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基于高阶兰伯特算法的碎片云密度演化分析

中国科学：技术科学 2024年第4期54卷 699-708页

作者：舒鹏杨震罗亚中国防科技大学空天科学学院长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室长沙410073

空间目标解体形成的碎片云在太空不断演化,持续威胁着在轨航天器的安全运行.传统方法多将碎片云视为独立个体的集合,对个体进行推演以获取整体演化特性.这类方法虽易于实现,但需要大量样本以致效率较低.考虑到碎片分布的不确定性特征,... 详细信息

空间目标解体形成的碎片云在太空不断演化,持续威胁着在轨航天器的安全运行.传统方法多将碎片云视为独立个体的集合,对个体进行推演以获取整体演化特性.这类方法虽易于实现,但需要大量样本以致效率较低.考虑到碎片分布的不确定性特征,可利用概率密度变换方法来计算碎片云在空间的密度分布.基于微分代数技术构建了高阶兰伯特算法,再求解系统雅可比的高阶近似,获得了碎片云密度的高阶展开式.通过对解体碎片云的密度演化分析计算表明,采用高阶方法可将计算效率提高10倍,得到的结果相对误差在1%以内.

关键词：空间碎片轨道边值问题概率分布演化微分代数

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生成式人工智能法律治理现代化研究

湖北大学学报（哲学社会科学版） 2024年第1期51卷 144-153页

作者：罗亚海临沂大学法学院山东临沂276000

生成式人工智能(AIGC)的迅猛发展,全方位渗透社会生活各个领域,并对传统法律制度形成重大挑战,造成了现行法律制度与法治现代化需求之间的紧张关系。以法治现代化为导向推动AIGC的法律治理,制度转型、制度变革刻不容缓。法价值、法秩序... 详细信息

生成式人工智能(AIGC)的迅猛发展,全方位渗透社会生活各个领域,并对传统法律制度形成重大挑战,造成了现行法律制度与法治现代化需求之间的紧张关系。以法治现代化为导向推动AIGC的法律治理,制度转型、制度变革刻不容缓。法价值、法秩序、法动力层面的理论定向,为AIGC法律治理现代化提供法理涵养和功能定位依据,需要从人工智能治理与人类价值目标相一致、满足法治现代化的需要和国家现行法治制度对人工智能治理的需求等方面予以探讨。法治现代化价值需求、风险规制需求、新的规则秩序需求勾勒、型塑出AIGC法律治理基本框架,需要实现法治共识向制度的转化、构建有对应性的理论规则,有效拓展科技治理的内涵,以制度转化、制度增容、制度供给、制度耦合来构建生成式人工智能法律治理的现代化体系。

关键词：生成式人工智能人工智能法律治理科技治理现代化

基于轨道可达域的机动航天器接近威胁规避方法

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航空学报 2024年第4期45卷 242-255页

作者：张赛杨震杜向南罗亚中国防科技大学空天科学学院长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室长沙410073 上海机电工程研究所上海201109

面对日益复杂的空间安全形势,基于轨道机动可达域分析提出了机动航天器接近威胁计算、评估和规避方法。首先,基于可达性判据给出机动能力受限的航天器单脉冲轨道机动可达域求解方法。其次,通过判断在轨航天器自身轨道与来袭航天器机动... 详细信息

面对日益复杂的空间安全形势,基于轨道机动可达域分析提出了机动航天器接近威胁计算、评估和规避方法。首先,基于可达性判据给出机动能力受限的航天器单脉冲轨道机动可达域求解方法。其次,通过判断在轨航天器自身轨道与来袭航天器机动可达域间的位置关系计算其位于威胁域内的区段,进而得到轨道危险区。再次,基于两航天器进出危险区的时间定义了威胁评价指标,从空间和时间的窗口匹配性角度分别评估在轨航天器受来袭航天器的威胁程度。最后,给出了基于最小化危险区的航天器最优多脉冲接近威胁规避策略,对比了多个脉冲方案结果。仿真结果表明,在轨航天器能够在满足给定约束条件下实现对危险区的机动避让,并以最小燃料消耗回归正常运行轨道。

关键词：空间安全轨道机动可达域碰撞威胁规避非合作航天器

基于图像和事件的无监督学习稠密连续光流估计

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：胡建朗郭迟罗亚荣武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉大学人工智能研究院湖北珞珈实验室

为了获得稠密且连续的光流，并实现长时间间隔光流估计，本文提出了一种基于图像和事件的多模态多尺度递归光流估计网络，它能够融合从输入的单个图像和对应事件流中提取的多尺度特征，并以从粗糙到精细和迭代递归的方式对输出的光流进... 详细信息

