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面向任务的重叠联盟结构生成计算复杂性

控制理论与应用 2024年第1期41卷 163-171页

作者：张国富宋晓晓苏兆品岳峰合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230601 合肥工业大学智能互联系统安徽省实验室安徽合肥230009 合肥工业大学工业安全应急技术安徽省重点实验室安徽合肥230601

传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构... 详细信息

传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构成功性判别算法和最优重叠联盟结构生成算法.分析结果表明,判别孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构的成功性的时间复杂度均与智能体数和任务数呈多项式关系,而搜索最优重叠联盟结构的时间复杂度与智能体数和任务数呈指数关系.最后,通过仿真实验验证了上述结果.

关键词：多智能体系统重叠联盟结构生成计算复杂性成功性判别流网络

基于机器视觉的喷涂机器人轨迹规划与涂装质量检测研究综述

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控制与决策 2023年第1期38卷 1-21页

作者：訾斌徐锋唐锴王宜藩沙炜鹏合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学安徽省智能互联系统实验室合肥230009

随着智能喷涂技术的快速发展,机器视觉在喷涂机器人系统中的研究和应用引起广泛关注,合理的喷涂轨迹能保障油漆厚度均匀、减少漆膜缺陷产生,并且融合涂装质量检测技术形成闭环的喷涂系统.鉴于此,针对机器视觉在喷涂机器人轨迹规划与涂... 详细信息

随着智能喷涂技术的快速发展,机器视觉在喷涂机器人系统中的研究和应用引起广泛关注,合理的喷涂轨迹能保障油漆厚度均匀、减少漆膜缺陷产生,并且融合涂装质量检测技术形成闭环的喷涂系统.鉴于此,针对机器视觉在喷涂机器人轨迹规划与涂装质量检测中的研究进行综述.首先,对喷涂系统在现代产品制造中的快速发展所面临的机遇、挑战和机器视觉技术进行介绍;然后,综述基于机器视觉技术的喷涂机器人轨迹规划和涂装质量检测的研究成果,对基于机器视觉的喷涂机器人轨迹规划方法,包括待喷涂工件的三维重建、基于点云数据的喷涂轨迹自动规划和基于视觉伺服的喷涂轨迹补偿进行分析和讨论,并重点介绍机器视觉在涂装质量检测中的应用与研究现状,从数据增强和模型选择两个方面,对不同任务中基于深度学习的涂装质量检测算法性能的改善提供潜在解决方案;最后,总结与展望机器视觉技术在喷涂机器人轨迹规划与涂装质量检测中的研究方法和思路,为喷涂系统朝着智能化、柔性化的方向发展提供参考.

关键词：机器视觉喷涂机器人轨迹规划质量检测深度学习

刚柔复合驱动并联喷涂机器人机构设计与工作空间分析

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机械工程学报 2023年第15期59卷 28-39页

作者：赵嘉浩訾斌王威李元徐锋合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学安徽省智能互联系统实验室合肥230009

大型装备空间尺度大,表面形状复杂,其表面自动化喷涂作业受到多因素限制。面向大型装备的表面喷涂作业,设计了一种由柔索及电动推杆复合驱动的并联喷涂机器人,其主要由双平台复合式末端执行器、柔索驱动模组及机器人整体框架等组成,具... 详细信息

大型装备空间尺度大,表面形状复杂,其表面自动化喷涂作业受到多因素限制。面向大型装备的表面喷涂作业,设计了一种由柔索及电动推杆复合驱动的并联喷涂机器人,其主要由双平台复合式末端执行器、柔索驱动模组及机器人整体框架等组成,具备工作空间大、末端灵活度较高的特点,并基于驱动索的锚接形式变化提出了不同构型。其次,分析并联喷涂机器人运动学及静力学,计算不同构型下并联喷涂机器人零姿态力封闭可行空间及力螺旋可行空间,并基于张力限制条件对并联喷涂机器人的定位置姿态空间及全局姿态空间进行了分析,考虑工作空间体积与姿态空间体积比等性能指标并综合实际工况展开构型选取。最后,搭建并联喷涂机器人实验平台,面向预设喷涂对象开展运动实验,结果验证了机构的合理性,表明该并联喷涂机器人具备较大尺度下的多姿态灵活作业能力。

关键词：并联喷涂机器人机构设计刚柔复合驱动工作空间分析

边缘增强的BECU-Net模型高分辨率遥感影像耕地提取

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遥感学报 2023年第12期27卷 2847-2859页

作者：董张玉李金徽张晋于金秋安森合肥工业大学计算机与信息学院合肥230601 合肥工业大学工业安全与应急技术安徽省重点实验室合肥230601 合肥工业大学智能互联系统安徽省实验室合肥230601

