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基于领航—跟随法的有限时间旋转一致性及编队控制研究

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基于领航—跟随法的有限时间旋转一致性及编队控制研究

作者：胡玉莹大连海事大学

学位级别：硕士

多智能体旋转一致性运动和编队运动应用极为广泛,在能源勘探,污染源搜索,军事方面以及航空方面都备受关注。所以研究有限时间下的旋转一致性及编队运动更具有实际应用价值。本文首先介绍一致性、有限时间控制及编队控制问题的研究背景,... 详细信息

多智能体旋转一致性运动和编队运动应用极为广泛,在能源勘探,污染源搜索,军事方面以及航空方面都备受关注。所以研究有限时间下的旋转一致性及编队运动更具有实际应用价值。本文首先介绍一致性、有限时间控制及编队控制问题的研究背景,其次介绍本文用到的基本理论知识,然后分别对旋转一致性及编队问题进行研究,最后对本文工作进行总结与展望。主要研究内容如下:1.基于领航跟随法的二阶一致性控制问题,加入旋转向心加速度及有限时间函数,使所有智能体围绕共同圆心完成有限时间旋转一致性运动。第一部分考虑有向图下智能体的位置和速度都是可测的情况。第二部分考虑无向图下智能体的速度和相对速度无法测量的情况,添加辅助变量来估计相对速度。第三部分引入有限时间观测器,分别考虑无向图下存在单个或多个领航者时,仅能获得相对位置测量信息,完成有限时间一致性旋转控制。2.基于相关编队控制方法,第一部分考虑直角坐标系下多领航多跟随的二阶有限时间编队控制问题。第二部分考虑极坐标下多领航多跟随的二阶有限时间圆形编队控制问题。同时完成有限时间的三个目标:所有智能体以相同角速度围绕共同圆心做旋转运动;领航者形成理想的图形且能够保持(圆形编队);跟随者要通过领航者的运动最终收敛到一个凸包上,共同做旋转运动。第三部分基于非完整运动的编队控制问题,使编队中心有限时间跟踪理想运动曲线,比较非线性下有限时间编队与渐近一致性编队的收敛性。利用李雅普诺夫稳定性定理,齐次度等相关理论,证明上述控制策略在有限时间稳定性。并通过matlab软件进行仿真,验证控制策略的有效性。

关键词：有限时间控制旋转一致性齐次度编队领航跟随法

GE9800 Hilight-CT旋转一致性的调整

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医疗装备 2004年第2期17卷 55-55页

作者：韩建坤河北省人民医院设备处河北石家庄050051

GE9800 Hilight-CT旋转一致性调整(Axial Coincidence Adjustment)是指GFLAG (Gantry Flag)和TFLAG(Take-up Flag)的一致性调整.

关键词： GE9800 Hilight-CT 一致性调整旋转一致性故障检查维修医疗设备

基于Modelica的多智能体系统建模及其旋转一致性问题研究

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基于Modelica的多智能体系统建模及其旋转一致性问题研究

作者：秦佳丽北京工业大学

学位级别：硕士

多智能体系统作为人工智能的重要分支,已经成为21世纪的一门重要学科。同时,多智能体系统的分布式协调控制因其广泛的应用背景,获得越来越多国内外学者的高度关注。其中,一致性问题是智能体协作控制中的典型问题之一。简单来说,就是分... 详细信息

