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梯级水电短期调度模型及其求解的蝗虫视觉进化神经网络

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水力发电学报 2024年第4期43卷 81-96页

作者：王宇驰张洪贵州大学大数据与信息工程学院贵州省系统优化与科学计算特色重点实验室贵阳550025

融合梯级水电站短期调度中电网调峰与发电量相互制约的因素,探讨水电调度模型的设计及求解的改进型蝗虫视觉进化神经网络。调度模型设计中,依据水量平衡方程,在充分考虑机组出力限制、不规则震动区等与水头相关的复杂约束及尾水顶托影响... 详细信息

融合梯级水电站短期调度中电网调峰与发电量相互制约的因素,探讨水电调度模型的设计及求解的改进型蝗虫视觉进化神经网络。调度模型设计中,依据水量平衡方程,在充分考虑机组出力限制、不规则震动区等与水头相关的复杂约束及尾水顶托影响下,构建以调峰效果与发电效益为性能指标的厂网协调短期调度模型。神经网络设计中,在已有蝗虫视觉神经网络基础上引入视觉残留机制、半波整流机制,以及在兴奋层引入局部均值滤波,获得能输出全局和局部学习率的改进型蝗虫视觉神经网络,进而借助混沌映射及山瞪羚优化算法设计状态更新策略,随后顺次连接此视觉神经网络及更新策略,获得能自适应调节参数的改进型蝗虫视觉进化神经网络。比较性的数值实验显示,该神经网络求解13个基准事例中7~13个事例及应用于贵州北盘江梯级电站的3种场景中至少2种场景下具有显著优势。

关键词：梯级水电厂网协调蝗虫视觉进化神经网络山瞪羚优化以水定电

一种结合轻量级注意力机制的人体姿态估计算法

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计算机应用与软件 2024年第5期41卷 131-137页

作者：李文星喻明毫王子牛高建瓴林宁贵州大学计算机科学与技术学院贵州贵阳550025 贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

针对现有的人体姿态估计模型存在的模型参数量和计算量大、冗余度高、耗时长等问题,提出一种基于轻量级注意力机制的网络框架。使用轻量级网络MobilenetV3替代了原OpenPose的主干网络VGG-19;对OpenPose的二分支多阶段的卷积神经网络框... 详细信息

针对现有的人体姿态估计模型存在的模型参数量和计算量大、冗余度高、耗时长等问题,提出一种基于轻量级注意力机制的网络框架。使用轻量级网络MobilenetV3替代了原OpenPose的主干网络VGG-19;对OpenPose的二分支多阶段的卷积神经网络框架进行压缩;引入空间和通道相结合的注意力机制模块CBAM对模型的速度和精度进行权衡。实验结果表明,该方法下的网络模型大小和浮点计算量分别为10.51 MB和22.65 GFlops,相对于原OpenPose减少了79.91%和83.35%;在COCO2017测试集下,能够在保持较高的检测精度和召回率的基础上显著提升检测速度。

关键词：人体姿态估计计算机视觉 OpenPose 轻量级网络注意力机制

基于果蝇视觉神经网络的单目标运动检测与跟踪

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智能计算机与应用 2024年第4期14卷 1-11页

作者：王德铖张洪贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025 贵州大学贵州省系统优化与科学计算特色重点实验室贵阳550025

运动目标跟踪因对实时输入信息的处理、跟踪模型的性能有较高要求,使得对应用性较强的目标跟踪模型的构建仍然是较为活跃的研究重点。针对单目标跟踪问题,基于果蝇视觉信息处理机制及目标跟踪具有的固有特征,本文提出不同于现有目标跟... 详细信息

运动目标跟踪因对实时输入信息的处理、跟踪模型的性能有较高要求,使得对应用性较强的目标跟踪模型的构建仍然是较为活跃的研究重点。针对单目标跟踪问题,基于果蝇视觉信息处理机制及目标跟踪具有的固有特征,本文提出不同于现有目标跟踪模型的新型模型。模型设计中,基于果蝇视觉信息处理机制建立改进型前馈果蝇视觉神经网络,进而借助其输出的运动方向量矩阵及运动目标的固有运动特性,构建运动目标的运动方向检测以及位置、速度、偏航角估计模型,由此获得计算复杂度由输入图像的分辨率确定的前馈果蝇视觉目标跟踪模型。比较性的实验表明,相较于经典的和基于深度学习的目标跟踪模型,所获新型目标跟踪模型在多种指标下具有实时处理能力强、跟踪效果好且有较好应用潜力的优点,为目标跟踪研究提供了又一新的解决方案。

