ITS智能车辆横向运动模式空间构造算法研究

1． 山东大学控制科学与工程学院，山东济南250061；2． 山东理工大学计算机科学与技术学院，山东淄博255049；3． 天津大学电气与自动化工程学院，天津300072）摘要：针对ITS（intelligent transport system）智能车辆复杂的非线性结构和时变特性，提出了以空间代替时间建立IV（intelligent vehicle）横向运动模式空间的思想．通过改变车辆的各种参数，针对车体的数学模型采集车体在各种环境条件下的模拟运动控制信息．以模糊C均值算法（FCM）为基础，推导出车辆运动模式空间的构造算法．该构造算法能够客观地对测量数据进行有效聚类，聚类清晰，模式子空间划分清楚，从而为车辆运动模式空间的构造提供了一种理论依据．最后对样本数据的聚类和模式空间的构造算法进行了仿真，结果证明了算法的有效性和可行性     

基于差分粒子群和模糊聚类的彩色图像分割算法

彩色图像数据信息量较大,传统的模糊C均值聚类算法（FCM）在分割时更加容易受到初始聚类中心影响陷入局部极值．文中研究了一种融合差分演化、粒子群和模糊均值聚类的彩色图像分割算法（DEPSO—FCM）．利用差分演化算法的快速收敛特性、粒子群算法的全局搜索能力,解决模糊均值聚类图像分割时易受到初始聚类中心影响和陷入局部最优的问题。同时针对不同的色彩空间对于图像分割效果的影响,尝试在不同的空间上使用DEPSO-FCM进行图像分割．实验表明,该方法能解决FCM算法陷入局部最优的问题,在不同的色彩空间上都获得了理想的分割效果．     

模糊加权流数据软子空间的聚类算法

现有的软子空间聚类算法都是基于批处理技术的聚类算法,不能很好地应用于高维数据流或大规模数据的聚类研究．利用模糊可扩展聚类框架,与模糊加权软子空间聚类算法相结合,提出了一种有效的模糊加权流数据软子空间聚类算法（FWSSC）．实验结果表明,FWSSC对于高维流数据可以得到与批处理软子空间聚类方法近似一致的实验结果．     

增量式模糊C有序均值聚类算法

针对传统聚类算法难以处理大规模数据和对噪声数据敏感等问题,基于模糊C有序均值聚类算法（FCOM）,结合single-pass和online增量架构,分别提出了single-pass模糊C有序均值聚类算法（SPFCOM）和online模糊C有序均值聚类算法（OFCOM）.SPFCOM和OFCOM算法首先对FCOM算法加权,然后以数据块为单位对数据集合进行增量式处理.实验结果表明,相较于对比算法,SPFCOM和OFCOM算法在聚类准确率方面得到了提高,还具有更强的鲁棒性.     

高速公路出入口运动车辆轨迹分层聚类算法

为了提高对高速公路出入口车辆运动行为的理解和分析水平,根据出入口车辆运动轨迹的时空特征,提出了一种运动轨迹层次聚类算法。结合出入口轨迹方向一致、长短不一的特点,提出采用改进Hausdorff距离来衡量轨迹间的相似性。建立了改进模糊C均值轨迹分层聚类算法,首先根据轨迹的空间几何位置进行路径聚类,然后根据车辆的速度信息对已有路径聚类进一步聚类获得具有时空区分度的最终结果。真实高速公路出入口的试验结果表明:本文提出的轨迹聚类算法对于场景固定运动行为模式不仅具有较强的适用性,而且能够保障聚类结果的准确性和可靠性。     

基于后置近邻函数准则的改进型模糊聚类算法

针对不规则形状分布的数据，提出了一种新型模糊聚类算法．该方法结合了近邻函数准则分类算法，对模糊C均值聚类算法进行了拓展．仿真实验表明对球形分布的数据和非球形分布的数据，这种新算法的聚类性能优于模糊均值聚类算法。     