耕地作为国家粮食生产的重要保障,其空间分布是粮食安全评估、土地资源管理等领域的主要依据。为解决现有的耕地信息提取方法忽视地块的差异化特征和边缘细节蕴含的丰富信息,且提取结果碎片化、边界模糊问题。本研究以耕地为研究对象,... 详细信息

耕地作为国家粮食生产的重要保障,其空间分布是粮食安全评估、土地资源管理等领域的主要依据。为解决现有的耕地信息提取方法忽视地块的差异化特征和边缘细节蕴含的丰富信息,且提取结果碎片化、边界模糊问题。本研究以耕地为研究对象,采用一种结合EfficientNet骨干网络和U型框架构建的改进型耕地信息提取模型BECU-Net (Boundary Enhancement Classification U-Net),并为实现边缘特征和深度特征的信息互补,设计由CoT模块(Contextual Transformer Module)、门控卷积、scSE (Spatial-Channel Sequeeze and Excitation)注意力机制形成的边缘分支子网络,来提高模型处理边界信息的专注度。同时,构建含约束项的联合型边缘增强损失函数BE-LOSS (Boundary Enhancement Loss)进一步完善模型运算性能。使用GID高分二号RGB-NIR四波段数据,与梯度、指数、纹理特征图共同构建耕地特征机制。并分别与不同网络结构、不同损失函数的模型进行对比。结果表明:改进算法的总体精度和F1分数均有改善,相比于DeeplabV3+网络,提取精度提升2.24%,F1分数提升1.77%。本研究提出的新算法可为进一步解决耕地信息提取时边界模糊问题提供技术参考,为复杂交界的精准划分提供理论支撑。

关键词：遥感边缘增强耕地提取语义分割 U-Net 高分影像

飞秒激光制备仿生疏水微柱阵列应用于液滴操控

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科学通报 2022年第17期67卷 1958-1965页

作者：吴思竹李大宇黄玖辉项乐卢嘉伟王悦李建权李传宗合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009 合肥工业大学智能互联系统安徽省实验室合肥230009 合肥工业大学测量理论与精密仪器安徽省重点实验室合肥230009

仿生功能表面的制备是目前研究的热点,尤其是仿生疏水表面的制备.常用的制备方法包括等离子刻蚀、光刻等,制备过程较为复杂.本文基于飞秒激光微纳加工和模板转印技术,提出了一种制备疏水微柱阵列的简单策略,系统地研究了结构参数、表面... 详细信息

仿生功能表面的制备是目前研究的热点,尤其是仿生疏水表面的制备.常用的制备方法包括等离子刻蚀、光刻等,制备过程较为复杂.本文基于飞秒激光微纳加工和模板转印技术,提出了一种制备疏水微柱阵列的简单策略,系统地研究了结构参数、表面化学修饰和润湿性之间的关系.研究发现,直径、间距和高度等结构参数对微柱阵列表面的润湿性影响较大.当微柱间距由400μm增加到600μm时,液滴滑动角从31°增加至76°.当微柱直径从100μm增加到300μm时,液滴滑动角也会相应地从40°增加到80°.微柱阵列的表面黏附性随着结构参数(直径、间距、高度)的改变而发生变化.基于这种特性,我们设计了一种具有不同间距的微柱阵列,用来实现液滴滑动行为的控制,同时还可以实现液滴微反应等应用.这种制备方式不仅操作简便,而且适用性广,在微流体芯片、生物医学和化学微反应等领域具有潜在的应用价值.

关键词：飞秒激光微纳加工微柱阵列液滴操控微反应

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化工园区应急物资多目标分配问题建模与求解

控制与决策 2022年第4期37卷 962-972页

作者：张国富陆淑君苏兆品潘刚合肥工业大学计算机与信息学院合肥230601 合肥工业大学智能互联系统安徽省实验室合肥230009 合肥工业大学工业安全与应急技术安徽省重点实验室合肥230601 合肥工业大学基础部安徽宣城242000

化工园区应急物资分配是开展危化品事故应急救援的基础,主要研究如何对化工园区周边的应急物资进行合理的调配以便让应急物资尽快从各储备站输送到事故点,保障事故救援的顺利开展.然而,已有研究大都局限于单目标优化,且过于强调应急响... 详细信息

化工园区应急物资分配是开展危化品事故应急救援的基础,主要研究如何对化工园区周边的应急物资进行合理的调配以便让应急物资尽快从各储备站输送到事故点,保障事故救援的顺利开展.然而,已有研究大都局限于单目标优化,且过于强调应急响应的时效性而忽视物资消耗的连续性.为此,首先构建一种面向多储备站、多种应急物资、单事故点的应急物资多目标分配模型,并分析推演了满足物资连续消耗的约束条件;然后,基于非支配排序遗传算法和启发式策略设计一种化工园区应急物资多目标分配算法;最后,通过仿真实验验证所提出方法的有效性.实验结果表明,所提出方法同时兼顾了化工园区应急响应的连续性和时效性要求,可为危化品事故应急救援提供更多更好的应急物资分配方案.

