2020, 12(3):261-273. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.001 CSTR:
摘要:几十年来,图像特征检测与匹配一直是图像处理的最核心领域之一,是计算机视觉的基石.没有特征检测与匹配就没有SLAM、Sfm、AR、通用图像检索、图像配准、全景图像等视觉任务.本文在回顾几十年来的经典检测算法的基础上,阐述了引用最新的以深度学习为首的机器学习算法后,在本领域取得的最新进展,包括特征点、局部特征子、全局特征子、匹配及优化、端到端框架等所有关键点,展示了算法各自的优缺点.总而言之,面对工业界的宽基线、实时、低算力检测的要求,图像特征检测和匹配仍然是一项未能完整攻克的任务,融合特征点、局部特征子、全局特征子、匹配及优化的多任务全局框架成为未来发展的趋势.
2020, 12(3):274-278. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.002 CSTR:
摘要:近年来,随着计算机技术的发展和终端设备的广泛使用,视频摘要技术得到了广泛的研究.视频摘要是数据摘要的重要研究方向.首先介绍了静态视频摘要的基本概念,然后对研究静态视频摘要的凸松驰方法和行列式点过程法的最新研究进展进行了概述.对于动态视频摘要,主要对分割视频和个性化视频摘要的最新研究进展进行了介绍.最后对视频摘要面临的问题以及将来的研究方向进行了介绍.
2020, 12(3):279-283. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.003 CSTR:
摘要:本文考虑了拒绝服务攻击下的网络化控制系统的H∞输出反馈控制问题.拒绝服务攻击的特征表现为能量有限和周期类型,它攻击无线网络通道进而退化系统性能.在系统状态部分未知的前提下,为了保证被控系统的稳定性和H∞性能指标,通过设计基于观测器输出反馈控制器,使得网络化控制系统在丢包和拒绝服务攻击下仍然保持稳定和预定性能.最后数值例子验证了所设计的控制器是有效的.
2020, 12(3):284-288. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.004 CSTR:
摘要:在直觉模糊信息系统的背景下提出了基于容差关系的直觉模糊粗糙集模型,从乐观悲观两个角度出发对目标集进行刻画,是对目标集的一种新的逼近方法,同时,可以发现乐观与悲观上下近似的关系.通过求解近似精度可以发现乐观直觉模糊粗糙集模型的近似精度更高.最后给出实证分析,进一步验证结论的有效性.
2020, 12(3):289-297. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.005 CSTR:
摘要:针对空间异构环境下易产生非线性和不确定性影响,多个异构航天器进行姿态控制存在执行器输入饱和约束,对有限的资源进行协作调度难度大等问题,提出了异构航天器包含饱和输入和不确定性动态的鲁棒一致性追踪控制策略.在该控制策略中,参考系统的动态权重矩阵被允许是完全未知的,因此现有的方法并没有可行解.通过引入有向生成树假设,一种新的权重平均方法被提出来构造分布式观测器动态.通过综合分布式观测和非线性动态,一类新的鲁棒一致性追踪控制器被设计.仿真结果表明:当同步行为和分布式观测动态能够被同时获得并且达到领导者状态,异构系统的鲁棒一致性问题将被解决.同时,通过利用多个航天器的动态模型,设计了不同性能指标的参数条件,验证和分析了提出方法的有效性.
2020, 12(3):298-304. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.006 CSTR:
摘要:针对有限通信情形下航天器自主交会的故障检测问题,提出了基于Delta算子的鲁棒故障检测滤波器设计方法.采用C-W方程来描述航天器间的相对运动模型,通过Delta算子方法对其进行离散化处理得到系统的离散模型.在故障检测滤波器设计中,考虑信号量化和数据丢包同时存在的情况,并且采用随机伯努利序列来描述数据丢包现象.最后,基于LMI方法给出故障诊断存在的充分条件,并通过数值仿真验证了所设计滤波器的有效性.
2020, 12(3):305-310. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.007 CSTR:
摘要:本文研究非线性多智能体系统在有向拓扑下的领导跟随H∞一致性问题.首先,提出一种新的多项式模糊建模方法来描述由领导者与跟随者构建的偏差动态系统.然后,设计一致控制协议使跟随者渐近跟踪领导者的轨迹.基于多项式李雅普诺夫函数技术,提出松弛的渐近一致的充分条件并确保存在外界干扰时多智能体系统具有H∞抑制性能.将导出的条件转化为平方和形式并能够进行数值求解.最后,给出一个实例来验证所提出的一致控制协议的有效性.
