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基于改进蚁群算法的机器人路径规划

科学技术与工程 2025年第3期25卷 1142-1149页

作者：张浩刘薇天津工业大学机械工程学院天津300387 天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

针对传统蚁群算法(ant colony algorithm,ACO)在移动机器人路径规划中存在的环境适应性差、拐点个数多、计算复杂度高等问题,提出一种基于Sigmoid统计迭代的蚁群算法。首先,采用Sigmoid激活函数分布策略,增加起点到目标点路线上信息素... 详细信息

针对传统蚁群算法(ant colony algorithm,ACO)在移动机器人路径规划中存在的环境适应性差、拐点个数多、计算复杂度高等问题,提出一种基于Sigmoid统计迭代的蚁群算法。首先,采用Sigmoid激活函数分布策略,增加起点到目标点路线上信息素的初始浓度,降低算法前期搜索的盲目性;其次,引入自适应因子动态调节启发函数,增加蚂蚁选择全局最优节点的期望程度,降低算法的收敛时间;最后,在每代蚁群中进行统计分析,提取每代蚂蚁路径最优、最差、平均三个特征参数,并根据迭代次数动态调整信息素更新函数。仿真结果表明,本文改进算法与蚁群系统、精英排序算法、传统蚁群算法相比,最优路径长度分别缩短2.7%、3.2%、5.4%,最优路径次数分别增加42%、53%、62%,最差路径长度分别缩短49%、62%、73%。研究显示,本文改进算法具有更强的全局寻优能力和较好的应用价值。

关键词：蚁群算法路径规划转移概率自适应调整

多判别器生成对抗网络工业不平衡数据建模方法

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计算机集成制造系统 2025年第2期31卷 554-566页

作者：赵佳杨澜刘勤学河北工业大学理学院天津300401 宁夏吉元循环发展有限公司宁夏石嘴山753400

为解决工业场景下不平衡数据建模预测精度较低的问题,提出结合多判别器生成对抗网络及反聚类筛选的工业不平衡数据建模方法来增强模型分类预测效果。针对生成对抗网络模型在训练过程中存在模式崩溃,导致生成数据多样性差的问题,基于集... 详细信息

为解决工业场景下不平衡数据建模预测精度较低的问题,提出结合多判别器生成对抗网络及反聚类筛选的工业不平衡数据建模方法来增强模型分类预测效果。针对生成对抗网络模型在训练过程中存在模式崩溃,导致生成数据多样性差的问题,基于集成思想,使用多判别器框架改进Wasserstein生成对抗网络,增强模型对模式崩溃问题的鲁棒性;针对生成数据存在噪声的问题,集成有序点集识别聚类结构算法和高斯混合模型聚类算法从密度及分布角度对生成数据进行聚类,采用信息熵反向筛选生成数据扩充少数类样本;在电极升降数据集及UCL带钢缺陷数据集上采用XGBOOST、支持向量机、BP神经网络3种分类模型对比原始不平衡数据、随机过采样、SMOTE算法、原始生成对抗网络与所提方法解决不平衡问题后模型的分类预测效果。实验验证了所提方法的优越性。

关键词：工业不平衡数据生成对抗网络生成数据筛选信息熵矿热炉电极升降带钢缺陷识别

基于观测偏差校正的无人地面车级联自抗扰跟踪策略

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机器人 2025年第2期47卷 213-226页

作者：赵辰阳李宝全朱常富张雪波天津工业大学控制科学与工程学院天津300387 天津市自主智能技术与系统重点实验室天津300387 南开大学机器人与自动信息系统研究所天津300071 天津市智能机器人重点实验室天津300071

无人地面车辆(UGV)在复杂外部环境下难以保持其良好的动态性能。为此,本文提出了级联形式的偏差校正自抗扰控制策略,通过提高观测器对扰动的估计精度来增强UGV控制系统的扰动抑制能力。首先,将广义外部扰动与系统内部扰动重构为总扰动,... 详细信息

无人地面车辆(UGV)在复杂外部环境下难以保持其良好的动态性能。为此,本文提出了级联形式的偏差校正自抗扰控制策略,通过提高观测器对扰动的估计精度来增强UGV控制系统的扰动抑制能力。首先,将广义外部扰动与系统内部扰动重构为总扰动,并设置校正项以扩展初级扰动观测器的观测阶次。之后,为提高观测精度,在次级扰动观测器中对未被及时观测出的扰动残余值进行估计。基于反馈线性化理论,设计了包含总扰动估计值的轨迹跟踪控制律,从而提高UGV的轨迹跟踪误差收敛速度和跟踪精度。为了提高控制器对不同UGV模型的适应性,针对控制器关键参数与闭环模型的对应关系设计了参数配置规则。通过理论分析证明了系统的稳定性和抗扰性能,并在多种情况下进行对比实验以测试所提方法的性能。实验结果表明,所提策略可有效改善UGV在不确定环境下的轨迹跟踪效果。

