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增强型霜冰优化算法的复杂环境下机器人路径规划

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计算机应用研究 2025年第1期42卷 185-195页

作者：谢灿坤于丽娅张涛任文杰莫代贵贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025 贵州大学机械工程学院贵阳550025 中国电信有限公司贵阳分公司贵阳550025 贵阳铝镁设计研究院有限公司贵阳550025

针对原始霜冰优化算法(RIME)在移动机器人路径规划问题中存在易陷入局部最优和收敛速度慢等问题,提出一种增强型霜冰优化算法(ERIME)用于对复杂环境下移动机器人进行路径规划。首先,采用基于sine混沌映射的透镜成像种群选择策略对种群... 详细信息

针对原始霜冰优化算法(RIME)在移动机器人路径规划问题中存在易陷入局部最优和收敛速度慢等问题,提出一种增强型霜冰优化算法(ERIME)用于对复杂环境下移动机器人进行路径规划。首先,采用基于sine混沌映射的透镜成像种群选择策略对种群初始化阶段进行增强以增加种群多样性,使算法更好地进行探索和开发;其次,使用随机因子控制的最值搜索策略和质心中点引导的开发机制对算法的探索和开发阶段进行改进,增强算法跳出局部最优解的能力,更好地探索全局最优解,并加快算法的收敛速度;此外,建立ERIME算法的Markov链模型,证明了算法的全局收敛性。为验证ERIME的有效性,对该算法采用CEC2017测试集进行验证,并与其他知名的元启发式算法进行比较,结果表明该算法具有良好的性能。最后,将其应用于复杂环境下的移动机器人路径规划问题中,实验结果表明,ERIME可以高效地为机器人进行路径规划,且可以找到一个非常优质的路径。

关键词：机器人路径规划霜冰优化算法栅格地图 sine映射最值搜索

融合差分进化和sine混沌的改进粒子群算法

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计算机工程与应用 2024年第19期60卷 80-96页

作者：马乐杰邹德旋李灿邵莹莹杨志龙江苏师范大学电气工程及自动化学院江苏徐州221116

将差分进化与sine混沌相结合,提出一种改进的粒子群算法。利用sine混沌映射对初始种群进行优化,提高了收敛速度;该算法通过引入非同步变化的学习因子的速度更新公式,引入随机惯性权重,使算法能够更好地兼顾全局搜索与局部优化;借鉴差分... 详细信息

将差分进化与sine混沌相结合,提出一种改进的粒子群算法。利用sine混沌映射对初始种群进行优化,提高了收敛速度;该算法通过引入非同步变化的学习因子的速度更新公式,引入随机惯性权重,使算法能够更好地兼顾全局搜索与局部优化;借鉴差分进化算法中的交叉操作,采用淘汰机制随机搜索策略,提高算法的全局搜索能力,提高算法收敛速度。为了验证融合差分进化和sine混沌的改进粒子群算法(improved particle swarm optimization algorithm,IPSO)的性能,与基于压缩学习因子的粒子群算法(yield-based particle swarm optimization,YPSO)、自适应加权粒子群算法(self-adaptive particle swarm optimization,SPSO)等PSO相关算法以及蜘蛛蜂优化算法(spider wasp optimization,SWO)、能量谷算法(energy valley algorithm,EVA)等2023年最新算法相比较,验证融合差分进化和sine混沌的改进粒子群算法(IPSO)的有效性。在不同维度下解决12个常用基准函数,对12个测试函数进行实验,并与其他的几种算法进行比较,实验结果表明,改进后的PSO算法收敛速度快,收敛精度高。

关键词：粒子群优化算法 sine映射差分进化算法交叉操作随机搜索策略

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多策略混合的改进沙猫群优化算法及其应用

控制与决策 2024年第10期39卷 3216-3224页

作者：回立川于千皓辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105

为了增加基本沙猫群算法的搜索效率、收敛效率,增加种群的多样性,增强全局搜索能力,提出一种多策略混合的改进沙猫群算法(improved sand cat swarm optimization algorithm, IMSCSO).利用sine映射进行初始化以得到分布更加均匀的种群;... 详细信息

