基于邻域自适应局部保持投影的轴承故障诊断模型

为了有效利用振动信号进行故障诊断,提出了一种基于邻域自适应局部保持投影的轴承故障诊断模型。首先,利用EMD将轴承振动信号分解为若干个平稳的固有模态函数(IMF),对IMF分量建立自回归(AR)模型,构建原始特征子集。然后,利用邻域自适应局部保持投影算法对原始特征子集进行降维处理,获得原始特征子集的低维特征向量和投影矩阵。以低维特征向量为输入,以最小二乘支持向量机(LS-SVM)为分类器,通过研究故障识别率和低维特征空间维数的关系确定最优降维维数和对应的最优投影矩阵。最后,根据最优降维维数完成降维处理过程,得到低维特征向量,输入LS-SVM分类器,识别轴承的工作状态和故障类型。实验结果表明,该模型提高了轴承故障诊断的精度。

邻域自适应暗原色先验的单幅图像快速去雾算法

经典暗原色先验去雾理论对于单幅雾天图像有较好的处理效果,但该算法处理halo效应的soft matting技术运行速度较慢.在暗原色先验算法基础之上,针对该算法的不足,提出邻域自适应的暗原色先验去雾的改进算法.算法首先利用暗原色先验原理估算出雾天图像透射率,在计算透射率的过程中引入邻域自适应的思想,在图像边缘的约束下对透射率图进行邻域自适应优化计算,得到了更合理的透射率估计值,使halo效应显著的减少,然后使用导向图滤波对优化后的透射率图再次优化,其中取更小的参数值就可以得到清晰无雾图像,速度得到了加快.实验结果表明,该算法应用到图像去雾处理中,从根本上避免"暗色扩张"现象的发生,而且在去雾效率方面有大大的提高.

基于半监督邻域自适应LLTSA算法的故障诊断

为了有效利用振动信号进行故障诊断,提出了一种基于半监督邻域自适应线性局部切空间排列(SSNALLTSA)算法的故障诊断方法。从多域提取振动信号的混合特征,构建原始高维特征集。利用半监督邻域自适应线性局部切空间排列算法对原始特征集进行维数约简,提取出辨识性较高的敏感特征子集。将得到的低维特征输入SVM分类器进行识别,判断故障类型。液压泵故障诊断实验结果表明,该算法克服了LLTSA无监督和使用全局统一邻域参数的不足,可更有效地寻找数据的低维本质流形,提高了识别准确率,具有一定优势。

基于邻域自适应LLTSA维数约简的故障诊断方法研究

针对线性局部切空间排列(LLTSA)在进行故障特征降维时邻域大小难以确定的问题,提出了基于邻域自适应线性局部切空间排列(NA-LLTSA)维数约简的故障诊断方法。即首先从机械振动信号中全面提取出高维的混合故障特征集;其次采用基于Parzen窗概率密度的邻域自适应线性局部切空间排列进行维数约简,获得低维特征;最后通过支持向量机(SVM)来建立低维特征与故障类别的对应关系,实现故障诊断。NA-LLTSA维数约简增强了故障特征的辨识能力,而SVM优异的模式识别能力能够进一步提高故障诊断精度。滚动轴承的故障诊断实例验证了所提故障诊断方法的有效性。

一种半监督邻域自适应线性局部切空间排列的故障识别方法研究

线性局部切空间排列算法(Linear local tangent space alignment,LLTSA)是能够较好应用于模式识别问题的降维方法,但由于其属于无监督的降维方法且在降维过程中只使用全局统一的邻域参数,使得在对高维数据集进行约简时,不能利用部分样本的类别标签信息且不能根据样本空间分布的变化调整邻域参数。针对上述问题,提出了一种半监督邻域自适应线性局部切空间排列算法(Semi-supervised neighborhood self-adaptive LLTSA,SSNA-LLTSA)。该算法在LLTSA的基础上,利用部分标签信息来调整样本点与点之间的距离以形成新的距离矩阵来完成邻域构建,同时根据每个数据样本点邻域的概率密度自适应地调整邻域参数,进而得到更好的降维效果。经典的三维流形、UCI典型数据集模式识别和轴承故障诊断的实验结果表明,该算法克服了LLTSA算法无监督和使用全局统一邻域参数的不足,可更有效地寻找数据的低维本质流形,提高了识别准确率,具有一定优势。

