基于多传感数据融合的室内空间适老化环境监测系统设计

针对当前多传感数据融合算法性能不够理想导致室内空间适老化环境监测效果较差的问题,提出一种改进的多传感数据融合算法。提出一种变长数据融合算法(VLDFA)来消除冗余数据,对蜻蜓优化算法(DA)进行改进,结合改进DA和改进BP神经网络(BPNN),构建多传感数据融合模型。结果显示,该模型的精度超过98%。在温度误差与湿度误差监测比较中,所提出的模型的温度误差平均值为0.34℃,优于另外2种模型,表明该模型的多传感数据融合效果较为良好,能够很好地调整老年人居住环境。

激光雷达和相机的决策级融合目标检测方法

【目的】激光雷达与相机这两类传感器检测数据格式不统一、分辨率不同,且数据级和特征级的融合计算复杂度高,故提出一种决策级的目标融合检测方法。【方法】对激光雷达与相机的安装位置进行联合标定,实现这两类传感器检测结果的坐标系转换;利用匈牙利算法将激光雷达点云检测目标框和相机图像检测目标框进行匹配,设定目标框重合面积阈值,检测获得目标物的位置、类型等。【结果】实车测试结果表明,根据检测目标检测框长宽比选取不同交并比阈值的方法使得车辆和行人的目标识别准确率分别提升了3.3%和5.3%。利用公开数据集KITTI对所提融合方法进行验证,结果表明,在3种不同难度等级场景下,所提融合方法的检测精度分别达到了75.42%、69.71%、63.71%,与现有常用的融合方法相比,检测精度均有所提升。【结论】这两类传感器的检测目标框重合面积阈值对决策级融合检测结果影响较大,根据检测目标检测框长宽比选取不同阈值可有效提升车辆和行人的目标识别准确率。决策级融合方法能准确匹配雷达和相机的检测目标,有效提升目标检测精度。

面向畜禽舍温度监测数据融合算法改进研究

在现代化大型智能畜禽养殖中,由于畜禽舍内温度分布不均匀、传感器采集数据效率低下等原因,无法全面、准确及时反映畜禽舍内温度变化情况。为提高畜禽养殖温度监测系统的性能,提出一种分层无线传感器网络(WSN)实时融合策略。该策略设计的无线传感器网络分为两层,首先将底层传感器采集的温度数据利用改进的无迹卡尔曼滤波器(IUKF)进行预处理,然后融合中心利用改进蜣螂算法优化核极限学习机(IDBO-KELM)对预处理后的数据进行实时融合。试验结果表明,在数据预处理方面改进的无迹卡尔曼滤波器能够有效抑制畜禽舍内噪声干扰,克服采集数据出现异常和发散现象;在多传感器数据融合方面本文建立的IDBO-KELM算法其训练集与测试集准确率分别是99.15%和98.12%,相较于原始算法准确率提升6.98%,数据融合用时3.36 s,保证禽畜舍内温度监测的效率和准确性,同时减少运算时间。

基于神经网络的南方夏季蛋鸡舍环境与产蛋性能关系模型研究

为了解决南方地区夏季高温高湿蛋鸡舍环境质量难以精准评价与调控的问题,试验构建了基于神经网络的南方夏季蛋鸡舍环境与产蛋性能关系模型,将采集的蛋鸡舍多环境因子数据作为输入,将依据产蛋率划分的环境质量等级作为输出,对反向传播(BP)神经网络、径向基(RBF)神经网络和广义回归(GRNN)神经网络三种神经网络进行训练验证,得到蛋鸡舍环境质量初步评价结果,然后将归一化后神经网络组的输出作为改进D-S证据理论基本概率分配的输入,利用改进的D-S证据理论方法,融合计算得到蛋鸡舍环境质量的综合评价结果。结果表明:在神经网络初级融合评价有冲突的情况下,改进的D-S证据理论法对蛋鸡舍环境状态为差的支持率为0.796 4,而传统D-S证据理论方法、Murphy方法和邓勇方法对蛋鸡舍环境状态为差的支持率分别为0.698 7,0.687 8,0.694 0。说明试验构建的综合评价模型对蛋鸡舍环境的融合评价精度和准确率更高,可以有效解决融合决策失误问题,可用于南方夏季高温高湿蛋鸡舍环境的精准调控。

