结合区域颜色和纹理的运动阴影检测方法

在视频跟踪中,由于运动阴影和运动对象具有相似的物理特性,现有方法很难区分运动对象和运动阴影.为解决这一问题,本文利用区域间的颜色和像素亮度的关系进行运动阴影的检测,有效克服了以像素为最小检测单位时检测结构容易受到噪声影响的不足;在通过分析运动阴影的物理模型证明局部二值模式(LBP)纹理的光照不变性之后,利用局部二值模式...     

一类非完整系统的全局镇定

当非完整系统只能局部转换为链式形式时, 由于存在变换奇异点集合, 针对链式系统所设计的全局反馈控制律只能局部镇定原非完整系统, 而且当期望状态接近奇异点时, 闭环系统的吸引区很小. 本文针对一类可局部转换为链式系统的非完整系统, 首先利用吸引区是状态空间中的一个不变集且与变换奇异点集不相交的条件导出了一个吸引区的不变子集, 然后给出了将系统状态从任意点驱动到吸引区不变子集内的开环控制算法, 最后结合开环控制和闭环控制得到一种混合控制算法. 该混合控制算法可以保证任意不在变换奇异点集合内的期望状态是全局渐近稳定的. 对平面两转动关节空间机器人的仿真结果证实了算法的有效性.     

基于结构信息的图像拼接算法

研究了纹理较多、噪声较大的两幅或多幅的图像拼接问题.两幅图像拼接时,提取图像特征点的好坏对图像拼接结果有很大影响.经典的SIFT算法是一种较好的局部特征点提取算法.而对于纹理较多,噪声较大的图像中,SIFT算法会提取数量较大的特征点,影响匹配的准确性和速度.本文提出基于结构信息的图像拼接算法（SKM,Structual Keypoint Matching）,利用RTV算法提取图像的信息结构,有效地去除图像中的纹理噪声.去噪后,利用SIFT算法提取特征点进行匹配,最后利用RANSAC算法对匹配点对进行筛选,提高准确度.通过由SKM算法得到的变换矩阵H作用于原始图像,完成图像的拼接.     

热辐射及重力梯度对大型空间柔性梁结构振动影响分析

鉴于大型航天器在轨服役期间会受到万有引力梯度、热辐射等复杂载荷作用,致使结构诱发热-结构耦合振动现象.因此,本文将研究万有引力梯度和热辐射载荷作用下大型空间柔性梁的动力学行为.首先,基于绝对节点坐标方法和热-结构耦合理论,建立柔性梁的数学模型;其次,通过Legendre变换,推导出Hamilton 体系下柔性梁结构的对偶方程;然后通过数值仿真,研究了无地球阴影时柔性梁的热致振动,发现柔性梁结构的位移响应包括万有引力梯度引起的振动和热致振动,其运动较为稳定;进一步的,数值结果表明地球阴影对柔性梁的热致振动幅值以及稳定性有着非常显著的影响.同时,针对地球静止轨道上的柔性梁,发现热致振动影响大于万有引力梯度,并比较了柱形阴影和锥形阴影的影响.     

一种新的全局优化演化算法

演化算法在求解大型复杂多极值问题的过程中经常容易陷入局部最优,该文提出了一种变换目标函数法来消除早熟收敛。当演化算法检测出局部最优点时,使用填充函数构造变换目标函数,将局部极小点及其邻域提升,保留整体最小值点。从而新方法具有消除局部最优点而保留整体最优点的功能。通过对复杂的无约束优化问题和有约束优化问题的实验,结果显示了新方法具有搜索全局最优解的良好性能。     

混合型制造/再制造系统建模及仿真研究

利用z变换技术建立了混合型制造/再制造系统的传递函数模型，并根据三种不同场景对传统系统和混合系统进行了仿真对比分析．研究结果表明，混合系统的性能与制造提前期和再制造提前期之间的差异密切相关．当两个提前期差异较小时，混合系统的性能要优于传统系统；而当两个提前期差异较大时，混合系统的性能会劣于传统系统．此外，研究还表明，随着生产成本、处置成本的升高或者回收成本、再制造成本的降低，混合系统的经济价值将逐渐增强．     

区域配对引导的光照传播视频阴影去除方法

传统方法在处理自由移动相机捕获视频中的阴影时，存在时空不连贯现象。为解决该问题，提出一种区域配对引导的光照传播阴影去除方法。首先，使用基于尺度不变特征变换（SIFT）特征向量的均值漂移方法分割视频，通过支持向量机（SVM）分类器检测出其中的阴影；然后，将输入视频帧分解成重叠的二维图像区域块，建立其马尔可夫随机场（MRF），通过光流引导的区域块匹配机制，为每一个阴影块找到最佳匹配的非阴影块；最后，使用局部光照传播算子恢复阴影区域块的光照，并对其进行全局光照优化。实验结果表明，与传统基于光照传播方法相比，所提方法在阴影检测综合评价指标上提升约6.23%，像素均方根误差（RMSE）减小约30.12%，且大幅度缩短了阴影处理时间，得到的无阴影视频结果更具时空连贯性。     