关键词：化工园区应急物资分配物资消耗连续性多目标优化非支配排序遗传算法启发式策略

融合偏振距离与颜色空间的阴影下目标增强算法

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激光与光电子学进展 2023年第12期60卷 246-253页

作者：周志强王昕杨天崔浩高隽合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230601 智能互联系统安徽省实验室安徽合肥230601

针对阴影造成的低光照、低对比度和高噪声等问题,为提高阴影下目标的检测、识别精度,借鉴生物偏振视觉机理,在偏振距离理论及算法的基础上,提出一种与“色调-饱和度-强度”颜色空间(HSI color space)融合的偏振距离强度(PDI)模型。该模... 详细信息

针对阴影造成的低光照、低对比度和高噪声等问题,为提高阴影下目标的检测、识别精度,借鉴生物偏振视觉机理,在偏振距离理论及算法的基础上,提出一种与“色调-饱和度-强度”颜色空间(HSI color space)融合的偏振距离强度(PDI)模型。该模型利用偏振角信息作为估算方式设定阈值范围,将偏振距离信息与原始光强信息融合为新的强度通道,并与原始色调及饱和度信息融合,最终获取PDI模型映射结果。搭建实测实验装置,并开展4组对比实验。结果表明,与其他3种现有目标增强算法相比,所提算法在灰度对比度、信杂比和Fish距离指标上均取得显著提升,能够使阴影下目标与背景间的差异得到明显提高。

关键词：图像处理偏振成像阴影偏振距离目标增强图像融合

基于多特征融合和BiLSTM的语音隐写检测算法

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电子学报 2023年第5期51卷 1300-1309页

作者：苏兆品张羚张国富岳峰合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230601 大数据知识工程教育部重点实验室(合肥工业大学) 安徽合肥230601 智能互联系统安徽省实验室(合肥工业大学) 安徽合肥230009 工业安全应急技术安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽合肥230601

针对传统互联网低比特率编解码器(internet Low Bit Rate Codec,iLBC)语音隐写主要集中在线性频谱频率系数矢量量化、码本搜索矢量量化或增益量化的单个阶段,难以应对多阶段下的联合隐写检测等问题,提出一种基于多特征融合和双向长短时... 详细信息

针对传统互联网低比特率编解码器(internet Low Bit Rate Codec,iLBC)语音隐写主要集中在线性频谱频率系数矢量量化、码本搜索矢量量化或增益量化的单个阶段,难以应对多阶段下的联合隐写检测等问题,提出一种基于多特征融合和双向长短时记忆(Bi-Directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)网络的iLBC语音隐写检测算法.通过分析隐写对不同阶段参数带来的影响,提取线性频谱频率系数矢量量化、码本搜索矢量量化和增益量化过程中的多种隐写特征,并分别输入到相应的BiLSTM检测网络,最后将各检测网络的结果进行融合,得到最终隐写检测结果 .实验表明,所提算法可以实现多阶段下的联合隐写检测,而且在语音时长较短时,仍能取得优异的检测结果,平均检测准确率达到了90%以上.

关键词：联合隐写检测互联网低比特率编解码器双向长短时记忆网络隐写特征提取多特征融合

多阶段应急物资多目标连续分配问题建模与求解

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计算机工程 2024年

作者：张国富管燕妮苏兆品岳峰智能互联系统安徽省实验室(合肥工业大学) 合肥工业大学计算机与信息学院工业安全与应急技术安徽省重点实验室(合肥工业大学)

大型自然灾害应急物资分配是展开受灾点应急救援的基础，主要研究如何对受自然灾害地点周边的应急物资进行合理的调配以尽快的让应急物资从各个储备站输送到受灾点，保障事故救援的顺利开展。然而，已有研究大都局限于单个阶段的应急物... 详细信息

大型自然灾害应急物资分配是展开受灾点应急救援的基础，主要研究如何对受自然灾害地点周边的应急物资进行合理的调配以尽快的让应急物资从各个储备站输送到受灾点，保障事故救援的顺利开展。然而，已有研究大都局限于单个阶段的应急物资分配，且过于强调应急响应的时效性而忽视了物资消耗的连续性。为此，构建了一种面向多储备站、多种应急物资、多受灾点、多阶段连续分配应急物资的多目标分配模型，并分析推演了满足物资阶段内连续消耗的约束条件，然后基于非支配排序遗传算法和启发式策略设计了一种大型自然灾害应急物资多目标分配算法。最后，通过仿真实验验证了所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法同时兼顾了大型自然灾害应急响应的连续性和时效性要求，可为大型自然灾害应急救援提供更多更好的应急物资分配方案。

关键词：应急物资连续分配多目标优化非支配排序遗传算法启发式策略可持续灾害供应链