关键词：无人地面车辆轨迹跟踪级联扩张状态观测器偏差校正

在线街景大数据智能分析系统设计:以天空可视域提取为例

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东南大学学报(自然科学版) 2025年第1期55卷 290-296页

作者：卢华兴许海洋刘世晨刘阳光南京工业大学测绘科学与技术学院南京211816 南开大学统计与数据科学学院天津300071

为简化街景大数据获取、处理和分析过程,设计并实现了一个在线百度街景的城市天空可视域(SVF)指标智能分析系统BMapSVF。基于浏览器/服务器的前后端分离软件系统架构,采用开源Web框架和数据库系统,融合DeepLabv3图像语义分割算法,选用... 详细信息

为简化街景大数据获取、处理和分析过程,设计并实现了一个在线百度街景的城市天空可视域(SVF)指标智能分析系统BMapSVF。基于浏览器/服务器的前后端分离软件系统架构,采用开源Web框架和数据库系统,融合DeepLabv3图像语义分割算法,选用开放街景数据集Cityscapes对DeepLabV3进行训练,实现了街景数据获取、存储、处理、SVF提取和可视化表达等功能。在南京市新街口中心区主要道路上采集180张百度街景图像,于BMapSVF系统上完成SVF计算,并与人工SVF提取方法结果进行比较。结果表明,受树木等杂物遮挡影响,系统提取的SVF与人工方法结果存在小的整体偏差,但2种方式提取的SVF数据相关系数达到0.965 5,标准误差为0.023 7。

关键词：天空可视域百度街景图像语义分割地理信息系统深度学习

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粒子滤波优化算法及其在路线优化中的应用

高技术通讯 2025年第1期35卷 1-8页

作者：黄国兴郭靖张泓栩袁韬雅王静文卢为党浙江工业大学信息工程学院杭州310023 哈尔滨工业大学(威海)信息工程学院威海264209 中国计量大学信息工程学院杭州310023

路线优化即路径规划问题是指在环境信息已知的情况下,找到一条路程最短且避免与障碍物碰撞的有效路线。该问题的求解算法由于环境信息的复杂多变存在很多局限性,目前用于求解路径长度最小化的算法在求解过程中容易陷入局部最优问题,且... 详细信息

路线优化即路径规划问题是指在环境信息已知的情况下,找到一条路程最短且避免与障碍物碰撞的有效路线。该问题的求解算法由于环境信息的复杂多变存在很多局限性,目前用于求解路径长度最小化的算法在求解过程中容易陷入局部最优问题,且收敛速度也较慢。针对这类问题,提出了一种基于粒子滤波优化方法的求解思路。首先,在环境信息已知的情况下,确定了其起点与终点的位置信息,其最优路径就是固定的,可以把求解路径最优问题看成是一个对路径长度的优化问题;然后,利用粒子滤波的方法对其进行最优求解估计;同时,引用蚁群算法的信息素思想进一步改进其优化过程,使优化更快地进行收敛,找到其最优解。仿真实验表明,采用粒子滤波优化方法能够精确找到路径最优路线,并且其收敛速度性能良好。

关键词：粒子滤波路径规划局部最优优化算法信息素

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基于双面提花结构的电磁复合材料性能研究

针织工业 2025年第1期41卷 11-14页

作者：段金明陈恒吴利伟姜茜天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 江西省赣州市崇义县科技和工业信息化局江西赣州342499 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司江苏镇江212000

利用导电纱线通过针织纬编技术实现空气层双面提花织物的制备,利用树脂传递模塑(RTM)工艺,制备一种兼具力学性能和电磁吸波性能的针织复合材料。在8~26 GHz的频段内,复合材料具有良好阻抗匹配,其吸波率分别为90.6%(横列)和89.0%(纵列)... 详细信息

利用导电纱线通过针织纬编技术实现空气层双面提花织物的制备,利用树脂传递模塑(RTM)工艺,制备一种兼具力学性能和电磁吸波性能的针织复合材料。在8~26 GHz的频段内,复合材料具有良好阻抗匹配,其吸波率分别为90.6%(横列)和89.0%(纵列)。该电磁复合材料的拉伸断裂应力分别为34.1MPa(横列)和93.5 MPa(纵列),证明其兼具力学性能和吸波性能的性质。因此,本研究满足了隐身领域所亟需的高性能吸波材料的应用要求,在军事、航空航天等领域具有广阔应用前景。

关键词：针织结构复合材料电磁波吸收拉伸性能

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不同情绪错误记忆的脑电微状态功能网络分析

浙江大学学报(工学版) 2025年第1期59卷 49-61页

作者：李宜轩李颖肖倩王灵月尹宁杨硕河北工业大学生命科学与健康工程学院河北省生物电磁与神经工程重点实验室天津300130 河北工业大学生命科学与健康工程学院天津市生物电工与智能健康重点实验室天津300130