邻域自适应的三维点云滤波算法

针对现有的点云滤波算法存在的精度丢失和收缩的不足,提出邻域自适应选择的算法,有效地改善了点云滤波中丢失精度的问题.算法首先针对原始点和均值点滤波出现的收缩问题,提出混合增采样策略.其次采用邻域自适应选择保持特征部分的滤波精度.最后定义每个采样点以对应的似然函数,并按照其梯度方向进行迭代,通过最大似然估计得到最优滤波结果.实验部分表明,本文三维点云滤波算法对点云滤波精度的保持具有更好的效果.适用于工业生产与检测领域的三维扫描.

双树复小波域的邻域自适应贝叶斯收缩去噪

为了更加高效去除图像采集或传输中引入的噪声,提出了一种基于双树复小波域的邻域自适应贝叶斯收缩的图像去噪方法,利用了双树复小波变换的平移不变性和更多的方向选择性的优点,并考虑了系数间的局部自适应邻域相关性,以尺度适合的窗口为单位估计相应系数的方差,利用滑窗求其平均作为整个子带的图像方差,通过贝叶斯收缩来处理小波系数,从而实现高效的图像去噪。实验结果证明,该方法取得了很高的峰值信噪比和更好的视觉效果,去噪性能优良。

基于差分进化邻域自适应的大规模多目标算法

对于大规模决策变量给求解大规模多目标优化问题带来的难以收敛及解集分布不均匀问题,通过分析变量特征将其分类再分别优化是当前较为有效的求解方法,但存在变量分类不够准确、变量处理不够有针对性等不足。对此,提出一种基于差分进化邻域自适应策略的大规模多目标优化算法。首先,通过分析扰动解的支配关系将混合变量分为多样性变量和收敛性变量,使变量分类更为准确。其次,通过对收敛性变量主成分分析降噪,降低计算成本,并设计种群的交替进化策略及差分进化的邻域自适应更新操作以提升种群进化过程中的收敛性。实验结果表明,所提算法在收敛速度和解集的分布均匀性上表现出良好的性能。

一种邻域自适应的双阈值点云特征提取方法

点云数据的特征提取是点云数据处理环节中的一项重要内容,对几何分析、数据分割、点云配准、模型重建等研究起关键作用。研究了基于法向量和曲率的点云特征提取技术,阐明了特征提取过程中邻域选取与单一参数计算存在的问题,提出了邻域自适应的双阈值点云特征提取方法。通过实验对比了该算法与基于曲率的特征提取算法的提取效果,验证了本算法的稳定性、准确性。该算法对于几何特征复杂的点云具有较好的提取效果,对提高点云特征点提取的精度及效率具有重要的意义。

邻域自适应SMOTE算法研究

针对SMOTE(synthetic minority over-sampling technique)等基于近邻值的传统过采样算法在处理类不平衡数据时近邻参数不能根据少数类样本的分布及时调整的问题,提出邻域自适应SMOTE算法AdaN_SMOTE。为使合成数据保留少数类的原始分布,跟踪精度下降点确定每个少数类数据的近邻值,并根据噪声、小析取项或复杂的形状及时调整近邻值的大小;合成数据保留了少数类的原始分布,算法分类性能更佳。在KEEL数据集上进行实验对比验证,结果表明AdaN_SMOTE分类性能优于其他基于近邻值的过采样方法,且在有噪声的数据集中更有效。

