域内的覆盖质量。通过实验对比表明,改进后的部署方法在有效节点数量及覆盖率方面均优于一般的有向传感器网络节点部署方法。

一种基于虚拟力补偿的三维空间自主部署算法

针对三维空间中无线传感网络的覆盖目标复杂多样,容易出现部署"空洞",难以实现均匀部署的问题,提出了一种基于虚拟力补偿的三维空间自主部署算法。首先建立了节点模型和覆盖目标模型。其次将传统的虚拟力算法从二维扩展到三维空间,提出了覆盖目标虚拟力补偿的概念,使网络中的节点能够根据覆盖目标的特点,完成均匀的覆盖。仿真实验表明该算法覆盖率能达到95%以上,同时均匀度有10%的提升。最后通过四旋翼实验平台对算法的有效性进行了验证。

粗糙集在桥梁结构健康多级模糊评价中的应用

桥梁结构健康评价的指标体系通常比较复杂,专家评分或层次分析法获取因素权重的方法过程繁琐且主观性强。针对该问题,提出一种将粗糙集与层次分析法相结合来获取因素权重的方法,并基于该方法建立了桥梁结构健康多级模糊综合评价模型。利用该评价模型,对实测的桥梁结构状态数据进行分析与评价。实验结果表明,该模型能够对桥梁结构健康状态进行较为准确的评价,评价准确率优于层次分析法。

基于加权虚拟力的空中传感器网络分段部署算法

为提高空中传感器网络部署算法的适用性,实现对复杂环境的部署,提出一种加权虚拟力空中传感器网络分段部署算法,并建立空中扩散模型与地表扩散模型。空中扩散模型可减少节点在部署曲面上移动的能耗,使节点大部分的扩散过程在空中进行。地表扩散模型可减少节点暴露于空中的时间,从而避免受环境以及突发事件的影响。仿真实验结果表明,与三维虚拟力部署算法相比,该算法可以实时调整部署过程,部署时间短,适用性强,达到较好的部署效果。

地源热泵系统中非线性时序预测的应用研究

针对现有可再生能源与建筑集成项目中地源热泵系统监测数据,提出综合指标计算方法。根据监测数据本身非线性的特点,分别选择SMOreg和M5P两种不同的非线性时序算法对技术经济指标进行预测和分析。通过比较预测结果的指标评价证明使用SMOreg算法能够较为准确的预测地源热泵系统的综合指标,且可通过调整自身参数为算法选择最合适的核函数,使得预测的准确性更高。

AR可变的有向传感器网络节点模型的研究

针对以往采用的感知角度、感知半径固定的传感器节点模型在网络覆盖优化上的问题,提出了一种感知角度与感知半径(angle and radius,AR)可变的新型节点模型,在边界处理问题上提出边界模型,并对PFCEA算法进行了改进。通过网络初次部署稳定后进行二次部署改变传感器节点模型,使其在有限节点上提高网络覆盖率。仿真实验表明,新型节点模型在提高监测区域覆盖率方面要比现有节点模型更加优越。

基于多示例学习的食品健康领域长文谣言检测

为解决长文本的谣言检测问题,以食品健康领域的长文本谣言为例,提出一种基于多示例学习的长文本谣言检测方法。将带有明显段落结构的长文本作为包,以文章段落作为示例,结合文本卷积神经网络与注意力机制建立MI-TCNNSA模型。实验结果表明,该模型在准确率、召回率与F1得分等通用指标取得优异成绩,高于传统通用方法。通过多示例学习改进后的短文本谣言检测方法与原方法对比,验证了多示例学习在长文本谣言检测的有效性,也为该问题提供一种思路。

基于能源分析模型的可再生能源与建筑集成平台的研究

为了研究可再生能源在建筑中替代常规能源的效果,在采集、分析全国5个气候区23幢示范建筑物的不同种类可再生能源使用数据的基础上,提出适用于我国建筑行业范围内的可再生能源与建筑集成的能源分析多层次模型。该模型由总体概念层、公共层、基础模型层组成,分别实现对总体问题的描述、公共模型方法的建立以及具体能源模型的创建,并以此能源分析模型为基础,进一步设计实现了具有能源使用预测功能的可再生能源与建筑集成数据分析平台。

基于完整性度量的端到端可信匿名认证协议

针对目前端到端认证协议只认证平台身份,缺乏对平台可信性的验证,存在安全性的问题,通过改进的ELGamal签名方案,利用可信计算技术,提出了一种基于完整性度量的端到端可信匿名认证协议ETAAP(end-to-end trusted anonymous authentication protocol)。协议的首轮交互中实现了可信平台真实性验证,在此基础上通过IMC/IMV交互完成对平台完整性验证和平台安全属性的可信性评估,并采用通用可组合安全模型对协议的安全性进行了分析,证明协议是安全的。最后通过实验表明该协议具有较好的性能,可实现基于完整性的端到端可信匿名认证。

一种适于高可靠环境的可信网络构建方法

为了保证网络接入终端的可信性和网络安全,结合可信网络连接技术以及高可用(HA)集群思想,提出了一种适于高可靠环境的可信网络构建方法。该方法在终端接入网络时,会根据平台身份是否合法,软件版本是否符合标准,是否接入了非法外设,以及网络端口的状态等安全属性进行可信准入判定,同时服务器端和客户端采用双冗余热备方式,提高系统的可靠性。实验测试表明,该方法能够成功实现服务的可信切换和终端的可信接入控制。

三维空间动态目标追踪自部署算法

为了能够实现三维有向传感器网络中移动目标的追踪部署,且确保目标在不断移动过程中传感器节点仍能够完成对目标的有效监测,提出一种基于节点感知模型和虚拟力模型的三维空间动态目标追踪自部署算法(DTSA),并且采用Sigmoid函数构建传感器节点追踪过程中的最佳移动速率模型,使得当三维空间的目标处于不断移动时,传感器节点可以以最佳的移动策略实时监测目标。仿真实验结果表明:与传统的动态目标追踪自部署算法相比,DTSA算法在追踪覆盖率和平均移动距离两个对比指标方面有了提升,性能优于传统的算法。

改进的有向传感器网络多中心部署算法

针对单一中心的节点非均匀有向传感器网络部署的局限,提出了多中心的节点部署算法PFMCA(potential field based multi-center algorithm)。在部署中心概念及移动策略的基础上,能够保证多个监测中心的覆盖质量,同时实现对其余区域的均衡且尽可能高效的覆盖。仿真实验的结果分析表明,算法实现了对多个重点监测区域的高覆盖质量,且在多中心点间的区域具有更好的覆盖均衡性。