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基于NGID-DBSCAN算法与最小包围圆模型的基站位置分析

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基于NGID-DBSCAN算法与最小包围圆模型的基站位置分析

作者：程求江武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

基于位置的服务(Location-based Service, LBS)是移动互联网的重要特点之一，近年来与位置相关的应用大受欢迎，用户通过上传位置信息，获取周边服务。位置信息反映了人的行为特征、兴趣爱好、社交关系等，对位置信息的挖掘对个性化推... 详细信息

基于位置的服务(Location-based Service, LBS)是移动互联网的重要特点之一，近年来与位置相关的应用大受欢迎，用户通过上传位置信息，获取周边服务。位置信息反映了人的行为特征、兴趣爱好、社交关系等，对位置信息的挖掘对个性化推荐有重要意义，然而位置信息的不确定性带来了离群数据;另一方面，本地化服务，如推荐用户常待基站下的内容，大众更易接受，由于基站位置信息的安全性，获取困难。本课题基于上述背景，对离群点检测技术和基站位置建模进行研究，为用户画像、个性化服务提供决策支持，主要工作如下： (1)对现有离群点检测技术进行总结，对比分析了适用范围、优缺点，重点分析了基于密度聚类的离群点检测算法-DBSCAN，针对算法时间复杂度大，通过网格划分技术缩小邻域扫描范围的思想加于改进，提出基于邻近网格的密度聚类算法(NGID-DBSCAN)，仿真实验验证了改进算法的性能。将改进算法应用到基站位置离群点检测上，比较分析了与可视化方法检测位置信息离群数据的优缺点。 (2)研究了平面点集的最小圆求解算法，并针对最远点优先渐近算法中四点画圆问题，在算法实现过程中引入最小圆引理，将四点画圆转换为三点画圆，减小枚举次数，提高算法性能。 (3)提出将基站位置分析转换为大量基站覆盖范围下用户位置的数学建模问题，并通过求解平面点集的最小包围圆圆心代替基站位置，实验结果验证了该模型的可行性。从算法时间复杂度考虑，比较分析了当点集形成一个簇时，可以通过求点集的中心代替最小圆圆心。本文提出的NGID-DBSCAN算法和最小圆模型具有对已知位置基站数据的自校验、后续基站位置的补充等作用。

关键词：位置分析离群点密度聚类最小包围圆网格

求离散点最小包围圆在算法初步教学中的案例分析

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中华少年 2017年第11期 107-108页

作者：曹千秋绍兴市高级中学

笔者将'求离散点最小包围圆'算法引入算法初步教学实践,该算法具有立意新颖、解题方法多样、几何特征明显等特点。本文对该算法背景、算法语言转化及教学中的注意点做了进一步阐述,旨在丰富算法教学案例、开拓学生算法视角。

关键词：算法初步最小包围圆教学实践计算几何

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离散点集最小包围圆算法分析与改进

离散点集最小包围圆算法分析与改进

基于组合基元法的非理想模型装配偏差预测算法研究

第五届全国几何设计与计算学术会议

作者：李红军张晓鹏北京林业大学理学院中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室＆中法实验室

针对平面上离散点集求取最小包围圆的问题,评述现有算法并给出一种改进算法,称为较远点对定义初始包围圆的随机增量算法。首先对求取最小包围圆的随机增量算法、最远点优先渐近算法、对偶决策算法等三种典型算法进行概述和简要分析;然... 详细信息

针对平面上离散点集求取最小包围圆的问题,评述现有算法并给出一种改进算法,称为较远点对定义初始包围圆的随机增量算法。首先对求取最小包围圆的随机增量算法、最远点优先渐近算法、对偶决策算法等三种典型算法进行概述和简要分析;然后对随机增量算法进行改进;最后,以二维区域随机点集、一维共线随机点集和共线有序点集三类数据进行实验对比。实验结果表明,最远点优先渐近算法是本文列举的三种算法中效率最高的;本文提出的改进算法是一种更快的确定性算法,并大大提高随机增量算法的时间效率。离散点集最小包围圆的快速计算在碰撞检测和机器人等领域有广泛应用。

关键词：最小包围圆随机增量算法计算几何

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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制造技术与机床 2024年第7期 155-163页

作者：张永亮航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳110850

基于模型定义(model-based definition,MBD)体系的装配偏差算法适用于赛博空间中理想数模的装配场景,但不适用于物理空间中非理想状态的装配场景,导致现场产生大量修配工作。针对这一问题,文章模拟真实的装配场景,基于零件的非理想状态... 详细信息

基于模型定义(model-based definition,MBD)体系的装配偏差算法适用于赛博空间中理想数模的装配场景,但不适用于物理空间中非理想状态的装配场景,导致现场产生大量修配工作。针对这一问题,文章模拟真实的装配场景,基于零件的非理想状态,并将配合特征之间的拓扑关系考虑在内,对装配偏差的传递与累积过程展开研究,给出一种装配偏差预测算法。首先,针对孔轴配合与槽轴配合,将装配约束转化为定位点约束,依据最大实体原则,构造柱面点云的最小包围圆,确定接触状态,给出串行装配偏差算法,并将以上两种配合定义为两种基元,对应的装配偏差算法定义为两种独立基元算法。其次,基于平面贴合、孔轴配合与槽轴配合给出并行装配偏差算法,并将其定义为组合基元算法。最后,基于非理想模拟数据进行实例验证,达到了准确预测装配偏差的目标,为后续在赛博空间基于实测数据的装配偏差计算提供理论依据,以促进高精度装配。

