基于目标状态估计的UAV路径重规划决策模型

变结构离散动态贝叶斯网络能感知突发固定威胁,但难以应用于状态未知的突发机动威胁.针对此问题,提出一种新的无人机路径重规划决策模型.该模型以变结构离散动态贝叶斯网络为基础,在机动威胁目标状态未知情况下,结合Kalman滤波理论,得到基于动态贝叶斯网络的目标状态估计模型,并将其作为一个模块加入路径重规划模型中,实现路径重规划决策.仿真结果证明了所提出的无人机路径重规划决策模型的正确性.     

基于目标状态估计的UAV路径重规划决策模型

变结构离散动态贝叶斯网络能感知突发固定威胁,但难以应用于状态未知的突发机动威胁.针对此问题,提出一种新的无人机路径重规划决策模型.该模型以变结构离散动态贝叶斯网络为基础,在机动威胁目标状态未知情况下,结合Kalman滤波理论,得到基于动态贝叶斯网络的目标状态估计模型,并将其作为一个模块加入路径重规划模型中,实现路径重规划决策.仿真结果证明了所提出的无人机路径重规划决策模型的正确性.

     

基于生物地理学优化的多UCAV协同航迹规划

研究多无人机协同路径规划问题,为了获取从起始点到达目标点,能够避开各种阻碍的最优运动路径,提出了一种基于BBO的多UCAV协同航迹规划方法.通过对地形环境、航迹表示方式进行描述,将生物地理学优化算法运用于多UCAV协同航迹规划,对约束条件及威胁进行分析,建立了UCAV航迹规划模型及多UCAV协同航迹规划模型;对BBO算法适宜度向量编码及迁徙模型进行了分析,设计了相应的优化算子;最后,构建了多UCAV协同航迹规划的求解框架,并结合BBO算法开展了相应的仿真.仿真结果表明,改进方法较好地实现了多UCAV协同航迹规划的优化.     

基于稀疏A*搜索和改进人工势场的无人机动态航迹规划

针对不同属性的障碍物所构成的威胁分布模型, 本文提出了一种基于稀疏A*搜索算法预规划和改进人工势场相结合的无人机动态避障算法. 该算法首先对威胁分布建立栅格化模型; 然后根据静态威胁, 基于稀疏A*搜索算法进行全局航迹规划; 最后结合预规划路径和动态威胁分布, 利用改进人工势场法完成无人机的动态避障. 仿真结果表明, 该方法能够规划出给定威胁指标下的全局最优路径并达到良好的动态规避性能.     

带定位误差约束的多无人机快速协同航迹规划北大核心

在战场中,采用多架无人机协同配合对目标进行打击可以有效提高目标毁伤概率。实施过程中,无人机除了会受到自身的硬件约束,还会遇到环境约束以及任务要求约束等众多软硬约束条件。针对无人机执行打击任务过程中存在的定位误差校正约束、转弯半径约束以及时间协同约束等,建立了多约束条件下多无人机快速协同航迹规划的混合整数规划模型,利用CPLEX进行求解。仿真结果表明,上述模型可以为多架无人机生成合理航迹,确保有效执行任务。     

一种面向突发威胁的多因素Dubins航迹规划算法

针对传统无人机航迹规划算法应用在突发威胁场景下存在搜索点冗余、路径规划实时性较差等问题,提出了一种基于多因素Dubins路径的无人机动态航迹规划算法。该算法首先根据无人机自身性能约束及突发威胁区域的位置,并且考虑无人机的起始和最终位置,利用传统的Dubins路径找到有效的路径扩展点。然后结合启发式搜索思想建立基于路径长度和威胁的路径扩展点评估函数。最后通过路径评估函数计算,比较路径点的代价值,选取每一步的路径扩展点,规划出较优路径。仿真结果表明,在突发威胁场景下利用该算法进行航迹规划时路径长度较短、路径扩展点较少,并且符合无人机实际飞行过程中航向角变化,可有效保障无人机的安全性和航迹规划的实时性。     

基于改进约束差分进化算法的动态航迹规划

为解决三维复杂环境下无人机动态航迹规划问题,提出一种基于改进约束差分进化算法的动态航迹规划方法,以满足对实时性及动态搜索精度的要求.首先,根据无人机航迹规划特点将其描述为包括飞行约束及威胁约束在内的约束优化问题,并构造目标代价函数和约束限制函数;其次,将广义反向学习和自适应排序变异操作引入到约束差分进化算法中,以提高算法的多样性、收敛速度和寻优精度;最后,利用自适应权衡模型对各状态下的约束限制进行处理,充分利用“精英”个体信息,实现对目标适应值的合理转换.通过仿真实验以及与3种先进约束差分进化算法比较表明:所提方法能够有效实现静态及动态威胁回避,规划出安全适航的飞行路径,实现地形跟随;相较于其他3种算法,所提方法具有寻优性能好、鲁棒性强、收敛速度快和可靠性高等优势.     