为了增加基本沙猫群算法的搜索效率、收敛效率,增加种群的多样性,增强全局搜索能力,提出一种多策略混合的改进沙猫群算法(improved sand cat swarm optimization algorithm, IMSCSO).利用sine映射进行初始化以得到分布更加均匀的种群;在攻击行为中根据个体适应度的大小对攻击区间进行区域划分,减小攻击范围,增加搜索效率;将向量的线性变换引入到搜寻行为中,通过对系数矩阵的设计增加收敛效率;利用聚集度圆增加算法跳出局部最优的能力;通过引入生存机制的黄金正弦策略增强其局部开发的能力.使用12个基本测试函数对改进后的算法进行测试,经过Wilcoxon秩和检测、时间复杂度分析、李亚普诺夫稳定性分析验证改进算法的优越性.最后使用改进沙猫群算法对SVM参数进行优化,并应用于轴承故障检测,证明算法在实际应用中的有效性.

关键词：沙猫群算法 sine映射区域划分线性变换聚集度圆黄金正弦策略生存机制

基于三元数极谐-Fourier矩和混沌映射的立体图像零水印算法

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中国科学：信息科学 2018年第1期48卷 79-99页

作者：王春鹏王兴元张川朱晓强夏之秋大连理工大学电子信息与电气工程学部大连116023

立体图像因其强烈的沉浸感,近年来受到广泛关注,与之对应的立体图像的版权保护问题日趋紧迫.目前绝大多数用于图像版权保护的水印算法都是针对平面图像的,用于立体图像的水印算法较少.即使是立体图像水印算法,大部分算法未能很好体现和... 详细信息

立体图像因其强烈的沉浸感,近年来受到广泛关注,与之对应的立体图像的版权保护问题日趋紧迫.目前绝大多数用于图像版权保护的水印算法都是针对平面图像的,用于立体图像的水印算法较少.即使是立体图像水印算法,大部分算法未能很好体现和保留左右视角分量内部的特定联系,因而说必然影响算法的鲁棒性.本文提出面向立体图像的三元数极谐-Fourier矩(ternary polar harmonic Fourier moments,TPHFM),并基于此和混沌映射,提出一种鲁棒立体图像零水印算法.首先使用线性和非线性混合耦合时空混沌系统对原始二值logo图像进行混沌化,然后计算原始立体图像的TPHFM并选择适用于零水印算法的精确矩,然后计算精确矩的幅值来构造二值特征图像并使用sine映射和Cosine映射对其进行置乱,最后将置乱的二值特征图像与二值混沌logo图像进行异或操作得到构造的零水印图像.仿真实验表明,本文算法对常规图像处理和几何攻击均具有较好的鲁棒性,并优于三元数圆谐-Fourier矩(ternary radial harmonic Fourier moments,TRHFM)算法和其他零水印算法.

关键词：三元数极谐-Fourier矩三元数极谐-Fourier矩立体图像零水印线性和非线性混合耦合时空混沌系统 sine映射 Cosine映射

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基于新的组合混沌映射的图像加密算法

微电子学与计算机 2019年第5期36卷 47-52页

作者：黄迎久杜永兴石炜内蒙古科技大学工程训练中心内蒙古包头104010 内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010

文中根据污染动力系统定义,将一维混沌映射Logictis和sine重新组合为一个新的混沌映射,通过单比特频率测试、游程测试以及离散傅里叶(谱)测试和Lyapunov指数等仿真测试,表明新的组合混沌映射生成的序列值分布均匀、离散型强,具有更为复... 详细信息

文中根据污染动力系统定义,将一维混沌映射Logictis和sine重新组合为一个新的混沌映射,通过单比特频率测试、游程测试以及离散傅里叶(谱)测试和Lyapunov指数等仿真测试,表明新的组合混沌映射生成的序列值分布均匀、离散型强,具有更为复杂的混沌特性;将该混沌映射应用于图像加密算法中,通过模拟测试,加密图像的各项指标测试结果都非常接近于最佳期望值,说明加密算法具有良好的抗攻击能力,新构造的组合混沌映射在信息安全领域具有良好的应用前景.

