一种高效的双边聚类集成算法

谱聚类可以任意形状的数据进行聚类,在聚类集成中能够有效的提高基聚类的质量.以往的聚类集成算法中,聚类集成得到的结果并不是最终聚类结果,还需要利用聚类算法来获得最终聚类结果,在整个过程中会使得解由离散-连续-离散的转变.提出了一种基于谱聚类的双边聚类集成算法.算法首先在生成阶段使用谱聚类算法来获得基聚类,通过标准互信息来选取基聚类.将选出来基聚类和样本作为图的顶点,并对构建的图利用双边聚类算法对基聚类和样本同时聚类直接得到最终聚类结果.在实验中,将所提方法与一些聚类集成算法进行了比较,取得了较好的结果.     

基于K-means的最佳聚类数确定方法研究

确定数据集的最佳聚类数是聚类研究中的一个重要难题。为了更有效地确定数据集的最佳聚类数,该文提出了通过改进K-means算法并结合一个不依赖于具体算法的有效性指标Q(c)对数据集的最佳聚类数进行确定的方法。理论分析和实验结果证明了该方法具有良好的性能和有效性。     

改进的层次K均值聚类算法

针对传统K均值聚类方法采用聚类前随机选择聚类个数K而导致的聚类结果不理想的问题,结合空间中的层次结构,提出一种改进的层次K均值聚类算法。该方法通过初步聚类,判断是否达到理想结果,从而决定是否继续进行更细层次的聚类,如此迭代执行,从而生成一棵层次型K均值聚类树,在该树形结构上可以自动地选择聚类的个数。标准数据集上的实验结果表明,与传统的K均值聚类方法相比,提出的改进的层次聚类方法的确能够取得较优秀的聚类效果。     

新模糊聚类有效性指标

模糊聚类是模式识别、机器学习和图像处理等领域的重要研究内容。模糊C-均值聚类算法是最常用的模糊聚类实现算法,该算法需要预先给定聚类数才能对数据集进行聚类。提出了一种新的聚类有效性指标,对聚类结果进行有效性验证。该指标从划分熵、隶属度、几何结构角度,定义了紧凑度、分离度、重叠度三个重要特征测量。在此基础上,提出了一种最佳聚类数确定方法。将新聚类有效性指标和传统有效性指标在6个人工数据集和3个真实数据集进行实验验证。实验结果表明,所提出的指标和方法能够有效地对聚类结果进行评估,适合确定样本的最佳聚类数。     

大型数据库中聚类方法的分析

聚类分析是数据挖掘的核心技术。本文对大型数据库中的聚类方法作了分析,并对聚类分析进行了分类,列举了每类中的典型的聚类算法,以便于人们更容易、更快捷地找到适用于特定问题的聚类方法;最后提及到了将聚类方法应用于大型数据库的相关技术、基本准则以及以后的研究方向。     

聚类评价在聚类算法选择中的应用研究

聚类分析是一种无监督的机器学习方法,聚类结果完全取决于所用聚类算法,不同的算法会得到不同的聚类结果,因此面对待挖掘数据选择合适的算法很重要。如何判断哪个聚类算法最合适,或者哪个算法的聚类结果最优,就需要用到聚类评价方法。本文选择各类聚类算法中的经典算法对某汽车4S店顾客消费数据进行聚类分析,最后用两种评价指标对各聚类结果进行评价进而选择出最优的聚类算法。     

基于 K-center和信息增益的 Web搜索结果聚类方法 *

基于 K-center和信息增益的概念 ,将改进后的 FPF( furthest-point-first)算法用于 Web搜索结果聚类 ,提出了聚类标志方法 ,使得聚类呈现出的结果更易于用户理解 ,给出了评价聚类质量的模型。将该算法与 Lingo, K-means算法进行比较 ,其结果表明 ,本算法能够较好地平衡聚类质量和速度 ,更加适用于 Web检索聚类。     