基于协同进化的多无人机航迹规划研究

关于多无人机航迹优化研究,针对复杂环境下多无人机(UAV)系统的航迹规划,达到摧毁目标最大化,解决不同无人机之间的协同和防撞问题,提出了一种利用合作型协同进化算法的多无人机三维航迹规划方法.利用数字地图建立了无人机安全飞行曲面,采用并行进化的方案,将每个无人机航迹规划当作一个子问题,通过协同函数和无人机间的防撞设计实现各无人机间的时间协同和空间防撞.各子种群采用自适应的进化方法,在保持多样性的同时,保证了算法收敛的快速性.仿真结果表明,算法有效实用,能快速得到各无人机的低空突防三维航迹,可为多无人机航迹优化提供手段.     

多无人机模糊多目标分布式地面目标协同追踪

针对城市环境中多约束条件下多无人机协同追踪地面目标问题,综合考虑具有不同重要性等级的多个优化目标,提出了一种基于分布式预测控制的模糊多目标航迹规划方法.首先,考虑城市环境中建筑物对无人机视线遮挡、无人机和传感器能量消耗等因素,分别采用目标覆盖度、控制输入代价和开关量形式传感器能耗等为目标函数,将多无人机协同追踪航迹规划转化为多目标优化问题;然后,基于分布式预测控制框架,利用每架无人机未来有限时域内的预测状态,构建多无人机之间的避碰约束,并结合最小转弯半径等约束,形成分布式协同航迹规划模型;最后,针对多个优化目标的不同重要性等级要求,利用模糊满意优化思想将目标模糊化,并根据更重要目标具有更重要满意度的原则,将优先等级表示为松弛满意度序,通过在线求解得到有限时域内每架无人机的局部航迹;与传统多目标加权算法仿真结果对比,验证了所提方法的有效性,充分说明了该方法能够获得同时满足目标优化和重要性等级要求的最优航迹.     

2多无人机协同干扰组网雷达的优化研究

组网雷达系统具有较强的抗干扰能力,如何通过协同控制多无人机的飞行航迹,对敌方的组网雷达系统造成假目标欺骗,是当今对抗界关注的问题之一.本文以最优化理论为基础,研究了在实现固定假目标航迹干扰任务的前提下,多无人机对组网雷达协同干扰的调度策略问题.通过建立空间几何线性规划、多旅行商规划等模型,并利用蚁群算法和聚类法对模型进行求解,对无人机调度策略做出优化.最后通过应用实例:在多架无人机面对5个雷达生成20个虚假航迹点的条件下,求解无人机最小数量,确定其调度策略,验证了该模型的可行性和应用性.相比产生多条无规律的虚假航迹,通过无人机编队协作产生一条确定的假目标航迹,能够对敌方产生更有效的欺骗干扰,从而达到保护系统免于被敌方组网雷达检测的目的 .     

基于动态贝叶斯网络的音视频连续语音识别和音素切分

构造了两个单流单音素的动态贝叶斯网络（DBN）模型，以实现基于音频和视频特征的连续语音识别，并在描述词和对应音素具体关系的基础上，实现对音素的时间切分。实验结果表明，在基于音频特征的识别率方面：在低信噪比（0~15dB）时，DBN模型的识别率比HMM模型平均高12.79%；而纯净语音下，基于DBN模型的音素时间切分结果和三音素HMM模型的切分结果很接近。对基于视频特征的语音识别，DBN模型的识别率比HMM识别率高2.47%。实验最后还分析了音视频数据音素时间切分的异步关系，为基于多流DBN模型的音视频连续语音识别和确定音频和视频的异步关系奠定了基础。     

一种基于半监督主动学习的动态贝叶斯网络算法

本文提出一种基于半监督主动学习的算法，用于解决在建立动态贝叶斯网络(DBN)分类模型时遇到的难以获得大量带有类标注的样本数据集的问题．半监督学习可以有效利用未标注样本数据来学习DBN分类模型，但是在迭代过程中易于加入错误的样本分类信息，并因而影响模型的准确性．在半监督学习中借鉴主动学习，可以自主选择有用的未标注样本来请求用户标注．把这些样本加入训练集之后，能够最大程度提高半监督学习对未标注样本分类的准确性．实验结果表明，该算法能够显著提高DBN学习器的效率和性能，并快速收敛于预定的分类精度．     