关键词：组合混沌映射 Logistic映射 sine映射图像加密

基于离散混沌映射的光纤通信数据置乱加密研究

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激光杂志 2024年第5期45卷 193-197页

作者：李晓健陈昱希张展飞桂林信息科技学院广西桂林541004

光纤通信数据一次加密并不能使所有数据呈现置乱状态,数据安全性依旧比较差,所以研究基于离散混沌映射的光纤通信数据置乱加密方法。对原始光纤通信数据展开小波分解,根据骑士巡游理论以及小波子带的特点将全部小波系数置乱,完成光纤通... 详细信息

光纤通信数据一次加密并不能使所有数据呈现置乱状态,数据安全性依旧比较差,所以研究基于离散混沌映射的光纤通信数据置乱加密方法。对原始光纤通信数据展开小波分解,根据骑士巡游理论以及小波子带的特点将全部小波系数置乱,完成光纤通信数据置乱。通过离散混沌映射和sine映射的离散混沌系统构建混沌序列,利用混沌序列对数据进行一次加密处理,采用位置矩阵对光纤通信数据展开二次加密处理,实现光纤通信数据置乱加密。实验结果表明,所提方法可以有效提升光纤通信数据的安全性,数据加密效果和保密性能良好。

关键词：离散混沌映射光纤通信数据置乱加密小波分解 sine映射混沌序列

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基于三维混沌映射的彩色图像加密算法研究

基于三维混沌映射的彩色图像加密算法研究

作者：刘雯新疆财经大学

学位级别：硕士

基于新三维混沌映射的彩色图像加密算法是通过非线性科学--混沌理论,研究密码学中图像加密的一种交叉融合科学。在2020年新冠疫情的影响,网络远程居家办公成为了一种新的工作方式,但人们在国内外常用的远程会议软件Zoom、腾讯会议、钉... 详细信息

基于新三维混沌映射的彩色图像加密算法是通过非线性科学--混沌理论,研究密码学中图像加密的一种交叉融合科学。在2020年新冠疫情的影响,网络远程居家办公成为了一种新的工作方式,但人们在国内外常用的远程会议软件Zoom、腾讯会议、钉钉等却都存在在着或多或少的用户信息（图片、音频、视频）泄露隐患,信息泄露将会给用户带来许多不可估量的麻烦。进而又随着大数据时代的进一步推进,5G时代的到来,直观,并且包含信息量大的数字图像信息能够随时随地地进行实时传播。因而保护数字图像信息安全成为国内外众多学者的研究热点,尤其是在探索安全性、效率性更高的彩色图像加密技术方面。本文主要的研究内容是通过对已有的一维混沌映射进行结构改造,维数增加等,设计了两种彩色图像加密方案。（1）第一种加密方案是:针对一维sine映射、Logistic映射、Chebyshev映射具有结构简单,易于进行相空间重构,控制参数在某些控制参数区间上存在着周期窗口等缺点,将sine映射分别与Logistic映射、Chebyshev映射进行耦合,提出了2种基于y参数控制x参数;z参数控制y参数;参数x控制z参数的耦合新三维混沌映射（SSL、SSC）,并测试新型三维混沌映射较原有的一维混沌映射是否具有更加良好的随机特性、混沌特性等。在该算法中,利用sine映射与Logistic映射耦合而成的三维混沌映射生成的三维伪随机密钥流,对原始图像进行R、G、B分层混淆,利用sine映射与Chebyshev映射耦合而成的三维混沌映射生成三维伪随机发生器对原始图像进行R、G、B分层扩散,最后得到密文图像。通过对加密方案进行安全性分析和统计性分析,检验了该加密方案具备有效性。（2）第二种加密方案是:针对一维Quadratic映射、sine映射具有结构简单,周期性较短,混沌特性在迭代多次后易衰弱等缺点。通过耦合已有的混沌映射,构造出结构复杂,遍历性、随机性更强,轨道周期更长的无简并二维、三维新混沌映射,提出了一种基于双无简并混沌映射的复杂（串层置乱—分层扩散）加密算法。首先,对构造的混沌映射产生的伪随机序列进行量化处理,并将其定义为加密过程中所使用的加密器与选择器,其次根据彩色图像具有R、G、B三层的特点,使得R、G、B三层可在三层中进行互相影响地置乱模式,根据加密器选择不同的应用于混淆R、G、B三层的伪随机序列。与此同时,在扩散过程中,利用选择器选择分层扩散使用的伪随机序列加密器。该算法有效增加了加密算法的安全性,打破常规算法中:加密彩色图像R、G、B三层时,三幅灰度图像无任何联系的弊端,并且根据新三维混沌映射在结构上与彩色图像分层特点的契合性,根据选择器与加密器,串层混淆、分层扩散R、G、B三层。使得该算法能够有效地抵御常见的密码学攻击,并且利用构造的新二维、三维混沌映射解决已有低维混沌映射的序列单一、结构简单、以及算法独立加密R、G、B三层等难题。