2020, 12(3):311-315. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.008 CSTR:
摘要:光电探测系统在光度测量及光谱检测领域应用广泛,是检测的核心部件.光电探测系统的响应时间反映了该系统能够探测的极限,对其进行准确的测量在实际应用中十分必要.本文展示了一种能够准确测量光电探测系统响应时间的方法,以常用的可调谐二极管激光器(波长为763 nm)为光源,采用方波信号调谐光源输出,测量了系统的响应时间.结果显示,示波器内电阻对系统的响应时间存在影响,当电阻为50 Ω时,探测系统的响应时间为4.5 μs.降低电阻值,可以进一步缩短响应时间.
2020, 12(3):316-321. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.009 CSTR:
摘要:本文提出了一种基于状态约束的直流电动机神经网络自适应有限时间控制方法.首先采用障碍李雅普诺夫函数对直流电动机的状态量进行约束,确保直流电动机的角位置和角速度限制在给定的约束区间内,引入神经网络逼近系统中未知的非线性函数.此外,通过引入有限时间控制技术,提高了系统的收敛速度和控制精度.仿真结果验证了该方法能够实现对直流电动机快速有效的位置跟踪控制.
2020, 12(3):322-329. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.010 CSTR:
摘要:本文提出了在有限的感知范围内,提高二维空间中移动网络的拓扑鲁棒性和连接鲁棒性的方法.由于移动基站和网络用户的动态不同步,控制策略被假定为异步的.在基于封闭区域重新定义连接的基础上,导出了保持当前网络拓扑的条件,并设计了两种方法来保证在提高拓扑和连接鲁棒性的过程中满足该条件.然后,设计了一种组合方法,给出了网络拓扑保持完整的充分条件.最后,通过数值算例验证了所提方法的有效性.
2020, 12(3):330-340. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.011 CSTR:
摘要:本文研究了具有量化输入信号和未知扰动的非线性系统的有限时间自适应输出反馈动态面控制问题.在控制设计过程中,利用模糊逻辑系统对系统中的非线性项进行逼近.然后引入一种滞回量化器来避免量化信号中的抖振,并且构造模糊观测器来估计系统中不可测的状态.为了提出一种有限时间控制策略,首先给出了半全局实际有限时间稳定的判据.在此基础上,将动态面控制技术与反步法相结合,设计了自适应模糊控制器.该控制器不仅能保证跟踪误差在有限时间内收敛到原点的一个小邻域,而且可以保证闭环系统中所有信号的有界性.最后通过一个仿真实例验证了该控制方法的有效性和可行性.
2020, 12(3):341-346. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.012 CSTR:
摘要:针对在高能等离子体X射线诊断中的Kirkpatrick-Baez (KB)高分辨显微控制较困难的问题,基于Denauit-Hartenbery (DH)原理,率先提出了双5自由度KB镜成像结构,分析了双机械手的各个连杆坐标系和位姿结构的运动学方程,从理论上分析双5自由度KB镜的像差.在此基础上搭建双5自由度KB镜光路系统,编制了KB镜控制流程,并获取了清晰的十字成像.实验结果表明,该方法设计的双5自由度机械手控制方法可以实现KB镜的精确控制,从而得到高精度分辨成像效果.
2020, 12(3):347-352. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.013 CSTR:
摘要:当数据中存在大量椒盐噪声时,传统的鲁棒非负矩阵分解方法无法获得更具有鲁棒性的低维特征.为了解决该问题,本文提出了一种更具有鲁棒性的权重曼哈顿非负矩阵分解来修复被污染的数据点以及通过曼哈顿矩阵分解获得鲁棒的特征表示.本文提出的模型可以被看作为非凸非光滑的优化问题,可以通过加速梯优化理论和最小一乘法求其局部最优解.通过对人脸图像ORL数据集加入椒盐噪声,实验结果表明本文提出的算法在图像修复和学习特征表示方面更有效、更鲁棒.
