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浅析无人机低空航摄在农田水利工程测绘中的应用

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农业灾害研究 2024年第4期14卷 275-277页

作者：王全民大禹节水集团股份有限公司甘肃兰州730050

无人机低空航摄是利用遥感技术、飞行系统、传感技术、智能通信技术、数字相机和导航技术,通过地面与远程控制,促使无人机按照预定的航线完成影像拍摄任务。这种方式不仅高效,而且成本低,常常被应用于农田水利工程测绘,为其提供精准的... 详细信息

无人机低空航摄是利用遥感技术、飞行系统、传感技术、智能通信技术、数字相机和导航技术,通过地面与远程控制,促使无人机按照预定的航线完成影像拍摄任务。这种方式不仅高效,而且成本低,常常被应用于农田水利工程测绘,为其提供精准的地理信息支持。然而,受一些因素的影响,一些农田水利工程项目依然采用传统的测绘技术,这不仅影响了测绘质量,也不利于农田水利工程项目的开展。基于此,对无人机低空航摄在农田水利工程测绘中的应用进行研究。通过分析无人机低空航摄的优势,结合传统测绘技术的不足,探讨在农田水利工程测绘中如何有效地应用无人机低空航摄。

关键词：无人机低空航摄农田水利工程测绘技术

基于Spark的K-means快速聚类算法的优化

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计算机仿真 2022年第3期39卷 344-349页

作者：王全民胡德程北京工业大学信息学部北京100022

针对聚类算法处理海量数据所存在的不足,提出基于Spark的K-means快速聚类算法的优化。使用形态学相似距离代替欧氏距离作为相似度测量标准来提高聚类准确率;通过最大距离(Max-distince)准则改进因初始聚类中心选取不当而造成的局部最优... 详细信息

针对聚类算法处理海量数据所存在的不足,提出基于Spark的K-means快速聚类算法的优化。使用形态学相似距离代替欧氏距离作为相似度测量标准来提高聚类准确率;通过最大距离(Max-distince)准则改进因初始聚类中心选取不当而造成的局部最优问题;为减少迭代过程中的冗余计算,利用数据集中点的位置信息与聚类质心的位置关系建立网格结构。综合肘部法则绘制误差平方和SSE-K的关系图确定K值,并在Spark实现SMGK-means(SparkMaxGridK-means)聚类算法。通过实验表明,SMGK-means算法不仅准确率平均提高了6.73%,而且在Spark分布式集群下表现出优秀的执行效率和并行计算能力。

关键词：形态学相似距离最大距离位置关系

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基于密度可达的密度峰值聚类算法

计算机仿真 2022年第11期39卷 371-375页

作者：刘美王全民北京工业大学信息学部北京100020

针对密度峰值聚类(density peaks clustering,DPC)算法由于分配策略导致其在非凸集上聚类效果不佳的问题,提出一种基于密度可达的优化密度峰值(density up to DPC,DTDPC)算法。算法根据簇中心权值趋势自动选择聚类中心,设计了基于密度... 详细信息

针对密度峰值聚类(density peaks clustering,DPC)算法由于分配策略导致其在非凸集上聚类效果不佳的问题,提出一种基于密度可达的优化密度峰值(density up to DPC,DTDPC)算法。算法根据簇中心权值趋势自动选择聚类中心,设计了基于密度可达的两步分配策略,对核心点与边界点进行划分。实验结果表明,DTDPC算法在凸数据与非凸数据集上均表现良好,与K-means、DBSCAN、DPC聚类算法的性能相比,DTDPC算法更加稳定。

关键词：密度峰值聚类密度可达非凸数据核心点光晕点

基于Safe-PPO算法的安全优先路径规划方法

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北京航空航天大学学报 2023年第8期49卷 2108-2118页

作者：别桐朱晓庆付煜李晓理阮晓钢王全民北京工业大学信息学部人工智能与自动化学院北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京工业大学信息学部计算机学院北京100124

现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全... 详细信息

现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全优先进行路径规划。采用协方差自适应调整的进化策略(CMA-ES)的思想对PPO算法进行改进,并引入危险系数与动作因子来评估路径的安全性。使用二维栅格地图进行仿真实验,采用传统的PPO算法和Safe-PPO算法进行对比;采用六足机器人在搭建的场景中进行实物实验。仿真实验结果表明:所提算法在安全优先导向的路径规划方面具有合理性与可行性:在训练时Safe-PPO算法相比传统的PPO算法收敛速度提升了18%,获得的奖励提升了5.3%;在测试时采用融合危险系数与动作因子的方案能使机器人学会选择更加安全的道路而非直观上最快速的道路。实物实验结果表明:机器人可以在现实环境中选择更加安全的路径到达目标点。

关键词：机器人导航路径规划深度强化学习近端策略优化安全路径选择

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融合点线特征的视觉惯性SLAM算法

计算机应用研究 2022年第2期39卷 349-355页

作者：付煜郑爽别桐朱晓庆王全民北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

为使移动机器人在昏暗场景中获得更高的定位精度以实现更好的建图效果,针对特征点稀疏、相机移动过快所导致的SLAM算法初始化困难、定位精度较低等问题,提出了一种融合点线特征的视觉惯性SLAM算法。通过EDLines线特征提取匹配算法来引... 详细信息

为使移动机器人在昏暗场景中获得更高的定位精度以实现更好的建图效果,针对特征点稀疏、相机移动过快所导致的SLAM算法初始化困难、定位精度较低等问题,提出了一种融合点线特征的视觉惯性SLAM算法。通过EDLines线特征提取匹配算法来引入丰富的线特征,进而提升特征跟踪的鲁棒性;利用惯性传感器和视觉传感器的互补优势,通过视觉惯性分步联合初始化方法在初始化阶段分三步进行优化,进而提升初始化的精度和速度。实验表明,该算法所使用的线特征提取匹配算法相比传统的LSD算法具有了更快的匹配速度和更低的误匹配率,并且该算法在视觉惯性数据集中相机位姿的估计精度更高、鲁棒性更强。

关键词：视觉同时定位与地图构建视觉惯性融合稀疏建图点线特征提取

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基于DTW的时间序列相似度量方法的优化

计算机与数字工程 2023年第4期51卷 814-819,938页

作者：刘美王全民北京工业大学信息学部北京100020

现有的时间序列相似度量方法难以兼顾微观形状与宏观结构两方面的相似性,同时存在易受异常值、位移拉伸影响等问题。针对上述情况,提出具有更高精度与鲁棒性,更小时间复杂度的优化DTW与面积距离结合的算法。首先在DTW中引入分段聚合与... 详细信息

现有的时间序列相似度量方法难以兼顾微观形状与宏观结构两方面的相似性,同时存在易受异常值、位移拉伸影响等问题。针对上述情况,提出具有更高精度与鲁棒性,更小时间复杂度的优化DTW与面积距离结合的算法。首先在DTW中引入分段聚合与相似度阈值,前者能降低数据维度,减少DTW的计算量,后者能够过滤数据中的异常值,提高算法的鲁棒性;其次提出面积距离度量,描述整体序列中的起伏变化,发现序列的整体相似性;从微观形状与宏观结构两方面表述时序序列,能够进一步提升算法精度。在UCR的30个不同数据集上进行的实验表明,该方法与现有相似度量方法相比,具有更高的精度与鲁棒性。

关键词：时间序列相似性量度动态时间弯曲面积距离相似度阈值