关键词：耦合 sine映射无简并三维混沌映射(SSC) 串层置乱选择器加密器

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一种改进的复合混沌系统及其性能

西安邮电大学学报 2022年第1期27卷 43-52页

作者：张雪锋刘伟东姜文西安邮电大学网络空间安全学院陕西西安710121 国家计算机网络应急技术处理协调中心北京100029

针对现有一维复合混沌系统存在的混沌区间不连续、混沌区间小、序列随机性差以及初值敏感性低等问题,提出一种改进的一维复合混沌系统。该系统使用Logistic映射和sine映射作为种子映射,通过扩展系统参数对种子映射进行随机地复合和组合... 详细信息

针对现有一维复合混沌系统存在的混沌区间不连续、混沌区间小、序列随机性差以及初值敏感性低等问题,提出一种改进的一维复合混沌系统。该系统使用Logistic映射和sine映射作为种子映射,通过扩展系统参数对种子映射进行随机地复合和组合,然后取模得到混沌映射。对该复合混沌系统的李雅普诺夫(Lyapunov)指数、分岔图、序列随机性、相关系数、平衡度、初值敏感性和位变化率等性能指标进行仿真,结果表明,与相关的一维复合混沌系统相比,提出混沌系统混沌区间连续无断点、混沌区间较大、生成序列随机性能较好,初值敏感性较高,表现出更为复杂的混沌特性。

关键词：复合混沌系统 Logistic映射 sine映射相关系数

基于DECWOA的配电网故障定位技术要点探究

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中国新技术新产品 2024年第14期 52-55页

作者：江福松国能神福(晋江)热电有限公司福建晋江362200

本研究的主要目的是提高配电网故障定位技术的精确性,针对鲸鱼优化算法存在的局部寻优与全局优化不平衡问题,通过引入差分进化算法,提出了混沌鲸鱼优化算法(DECWOA)。试验表明,与传统鲸鱼优化算法相比,DECWOA在配电网故障定位中的定位... 详细信息

本研究的主要目的是提高配电网故障定位技术的精确性,针对鲸鱼优化算法存在的局部寻优与全局优化不平衡问题,通过引入差分进化算法,提出了混沌鲸鱼优化算法(DECWOA)。试验表明,与传统鲸鱼优化算法相比,DECWOA在配电网故障定位中的定位精确度更高。该研究为提高配电网故障定位的准确性和效率提供了一种新的方法,为故障定位问题提供了更可靠的解决方案,这一研究成果对电力系统的稳定运行具有积极的推动作用。

关键词： DECWOA 配电网故障定位 sine映射