研究情绪对错误记忆的影响,有助于探究大脑的记忆加工机制.采集不同情绪状态下错误记忆脑电信号,由微状态分析得到各情绪组模板图(微状态1~5),根据微状态拟合结果划分各情绪组记忆再认4个阶段(早期加工、熟悉性加工、情节性回想加工和... 详细信息

研究情绪对错误记忆的影响,有助于探究大脑的记忆加工机制.采集不同情绪状态下错误记忆脑电信号,由微状态分析得到各情绪组模板图(微状态1~5),根据微状态拟合结果划分各情绪组记忆再认4个阶段(早期加工、熟悉性加工、情节性回想加工和后提取加工)的时间段,在时间覆盖率有显著差异的微状态内构建相位锁值脑功能网络.从时间、空间2个角度分析脑电信号,结果表明各情绪组的大脑加工模式从情节回想加工阶段出现不同.积极组在前额区活跃的微状态3、5中持续停留且脑功能性强;消极组在微状态1中持续停留且脑功能性差;中性组在中央区活跃的微状态3、4中持续停留.积极组的时间和脑力资源多用于情节联想和推理,消极组的大脑处于低迷状态的时间长,中性组的时间和脑力资源多用于信息整合.

关键词：脑电图(EEG) 情绪错误记忆微状态脑功能网络

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用于目标跟踪的红外图像均衡算法设计与实现

激光与光电子学进展 2025年第2期62卷 245-252页

作者：陈力颖李昂阳赵军发程传同梅健尹睿天津工业大学电子与信息工程学院天津市光电检测技术与系统重点实验室中国科学院半导体研究所国家集成电路创新中心复旦大学微电子学院

针对红外相机在进行目标跟踪时由于图像动态范围大、目标及相机高速运动导致拍摄图像经常过亮或过暗的问题，设计了一款高实时、高质量的红外图像均衡算法。该算法通过优化红外相机曝光参数完成图像主体与背景对比度的调节。首先对图像... 详细信息

针对红外相机在进行目标跟踪时由于图像动态范围大、目标及相机高速运动导致拍摄图像经常过亮或过暗的问题，设计了一款高实时、高质量的红外图像均衡算法。该算法通过优化红外相机曝光参数完成图像主体与背景对比度的调节。首先对图像分区，通过分析相邻区域亮度变化，进行图像非连续区域检索，基于检索结果确定图像主体，并针对主体进行加权，统计图像亮度。接着为满足相机小型化需求，将插值法与查表法结合，根据图像亮度均值完成曝光参数的迭代。该算法不仅保证了图像主体清晰度以及红外相机曝光调节速度，而且避免了额外存储单元的需求。经红外相机实测，所提算法平均仅需3.2帧即可完成红外图像均衡化，平均曝光误差为5.15%，具有较好的应用价值。

关键词：红外成像技术目标跟踪图像均衡区域检索查找表

经二极管整流并网的构网型风机大扰动建模与稳定性分析

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同方期刊数据库

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电力系统自动化 2025年第2期49卷 84-95页

作者：俞露杰付子玉朱介北李霞林王志远李瑞天津大学电气自动化与信息工程学院天津市300072 天津大学佐治亚理工深圳学院广东省深圳市518055 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

二极管整流单元型高压直流(DRU-HVDC)送出系统因其经济性优势,在新能源基地直流送出领域具有良好的应用前景。然而,在当前构网型换流器的大扰动稳定性研究中,大多由大容量同步机或大电网支撑故障点的频率和相位,且查表式设定故障电流参... 详细信息

二极管整流单元型高压直流(DRU-HVDC)送出系统因其经济性优势,在新能源基地直流送出领域具有良好的应用前景。然而,在当前构网型换流器的大扰动稳定性研究中,大多由大容量同步机或大电网支撑故障点的频率和相位,且查表式设定故障电流参考值,缺乏对构网型风机接入DRU-HVDC系统这类故障点频率由换流器控制主导且动态调整故障电流参考值系统的研究。为解决上述问题,首先,建立计及电流限幅和频率控制的高阶非线性微分方程模型;然后,推导故障后系统平衡点的解析表达式,并论证采用q轴优先的电流限幅策略和频率控制在保障大扰动后平衡点存在性方面的优势;最后,基于Takagi-Sugeno法构建Lyapunov函数并得到系统的估计吸引域,分析换流器关键控制参数对暂态稳定性的影响,并与PSCAD/EMTDC中仿真算例进行对比,以验证暂态稳定性分析的准确性。

关键词：构网型风机暂态稳定性估计吸引域电流限幅二极管整流单元型高压直流