基于上下文三音素DBN模型的连续语音识别

考虑连续语音中的协同发音问题,提出基于词内扩展的单流上下文相关三音素动态贝叶斯网络（SS-DBN-TRI）模型和词间扩展的单流上下文相关三音素DBN（SS-DBN-TRI-CON）模型。SS-DBN-TRI模型是Bilmes提出单流DBN（SS-DBN）模型的改进,采用词内上下文相关三音素节点替代单音素节点,每个词由它的对应三音素单元构成,而三音素单元和观测向量相联系;SS-DBN-TRI-CON模型基于SS-DBN模型,通过增加当前音素的前音素节点和后音素节点,构成一个新的词间扩展的三音素变量节点,新的三音素节点和观测向量相联系,采用高斯混合模型来描述,采用数字连续语音数据库的实验结果表明：SS-DBN-TRI-CON具备最好的语音识别性能。     

基于时变贝叶斯网络的无人机态势评估模型

为解决无人机(UAV)在突发威胁下的环境感知问题,提出一个基于后验概率支持向量机(PPSVM)的时变贝叶斯网络(TVBN)态势评估模型,利用PPSVM完成突发威胁观测信息的分类处理,将分类信息的不确定度作为态势评估的证据,使用概率推理实现动态环境下的态势评估。以UAV规避空中突发威胁为仿真背景验证该模型的正确性,并表明其评估结果能真实地反映环境变化情况。     

Comparison of fusion methods based on DST and DBN in human activity recognition

Ambient assistive living environments require sophisticated information fusion and reasoning techniques to accurately identify activities of a person under care. In this paper, we explain, compare and discuss the application of two powerful fusion methods, namely dynamic Bayesian networks (DBN) and Dempster-Shafer theory (DST), for human activity recognition. Both methods are described, the implementation of activity recognition based on these methods is explained, and model acquisition and composition are suggested. We also provide functional comparison of both methods as well as performance comparison based on the publicly available activity dataset. Our findings show that in performance and applicability, both DST and DBN are very similar; however, significant differences exist in the ways the models are obtained. DST being top-down and knowledge-based, differs significantly in qualitative terms, when compared with DBN, which is data-driven. These qualitative differences between DST and DBN should therefore dictate the selection of the appropriate model to use, given a particular activity recognition application.     

Gabor特征与深度信念网络结合的人脸识别方法

提出了一种基于Gabor特征和深度信念网络(DBN)的人脸识别方法,通过提取Gabor人脸图像的不同尺度图进行卷积融合,将融合后的特征图作为DBN的输入数据,训练多层来获得更加抽象的特征表达,整个训练的过程中采用交差熵来微调DBN,模型的最顶层结合Softmax回归分类器对抽取后的特征进行分类.在AR人脸库测试的实验结果表明:将Gabor特征与DBN结合应用于人脸识别,其准确率可高达92.7％,与其他浅层学习模型相比,DBN学习了数据的高层特征的同时还降低了特征维数,提高了分类器的分类精度,最终有效改善了人脸识别率.     

基于特征选择和深度信念网络的文本情感分类算法

由于人类语言的复杂性，文本情感分类算法大多都存在因为冗余而造成的词汇量过大的问题。深度信念网络（DBN）通过学习输入语料中的有用信息以及它的几个隐藏层来解决这个问题。然而对于大型应用程序来说，DBN是一个耗时且计算代价昂贵的算法。针对这个问题，提出了一种半监督的情感分类算法，即基于特征选择和深度信念网络的文本情感分类算法（FSDBN）。首先使用特征选择方法（文档频率（DF）、信息增益（IG）、卡方统计（CHI）、互信息（MI））过滤掉一些不相关的特征从而使词汇表的复杂性降低；然后将特征选择的结果输入到DBN中，使得DBN的学习阶段更加高效。将所提算法应用到中文以及维吾尔语中，实验结果表明在酒店评论数据集上，FSDBN在准确率方面比DBN提高了1.6%，在训练时间上比DBN缩短一半。     

基于改进异步DBN模型的听视觉融合情感识别

提出了一个改进的三特征流听视觉融合异步动态贝叶斯网络情感模型（VVA_AsyDBN）,采用面部几何特征（GF）和面部主动外观模型特征（AAM）作为两个视觉输入流,语音Mel倒谱特征（MFCC）作为听觉输入流,且视觉流的状态和听觉流的状态可以存在有约束的异步。在eNTERFACE’05听视觉情感数据库上进行了情感识别实验,并与传统的多流同步隐马尔可夫模型（MSHMM）,以及具有两个听觉特征流（语音MFCC和局域韵律特征LP）和一个视觉特征流的听视觉异步DBN模型（T_AsyDBN）进行了比较。实验结果表明,VVA_AsyDBN获得了最高识别率75.61%,比视觉单流HMM提高了12.50%,比采用AAM、GF和MFCC特征的MSHMM提高了2.32%,比T_AsyDBN的最高识别率也提高了1.65%。