基于改进的Hough变换提取影像边缘

当影像中的边缘点较为密集或者噪声点较多时,直接应用Hough变换提取边缘线将会面临两个困难:一是虚假的峰值很多;二是边缘提取不准确.这两个问题往往会导致边缘提取的失败.针对这种情形,提出一种改进的Hough变换新方法,首先对分块影像类的边缘点进行Radon变换以获取局部直线特征;根据局部直线段的斜率、截距对其进行分类,同时计算出后续的Hough变换时所需要的ρ、θ取值范围,在此基础上进行经典的Hough变换.实验证明新方法具有很好的效果.     

基于主动轮廓模型的交通场景运动目标提取算法

在交通监控中,从复杂的交通场景中精确地分割出运动目标是至关重要的。目前,经典的运动目标检测算法有背景差法和帧差法。当场景中存在阴影时,这两种方法都不能够精确地提取运动目标。提出了一种基于主动轮廓模型的运动目标提取算法。通过阴影检测,从运动目标中获得消除阴影的初始轮廓,然后通过主动轮廓模型逼近运动目标真实轮廓。实验表明,该算法既可以消除阴影和噪声的影响,又可以保持运动目标完整。     

创新技术解决太阳能光伏系统的阴影电量损失

2009年3月10日，由Xantrex公司负责的一项测试显示，美国国家半导体公司最新推出的一项新产品——SolarMagic^TM电源优化器可以很好地解决太阳能光伏（PV）电池板因为局部或短时间阴影遮蔽而带来的低能效问题，从而为系统挽回高达57％的电量损失，大大提高太阳能电池板的发电效率。     

采用改进被囊群算法的多冷水机组负荷分配优化

为了降低中央空调系统的运行能耗,针对多冷水机组负荷分配优化问题,提出一种随机森林特征优选结合核函数极限学习机的冷水机组能效预测模型,通过剔除冗余特征提高预测精度;然后提出一种混合策略改进的被囊群算法,融合鲸鱼螺旋搜索策略改进个体更新方式,引入非线性动态权重平衡全局探索和局部开发,使用空翻扰动策略避免陷入局部最优;最后在能效模型的基础上,采用改进被囊群算法对多冷水机组负荷分配进行优化。实验结果表明,随机森林特征优选的方法可以有效的提高能效预测模型的准确度;改进被囊群算法通过优化机组的启停状态和负荷率可以有效发挥系统的节能潜力,与原有方法相比能耗降低约6%。说明该方法适用于多冷水机组的负荷分配优化问题。     

一种基于Boosting判别模型的运动阴影检测方法

在视频处理中,由于运动阴影具有与运动前景相同的特性,当在提取前景时,会误把阴影检测为前景.特别是当阴影和其它前景发生粘连时,这可能会严重地影响跟踪、识别等后续处理.该文提出了一种用于运动阴影检测的Boosting判别模型.这种方法先利用Boosting在不同的特征空间来区分前景和阴影,然后在判别随机场(DRFs)中结合前景和阴影的时空一致性,实现对前景和阴影的分割.首先,差分前图像与背景图像得到颜色不变子空间和纹理不变子空间;然后在这两个子空间上应用Boosting来区分前景和阴影;最后利用前景和阴影的时空一致性,在判别随机场中通过图分割的方法准确地分割前景和阴影.实验结果表明,无论是在室内场景,还是在室外场景,该文的方法要好于传统的方法.     

基于能效的认知无线电频谱接入算法

认知无线电(CR)技术和能效(EE)通信设计这两种技术已经使得系统分别达到较高的频谱效率(SE)和能源利用效率(EE)。然而在认知无线电系统中,既要保持较高的频谱效率,又要使得能源利用效率相对较高的问题,始终少有研究。针对此问题,在正交频分复用(OFDM)认知无线电网络的基础上考虑平均能效和频谱效率折中的频谱接入方案,提出了一种低复杂度的次优启发式算法。仿真结果表明,所提算法相对于其他已有算法能够显著节约能量,并且在性能和复杂度方面具有较大优势。     