结合多目标优化算法的模糊聚类有效性指标及应用

模糊聚类方法可以更有效地对复杂数据集进行分析,由于模糊聚类算法的种类繁多且聚类结果会随着输入的聚类个数的不同而改变,使得模糊聚类算法产生的结果不准确,因此,要获得准确的聚类结果必须确定模糊聚类个数k.目前已有的研究主要是利用多种模糊聚类有效性指标来确定最优聚类个数k,但是诸如SSD,PBM等模糊聚类指标会随着划分的聚类个数k的增加而单调递减,导致聚类个数k不准确.为此,文中提出了一种结合多目标优化算法的模糊聚类有效性指标(A Validity Index of Fuzzy Clustering Combined with Multi-obj ective Optimization Algorithm,OSACF),将模糊聚类度量指标与多目标优化算法(Multi-Obj ective Optimization Algorithm,MOEA)相结合来解决聚类最优个数k的问题.与使用聚类有效性指标不同,OSACF通过建立聚类个数k与聚类度量指标之间的双目标模型并使用MOEA优化该双目标模型来确定最优聚类个数k,避免了聚类有效性指标趋于单调递减的影响.另一方面,OSACF使用形态形似距离替代传统的欧氏距离度量,避免了聚类形状对计算聚类k值的影响.实验结果表明,OSACF结合MOEA得到的最优模糊聚类个数k比已有的聚类有效性指标获得的结果更准确.     

基于动态邻域的三支聚类分析

目前,大多数聚类方法是二支聚类,即对象要么属于一个类,要么不属于一个类,聚类的结果必须具有清晰的边界。然而,将某些不确定的对象强制分配到某个类中将降低聚类结果的结构和精度。三支聚类是一种重叠聚类,它采用核心域和边界域来表示每个类别,较好地处理了具有不确定性对象的聚类问题。提出了一种使用样本邻域将二支聚类转化为三支聚类的方法。该方法利用二支聚类的结果和每个类中元素的邻域是否完全包含在该类中来对集合进行收缩,同时利用不在该类中的元素的邻域是否与该类有交集来进行扩张。收缩的区域称为核心域,扩张域和核心域的差集称为边界域。在UCI数据集上的实验结果显示,该方法在提高聚类结果的结构和F1值方面有较好的效果。     

一种选择性加权聚类融合算法

传统的聚类融合方法通过融合所有成员实现融合,无法彻底消除劣质聚类成员对融合质量的影响,而从聚类成员的选择和加权两方面进行聚类融合,即先采用两两融合技术代替融合所有聚类结果进行聚类成员选择,然后进行基于属性的聚类成员加权,在理论上具有更好优越性。通过对真实数据和模拟数据的实验发现,该算法能有效处理聚类成员的质量差异,比传统聚类融合能得到更好的聚类结果,具有较好可扩展性。     

基于多项式的智能车辆换道轨迹规划

以智能车辆换道过程为研究对象,提出一种基于多项式理论的车辆换道轨迹规划算法。该算法采用矩形对换道车辆及障碍车辆进行包裹,结合换道车辆的边界条件由以时间为参数的多项式计算得到换道轨迹。由该算法生成的换道轨迹符合四段式车道变换模型,并适用于复杂道路环境。新算法将复杂道路环境中期望换道轨迹的求取问题转换为单一参数求取问题,简化了计算,同时考虑了车辆动力学限制对生成轨迹的影响。计算机仿真验证了算法的正确性及有效性,尤其是在复杂路面情况下体现了该换道轨迹规划算法的优势。     

Shortest Paths to Obstacles for a Polygonal Dubins Car

In this paper, we characterize the time-optimal trajectories leading a Dubins car in collision with the obstacles in its workspace. Due to the constant velocity constraint characterizing the Dubins car model, these trajectories form a sufficient set of shortest paths between any robot configuration and the obstacles in the environment. Based on these paths, we define and give the algorithm for computing a distance function that takes into account the nonholonomic constraints and captures the nonsymmetric nature of the system. The developments presented here assume that the obstacles and the robot are polygons although the methodology can be applied to different shapes.     