关键词：运动方向检测单目标跟踪果蝇视觉信息处理机制前馈果蝇视觉神经网络

复杂环境下无人机路径规划及其改进型人工兔优化

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系统仿真学报 2023年

作者：尹安琳张洪贵州大学大数据与信息工程学院贵州省系统优化与科学计算特色重点实验室

针对复杂障碍物环境下无人机安全、高效飞行的路径规划问题，探讨其优化模型的设计与求解算法。模型设计中，以距离、角度、高度及飞行威胁代价为性能指标以及以地域、空域障碍物为约束，建立基于权重系数法与柱坐标系的单性能指标路径... 详细信息

针对复杂障碍物环境下无人机安全、高效飞行的路径规划问题，探讨其优化模型的设计与求解算法。模型设计中，以距离、角度、高度及飞行威胁代价为性能指标以及以地域、空域障碍物为约束，建立基于权重系数法与柱坐标系的单性能指标路径规划模型；算法设计中，针对人工兔优化算法存在初始种群分布不均匀、勘探能力和开采能力不平衡以及局部搜索能力不足的问题，利用SPM混沌映射改善初始种群分布；借助精英个体引导策略增强局部搜索能力；利用改进型能量收缩策略平衡全局与局部搜索能力，提出一种计算复杂度由种群规模确定且能求解大规模优化问题的改进型人工兔优化算法。比较性的数值实验表明，已获路径规划模型的路径规划方案能在一定程度上缓解航迹点数的增加对求解性能的影响，同时优化算法处理大规模优化问题及复杂障碍物威胁环境下无人机路径规划问题具有明显优势。

关键词：无人机路径规划人工兔优化柱坐标系大规模优化精英个体引导策略

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轻量级水下目标检测器LUDet

计算机工程与科学 2022年第9期44卷 1638-1645页

作者：喻明毫高建瓴贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025

针对传统水下目标检测器受环境影响较大的问题,使用一种新的轻量级网络LUNet提取特征,结合两阶段检测算法提出轻量级检测器LUDet。首先,网络的第1个阶段使用高效卷积池化来获取不同特征表达。然后,在稠密连接结构的基础上增加两路稠密连... 详细信息

针对传统水下目标检测器受环境影响较大的问题,使用一种新的轻量级网络LUNet提取特征,结合两阶段检测算法提出轻量级检测器LUDet。首先,网络的第1个阶段使用高效卷积池化来获取不同特征表达。然后,在稠密连接结构的基础上增加两路稠密连接,以提高网络表征能力。网络由卷积池化层与两路稠密连接结构构成,网络中使用GhostModel代替1×1点卷积。使用CAFIR10和CAFIR100数据集进行分类实验验证了提出的骨干网的有效性。针对检测任务,LUDet通过通道注意力、多阶段融合后的特征图对目标进行检测。使用2个水下数据集对改进的检测器进行验证,水下生物数据集上检测的mAP达到了52.5%,水下垃圾数据集上检测的mAP达到了58.7%。

关键词：水下目标检测轻量级网络点卷积两路稠密连接通道注意力

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混合差分进化与二次插值改进哈里斯鹰算法

小型微型计算机系统 2023年第7期44卷 1352-1359页

作者：高建瓴喻明毫贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025

针对基本哈里斯鹰优化算法(Harris Hawks Optimization,HHO)存在易陷入局部最优值、收敛精度低和收敛速度慢的问题,提出混合差分进化以及二次插值法改进的哈里斯鹰算法.首先,在初始化种群阶段使用Sobol产生均匀随机数,增强种群遍历性及... 详细信息

针对基本哈里斯鹰优化算法(Harris Hawks Optimization,HHO)存在易陷入局部最优值、收敛精度低和收敛速度慢的问题,提出混合差分进化以及二次插值法改进的哈里斯鹰算法.首先,在初始化种群阶段使用Sobol产生均匀随机数,增强种群遍历性及多样性;其次,在探索阶段融合差分进化算法加速HHO算法的寻优过程以及精度,同时提高全局搜索能力;最后,开发阶段使用二次插值法改进包围策略,提高算法局部搜索能力.同时改进算法中还加入了简单的精英制度,通过子代与父代适应度比较选出较优的一代作为下一种群.通过对测试函数集优化求解验证,表明改进算法具有较好的寻优能力及收敛速度,同时能有效避免陷入局部最优解.

