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基于IMU与sEMG混合信号的实时手势分类算法研究

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系统仿真学报 2023年第2期35卷 359-371页

作者：王涛吴迎年杨睿孙乐音北京信息科技大学自动化学院北京100092 高端装备智能感知与控制北京市国际科技合作基地北京100192 智能物联与协同控制研究所北京100101

为了提高表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)的手势分类准确率,通过惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)与采集姿态信号与sEMG的混合信号,提出了GRUBiLSTM双层网络的实时手势分类算法。第1层门控循环单元(gated recu... 详细信息

为了提高表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)的手势分类准确率,通过惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)与采集姿态信号与sEMG的混合信号,提出了GRUBiLSTM双层网络的实时手势分类算法。第1层门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)利用能量组合算子特征对混合信号进行突变点检测,定位运动态数据起始点;第2层双向长短时记忆循环神经网络(Bi-directional long short term memory,BiLSTM)使用能量核相图特征对运动态混合信号进行2个方向10种手势的分类。通过离线模型优化,分类算法识别时间低于40 ms,突变点检测精度88.7%以上,手势分类准确率为85%,信息传输率(informationtranslaterate, ITR)达到89.9 bits/min,与基于机器学习的分类算法相比,在准确率与计算效率上具有优势。

关键词：表面肌电信号惯性测量单元门控循环单元双向长短时记忆循环神经网络手势分类

基于眼电图的有意/无意眼动分类方法及应用综述

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生物医学工程学杂志 2022年第4期39卷 833-840,847页

作者：刘佳镕王林瑶吴迎年(综述) 贺庆(审校) 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 湖北工程学院文学与新闻传播学院湖北孝感432000 北京信息科技大学自动化学院北京100192

基于眼电图的眼机交互技术为使用者提供了便捷的设备操控方式,具有重要的社会意义。然而,眼机交互往往会受到无意眼动干扰而出现误判现象,影响用户的使用体验,严重时甚至会引发危险。为此,本文从眼机交互的基本概念与原理出发,梳理当前... 详细信息

基于眼电图的眼机交互技术为使用者提供了便捷的设备操控方式,具有重要的社会意义。然而,眼机交互往往会受到无意眼动干扰而出现误判现象,影响用户的使用体验,严重时甚至会引发危险。为此,本文从眼机交互的基本概念与原理出发,梳理当前主流的有意/无意眼动分类方法,并剖析各项技术特点;然后结合具体应用场景展开性能分析,进一步归纳亟待解决的问题,可望为相关领域的科研工作者提供研究参考。

关键词：眼电图眼动分类有意眼动眼机交互

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视觉伺服抓取系统及其数字孪生系统研究

计算机集成制造系统 2019年第6期25卷 1528-1535页

作者：吴迎年杨弃北京信息科技大学自动化学院

针对智能制造生产线中的机器人抓取需求,设计了视觉伺服抓取系统;以视觉伺服控制系统为基础,设计并构建了视觉伺服数字孪生系统,实现了数字模型与物理模型的信息同步、互操作以及数字模型对物理模型状态的预测。对于目标物体的不同运动... 详细信息

针对智能制造生产线中的机器人抓取需求,设计了视觉伺服抓取系统;以视觉伺服控制系统为基础,设计并构建了视觉伺服数字孪生系统,实现了数字模型与物理模型的信息同步、互操作以及数字模型对物理模型状态的预测。对于目标物体的不同运动情况制定了3种目标运动状态预测方案,通过数字孪生系统对抓取实验的模拟结果确定使用不同方案的条件,为物理实体的抓取提供最优方案。以NAO机器人为实验平台实现了系统的抓取任务,通过实验验证了方案的有效性。

关键词：视觉伺服抓取系统数字孪生信息物理系统 NAO机器人

基于改进YOLOv3网络的卡尔曼社交距离检测与追踪

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科学技术与工程 2022年第22期22卷 9712-9720页

作者：焦帅吴迎年张晶孙乐音北京信息科技大学自动化学院北京100192 智能物联与协同控制研究所北京100192 高端装备智能感知与控制北京市国际科技合作基地北京100192