基于并联型神经网络的环境声音分类

针对传统单输入模型在环境声音分类中准确率不高的问题,提出一种基于时域特征和频域特征并联型特征融合神经网络。在该网络中,首先通过数据增强的方法来处理原始音频;其次处理后的原始音频数据和梅尔(Mel)频谱特征数据分别送入原始波形网络和Mel频谱网络,得到其时域和频谱特征后,进行特征融合;最后,将特征融合后的结果送入SoftMax分类器进行分类。本文在UrbanSound8K数据集上进行了实验验证,最终分类准确率高达96.03%,优于其他模型。

可变形特征融合的无人驾驶系统三维车辆检测

针对无人驾驶系统环境感知中的车辆检测精度低的问题,提出一种基于可变形特征融合的三维车辆检测算法。首先,通过路面实况增强算法,提高收敛速度和性能;去除地面点云,减少无关点云的干扰。接着,构造可变形特征融合模块,自适应对齐不同模态数据之间的姿态和位置信息,提升多模态数据的利用效率;优化损失函数,添加对抗损失判断车辆运动的真实性,提高网络对小目标的检测精度。最后,通过训练得到网络模型的最佳权重,使用KITTI数据集进行测试,能达到较好的车辆识别效果。实验结果表明:其平均精度值为83.26%,平均检测时间为0.15 s。该算法能够快速、准确地在无人驾驶系统中对车辆进行识别。

某型舰载电子产品小子样可靠性评估研究

可靠性评估是对产品可靠性水平进行评价,对产品可靠性要求进行验证的重要方法与手段。为解决装备研制过程中遇到的小子样可靠性评估问题,引入环境因子和信息融合的概念,提出一种确定环境因子的方法和步骤。首先,给出指数分布产品基于手册预计法的环境因子计算方法和步骤;然后,结合工程实例展示了产品环境因子具体的计算过程;最后,借助环境因子达到了不同环境条件下可靠性数据信息融合的目的,实现了产品的可靠性综合评估,解决了产品小子样可靠性评估的问题。实例结果表明,所提可靠性评估方法能有效融合不同环境下的可靠性数据信息,有效提高可靠性评估的准确度,方法合理可行,便于工程应用。

基于电力大数据与环保大数据融合的数字化多元环境监控方法探析

随着工业化和信息化的快速发展,电力与环保成为现代社会的两个重要支柱。在这两个领域中,大量的数据每天都在产生,而这些数据包含着巨大的潜在价值和应用空间。如何从这些庞大的数据中提取有用信息,并将其转化为有益的决策和策略,已经成为当今科技和产业界面临的重要挑战。而电力与环保的数据融合,为两个领域的发展提供了新的视角和机遇。本文旨在探讨电力与环保领域大数据的融合技术和方法,以及如何通过这些技术和方法为电力供应和环境监测提供有效的支持和辅助。

基于多特征融合的水环境污染负荷空间分布检测研究

水环境污染特征多样且复杂,导致污染负荷空间分布检测难度大。因此提出基于多特征融合的水环境污染负荷空间分布检测方法。首先对水环境遥感图像进行辐射量定标、大气修正处理,获取高质量遥感图像。然后确定遥感图像特征,并对提取到的多特征进行规范化和融合处理。最后根据多特征融合结果和对比度方法分割时域融合图像获取水环境污染负荷空间分布参数,从而实现水环境污染负荷空间分布检测。实验结果表明,所提方法能够检测出水污染负荷空间分布情况,并准确判断水质环境状态,为后续的环境治理修复提供重要依据。

环境应急监测中多源数据融合与综合分析方法研究

本文旨在对环境应急监测中的多源数据融合与综合分析问题进行研究,以提高对环境突发事件的监测与响应能力。通过探索传感器数据融合、卫星遥感与地面监测数据整合,以及无人机与移动传感器数据融合策略等多源数据融合方法,提高监测数据的全面性与准确性。在数据质量控制与预处理方面,关注噪声抑制、异常值处理、数据标定与纠正以及处理数据时空同步性的方法,确保融合数据的高质量,并通过时空关联分析、空间插值与预测模型、统计学方法等综合分析方法与模型构建,实现对复杂监测环境的深度理解。通过本文的研究,为应急监测环境下的多源数据处理提供了实用性解决方案。

