无线传感器网络中能量全局优化精确数据收集

在多跳无线传感器网络进行精确数据收集时,靠近汇聚节点(sink节点)的传感器节点因为需转发其他节点的数据,其能量消耗快,容易使网络造成能量空洞,缩短网络寿命。为延长网络寿命,提出一种能量全局优化的精确数据收集算法(EGODGA),有效地收集传感器节点的数据。与经典的最短路径算法Dijkstra不同,EGODGA算法同时考虑链路代价和节点代价,找出从源节点到目的节点的最小代价路径,实现网络能量全局优化。仿真结果表明:在相同的条件下,与经典的最短路径算法Dijkstra和对瓶颈节点能量均衡问题解决较好的MAXLAT算法相比,EGODGA算法可以通过优化网络拓扑子树的节点数目,实现网络的能量均衡,缓解网络瓶颈问题,延长网络的整体寿命。

基于全局能量优化的液压机械臂节能控制策略

液压机械臂由于采用液压系统作为驱动装置,在实现闭环运动控制过程中存在能效较低的缺点。针对此问题,提出一种基于全局能量优化的液压机械臂节能控制策略。分析液压机械臂各关节与驱动液压缸之间的运动转换,并推导了关节运动与液压缸两腔压力之间的非线性映射关系。在此基础上,构建液压机械臂能量消耗目标函数,与运动时间构成多目标优化问题,并利用改进的NSGA-Ⅱ多目标优化算法求解该问题的最优解。通过对比仿真结果可以发现:所提出的基于全局能量优化的节能控制策略与传统的定供油压力控制策略相比,节约了46.73%的能量,与传统基于时间-能量的优化节能策略相比节约了8.62%的能量,从而验证了所提策略的有效性。

一种能量有效的传感器网络无碰撞路由机制

无线传感器网络与人工免疫系统都是自治的分布式系统.利用人工免疫的免疫克隆算法求解传感器网络节点的无碰撞最小能耗调度问题,把某一时刻的一次数据传输当做抗原,把可能的传输路径方案作为抗体,选择节点序列的总能耗作为亲和力,利用免疫稳定去掉失效的传感器节点,重构网络拓扑结构,通过建立疫苗库实现人工免疫的二次反应.仿真表明,该算法不仅可以避免节点之间数据转发时的碰撞问题,而且能解决能量全局优化问题,快速收敛到最优值.

应用于草图的人脸素描合成方法

现有的人脸素描通常需要已受过专业训练的画师来绘制才能达到自然且逼真的效果,不利于在公共安全管理、影视游戏娱乐等应用的推广.为了更方便地获得高质量的人脸素描,提出一种利用粗略人脸线条获取逼真素描的方法.首先从一般人勾绘的人脸粗略线条图像中提取边缘重叠的图像分块;然后利用局部坐标编码学习线条画图像与素描画图像的空间特征并建立各自的数据字典,联合2个数据字典获取线条与其对应素描图像的空间特征关系;进而利用图像分块构造马尔科夫随机场,应用模拟退火算法优化全局能量进行素描合成.在人脸素描XM2VTS数据集上的实验结果表明,采用该方法获得的素描图像效果良好.

基于图切割与C-V模型的运动目标分割

将一种基于图切割与简化Mumford-Shah模型Chan-vese模型(C-V模型)相结合的方法应用于运动目标分割中。在此方法中,利用图切割技术求解能量最优化,利用C-V模型自适应处理目标几何的拓扑变化。通过实验对此方法在图像序列中的运动目标进行了检测与分割研究。实验结果表明,图切割能量优化加速了曲线进化进程,迭代次数大大减少,同时避免了常规水平集方法中符号函数的初始化和迭代更新。对图像序列中的运动目标进行分割的仿真实验验证了该方法的有效性。