基于自适应密度邻域关系的多标签在线流特征选择

流特征选择指从以流形式到来的特征数据中选出最优特征子集,现有方法大多在模型训练中需要事先学习领域信息并预设给定参数值。实际应用中,由于不同的数据集数据结构和来源不同,在模型学习过程中研究人员无法提前获取相关领域知识且针对不同类型数据集指定一个统一参数存在巨大挑战。基于此,提出一种基于自适应密度邻域关系的多标签在线流特征选择方法(multi-label online stream feature selection based on adaptive density neighborhood relation,ML-OFS-ADNR),基于邻域粗糙集理论,所提方法在特征依赖计算时无需任何先验领域信息。此外,提出了一种新的自适应密度邻域关系,使用周围实例的密度信息,可以在流特征选择过程中自动选择适当数量的邻域,不需要事先指定任何参数。通过模糊等价约束,ML-OFS-ADNR可以选择高依赖低冗余度的特征。实验表明在10种不同类型的数据集上,所提方法在特征数量相同的情况下优于传统特征选择方法和先进的在线流特征选择方法。

基于自适应邻域局部保留ELM-AE的机械故障诊断

针对机器学习故障诊断中存在的先验知识依赖以及数据利用不充分问题,提出一种自适应邻域的局部保留极限学习机自动编码器方法。成对样本在原始数据空间和嵌入的表示空间中引入欧几里得距离惩罚因子,实现数据样本的相似性分类;提出一个统一的目标函数,可以同时学习数据表示和关联矩阵,并提出一个软判别约束防止过度拟合。实验结果表明,融合学习关联矩阵和数据表示方法具有学习速度快、泛化能力强和诊断精度高等优点。

融合自适应最优邻域和卷积神经网络的三维点云分类

针对点云分类中提取单个点自身特征所需的邻域尺寸选择,以及低层次特征设计烦琐且表达地物属性能力较弱等问题,本文提出了一种自适应选择单点最优邻域尺寸及学习泛化能力更强的深层次特征的三维点云分类方法。首先基于自适应最优邻域尺寸选择获得每个点的最优局部邻域信息,继而基于局部邻域信息提取点云低层次特征;然后设计一种以待分类点低层次特征为输入的卷积神经网络模型,学习能反映目标地物内在属性的深层次特征并实现分类;最后采用拓普康公司三维点云数据集进行试验,该数据集通过一个配备TOPCON GLS-2200三维激光扫描仪的移动平台获得。试验结果表明,本文方法分类的总体精度达90.48%,优于文中其他点云分类方法。

基于自适应矩阵的核联合稀疏表示高光谱图像分类

针对高光谱图像丰富的空间信息和光谱信息未充分利用的问题,提出了基于自适应矩阵的核联合稀疏表示高光谱图像分类的方法。在特征表示阶段,定义了自适应矩阵特征,通过结合自适应邻域块策略与非线性相关熵度量构成的特征来描述原始光谱像素,充分融合了形状可变的空间信息与非线性光谱信息。在分类阶段,考虑自适应矩阵和高光谱图像非线性,采用对数欧式核函数,构建了核联合稀疏表示模型,以获得重构误差。同时利用字典空间信息构建了矩阵相关性,引入平衡参数实现了稀疏重构误差与矩阵相关性的联合分类。在两个数据集上的实验结果表明,该算法充分利用了高光谱图像的空间信息、光谱信息,能够有效提高分类精度。

联合自适应邻域和Bagging的协同表示集成学习方法

近年来,协同表示分类(collaborative representation classification,CRC)算法成为高光谱遥感影像分类的研究热点,其中基于bagging的协同表示集成学习算法(bagging-based collaborative representation classification,BagsCRC)利用bagging集成方式有效地提高了基分类器协同表示分类算法的精度。为进一步提升BagsCRC算法的有效性,文章提出了一种联合自适应形状邻域和bagging协同表示集成学习算法(shape-adaptive bagging-based collaborative representation classification,SABagsCRC)。该算法通过构建训练样本和测试样本的自适应形状邻域,进而构建空间信息约束的分类器集成模式。实验采用Indian pines和Washington DC Mall两组高光谱遥感影像,对所提出算法的性能进行了评价。实验结果表明,SABagsCRC算法在分类效果上比BagsCRC算法有明显的提升。