基于激光雷达与相机融合的城市交叉路口车辆识别技术

针对单一传感器环境感知系统不可避免存在难以克服的缺陷,将激光雷达与相机进行融合,综合2种传感器的优势,形成互补,提高无人车的环境感知能力.研究了激光雷达与相机的融合技术,将传感器融合技术应用于城市道路交叉路口的目标识别.基于Flood Fill算法的搜索理论与谱聚类算法的切图理论结合,同时考虑点云之间的欧氏距离和空间分布特征,进行激光雷达目标检测方法研究.提出了基于激光雷达与相机融合的目标识别方法,对传统的PnP求解原理进行分析.提出了基于平面法线对齐的方式求解位姿转换关系,并引入遗传算法对求解结果进行优化,利用自动驾驶仿真软件,对激光雷达与相机的融合结果进行仿真验证.结果表明:提出的激光雷达与相机融合方法,可以对城市道路交叉路口中的车辆目标进行准确识别,使无人车在城市道路交叉路口具备感知无人车周围360°范围内目标的能力,保障无人车的安全以及提高无人车的环境理解能力.

基于信息融合的燃气环境监测技术研究

针对传统燃气安全监测方法只针对于单一环境变量,并不能准确监测环境信息的问题,采用多传感器信息融合算法对燃气环境安全进行监测。首先使用滑动均值滤波算法消除监测数据中出现的异常数据与噪声;其次使用卡尔曼滤波算法对同质传感器数据进行数据级融合;最后,采用基于遗传算法优化BP神经网络对数据进行决策级融合。实验结果表明,相对于传统单一监测方法,基于多传感器信息融合的燃气环境监测系统准确率高,可靠性好,在燃气安全方面具有良好的应用场景。

基于深度矩阵分解的无人感知系统信号补全方法研究

针对当前无人车行驶过程中存在的异常信号测试手段缺乏问题,以可靠性行驶试验中受到环境干扰等导致的信号异常为例,利用感知系统中多传感器感知信号在时域和空域上的相关性,建立多传感器采集数据信息间的交叉数学模型,提出将传感器采集信号和各传感器分别作为信号矩阵的行列元素,通过此数值化方式将原始多传感器信号转化为可参数化的信号矩阵模型。还提出了一种基于矩阵补全和深度矩阵分解融合(MC+DMF)的方法恢复由于环境干扰等导致的部分异常信号,根据神经网络前向传播特性,将原始矩阵中的行向量(单个传感器在i时刻的各采集数据)和列向量(传感器向量)进行降维,降低失真信号矩阵在特征提取过程中的计算量,利用Hadamard乘积对特征提取后的损失函数正则化避免出现过拟合,将该方法运用至SODA10M和KITTI公开数据集中,并与传统的单一矩阵分解(MF)、概率矩阵分解(PMF)、带偏置的奇异值分解(Bias-SVD)方法进行均方根误差(MAE)对比试验,可有效检测到行驶过程中出现的异常信号传感器。结果表明,深度矩阵分解方法能极大地降低数据恢复误差和时间,相较于概率矩阵分解方法,其误差率低1%,恢复时间少约20.65%。

无线传感器网络中的数据融合技术研究

无线传感器网络中的数据融合技术是一种将多个传感器节点采集到的数据进行整合、分析和处理的技术。该技术可以提高数据采集的准确性和实时性,为各种应用提供科学依据和支持。本文从无线传感器网络和数据融合技术的概述入手,详细介绍了无线传感器网络中的数据融合技术,并以环境监测、智能交通、农业和工业制造4个领域为例,阐述了数据融合技术在不同领域的应用,旨在为相关研究人员提供有效参考。

环境艺术设计与中国传统元素的融合路径探究

中华文化源远流长、博大精深,在历史长河中传统元素不断扩张、种类丰富,不仅是优秀文化的体现与象征,更是精神文明与艺术创造的重要支撑。尤其在艺术设计领域,传统元素发挥着重要作用,可以使艺术作品被赋予文化意境的同时,凸显艺术作品的视觉传达效果。如今,艺术设计领域愈加重视传统元素在作品中的应用效果。就环境艺术设计领域而言,只有把握好传统元素融合路径,才能够更好地发挥传统元素价值,提高环境艺术设计水平。本文先后围绕环境艺术设计与中国传统元素的融合原则和融合路径展开了相关探讨,以供参考。