为了预防新冠肺炎的传播,在佩戴口罩的同时,保持一定的社交安全距离是必要的。为解决现有的目标检测算法在社交距离检测中无法同时满足检测的实时性、准确性以及在复杂场景中存在遮挡、小尺度目标等问题,提出基于YOLOv3(You Only Look O... 详细信息

为了预防新冠肺炎的传播,在佩戴口罩的同时,保持一定的社交安全距离是必要的。为解决现有的目标检测算法在社交距离检测中无法同时满足检测的实时性、准确性以及在复杂场景中存在遮挡、小尺度目标等问题,提出基于YOLOv3(You Only Look Once version 3)的改进算法DPPY(dilated pyramid-pooling with YOLOv3)。首先使用空洞卷积参与到YOLOv3的核心图像处理结构中,然后引入密集型连接网络进一步融合不同层之间的连接,并且在这基础上还模仿了空间金字塔结构处理输入数据的尺寸问题,最后将这些处理结果一起与待追踪物体与彼此间的前后位置进行更好的关联并选用卡尔曼滤波器这个工具来更好地处理。若行人彼此间靠的过于紧密,则标红发出警报,以便更好地提醒相关人员注意。结果表明:与传统的YOLOv3算法相比,DPPY算法检测速度更快,检测精度更高。检测速度达到了34帧/s,平均准确率(average precision, AP)提高了9.1%,并且在大、中、小目标检测中平均准确率均值(mean average precision, mAP)分别提高了7.8%、8.2%、8.9%。

关键词：目标检测目标追踪卡尔曼滤波社交距离深度学习

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基于改进TD3的自动驾驶车道保持决策方法

北京交通大学学报 2022年第5期46卷 84-94页

作者：田康于镝李擎张宏昌吴迎年范玲玲北京信息科技大学自动化学院北京100192 清华大学自动化学院北京100084

本文提出基于改进TD3算法的车道保持端到端决策新方案.首先,构建多数据融合TD3算法框架,感知自主车辆运动学数据信息和视觉图像信息来提升算法的稳定性.并且结合注意力机制思想细化图像特征,使得算法关注重要道路信息,以此增强算法可解... 详细信息

本文提出基于改进TD3算法的车道保持端到端决策新方案.首先,构建多数据融合TD3算法框架,感知自主车辆运动学数据信息和视觉图像信息来提升算法的稳定性.并且结合注意力机制思想细化图像特征,使得算法关注重要道路信息,以此增强算法可解释性.其次,综合考虑驾驶的安全性、舒适性和效率性因素设计了指导型奖励函数,以引导智能体学到更加类人的驾驶策略.最后,采用分类与高价值优先级经验回放方法,以提高样本利用率和加快算法收敛速度.借助TORCS仿真平台,设计了多组对比实验,以验证所提方法的有效性和可行性;并且通过多个场景的仿真测试,验证了改进TD3算法的整体性能优于TD3算法.

关键词：深度强化学习车道保持 TD3 多数据融合注意力机制经验回放:

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电动机功耗效率反馈线性化非线性控制器设计

系统仿真学报 2019年第12期31卷 2845-2852页

作者：李睿吴迎年北京信息科技大学自动化学院

为实现非线性仿射系统的精确线性化和电机功耗的最优控制。建立含功率损耗因素的感应电动机动态模型;再依据微分几何理论,针对该功耗效率模型设计非线性最优控制器,实现感应电动机输出量的精确控制,并且达到有效提高感应电动机有功效率... 详细信息

为实现非线性仿射系统的精确线性化和电机功耗的最优控制。建立含功率损耗因素的感应电动机动态模型;再依据微分几何理论,针对该功耗效率模型设计非线性最优控制器,实现感应电动机输出量的精确控制,并且达到有效提高感应电动机有功效率的目的。文中给出多入多出仿射非线性系统的最优控制律设计步骤,并结合电机模型的多个输出量进行跟踪控制。实验表明,应用此方法可以实现感应电动机的稳定控制,使得电动机启动阶段的平均有功功率效率从47.6%提升到64.9%。

关键词：感应电动机可控损耗效率模型反馈线性化非线性最优控制

大机械类专业大类培养与个性成长相结合的课程体系范式研究

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北京科技大学学报（社会科学版） 2023年第2期39卷 156-163页