认知协作无线电网络下基于能效的资源联合分配

在认知协作无线电网络中,当次用户盲目地参与到中继主用户中,会选择不利于次用户系统能效的主用户,从而降低次用户系统整体的能效。针对该问题,提出一种资源联合分配方案。次用户有权拒绝不利于自身系统的协助申请,而是选择有利于其系统能效的主用户进行协助。在确定主用户集合的情况下,通过有效地分配带宽和功率来提高次用户系统的能效。仿真结果表明,该方案能够在保证各用户服务质量的情况下,实现次用户系统能效的提高。     

基于有损网络的任意关联系统的分散控制

研究当子系统之间的通讯网络的信息传输存在随机丢包时, 在任意拓扑结构关联系统中的控制问题. 将网络通信状态的随机变量视为一种模型不确定性, 系统建模为关于确定性标称系统和一个随机模型不确定性的线性分式变换. 然后基于鲁棒控制理论对系统进行分析, 通过求解μ综合问题得到整个关联系统保持均方稳定所能容忍的最大丢包概率. 基于线性矩阵不等式设计了分散状态反馈控制器, 使得整个关联系统在某一给定的丢包概率下均方稳定. 最后通过一个例子验证该模型及算法的有效性.     

一种提高无迹卡尔曼滤波精确度的方法

无迹卡尔曼滤波是通过确定性采样,以无迹变换为基础,用卡尔曼线性滤波框架而建立起来的,对非线性系统有很好的滤波效果,但当噪声的影响较大时,精确度将会减低。为解决上述问题,提出了一种提高无迹卡尔曼滤波(UKF)精确度的方法,它将观测噪声和系统噪声引入到采样点中,对噪声进行对称采样处理,同时改进了算法过程,增加了无迹卡尔曼滤波的抗干扰性,与常规无迹卡尔曼滤波(UKF)相比,不仅保持了系统的稳定性,而且提高了精确度,最后通过仿真进行了验证。     

新一维混沌系统及加密特性研究

提出一种新的产生一维混沌系统的组合结构,以此结构设计两个新一维混沌系统,通过绘制Lyapunov指数图和分岔图研究两个新混沌系统性能。研究结果表明,此结构生成的一维混沌系统具有混沌区间大、区间连续、混沌序列分布均匀、系统Lyapunov指数高和可控参数多等优点。为了进一步提高混沌序列均匀分布特性,设计一变换过程,变换之后的混沌序列满足均匀分布。最后,为了展示新系统在信息安全方面的应用,设计一简单的图像加解密算法。通过Matlab软件进行仿真和性能测试,结果表明变换之后的混沌序列具有更好的加密特性。     

积分事件触发策略下的线性多智能体系统领导跟随一致性

研究有向切换拓扑下线性多智能体系统的事件触发一致跟踪问题.大多数已有的工作研究了固定拓扑下的事件触发控制,然而,当智能体间联系随时间发生改变或通信拓扑随时间发生变化时,该控制策略失效.鉴于此,在考虑切换拓扑的基础上提出一种基于积分型事件触发的控制策略.首先,当拓扑图包含一棵生成树且领导者是根节点时,利用Lyapunov稳定性理论、代数图论和矩阵变换,基于积分型事件触发控制协议,在切换拓扑下多智能体系统达到领导跟随一致性;然后,当存在多个领导者时,基于设计的触发机制在切换拓扑下多智能体系统实现包含控制,上述两种情况下闭环系统均不存在Zeno现象;最后,通过仿真结果验证控制策略的有效性.     

基于ICA特征的运动阴影检测算法

为防止运动阴影在视频图像序列中被错误地检测为目标,必须提高阴影检测算法的准确性和普适性。为此,从独立分量分析(ICA)的原理及其特性出发,提出一种基于空间变换技术的运动阴影检测算法。该算法通过对视频序列建立高斯混合背景模型产生自适应背景,利用ICA技术对其进行空间变换提取特征,再通过背景与当前帧图像对应像素点在特征空间的位置特征来分类运动阴影与前景目标。实验结果表明该方法能够较好地抑制噪声,减少光照变化的影响,准确地检测出阴影。     

基于改进蝴蝶优化算法的光伏MPPT方法

为解决光伏发电系统在不均匀光照情况下,传统最大功率点跟踪(MPPT)方法极易陷入局部最优等问题,提出一种改进蝴蝶优化算法的光伏MPPT方法。算法在传统蝴蝶优化算法基础上融合多种优化策略,通过蝴蝶间距来改善切换概率,在算法前期加强全局搜索的概率,加快收敛进程,在算法后期侧重局部搜索,提高稳态精度;通过引入一种正切函数作为全局搜索的权重系数,平衡了系统的稳定性;通过诱导变异来增强种群的多样性,增强摆脱局部最优的概率,同时有效提高收敛速度。仿真结果显示,上述算法相比传统蝴蝶算法在静态阴影、变化阴影下收敛速度更快、震荡幅度更小。