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“三位一体”海空协同机器人系统设计与实现

实验技术与管理 2025年第1期42卷 28-37页

作者：王帅高志福徐红丽茹敬雨东北大学机器人科学与工程学院辽宁沈阳110169

针对海洋监测、海洋垃圾清理、搜索救援及资源探测等任务,为在资源受限的环境下实现高效智能作业,研究并开发了一种“三位一体”海空协同机器人系统。该系统综合运用了无人艇(unmanned surface vessel,USV)、无人机(unmanned aerial veh... 详细信息

针对海洋监测、海洋垃圾清理、搜索救援及资源探测等任务,为在资源受限的环境下实现高效智能作业,研究并开发了一种“三位一体”海空协同机器人系统。该系统综合运用了无人艇(unmanned surface vessel,USV)、无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)、水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)和地面站的先进技术,形成了一套完整的海空协同作业解决方案。首先,在USV上设计了一种用于水面USV自主布放与回收微小型AUV的机构;其次,在AUV设计方面,采用开源的BuleROV框架和PNP位姿解算的方式实现与USV的自主对接;在UAV设计方面,Pixhawk飞控板与树莓派4B的结合,不仅强化了系统的处理能力,而且通过Pymavlink协议实现了高效的机载计算与通信。湖试验证阶段,模拟了实际作业场景,验证了UAV与USV的协同作业流程,以及AUV与USV对接实验,包括目标检测、信息传递、路径规划、PNP位姿解算和目标收取等关键环节。试验结果表明,系统能够有效地完成预定任务,展现出良好的稳定性和可靠性。

关键词：无人艇海空协同机器人深度学习自主对接

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FedRCD:一种基于分布提取与社区检测的聚类联邦学习算法

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计算机科学 2025年第03期52卷 188-196页

作者：王瑞聪边耐政吴英俊湖南大学信息科学与工程学院

将客户端聚类并在簇内进行联邦学习是缓解传统联邦学习算法在非独立同分布(Non-IID)数据场景下表现不佳的一类有效方法。这类方法大多使用客户端本地模型的参数来表征数据特性，并利用参数间的“距离”来评估相似性，从而实现客户端的... 详细信息

将客户端聚类并在簇内进行联邦学习是缓解传统联邦学习算法在非独立同分布(Non-IID)数据场景下表现不佳的一类有效方法。这类方法大多使用客户端本地模型的参数来表征数据特性，并利用参数间的“距离”来评估相似性，从而实现客户端的聚类，但由于神经网络神经元的置换不变性，聚类效果可能会不准确。此外，这类方法通常需要预设聚类数量，可能产生不合理的聚类，或者需要在算法迭代过程中进行聚类，这将带来过大的通信开销。在深入分析了现有方法的缺点之后，提出了一种新颖的联邦学习算法FedRCD。该算法结合了自编码器和K-Means算法，直接从客户端提取数据集的分布信息来描述其特性，从而降低了对模型参数的依赖；FedRCD还将客户端关系组织成图结构，并通过Louvain算法完成客户端聚类关系的构建，这个过程无需预设聚类数量，因此聚类结果更加合理。实验结果表明，FedRCD能更有效地挖掘客户端间的潜在聚类关系，在多种非独立同分布数据场景下，与其他联邦学习算法相比，显著提升了神经网络的训练效果。在CIFAR10数据集上，FedRCD的准确率比经典的FedAvg算法提高了37.08%,比最新发布的FeSEM算法也提高了1.89%,同时展现出更优秀的公平性表现。

关键词：联邦学习非独立同分布分布提取社区检测 Louvain算法

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多线程半全局立体匹配工件内部检测方法

中国机械工程 2025年

作者：吴洪臣陈晓荣李柏杨上海理工大学光电信息与计算机工程学院

针对传统检测手段难以深入工件内部、检测效率低等问题，提出了一种基于多线程半全局立体匹配（Semi-Global Stereo Matching，SGBM）的工件内部检测方法。该方法首先采用张正友标定算法获取双目内窥镜相机内外参数，通过双目内窥镜采... 详细信息

针对传统检测手段难以深入工件内部、检测效率低等问题，提出了一种基于多线程半全局立体匹配（Semi-Global Stereo Matching，SGBM）的工件内部检测方法。该方法首先采用张正友标定算法获取双目内窥镜相机内外参数，通过双目内窥镜采集工件内部图像，并对采集图像进行畸变校正与极线校正；其次，利用区域叠加分割策略结合多线程技术改进SGBM算法，提高算法运行速度，获取视差图并转换为深度图，结合矫正后的采集图像生成三维彩色点云;利用双目视觉原理计算采集图像中各点在世界坐标系下的坐标，提出在系统自标定面积测量法，结合空间欧式距离计算实现对工件内部结构的三维测量。实验结果表明，所提出的方法在工件内部检测中取得了良好的效果，重建出的三维点云结构清晰，改进后的SGBM算法处理速度提高约30%，欧式距离测量相对误差小于3%，区域面积测量相对误差小于1.5%，满足工件内部检测需求。