作者：米洁吴迎年黄民北京信息科技大学教务处北京100192 北京信息科技大学机电工程学院北京100192

面对信息时代社会快速增长的需求,文章通过构建大机械类专业大类培养与个性成长相结合的课程体系范式,开展了既精通机械设计制造又擅长智能化系统设计应用的学科交叉高素质应用型创新人才培养实践。以信息特色强化大机械类专业内涵建设... 详细信息

面对信息时代社会快速增长的需求,文章通过构建大机械类专业大类培养与个性成长相结合的课程体系范式,开展了既精通机械设计制造又擅长智能化系统设计应用的学科交叉高素质应用型创新人才培养实践。以信息特色强化大机械类专业内涵建设,升级改造传统机械设计制造及其自动化专业,建设新兴跨学科的机器人工程专业。文章将信息特色和实践创新融入通识必修,设计“学习-体验-养成-创新”四位一体的通识选修课程体系,构建“机械+信息”学科交叉的专业基础,创新层次分明、循序渐进的全程项目式专业课程体系,形成了“全面发展-夯实基础-多路径选择”的课程体系范式。通过课程体系范式的组织实施,创新“大课程”项目引领式融合非技术能力培养、“大实践平台”真实场景式多路径培养、“金课”示范引领的课堂教学方式方法改革模式,为课程体系范式实现提供有效保障并取得了显著培养成效,也为其他高校相关专业及人才培养模式改革,提供可借鉴的理论和实践经验。

关键词：全面发展大课程大实践平台全程项目式

基于改进共空间模式与深度信念网络的脑电信号识别算法研究

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中国科学：信息科学 2018年第7期48卷 919-931页

作者：项伟吴迎年北京信息科技大学自动化学院北京100192

使用脑电信号控制智能轮椅是智能轮椅的一种新型控制方式,其控制中最大的问题在于脑电信号的识别与分类,尤其是对多种脑电信号的分类.为了提高多种脑电信号识别与分类的准确度,本文提出了将改进共空间模式与深度信念网络运用于脑电信号... 详细信息

使用脑电信号控制智能轮椅是智能轮椅的一种新型控制方式,其控制中最大的问题在于脑电信号的识别与分类,尤其是对多种脑电信号的分类.为了提高多种脑电信号识别与分类的准确度,本文提出了将改进共空间模式与深度信念网络运用于脑电信号识别与分类中.采用Emotiv EPOC+脑电采集仪采集多种脑电信号,改进共空间模式针对多种脑电信号进行特征信号提取,深度信念网络对提取的特征信号进行识别与分类.实验表明,提出的改进共空间模式与深度信念网络的分类准确率高于传统脑电信号的分类方法,在未来研究多种脑电信号的识别与分类上提供了一种研究思路.

关键词：脑–机接口脑电信号改进共空间模式深度信念网络

网络控制系统时延分析、控制器设计和仿真研究

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网络控制系统时延分析、控制器设计和仿真研究

作者：吴迎年华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

本文对通过 TCP/IP 协议通信的网络控制系统进行了分析和研究。首先，对网络时延进行了测试和分析，给出了对时延进行在线计算和预测的方法;其次，对网络时延不超过一个采样周期的网络控制系统进行了研究，考虑时延建立了网络控制系统... 详细信息

本文对通过 TCP/IP 协议通信的网络控制系统进行了分析和研究。首先，对网络时延进行了测试和分析，给出了对时延进行在线计算和预测的方法;其次，对网络时延不超过一个采样周期的网络控制系统进行了研究，考虑时延建立了网络控制系统模型，基于该模型设计了 PI-LQ 最优控制器，并给出了时延为不确定时的控制策略;接着，对网络时延超过一个采样周期的网络控制系统进行了研究，设计了动态 PI-Fuzzy控制器，用遗传算法得到不同网络时延下的最佳参数库，在网络时延发生变化时利用最佳参数库动态调整控制器参数，使系统稳定并达到一定的性能指标要求;最后设计开发了运行在 MATLAB/Simulink 环境下，基于 TCP/IP协议通信的网络控制系统仿真环境。

关键词：网络控制系统 TCP/IP 协议遗传算法模糊逻辑控制系统仿真