简单城市环境下地面无人驾驶系统的设计研究

由于需要在统一的软硬件配置下满足各类场景的工作要求,因此具有开放性的智能驾驶系统对于地面无人平台而言至关重要。全面介绍参加2011中国智能车未来挑战赛的北京理工大学BIT-III智能驾驶系统。该系统具有两方面的突出特点:设计具备纵横向规划能力的局部路径规划算法并将其作为系统核心功能,从底层实现安全、平顺和稳定的自主驾驶;围绕路径规划的需求,根据输出模态对环境感知功能进行分类,便于融合不同传感器的信息。比赛和测试结果表明,BIT-III具有简单城市环境下全无人自主驾驶的能力,而开放式的系统设计使其能够在保证已有功能的基础上进化式地提高智能化水平,满足更为复杂的工作要求。

基于无线传感网的智能环境监控系统设计

针对传统环境监控系统存在的缺点,设计了一种新型无线传感器网络的环境监控系统。系统采用分布式融合结构,通过终端节点的多种传感器采集环境信息,终端对信息预处理后实时将信息传输到协调器。协调器融合各终端传感器信息,提取精确信息上传至融合中心,融合中心通过分析数据发布命令给控制中心,控制中心利用单片机驱动电机可以自动或手动控制风机和水泵对环境进行调节和控制。同时,系统还具有自动预警功能。通过验证,该系统稳定、可靠,能广泛应用于不同领域的分布式多点环境监控。

多传感器数据融合技术在室内环境品质监控系统中的应用

为解决室内环境监控系统在信息处理中的误差和不确定性问题,提出一种多传感器自适应加权数据融合算法及基于模糊集理论融合算法的室内环境品质综合指数判定原则。该算法和判定原则以室内环境监测数据为研究对象,对室内环境品质因素进行综合等级评估,并根据评估结果控制驱动设备动作。实验表明:这种数据融合算法和判定原则是正确的,以此构造的室内环境品质监控系统具有较高的精度。

可生物降解聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器的体内生物力学

背景:为增加腰椎后路横突间植骨融合率,进一步减少并发症,李开南等用聚乳酸-乙醇酸共聚物材料制成了可吸收横突间融合器(中华人民共和国知识产权局专利号:200810148018.0)。目的:研究聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器在动物体内的生物力学变化情况。方法:采用电脑将96只波尔山羊随机分均为实验组和对照组,咬除L4横突下缘和L5横突上缘的皮质骨,实验组在羊右侧L4、5横突间隙置入填有自体髂骨的聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器;对照组在相应位置植入同融合器大小相当的自体髂骨块,分别于术后1,3,6,9,12,18个月取整个腰椎制成标本,用脊柱三维运动测量系统测算各组标本L4、L5节段前屈、后伸、侧屈、旋转的运动范围。结果与结论:两组前屈、后伸、侧屈、旋转运动分别于术后1,3,6,9,12,18个月依次减少;实验组术后3,9,12个月前屈运动范围小于对照组(P<0.05),术后1,3,9,12个月后伸、旋转、右侧弯运动范围小于对照组(P<0.05),术后9,12个月左侧弯运动范围小于对照组(P<0.05)。说明可生物降解聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器置入山羊体内后,在早期能够提供初始力学稳定,中期可以避免应力遮挡,同时可以为骨形成提供支架作用,有利于骨的爬行替代,生物力学性能优于自体髂骨植骨。

基于无线传感网的古建筑健康监测技术

针对如何利用信息技术有效保护古建筑,提出一种运用多维信息融合技术实现对古建筑的实时状态进行自动监测的传感器网络体系架构,包括物理感知层、网络传输层、服务分析层和管理决策层4个层次,并对体系中各层次的技术方案进行相应的设计。其中,为实现对古建筑的各项参数进行准确地采集、预处理和传输,设计古建筑监测无线传感网。另外,为便于监测数据的保存和分析,建立古建筑健康状态数据库。为更准确地判定古建筑现状的健康程度,为管理部门提供决策依据,提出结合多源信息融合理论和预测算法对古建筑健康状态进行深度分析的方法。该体系已应用在相关古建筑的实际监测中,可以充分体现其便捷、实用、可靠性高的优势。