关键词：非理想模型定位点约束最小包围圆装配偏差预测

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同塔双回线单线故障测距与选相方法研究

同塔双回线单线故障测距与选相方法研究

作者：田开庆昆明理工大学

学位级别：硕士

同塔双回输电线路除单回线故障外,还存在跨线故障,共计120种故障类型,其中,跨线故障有98种,单回线故障有22种。虽然跨线故障在故障类型中占有压倒性的优势,但统计资料表明,单回线发生故障的几率很大,而跨线故障仅占同塔双回线总故障的20... 详细信息

同塔双回输电线路除单回线故障外,还存在跨线故障,共计120种故障类型,其中,跨线故障有98种,单回线故障有22种。虽然跨线故障在故障类型中占有压倒性的优势,但统计资料表明,单回线发生故障的几率很大,而跨线故障仅占同塔双回线总故障的20%-30%。因此,对于同塔双回输电线路,在考虑跨线故障的同时,也要考虑同塔双回线的单线故障问题。分析同塔双回输电线路的特殊型和复杂性,将三相系统的解耦矩阵推广到同塔双回输电线路中,建立同塔双回输电线路的解耦矩阵。分析同塔双回输电线路结构特殊,是一个环状网络,根据这一特点,分别从电压行波和时域测距方法入手,提出适用于同塔双回线单线故障的电压行波测距方法和时域故障测距方法。利用最小包围圆算法将小波能量和分形盒维数结合起来,可以克服分别采用两者进行故障选相方法的缺点。

关键词：同塔双回输电线路故障测距故障选相小波分析最小包围圆

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白内障超声乳化术中手术切口的实时定位

白内障超声乳化术中手术切口的实时定位

作者：齐兴明北京工业大学

学位级别：硕士

白内障超声乳化术是治疗白内障的主流手术方式。随着显微手术的发展,散光已成为影响术后视觉质量重要因素。超声乳化术需要尽量减少散光对术后视力的影响,以提高手术质量。研究表明不同的切口位置会引起不同程度的术后散光,当白内障手... 详细信息

白内障超声乳化术是治疗白内障的主流手术方式。随着显微手术的发展,散光已成为影响术后视觉质量重要因素。超声乳化术需要尽量减少散光对术后视力的影响,以提高手术质量。研究表明不同的切口位置会引起不同程度的术后散光,当白内障手术中的切口位置为角膜缘的最陡峭子午线方向时,可以有效减少术后角膜散光,提高患者术后视力水平。在白内障手术前,通过角膜地形图或角膜曲率计确定角膜曲率最大子午线,并拍一张标准眼部图像来规划手术切口的位置。然而,在显微镜下做角膜切口时,医生需要结合术前标准图像的信息确定切口位置,而术中眼部图像与术前标准的眼部图像相比,存在一定的缩放变换和旋转变换,导致已规划的切口位置改变,该位置的准确性主要依赖于医生的临床经验。目前临床缺乏一种方法可以准确地、实时地提供切口位置信息用于引导医生做角膜切口。本课题采用图像处理技术快速计算出术中的切口位置并显示,辅助医生快速定位切口进行角膜切口。由于角膜缘位于虹膜和巩膜的交界处,本文采用定位虹膜外边界的方法来确定角膜缘;通过实时检测术中眼部图像中眼球的旋转角度,结合标准图像中最陡子午线方向来确定术中图像中最陡子午线方向;由于本课题出发点是解决临床应用的问题,开发了白内障手术切口软件,该软件集成角膜缘定位和最陡子午线方向跟踪两部分算法,用于计算出术中的切口位置并显示。论文的研究内容如下:(1)角膜缘的实时定位。本文采用了基于轮廓的最小包围圆实时定位虹膜外边界的方法实时定位角膜缘。在该方法中,将眼部图像从RGB颜色空间转换为HSV颜色空间,选择V通道图像用于后续处理,并采用中值滤波清除眼部图像中的噪声;在分析了眼部图像灰度特性的基础上,采用阈值分割方法处理V通道图像以获得二值图像;提取二值图像的轮廓,结合虹膜的大小信息清除非虹膜轮廓的轮廓;通过计算虹膜轮廓的最小包围圆来定位虹膜外边界,实现角膜缘的定位。(2)最陡子午线的实时定位。本文根据实时测量眼球旋转的角度结合术前最陡峭子午线方向来实时定位术中眼部图像中的最陡峭子午线方向。在该方法中,首先,选取术眼部图像中临近虹膜的巩膜区域作为识别区域;通过对识别区域进行特征提取与匹配,以获得稳定的特征点对;通过计算特征点相对于瞳孔中心的旋转角度,获得图像中眼球的旋转角度;结合术前最陡峭子午方向,计算出术中眼部图像中的最陡峭子午线方向。(3)白内障手术切口定位软件的开发。基于.Net Framework利用EmguCV开发了白内障手术切口定位软件系统,该软件集成实时定位角膜缘和最陡峭子午线方向两项功能,并且将白内障手术中切口信息的数字化显示,辅助医生快速定位切口进行角膜切口。在本研究中,采用计算轮廓的最小包围圆来定位虹膜的外边缘,以实现角膜缘的定位,在视频图像测试中,该算法精确定位角膜缘的平均时间30ms左右,满足了实时性。通过测量眼球旋转的角度结合术前最陡峭子午线方向,获得手术中最陡峭子午线的方向,该方法能准确地计算出术中最陡峭子午线的方向,处理一副图像的平均时间为65ms左右,满足实时性要求。图像处理软件操作界面友好,用户可以方便地获得手术切口位置。本课题采用图像处理技术实时定位白内障手术中切口的位置,实现了手术切口信息的数字化显示,辅助医生快速定位切口进行角膜切口,具有潜在的临床应用价值。