关键词：哈里斯鹰算法 Sobol序列差分进化二次插值法

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改进型卷尾猴搜索算法及光伏电池参数辨识

智能计算机与应用 2023年第4期13卷 135-141,146页

作者：田小情张洪贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025

针对新型卷尾猴搜索算法存在初始卷尾猴分布、静态惯性系数及跟随者位置更新策略制约其全局开采与局部勘测能力的问题,探讨改进型算法及其在光伏电池参数辨识中的应用。算法设计中,利用Logistic混沌映射初始化卷尾猴种群;引入灰狼优化... 详细信息

针对新型卷尾猴搜索算法存在初始卷尾猴分布、静态惯性系数及跟随者位置更新策略制约其全局开采与局部勘测能力的问题,探讨改进型算法及其在光伏电池参数辨识中的应用。算法设计中,利用Logistic混沌映射初始化卷尾猴种群;引入灰狼优化的捕食策略和柯西变异扩大卷尾猴觅食范围,且借助S型函数自适应调节惯性权重,增强全局搜索能力。模型设计中,将光伏电池双二极管结构模型扩展为四二极管模型,进而获得多参数待定的二极管参数辨识模型。比较性的数值实验表明,改进型卷尾猴搜索算法求解基准函数优化及参数辨识问题时,在最优解的搜索能力、寻优效率以及参数辨识效果等方面具有明显优势,且对复杂优化问题的解决具有较好潜力。

关键词：卷尾猴搜索算法 S型惯性权重柯西变异四二极管模型参数辨识

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基于通道注意力与空间金字塔的改进型YOLOv3及其应用

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智能计算机与应用 2023年第2期13卷 179-186页

作者：游双张洪贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025 贵州大学贵州省系统优化与科学计算特色重点实验室贵阳550025

针对YOLOv3存在行人遮挡、漏检下检测精度低、漏检率高的问题,本文提出一种基于通道注意力及空间金字塔的改进型YOLOv3。将通道注意力机制嵌入残差网络中,强化关键信息的特征提取;利用能增大感受野的空间金字塔融合多尺度特征图,增强相... 详细信息

针对YOLOv3存在行人遮挡、漏检下检测精度低、漏检率高的问题,本文提出一种基于通道注意力及空间金字塔的改进型YOLOv3。将通道注意力机制嵌入残差网络中,强化关键信息的特征提取;利用能增大感受野的空间金字塔融合多尺度特征图,增强相互遮挡目标的特征提取能力;利用改进型非极大抑制模块消除冗余预测框,避免重叠目标漏检。比较性的数值实验表明,相较于YOLOv3,改进型YOLOv3的检测准确率及综合评估指标值分别提高了9.33%和5.01%,且行人检测的鲁棒性和泛化能力更强。

关键词：特征提取 YOLOv3 注意力机制空间金字塔

改进型DV-Hop定位模型及其求解的混合视觉进化神经网络

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智能计算机与应用 2023年第3期13卷 1-9,15页

作者：郑悦张洪贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025 贵州大学贵州省系统优化与科学计算特色重点实验室贵阳550025

针对DV-Hop定位模型跳距估计精度低且难准确获取未知节点位置的问题,提出改进型DV-Hop定位优化模型及其求解的混合视觉进化神经网络优化算法。DV-Hop定位模型设计中,引入4种通信半径细化节点间的跳数计算,并利用动态权重因子修正最小跳... 详细信息

针对DV-Hop定位模型跳距估计精度低且难准确获取未知节点位置的问题,提出改进型DV-Hop定位优化模型及其求解的混合视觉进化神经网络优化算法。DV-Hop定位模型设计中,引入4种通信半径细化节点间的跳数计算,并利用动态权重因子修正最小跳数及平均跳距计算模型,获得改进型DV-Hop的计算模型。算法设计中,依据果蝇和蝗虫视觉系统的信息处理机制,建立输出全局和局部学习率的混合视觉神经网络,进而在此神经网络的输出引导下,借助哈里斯鹰优化算法中哈里斯鹰的位置更新策略设计状态更新策略,由此获得能求解DV-Hop定位问题的视觉进化神经网络优化算法。比较性的数值实验显示,该算法求解基准函数优化问题具有明显优势,并对未知节点的定位精度高且收敛速度快。

关键词： DV-Hop 混合视觉进化神经网络哈里斯鹰优化状态更新