多智能体系统作为人工智能的重要分支,已经成为21世纪的一门重要学科。同时,多智能体系统的分布式协调控制因其广泛的应用背景,获得越来越多国内外学者的高度关注。其中,一致性问题是智能体协作控制中的典型问题之一。简单来说,就是分析和设计智能体之间的协作控制协议使多个智能体达到某种相同的状态。本文以智能体为研究对象,用Modelica语言搭建多智能体系统模型库,并提出一种新方法解决多智能体系统的旋转一致性问题,最后建立基于Visual Studio 2010的动态演示平台。具体研究内容和取得的结果如下:首先,建立了基于Modelica语言的多智能体系统模型库。模型库主要包括智能体数学模型库、控制算法库、传感模块、交互模块以及通信模块等子库。通过这些子库中的组件可以对单个智能体以及多智能体系统建模,通过编译得到模型的仿真曲线。运用Modelica建模将控制算法与控制对象分离,大大提高了模块的复用性,使得复杂多智能体系统的建模更加方便。其次,本文研究了多智能体系统的旋转一致性问题。该问题的典型应用包括智能车辆通过环形路段、卫星环绕地球运动等。本文提出一种新方法分析解决多智能体系统的旋转一致问题。首先通过一种模型变换将原系统的旋转一致性问题转化成新系统的状态一致问题。然后提出一种线性变换,将多智能体系统的状态一致问题转化成相应辅助系统的渐近稳定问题,并对系统的稳定性进行分析,给出多智能体系统达到状态一致的充要条件以及状态一致函数。同时设计控制协议的增益矩阵,运用一种迭代的方式得到更为准确的增益矩阵。最后,分别给出有向通信拓扑和无向通信拓扑两类数值实例,仿真效果验证了该方法的有效性。最后,为了更生动、直观地展示多智能体系统协作运动过程,本文建立了基于Visual Studio 2010平台的多智能体系统仿真的动态展示平台。通过读取Modelica建模仿真结果的位置数据,驱动小球在动态展示平台上运动。

关键词：多智能体系统 Modelica建模分布式协作旋转一致性

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信息驱动的多AUV网络协作采样研究

信息驱动的多AUV网络协作采样研究

作者：孙琦西北工业大学

学位级别：硕士

多自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)系统是未来海洋探测和开发应用的重要工具。这类多AUV系统可以适用于大量的海洋科学研究以及海洋商业开发,例如海洋生物研究以及海洋资源探测与开发。由于海洋探索任务的复杂性越... 详细信息

多自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)系统是未来海洋探测和开发应用的重要工具。这类多AUV系统可以适用于大量的海洋科学研究以及海洋商业开发,例如海洋生物研究以及海洋资源探测与开发。由于海洋探索任务的复杂性越来越高,应用协同工作的AUV网络系统而不是单个昂贵的AUV成为了新兴起的研究潮流。通常情况下,装载有传感器的AUV网络在协同估计任务和协同控制任务中显示出了巨大的优势,并且可以较大幅度地提升整个系统的效率和鲁棒性。本文研究了基于多AUV的协同采样以及多AUV的协同控制。在深入分析国内外研究现状的基础上,经过对多AUV系统海洋环境协同采样问题和多AUV的协同控制问题的研究,本文获得的主要研究成果及创新点归纳如下:(1)提出了基于羽流物理特性的梯度设计。在此基础上,本文采取了基于一致性的分布式估计算法。这个算法可以使传感器网络跟踪所有的n个传感器测量值的平均值。此一致性估计器的架构在解决数据融合问题上发挥着非常重要的作用,因而可以应用于对传感器网络的数据驱动的分布式滤波。仿真算例验证了该一致性估计算法的有效性。(2)通过引入三维的旋转矩阵和一个速度一致性量,本文得到了旋转一致性运动控制算法。通过应用此算法,多智能体系统达到了期望的旋转一致性。此外,理论推导证明二阶多智能体系统的运动形式由通信拓扑、控制律阻尼系数和引入旋转矩阵的欧拉角共同影响。特别地,当阻尼系数大于一个上界、欧拉角等于一个阈值以及通信拓扑具有至少一个有向拓展树时,多智能体系统就达到了旋转一致性。对于基于一致性的跟踪控制算法,研究发现此协议可使分布式二阶运动系统在达到旋转一致性的同时还能跟踪一个虚拟的leader。此算法只要求一部分的智能体可以获得leader信息,并且所有的智能体之间只进行本地交互。这一部分收敛性分析用到的数学工具包括矩阵论,线性系统理论等。仿真结果表明了上述旋转一致性算法的有效性。(3)针对海洋环境的非线性和复杂性,提出了基于数据驱动的分布式滤波算法。结合梯度控制方法,将此滤波算法应用到可移动的分布式传感器网络中,研究发现,相较于静态的传感器网络,基于梯度控制的可移动的分布式传感器网络通常具有更好的估计精度。仿真实验验证了算法的有效性。