关键词：双目视觉立体匹配三维重建工件测量

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安全高效的多用户室内指纹定位方案

西安电子科技大学学报 2025年

作者：乐燕芬雷若兰姚恒上海理工大学光电信息与计算机工程学院

通过公有云提供定位服务时，公有云的不可信使得用户的位置信息和服务器的位置资源可能被窃取，从而泄露用户的隐私。近年来提出了各种安全定位算法，用于实现用户的隐私保护。然而，目前已有的隐私保护定位方案不能有效保护服务器数据... 详细信息

通过公有云提供定位服务时，公有云的不可信使得用户的位置信息和服务器的位置资源可能被窃取，从而泄露用户的隐私。近年来提出了各种安全定位算法，用于实现用户的隐私保护。然而，目前已有的隐私保护定位方案不能有效保护服务器数据资源，且无法支持多用户场景。因此，提出一种基于访问控制安全高效的多用户指纹定位方案。该方案基于ASPE算法，设计了一种安全准确的相似度查找算法，可把用户快速定位到局部地图内；同时，设计了一种基于角色多项式函数的轻量级访问控制策略，能灵活设定地图的访问权限，防止恶意用户窃取地图资源，并可为用户提供不同层级的定位服务。安全性分析表明，对于不可信的云定位服务器，服务器的定位资源和用户的位置信息隐私是安全的。实验结果表明，所提方案在保护资源隐私和数据隐私的前提下，可实现对用户的快速局部定位和准确的位置估计。

关键词：指纹定位隐私保护访问控制局部定位

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融合子图选择和邻域过滤的信贷欺诈审核方法

计算机科学与探索 2025年第2期19卷 465-475页

作者：唐小勇王浩东长沙理工大学计算机与通信工程学院长沙410114

信贷欺诈审核是金融欺诈检测领域的研究热点与难点,尤其是大规模金融信贷交易场景下的欺诈检测问题。然而,信贷欺诈审核过程中的欺诈者类节点数量分布极不平衡和欺诈者节点伪装自身问题一直是其所面临的重要挑战。基于此,面向大规模互... 详细信息

信贷欺诈审核是金融欺诈检测领域的研究热点与难点,尤其是大规模金融信贷交易场景下的欺诈检测问题。然而,信贷欺诈审核过程中的欺诈者类节点数量分布极不平衡和欺诈者节点伪装自身问题一直是其所面临的重要挑战。基于此,面向大规模互联网金融信贷动态图提出融合重构子图选择和强化邻域过滤的图神经网络(RSRF-GNN)模型,以提高信贷欺诈审核的有效性。该方法从数据角度定义欺诈者数量分布不平衡和欺诈伪装问题。依据节点类别和出入度信息设计重构平衡子图选择模块以解决欺诈者数量分布不平衡问题。针对欺诈伪装问题,设计动态过滤邻域节点嵌入的邻域过滤模块。设计了边聚合模块聚合中心节点的邻域边嵌入,进一步提高中心节点邻域嵌入信息表达效果。为验证RSRF-GNN模型的有效性,在真实数据集DGraph-Fin上进行实验,结果表明RSRF-GNN模型在有效性方面比现有模型有较大提升。RSRF-GNN模型在AUC上提高了5~8个百分点,AP分数表现提高了18~29个百分点,模型性能优势显著。

关键词：信贷欺诈审核大规模动态图分布不平衡欺诈伪装图神经网络

基于路径分析的蜕变测试组生成与优先级排序技术

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计算机学报 2025年第03期 675-693页

作者：孙昌爱邢嘉煜刘宝莉付安北京科技大学计算机与通信工程学院

蜕变测试依据待测软件的蜕变属性(通常表示为蜕变关系),由原始测试用例生成衍生测试用例,通过检查它们对应的输出结果是否满足蜕变关系确定测试是否通过,由于无需构造单个测试用例的预期输出结果,因此有效地缓解了测试预期问题。不难看... 详细信息

蜕变测试依据待测软件的蜕变属性(通常表示为蜕变关系),由原始测试用例生成衍生测试用例,通过检查它们对应的输出结果是否满足蜕变关系确定测试是否通过,由于无需构造单个测试用例的预期输出结果,因此有效地缓解了测试预期问题。不难看出,蜕变关系和原始测试用例决定了蜕变测试的故障检测有效性。尽管已经存在一些面向蜕变测试的测试用例生成方法,这些方法存在如下不足:忽略了蜕变关系的作用范围,存在易于生成无效的测试用例的问题;仅仅考虑原始测试用例之间的差异,导致生成的蜕变测试组(即原始测试用例与衍生测试用例对)不充分问题;未考虑测试用例的故障检测能力差异,从而影响蜕变测试的故障检测效率。针对上述问题,本文提出了一种基于路径分析的蜕变测试组生成与优先级排序技术(简称PaMTG)。在待测程序路径分析的基础上,PaMTG首先获得满足蜕变关系的可行路径对,然后生成覆盖可行路径对的蜕变测试组,最后依据执行路径信息对蜕变测试组进行优先级排序。开发了相应的支持工具,并采用一组程序从测试用例的有效性、故障检测能力、故障检测效率和时间开销四个方面对PaMTG进行了实验评估。实验结果表明,PaMTG能够生成有效的蜕变测试组,且生成的蜕变测试组的故障检测能力与效率优于现有基准技术。