2020, 12(3):353-359. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.014 CSTR:
摘要:本文针对分布式传感器网络系统的Fornasini-Marchesini (FM)状态空间模型,对系统的预测控制器设计问题进行研究.特别是针对所考虑的二维FM传感器网络系统,提出了一种新的网络预测控制方案来补偿通信时滞.首先,根据李雅普诺夫稳定性理论,给出了二维系统保持稳定的充分条件;然后利用稳定性条件,提出了一种新的预测控制器设计策略并保证系统的控制性能;最后,通过一个数值实例验证了所设计控制器的有效性.
2020, 12(3):360-363. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.015 CSTR:
摘要:本文提出了基于KKT条件的稀疏编码算法.首先,将非凸非光滑的稀疏编码问题分解成两个凸非光滑问题;然后,巧妙地运用两个矩阵使两个凸非光滑问题转换成三个光滑凸优化问题,并通过KKT条件对三个问题进行求解,再通过凸优化理论证明三个问题在其对应规则下是非增的.最后,实验结果验证了算法的收敛性.
朱连华 , 谭岩 , 肖惠文 , 王露薇 , 李安琪 , 何陈涛
2020, 12(3):364-372. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.016 CSTR:
摘要:基于病毒动力学传染机制,构建了考虑不同时期防控措施影响下的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)阶段式传播模型.依据空间上的严重性将全国划分为三类疫情区,对各疫情区传染人数进行了阶段式模拟.结合上述模拟结果,进一步量化评估了各疫情区所采取的如武汉交通管制、对口支援湖北和小区封闭式管理等措施对抑制病毒传播的影响.结果表明,阶段式传播模型能够较好地模拟出各疫情区不同时期传染人数的变化特征,政府采取的交通管制和小区封闭式管理等防控措施大幅减少了传染人数,感染人数呈现出大幅下降的趋势,有效抑制了COVID-19的大规模扩散.
2020, 12(3):373-383. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.017 CSTR:
摘要:本文选取2007—2018年金华地区地闪资料,研究分析金衢盆地地闪大数据的气候特征,及地闪资料与地形、海拔高度的对应关系.结果显示:1)2007—2018年金华地区地闪年均次数为45 481次,年均地闪密度为4.3次·km-2·a-1,地闪密度变化范围为2.64~5.92次·km-2·a-1;2)2007—2018年金华地区逐年地闪空间分布差异大,各年的空间分布不均匀,地闪主要分布在西南角的仙霞岭及其至会稽山沿线,以及兰溪市、婺城区及金东区交界的金华山,而东南角海拔较高的大盘山和北面的龙门山的总地闪密度高值面积较小;3)将总地闪密度分段与地形、海拔高度对比显示,80次·km-2以上总地闪密度与高海拔山区有较好的一致性,强地闪(电流强度100 kA以上)密度为5~7次·km-2的25个点中有23个点分布在海拔208~989 m山区;4)下垫面电阻率较低的三江流域地区地闪密度为金衢盆地内最大的"洼地",杭长铁路及附近的地闪密度仅接近平均值,这与其他相关研究结论不一致;5)2007—2018年中有41.7%年份的地闪次数和总地闪次数随海拔高度增加,其他年份的地闪强度均值和总地闪强度均值随海拔高度增长,且均通过了显著性检验.
2020, 12(3):384-389. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.018 CSTR:
摘要:为解决传统自平衡平台响应速度慢、控制精度低的问题,本文提出了基于EtherCAT总线的六自由度自平衡平台设计方法,由6台支持EtherCAT通信的伺服驱动器带动6条电动缸做伸缩运动,平台的倾角数据由陀螺仪读取并通过EtherCAT传输到主站,并利用自抗扰控制算法对平台进行精确控制.实验结果表明,所设计平台具有低延时和较高的抗干扰能力等优点.
2020, 12(3):390-394. DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2020.03.019 CSTR:
摘要:研究气象预警信号发布的时空特征与发布原则,对监测极端灾害性天气和发布预警信号有一定的指示意义.对湖北省2016—2019年期间发布的气象预警信号运用分类统计法按信号类别、等级、发布时间、发布区域进行统计分析,发现暴雨、大风、雷电、大雾、高温为主要的预警信号,预警落区主要分布在鄂东南、鄂西南,预警发生时间主要集中在夏季的7—8月.在此基础上,提出了湖北省气象预警信号的发布原则.
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