混合模糊谱系聚类算法

针对模糊C-均值聚类算法对聚类数预先不可知和谱系聚类所具有的缺陷,提出了混合模糊谱系聚类算法,该算法结合模糊聚类和谱系聚类,自动确定聚类数目,并可以有效的对数据进行聚类．实验表明,该算法具有良好的有效性和可行性．     

不确定性空间数据挖掘算法模型

在分析空间数据和空间数据挖掘的不确定性基础上，针对传统空间数据挖掘的局限性，将空间数据的不确定性和空间数据挖掘的不确定性有机结合，以EM算法和Apriori算法为基础，建立了不确定性空间数据挖掘算法模型，包括不确定性空间数据聚类算法（UNEM）和不确定性空间数据关联规则挖掘模型（USAR）．并以中国37个有代表性的大中城市的地理空间经济数据为例，进行实验验证，结果表明：采用不确定性空间数据挖掘算法模型比传统的空间数据挖掘方法得到的知识更为真实客观．     

一种改进的模糊核聚类算法

文章提出了将HCM,FCM和核方法结合在一起的,一种改进模糊核聚类算法。该算法的思想是将样本数据映射到特征空间,然后在特征空间内计算类中心、隶属度以及距离表达式,再在特征空间内进行模糊聚类,并且针对个别样本（即隶属度比较接近的样本）加入了截集因子确定样本的归属,确保聚类的效果。实验结果表明,与传统的模糊聚类算法相比,改进的模糊核聚类算法在多种数据结构条件下可以有效地进行聚类,总体性能优于HCM,FCM和FKCM。     

基于粒子群优化模糊核聚类的电梯群交通模式识别

为了改善电梯群控系统的性能,使电梯群节能并高效运行,针对不同的交通模式采用合理的调度算法对电梯群进行优化调度,提出一种基于粒子群(PSO)的模糊核聚类算法(KFCM)的电梯交通流模式识别方法．利用基于梯度下降的粒子群优化算法代替KFCM算法的迭代过程,可使算法具有较强的全局搜索能力和局部搜索能力,并降低了KFCM算法对初始值的敏感度．利用核方法将低维特征空间的样本映射到高维特征空间,增加对样本特征的优化,并使样本特征在高维特征空间线性可分,更加容易聚类．采用在某办公楼采集的电梯交通流数据作为测试样本,仿真结果表明,与FCM聚类算法相比,该算法具有良好的性能指标,对电梯交通流的聚类效果更准确．     

锅炉智能CAD的技术和方法研究

从设计方法学角度描述了锅炉方案设计问题，将锅炉方案设计活动分解为“方案创造”、“方案分析”、“方案评价”和“方案调整”四项子活动.基于面向对象的知识表示方法，建立了由属性空间、关系空间、规则空间、约束空间、案例空间和方法空间构成的锅炉智能计算机辅助设计（CAD）的设计对象模型，并解释了运用该模型进行锅炉智能CAD的主要过程.提出了锅炉智能CAD的总体技术方法，即基于案例知识的智能化方案创造、基于确定性过程知识的智能化方案分析、基于约束知识的智能化方案评价，以及基于规则知识的智能化方案调整.开发了锅炉智能CAD系统的总体框架原型，并已将部分功能应用于工程实践.实践表明，上述技术和方法符合实际需求，可有效支持锅炉智能CAD系统的开发.     