基于改进自适应大邻域算法的公交线网规划方法

面向城市中大规模线网规划问题,本文提出一种基于改进自适应大邻域算法的公交线网规划方法。该方法首先缩减问题规模,将大量乘客出行OD(Origin-Destination)合并获得城市公交备选站点;综合考虑线网服务客流量、公交站点覆盖率和线路服务效率等优化目标,线网长度、非直线系数、线路换乘等限制条件,分别建立以服务需求/延展换乘为主要功能的主线/支线公交线网规划模型;在OD合并结果基础上设计改进自适应大邻域算法进行问题求解,该方法含改进的8种邻域算子和自适应规则等。案例分析结果表明:本文两阶段算法整体优化效果明显,改进自适应大邻域算法领先现有其他元启发算法;邢台市实际案例计算结果表现良好,该方法能有效解决较大规模线网规划问题。

基于自适应邻域粒子群算法的γ谱定量分析

根据γ能谱仪系统的线性叠加原理,提出了一种基于全谱特征的能谱定量分析算法:自适应邻域粒子群算法(AN-PSO)。使用Monte Carlo和有限元分析方法模拟了碲锌镉(CZT)探测器的γ射线能谱,并构建了模拟γ标准能谱库。然后利用提出的算法对CZT探测器的模拟γ能谱以及实测谱进行了分析。研究结果表明,上述算法对模拟γ能谱的核素活度平均分析误差为2.46%,对实测谱的核素活度平均分析误差为7.82%。且该算法不受重峰影响,对弱峰也具有一定的识别能力。

基于自适应邻域的非均匀点云数据封装方法

针对密度非均匀点云重建时难以控制网格生长范围的问题,研究了一种基于自适应邻域的非均匀点云数据封装方法。首先根据点云密度自适应地调整空间搜索球半径,然后利用投影法将邻域投影到二维平面,再根据约束准则寻找最优扩展点,逐步构建出网格曲面,最后利用孔洞修补方法修补网格中的孔洞。实验结果表明,该算法能够有效控制网格生长范围,构建出表达细节特征的网格曲面。

基于自适应大规模邻域搜索算法的多等级引航员排班问题

引航服务不仅是保障船舶和港口安全的必要手段,也直接影响船舶进出泊位的效率。本文聚焦引航服务日常运作管理中面临的引航员调度排班问题,考虑引航员等级、服务时间窗、航道宽度等现实因素,以服务延迟成本、引航员出工成本、引航员交通成本、单次服务成本和当日未服务惩罚成本的总加权成本最小为目标构建了一个混合整数规划模型。结合问题特征,本文选择采用自适应大邻域搜索算法对模型进行求解,并针对模型特点设计多种破坏算子和修复算子进一步提高算法的运行速度与精度。最后,本文通过一系列数值试验验证了算法的高效性和准确性,并通过参数进行敏感性分析给出相应的管理启示,为港口企业运营决策提供参考和建议,从而提高引航服务水平。

考虑载重成本与时间窗的集送货问题的自适应大邻域搜索算法

物流配送需求的快速增长使得集送货问题的应用越来越广泛。针对配送过程中货物载重影响运输成本的情况,研究考虑载重成本的有时间窗的集送货问题。构建该问题的最小化车辆数量和总运输成本的双目标混合整数规划模型,在该模型中,运输成本为车辆载重量与车辆行驶距离的函数。设计两阶段自适应大邻域搜索算法对其求解,通过设计基于模型特点的多种高效的破坏算子和修复算子,引入模拟退火接受准则避免陷入局部最优解来提高算法性能。测试不同规模及特点的标杆算例,结果表明,所提出的两阶段自适应大邻域搜索算法能够高效求解小规模、中等规模和大规模算例,并分析了货物载重以及不同运量系数对运输成本的影响,为物流企业的集送货车辆路径优化提供参考。