关键词： AUV 协同估计旋转一致性协同控制分布式算法多智能体系统

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无监督单视图人脸三维重建关键技术研究

无监督单视图人脸三维重建关键技术研究

作者：阳凯凡武汉纺织大学

学位级别：硕士

单视图三维人脸重建是计算机视觉领域的一个研究热点,旨在从单张人脸图像中推断出该人脸的三维几何形状,实现对人脸的立体化建模。这项技术在计算机图形学、虚拟现实、人脸识别、人机交互等领域具有广泛的应用前景,其关键在于如何通过... 详细信息

单视图三维人脸重建是计算机视觉领域的一个研究热点,旨在从单张人脸图像中推断出该人脸的三维几何形状,实现对人脸的立体化建模。这项技术在计算机图形学、虚拟现实、人脸识别、人机交互等领域具有广泛的应用前景,其关键在于如何通过单张图像获取真实准确的人脸三维信息。目前,利用先验模型重建的方法在单视图三维人脸重建任务中表现良好,但在无监督非先验的方法中,由于其缺少先验模型的约束,预测到的纹理会存在外观模糊问题,并且回归的面部几何结构细节不正确且存在噪声。解决这些问题的方法通常依赖输入图像的外观条件或是需求输入对象的多视角数据集。因此,本文就无监督非先验的方法中存在的问题展开实验研究,从输入图像和模型两方面展开了以下工作:(1)针对非先验单视角图像重建任务中,需求输入对象的多视角数据集的问题。本文设计利用U-Net鉴别器实现生成输入图像的新视角图像。将输入图像和经过渲染器以新视角回归后的渲染图输入U-Net鉴别器中,编码器会结合输入图像对渲染图在像素层面上将像素分为真实区域和虚假区域,解码器会根据输入信号学习真实和虚假图像之间的全局和局部差异,输出与渲染图分辨率一致且像素级层面上真实的图像。该图像可用于对输入图像的条件约束,以此构建多视图一致性。(2)针对回归的面部几何结构细节不正确的问题,本文设计了旋转循环一致性。输入图像经过U-Net鉴别生成新视角真实图像,新视图再渲染回原视角,以此构成循环一致性中,两个域之间进行的相互翻译。所得结果与输入图像应尽可能相似,两者结合输入图像回归的渲染图,利用2D特征损失来不断感知细化。以此隐式地构建多视图一致性损失,从而提高模型对输入图像的几何信息解析能力。(3)针对重建模型中依赖输入图像的外观条件且预测纹理存在模糊的问题,为得到更为真实准确的人脸遮挡部位纹理信息,本文设计了纹理对齐循环一致性。对于输入图像与输入图像的新视角图像,两者之间的反照率和光照信息交换之后渲染成新图像,然后再次预测并交换并与原始图像进行2D特征比较。在交换过程中,利用Filtered Connection细化纹理,在相同的地方鼓励存储反照率表示的细节,使图像之间的共享信息,以恢复从原始视图中不可见位置的真实纹理,以达到视图泛化效果。本文在CeleA等数据集上进行实验,实验结果表明,本文对输入图像和模型设计上提出的改进能从单视图中预测到更真实的信息,重建出具有较好细节的人脸模型,并有效解决了输入人脸图像自遮挡问题。

关键词： 3D人脸单视图旋转一致性循环一致性人脸重建

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随机抽样一致消除特征错配的一种加速算法

电气自动化 2013年第6期35卷 103-105页

作者：杨兵兵胡士强上海交通大学航空航天学院上海200240

提出一种利用随机抽样一致方法(RANdom SAmple Consensus,RANSAC)消除图像匹配时错配的加速算法,具有平移,旋转和缩放不变性,同时允许其他方面(视角等)的较小变化,可以满足当前主流局部特征匹配算法的要求。RANSAC精度高,但时间复杂度高... 详细信息

提出一种利用随机抽样一致方法(RANdom SAmple Consensus,RANSAC)消除图像匹配时错配的加速算法,具有平移,旋转和缩放不变性,同时允许其他方面(视角等)的较小变化,可以满足当前主流局部特征匹配算法的要求。RANSAC精度高,但时间复杂度高,时间复杂度与有效数据百分比有关,基于此提出了一类新的查找无效数据的方法,可以快速提高有效数据的比例,当它和RANSAC算法结合使用时,可以在保证高精度的情况下,有效地降低查找时间,提高图像匹配的实时性。实验表明该算法效果显著。

关键词：随机抽样一致单应性缩放一致性旋转一致性角度一致性