为了获得稠密且连续的光流，并实现长时间间隔光流估计，本文提出了一种基于图像和事件的多模态多尺度递归光流估计网络，它能够融合从输入的单个图像和对应事件流中提取的多尺度特征，并以从粗糙到精细和迭代递归的方式对输出的光流进行优化。为了摆脱对光流标注数据的依赖，本文采用无监督学习的方式对网络进行训练，并设计了动态损失过滤机制，该机制能够自适应地过滤训练过程中的不可靠监督梯度信号，进而实现更加有效的网络训练。本文采用MVSEC数据集对本文提出的网络和策略进行综合对比分析，结果表明，本文方法具有更高的光流估计精度，尤其是在长时间间隔稠密光流估计方面，本文方法在三个室内序列上进行测试，并在平均端点误差和异常值百分比这两项指标上取得了最优结果，分别为1.43、1.87、1.68以及7.54%、14.36%、11.46%，均优于DCEIFlow方法，这说明本文方法不仅能够实现稠密且连续的光流估计，而且在长时间间隔光流估计方面也更加具有优势。

关键词：光流估计事件相机多模态无监督学习

成组蚁群算法求解考虑工序关联的第Ⅰ类双边装配线平衡问题

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工业工程与管理 2024年第3期 192-199页

作者：罗亚波雷威武汉理工大学机电工程学院

在第I类双边装配线平衡问题的研究中，鲜有针对相同优化程度的可行解内任务关联性分析的现状。基于此，本文提出了任务之间的连续性关联属性和对称性关联属性以衡量任务间的关联度，以最小化工位数为一级目标、最大化任务关联度为二级... 详细信息

在第I类双边装配线平衡问题的研究中，鲜有针对相同优化程度的可行解内任务关联性分析的现状。基于此，本文提出了任务之间的连续性关联属性和对称性关联属性以衡量任务间的关联度，以最小化工位数为一级目标、最大化任务关联度为二级目标，建立了考虑任务关联度的双边装配线平衡优化模型。提出了一种新型成组蚁群算法，将蚂蚁群体划分为组内分工相异的多组蚂蚁，每组蚂蚁作为一个整体进行多路径的构建，从而实现模型的求解。算法重新设计了路径选择公式和信息素更新公式，并以一个小型案例阐明了成组蚁群的路径构建方法。以三种规模的标杆算例和一个大型实例为对比实验案例，通过与现有文献比对，表明了所提算法在求解双边装配线平衡问题方面的有效性和可靠性。

关键词：双边装配线平衡问题任务关联蚁群算法启发式算法

基于改进进化算法的中药提取车间批调度问题研究

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工业工程与管理 2024年

作者：罗亚波王洲旭武汉理工大学机电工程学院

现阶段中药提取车间生产周期长、物料浪费严重，实际生产时其生产相关时间和物料损失之间存在着复杂的制约关系，导致调度难度高，排产效率低下。针对此紧密耦合关系，以最小化完工时间和物料总损失量为优化目标，建立了混合整数规划模... 详细信息

现阶段中药提取车间生产周期长、物料浪费严重，实际生产时其生产相关时间和物料损失之间存在着复杂的制约关系，导致调度难度高，排产效率低下。针对此紧密耦合关系，以最小化完工时间和物料总损失量为优化目标，建立了混合整数规划模型，提出了一种改进的进化算法。算法在初始化种群阶段提出了一种基于概率矩阵的初始化策略以减少算法搜索范围；在进化阶段引入精英保留策略以优化种群质量；在变异阶段设计了一种邻域搜索策略来保证算法全域搜索能力。通过田口实验设计方法确定算法参数组合，利用策略有效性实验验证算法有效性。与NSGAⅡ和SPEA2进行实验对比，验证了算法的优越性、稳定性与更优的求解效率。最后与实际生产方案比对，结果表明利用改进算法所得调度结果在完工时间与物料损失量方面均明显优于现有方案。

关键词：批调度多目标优化进化算法药物提取

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光谱成像技术在法庭科学中的应用研究

激光与光电子学进展 2024年第4期61卷 48-55页

作者：刘康康罗亚平中国人民公安大学侦查学院北京100038 安徽省公安教育研究院公安科学技术系安徽合肥230031

光谱成像技术是一种集合光谱技术和成像技术的方法,能获取被检物体的空间信息和光谱信息,形成三维的光谱影像集。作为一种快速、无损的光学检验方法,光谱成像技术能满足法庭科学对物证检验的要求,尤其在痕迹物证的显现、识别、分类方面... 详细信息