基于演化算法的带故障约束空间聚类分析

现实世界当中的各种约束条件限制了空间聚类必须考虑这些限制条件的存在.主要研究带障碍物的空间聚类,采用K-中心点算法进行聚类分析,在解决空间对象绕过障碍物的最短距离时引进改进的郭涛算法进行求解,对于中小规模数据体现了较高的执行效率.通过理论分析和实验验证,该算法是可行的.     

面向敏捷供应链的知识服务选择模型研究

为了实现敏捷供应链知识服务体系,针对知识服务组合中的服务选择问题,提出一种结合敏捷供应链特点和整数规划方法的知识服务选择模型。该模型考虑知识用户需求的QoS全局约束,采用线性加权方法将知识用户多目标转化为单目标。应用Matlab优化工具中的bintprog求解器进行模型实例求解,结果表明模型最终求解能满足用户的实际需求,对敏捷供应链知识服务选择方法和服务组合研究有一定的借鉴性。     

带实际约束的大规模车辆路径问题建模及求解

针对现有算法不能有效求解卷烟配送过程中, 问题规模大并具有诸多实际约束条件限制这类实际问题, 首 先分析实际约束, 建立问题模型; 然后从模型出发设计多阶段算法, 通过地理信息的分级管理实现区域划分, 在降低 问题规模的同时消除交通障碍; 采用改进的k 均值聚类法分派线路, 将问题转化为求解小规模旅行商问题; 最后以济 南市区的卷烟配送为例, 通过与典型优化算法的比较表明了所提出多阶段算法在实际应用中的优越性.

     

Artificial potential method for control of constrained robot motion

The artificial potential method of constrained robot control is presented. The method does not imply knowledge of a detailed robot model and, nevertheless, makes it possible to drive a robot in the environment with obstacles of any shape and along a desired trajectory as well as to take into account constructive constraints. The method is based on the construction of an artificial potential that provides the absence of intermediate equilibriums in which the robot can be locked.     

A multisine approach for trajectory optimization based on information gain

This paper presents a multisine approach for trajectory optimization based on information gain, with distance and orientation sensing to known beacons. It addresses the problem of active sensing, i.e. the selection of a robot motion or sequence of motions, which make the robot arrive in its desired goal configuration (position and orientation) with maximum accuracy, given the available sensor information. The optimal trajectory is parameterized as a linear combination of sinusoidal functions. An appropriate optimality criterion is selected which takes into account various requirements (such as maximum accuracy and minimum time). Several constraints can be formulated, e.g. with respect to collision avoidance. The optimal trajectory is then determined by numerical optimization techniques. The approach is applicable to both nonholonomic and holonomic robots. Its effectiveness is illustrated here for a nonholonomic wheeled mobile robot (WMR) in an environment with and without obstacles.     

Collision-free control of an omni-directional vehicle

This study addresses the problem of controlling an omni-directional vehicle with both state and control dependent constraints. The task of the vehicle is to attain its desired final position given in the task space. The control constraints resulting from the physical abilities of actuators driving the vehicle wheels are also taken into account during the robot movement. The problem of collision avoidance is solved here based on an exterior penalty function approach which results in smooth vehicle velocities near obstacles. Provided that, a solution to the aforementioned vehicle task exists, the Lyapunov stability theory is used to derive the control scheme. The numerical simulation results carried out for the omni-directional vehicle operating in both a constraint-free task space and task space including obstacles, illustrate the performance of the proposed controllers.     

求解粮库选址问题的量子粒子群优化算法*

首先分析粮食仓库选址的原则和影响因素等,研究建立了粮库选址模型;进而考虑带障碍约束条件,采用量子粒子群优化的空间聚类分析方法,解决了粮库选址问题;最后,以河南省粮库选址为实例进行了模型验证.实验表明,使用量子粒子群优化方法提高了粮库选址的科学性,为科学合理地进行粮库建设与布局提供了决策依据.