关键词：软件测试蜕变测试符号执行测试用例生成测试用例优先级排序

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基于PCA的体素化GICP点云配准算法

组合机床与自动化加工技术 2025年第1期 155-159页

作者：徐浩鸿付昱凯崔世界东北大学信息科学与工程学院沈阳110004 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

为了满足工业中对目标工件进行三维重建的速度和精度,通过分析算法配准过程提出一种基于主成分分析(PCA)和体素化广义迭代最近点(VGICP)的点云配准策略。首先,PCA算法为精配准阶段提供良好的初始位姿,其中在进行主方向矫正时,在保证数... 详细信息

为了满足工业中对目标工件进行三维重建的速度和精度,通过分析算法配准过程提出一种基于主成分分析(PCA)和体素化广义迭代最近点(VGICP)的点云配准策略。首先,PCA算法为精配准阶段提供良好的初始位姿,其中在进行主方向矫正时,在保证数据整体特征的基础上进行体素下采样来减少由于计算配准误差所消耗的时间,提高计算速度;其次,精配准阶段采用的VGICP算法对高度依赖最近邻搜索的GICP算法进行体素划分,使用多点分布聚合的方法,可以从较少数量的点中稳健地估计体素分布,具有较快的处理速度。基于PCA改进的VGICP算法将配准效率提高60%以上,并且优于常用配准算法,同时保持了良好的配准精度。

关键词：体素化广义迭代最近点算法主成分分析点云配准下采样

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基于扩展型活性膜系统的彩色图像分割方法

深圳大学学报(理工版) 2025年第1期42卷 59-67页

作者：许家昌郭佳苏树智安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232001

为克服优化算法易陷入局部最优和收敛速度慢的局限,提高扩展膜系统在图像处理领域的优化性能,提出一种基于扩展型活性膜系统(P system)的改进北方苍鹰优化(improved northern goshawk optimization,INGO)算法——PINGO.采用北方苍鹰优... 详细信息

为克服优化算法易陷入局部最优和收敛速度慢的局限,提高扩展膜系统在图像处理领域的优化性能,提出一种基于扩展型活性膜系统(P system)的改进北方苍鹰优化(improved northern goshawk optimization,INGO)算法——PINGO.采用北方苍鹰优化算法作为基本膜中的进化规则,通过更新苍鹰的状态进化基本膜中的对象,将INGO算法作为局部进化规则来进化子膜中的对象.该系统根据活性膜自身的特点在基本膜中溶解或产生子膜,通信规则用于实现不同膜之间的信息交换与共享,避免算法陷入局部最优.在数据集BSD300和BSD500上,分别采用海鸥优化(seagull optimization algorithm,SOA)算法、灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法、INGO算法和PINGO算法,对不同优化阈值个数的图像进行分割.结果表明,PINGO算法在分割后的图像上的峰值信噪比均优于其他算法,特征相似度最优值也占了83%,在保持色彩与纹理的同时提高了分割的准确性.研究结果表明了所提彩色图像分割方法的有效性.

关键词：图像处理图像分割 P系统活性膜结构北方苍鹰优化算法进化规则

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无线时间敏感网络技术综述

软件学报 2025年第1期36卷 184-202页

作者：乔萱李宗辉刘强艾渤万海邓仰东北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 清华大学软件学院北京100084

由IEEE 802.1任务组开发的时间敏感网络标准可以用来构建高可靠、低延迟、低抖动的以太网,将时间敏感网络扩展到无线领域也是目前许多工作的研究重点.与传统的有线通信相比,无线的时间敏感网络不仅可以实现高可靠和低时延通信,还具有更... 详细信息

由IEEE 802.1任务组开发的时间敏感网络标准可以用来构建高可靠、低延迟、低抖动的以太网,将时间敏感网络扩展到无线领域也是目前许多工作的研究重点.与传统的有线通信相比,无线的时间敏感网络不仅可以实现高可靠和低时延通信,还具有更高的灵活性、更强的移动性以及更低的布线和维护成本等优点.因此,在面对未来无人驾驶、协作机器人、远程医疗控制等新兴应用时,无线时间敏感网络被认为是一种十分有前景的技术.无线网络一般可以分为基于基础设施的无线网络和无基础设施的无线网络,而后者基于移动性还可以分为两类:移动自组织网络和无线传感网络,因此主要从这3种网络类型出发,对其应用场景、相关技术、路由协议以及高可靠低时延传输进行了调研与综述.

关键词：时间敏感网络 5G 移动自组织网络无线传感网络