光谱成像技术是一种集合光谱技术和成像技术的方法,能获取被检物体的空间信息和光谱信息,形成三维的光谱影像集。作为一种快速、无损的光学检验方法,光谱成像技术能满足法庭科学对物证检验的要求,尤其在痕迹物证的显现、识别、分类方面具有十分重要的作用。对光谱成像技术的基本原理和流程进行介绍,概述了其在法庭科学文件检验、血迹检验、指纹检验等领域的前沿应用,并分析了法庭科学领域光谱成像技术发展存在的困境和未来趋势,以促进该技术进一步发展,使其更好地服务于法庭科学工作。

关键词：光谱成像法庭科学物证检验成像检验

不变RTS平滑算法及其在5G/SINS组合导航中的应用研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 747-755页

作者：罗亚荣郭文飞齐书峰郭迟武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

为了解决导航系统的位置误差随时间累积的问题,提出一种状态空间为矩阵李群的不变RTS(invariant Rauch-Tung-Striebel,InRTS)平滑算法来提高导航状态的精度,其核心在于导航状态及观测都利用矩阵李群进行表示及推导。首先,将系统状态及... 详细信息

为了解决导航系统的位置误差随时间累积的问题,提出一种状态空间为矩阵李群的不变RTS(invariant Rauch-Tung-Striebel,InRTS)平滑算法来提高导航状态的精度,其核心在于导航状态及观测都利用矩阵李群进行表示及推导。首先,将系统状态及其误差状态微分方程用矩阵李群来表征,相比于传统扩展卡尔曼滤波算法(extended Kalman filter,EKF),将系统状态构建在矩阵李群上,其动力学方程可以更自然更本质地描述物体在空间中的运动特性,而通过群运算定义的误差状态耦合了姿态误差而不是直接的向量相减;接着,通过李群和李代数之间的对数映射将不变误差状态变量映射到李代数空间,得到一个解析的线性微分方程,该方程与当前状态估计值无关,从而可以获得在任何线性化点处状态无关的雅克比矩阵;然后,根据5G定位中量测模型的左不变特性推导包含杆臂误差的左不变误差状态量测方程,从而得到一个左不变EKF;最后,以左不变EKF为前向滤波,提出不变RTS平滑算法,并将其应用于5G/SINS(strapdown inertial navigation system)组合导航系统,在仿真实验中与左不变EKF算法进行了精度对比。实验结果表明,InRTS算法能对左不变EKF算法得到的轨迹进行平滑,降低了前向滤波过程中导航状态的累积误差,从而证明了所提算法的有效性。

关键词：左不变扩展卡尔曼滤波不变RTS平滑矩阵李群 5G/SINS组合导航

考虑识别鲁棒性和虹膜颜色影响的瞳孔精准定位方法

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南京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 97-105页

作者：罗亚波李鑫武汉理工大学机电工程学院武汉430070

准确的瞳孔定位广泛应用于疲劳监控、注意力分析、凝视跟踪等领域.当前,对于瞳孔定位的研究,还存在两个难点问题:(1)瞳孔检测的精准率受到图像分辨率、照明、头部姿态的影响,因而自然条件下的定位精准度较低;(2)虹膜颜色影响定位精准率... 详细信息

准确的瞳孔定位广泛应用于疲劳监控、注意力分析、凝视跟踪等领域.当前,对于瞳孔定位的研究,还存在两个难点问题:(1)瞳孔检测的精准率受到图像分辨率、照明、头部姿态的影响,因而自然条件下的定位精准度较低;(2)虹膜颜色影响定位精准率,但当前对于不同虹膜颜色的瞳孔定位方法的研究还不完善.针对以上问题,提出一种新的适用于包含全脸图像的瞳孔定位方法.所提方法无需训练,可直接用于瞳孔定位任务.方法核心是将表示局部径向对称性的自相似性分数,与根据瞳孔和周围区域之间的梯度信息计算得到的眼部区域梯度辐射分数相结合,取联合分数峰值坐标为瞳孔中心.在BioID数据集和GI4E数据集上评估本方法.在归一化误差e≤0.05的情况下,准确率分别为94.67%(BioID),97.09%(GI4E),在e≤0.10的情况下,准确率分别为99.47%(BioID),99.51%(GI4E).所提方法在由低分辨率深色虹膜的人脸图像组成的自制数据集上准确率为98.66%(e≤0.05)和100%(e≤0.10),表明所提方法对于虹膜颜色有较好的鲁棒性.

关键词：瞳孔定位图像处理自相似性图像梯度人因工程