关键词：白内障超声乳化术角膜缘最陡峭子午线最小包围圆图像匹配

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景区引导地图自动生成方法研究

景区引导地图自动生成方法研究

作者：李必栋兰州交通大学

学位级别：硕士

近年来,旅游业作为一种新兴产业迅速发展,已经成为国民经济的重要组成部分。景区地图是指引游客游览景区的重要资料,为游客提供方位关系及子景点内部信息。由于景区人为规划的程度有限,具有面要素离散分布、线要素曲折杂乱的特点,将野... 详细信息

近年来,旅游业作为一种新兴产业迅速发展,已经成为国民经济的重要组成部分。景区地图是指引游客游览景区的重要资料,为游客提供方位关系及子景点内部信息。由于景区人为规划的程度有限,具有面要素离散分布、线要素曲折杂乱的特点,将野外测量或矢量化获得的数据直接用于景区地图制作,会给游客带来认知困难。鉴于此,本论文在总结现有景区地图存在问题的基础上,以二维矢量数据(线、面)为研究对象,提出了一种景区引导地图自动生成方法。具体工作主要包括以下几个方面:(1)离散面群分割景区矢量数据包括三部分,表示道路的线要素,表示山庄、庙宇、故居等的面要素及表示虚子景点的点要素。其中,面要素代表人工建筑物,不同区域的面群代表不同的子景点。为凸显子景点内部信息,需要对子景点进行分割。本文以Delaunay三角网为基础,提出了基于Delaunay三角网的离散面群分割算法。(2)面要素降维示意地图生成算法是以线要素为操作对象的,而面群具有其形状、尺寸等的特殊性。为方便算法处理,本文采用最小包围圆算法对分割后的子面群求最小包围圆,以圆心代替该面群表示。面群被抽象为一个点,使二维的面要素降维为零维的点要素,简化算法处理难度。(3)面要素映射至线要素在面要素降维处理中,将面要素抽象为一个点,但该点通常情况下并不在线要素之上。为实现线要素示意化过程中面要素的同步变换,本文通过判断圆心到线要素的距离,查找最小距离点作为面群的映射点。该处理方法得到的结果符合人脑的视觉认知习惯。(4)线要素示意化处理对于游客而言,高精度的线路图是不必要的,游客更关注位置信息和方位信息。为此,本文借鉴地铁线路图设计中使用的示意化算法,将连接子景点曲折的线路示意化为简单方向线路,即将线要素简化为八方向的直线段。该处理方法更符合人脑对方位关系的判断,为游客展示直观的方位关系。(5)实验验证根据本文提出的景区引导地图自动生成方法,分别设计了面要素分割实验、面要素降维及映射实验、景区路网示意化实验以及最终的景区示意图自动生成实验,结合人们对于景区地图的需求,对所提出的景区引导地图自动生成方法进行验证。

关键词：景区引导地图示意性地图最小包围圆 Delaunay三角网

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一种确定倒垂有效孔(管)径及中心的新方法

水电自动化与大坝监测 2007年第2期31卷 72-74,82页

作者：李名哲王汉东朱思蓉张文胜长江勘测规划设计研究院长江空间信息技术工程公司湖北省武汉市430010

对于给定的平面点集S,可以通过相应的算法找到包含点集S中所有点的半径最小的圆,这就是最小包围圆的思想。文中将倒垂孔各高程处实测圆圆心坐标投影到水平面上,利用求解这些投影点的最小包围圆的方法,可以快速、准确地解算倒垂孔的有效... 详细信息

对于给定的平面点集S,可以通过相应的算法找到包含点集S中所有点的半径最小的圆,这就是最小包围圆的思想。文中将倒垂孔各高程处实测圆圆心坐标投影到水平面上,利用求解这些投影点的最小包围圆的方法,可以快速、准确地解算倒垂孔的有效孔径及中心。以三峡工程水平位移监测全网(基点检验网)倒垂测点IP13BZA为例,给出了相应的计算示例。

关键词：三峡工程安全监测倒垂孔有效孔径最小包围圆