基于卷积神经网络的预制叠合板多目标智能化检测方法

在生产过程中,预制构件尺寸不合格问题将导致其在施工现场无法顺利安装,从而影响工期。为推进预制构件智能化生产的进程,以预制叠合板为例,基于卷积神经网络研究生产过程中的智能检测方法,在生产流水线上设计并安装图像采集系统,建立预制叠合板尺寸检测数据集。通过YOLOv5算法实现对混凝土底板、预埋PVC线盒及外伸钢筋的识别,并以固定磁盒作为基准参照物进行尺寸检测误差分析,实现混凝土底板尺寸、预埋PVC线盒坐标的检测,在降低训练数据集参数规模的工况下保持较高的识别精度。结果表明：该方法可以有效检测预制叠合板的底板数量和尺寸、预埋PVC线盒数量和坐标,并实现弯折方向不合格的外伸钢筋检测,并能降低人工成本,提高检测精度,加快检测速度,提高预制叠合板的出厂质量。     

Free gait generation method for omnidirectional locomotion on abrupt terrain with multi-legged biomimetic robot

In order to achieve omnidirectional locomotion on rough terrain with multi-legged biomimetic robot,a free gait generation approach is proposed based on local rules.The phase coordinates of each operation leg was established according to the motion task and a universal depiction of leg-end locomotion was implemented;the mathematical relation of gait pattern and walking velocity of multi-legged robot was put forward;combined polynomial curve was adopted to generate the leg-end trajectory,which was capable of accomplishing walking missions and accommodating to landform conditions;a distributed network of local rules for gait control was constructed based on a set of local rules operating between adjacent legs.In the simulation experiments,adaptive regulation of inter-leg phase sequence,omnidirectional locomotion and ground accommodation were realized.Moreover,statically stable free gait was obtained simultaneously,which provided multi-legged robot with the capability of walking on irregular terrain reliably and expeditiously.     

A new-style clustering algorithm based on swarm intelligent theory

Data mining is the process of data selection,ex-ploration and building models using vast data stores touncover previously unknown patterns[1].It can makethe decision-making based on the knowledge,by fore-casting the unborn development tendency and action.…     

基于数据挖掘的知识发现在MDSS中的应用研究

主要讨论基于数据挖掘技术的知识发现在军事决策支持系统中的应用,提出了基于数据挖掘的知识发现方法,建立了知识向量集的拓扑空间概念并提出了基于拓扑空间向量集的不确定性知识表示方法.     

空间智能桁架的有限时间振动抑制控制

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.     

基于Radon变换的矩不变量及其应用

提出了一种基于Radon变换的新的图像识剐方法。首先构造了二维图像在Radon变换空间的平移和比例矩不变量，基于该矩不变量引入整体平均技术获得了更好的抗噪效果，并根据变换空间数据的特性，提出了利用奇异值分解得到一般意义下的旋转不变量。利用不同的图像库进行识别研究，实验结果指出了两种方法的不同应用条件。’     

音乐情感的语言值计算模型研究

基于音乐情感的心理模糊量的言词研究成果——Hevner情感环模型，提出了一种音乐情感的语言值计算模型。该模型利用八维语言值向量来表示音乐情感，并定义了任意两首乐曲之间的情感相似性度量。本文还通过语义认知实验建立了由基本语言值集构成的情感心理空间。结合情感化音乐检索和多专家决策的需要，本文基于音乐情感向量的代数和逻辑运算法则实现了多源情感信息的融合，实例表明该融合方法符合音乐情感认知的心理模式。     

Joint space compliance control for a hydraulic quadruped robot based on force feedback

In the realm of quadruped robot locomotion, compliance control is imperative to handle impacts when negotiating unstructured terrains. At the same time, kinematic tracking accuracy should be guaranteed during locomotion. To meet both demands, a joint space compliance controller is designed, so that compliance can be achieved in stance phase while position tracking performance can be guaranteed in swing phase. Unlike operational space compliance control, the joint space compliance control method is easy to implement and does not depend on robot dynamics. As for each joint actuator, high performance force control is of great importance for compliance design. Therefore, a nonlinear PI controller based on feedback linearization is proposed for the hydraulic actuator force control. Besides, an outer position loop(compliance loop) is closed for each joint. Experiments are carried out to verify the force controller and compliance of the hydraulic actuator. The robot leg compliance is assessed by a virtual prototyping simulation.