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基于两阶段学习的多行为推荐

软件学报 2024年第5期35卷 2446-2465页

作者：严明时程志勇孙静王法胜孙福明大连民族大学信息与通信工程学院辽宁大连116600 山东省人工智能研究院山东济南250014

多行为推荐系统旨在利用用户多种行为的交互数据来提升系统的推荐性能.现有的多行为推荐方法通常将多行为数据直接作用于共享的初始化用户表征上,并在任务中糅合了对用户偏好的挖掘和对不同行为间联系的建模.然而,这些算法忽视了不同交... 详细信息

多行为推荐系统旨在利用用户多种行为的交互数据来提升系统的推荐性能.现有的多行为推荐方法通常将多行为数据直接作用于共享的初始化用户表征上,并在任务中糅合了对用户偏好的挖掘和对不同行为间联系的建模.然而,这些算法忽视了不同交互行为中存在的数据不平衡问题(不同行为交互数据量差别较大)以及适配上述两种任务而引起的信息损失问题.事实上,用户偏好是指用户在不同行为中表现出来的喜好(例如,浏览的喜好),而各行为间的联系表现为用户偏好在不同行为间潜在的转化关系(例如,浏览转换为购买).在多行为推荐中,对用户偏好的挖掘和对行为间联系的建模可以看作两个阶段的任务.基于上述讨论,提出基于两阶段学习的多行为推荐.两阶段策略设计的优势是解耦了前述两种任务.两阶段策略采取固定参数交替训练的方式实现,并同时保留了模型端到端的结构.(1)第1阶段专注于不同行为下的用户偏好建模:先利用所有交互数据(不区分行为类别)对用户的全局喜好进行建模,以最大程度缓解数据稀疏性问题,再分别利用各行为的交互数据细化该特定行为下的用户偏好(局部偏好),以减轻不同行为之间的数据不平衡问题造成的影响.(2)第2阶段专注于对不同行为间联系的建模,通过解耦对用户偏好的挖掘和对不同行为间联系的建模,以缓解因适配两种任务而引起的信息损失问题.这种两阶段模式能够显著提升系统对目标行为的预测能力.大量实验结果表明,所提模型在性能上远优于最先进的基线模型,在Tmall和Beibei两个真实基准数据集上的性能提升平均可以达到103.01%和33.87%.

关键词：多行为推荐协同过滤两阶段策略图卷积网络多任务学习

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利用惯性传感器与多模态网络解析跑步参数

武汉大学学报(信息科学版) 2024年第7期 1079-1087页

作者：向勉易本顺周丙涛谭建军朱黎湖北民族大学智能科学与工程学院武汉大学电子信息学院

实时检测跑步时的速度与步幅在避免运动者受伤、提升运动效率上有着重要意义。提出了一种利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来检测这两个指标的方法。首先，招募了10名志愿者，并将3个IMU模块安置在足部、小腿、大腿处... 详细信息

实时检测跑步时的速度与步幅在避免运动者受伤、提升运动效率上有着重要意义。提出了一种利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来检测这两个指标的方法。首先，招募了10名志愿者，并将3个IMU模块安置在足部、小腿、大腿处，采集了5 137个步态周期的数据；然后，利用主成分分析法分析数据，结合皮尔逊相关系数探讨了速度步幅与传感器位置、物理参数之间的关系；提出了一种多模态架构的长短期记忆特征提取网络(multi-modal-attention-long short-term memory,M-Att-LSTM)，利用两个引入注意力机制的长短期记忆网络(att-long short-term memory,AttLSTM)对加速度和角度变化分别做特征提取，最后进行回归拟合。实验结果表明，M-Att-LSTM在速度上误差为0.058m/s，标准偏差为0.013 m/s，而在步幅上误差为0.023 m，标准偏差为0.022 m，两项指标都优于单纯的Att-LSTM。

关键词：惯性传感器主成分分析皮尔逊系数长短期记忆网络多模态

基于语言-视觉对比学习的多模态视频行为识别方法

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自动化学报 2024年第2期50卷 417-430页

作者：张颖张冰冰董微安峰民张建新张强大连民族大学计算机科学与工程学院大连116600 大连民族大学机器智能与生物计算研究所大连116600 大连理工大学电子信息与电气工程学部大连116024

以对比语言-图像预训练(Contrastive language-image pre-training, CLIP)模型为基础,提出一种面向视频行为识别的多模态模型,该模型从视觉编码器的时序建模和行为类别语言描述的提示学习两个方面对CLIP模型进行拓展,可更好地学习多模... 详细信息

以对比语言-图像预训练(Contrastive language-image pre-training, CLIP)模型为基础,提出一种面向视频行为识别的多模态模型,该模型从视觉编码器的时序建模和行为类别语言描述的提示学习两个方面对CLIP模型进行拓展,可更好地学习多模态视频表达.具体地,在视觉编码器中设计虚拟帧交互模块(Virtual-frame interaction module, VIM),首先,由视频采样帧的类别分词做线性变换得到虚拟帧分词;然后,对其进行基于时序卷积和虚拟帧分词移位的时序建模操作,有效建模视频中的时空变化信息;最后,在语言分支上设计视觉强化提示模块(Visual-reinforcement prompt module,VPM),通过注意力机制融合视觉编码器末端输出的类别分词和视觉分词所带有的视觉信息来获得经过视觉信息强化的语言表达.在4个公开视频数据集上的全监督实验和2个视频数据集上的小样本、零样本实验结果,验证了该多模态模型的有效性和泛化性.

关键词：视频行为识别语言-视觉对比学习多模态模型时序建模提示学习

改进YOLOv7-tiny的轻量化大型铸件焊缝缺陷检测

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组合机床与自动化加工技术 2024年第7期 156-160页

作者：穆春阳李闯马行刘永鹿杨科刘宝成北方民族大学宁夏智能信息与大数据处理重点实验室北方民族大学机电工程学院北方民族大学电气信息工程学院

针对目前焊缝缺陷数据集少，检测环境恶劣，人为识别困难等问题，提出了一种改进的YOLOv7-tiny算法。由于检测物体缺陷形状不规则，采用可变形卷积能够学习到更加丰富的特征信息和感知到物体的细节信息，增强了模型的表达能力和泛化能... 详细信息

针对目前焊缝缺陷数据集少，检测环境恶劣，人为识别困难等问题，提出了一种改进的YOLOv7-tiny算法。由于检测物体缺陷形状不规则，采用可变形卷积能够学习到更加丰富的特征信息和感知到物体的细节信息，增强了模型的表达能力和泛化能力；为了在提高焊缝缺陷检测速度的同时，不降低准确率，满足工厂实时性的要求，提出了一种融合轻量化卷积和注意力机制的ELAN-PCS网络结构；为了解决中小目标检测困难，很容易出现漏检的情况，引入了通道注意力机制。实验结果表明，与原YOLOv7-tiny相比，改进模型在大型铸件焊缝缺陷数据集上mAP(0.5)提升1.8%、mAP(0.5～0.95)提升6.8%,模型参数量下降1.9 M。

关键词：轻量化缺陷检测 YOLOv7-tiny 注意力机制可变形卷积

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区域快速优化下的无人机在线轨迹规划方法

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第2期38卷 217-225页

作者：唐嘉宁和雪梅陈云浩彭志祥周思达云南民族大学电气信息工程学院昆明650000 云南民族大学无人自主系统研究院昆明650000

针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰... 详细信息

针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰撞区域的轨迹优化收敛速度从而降低轨迹规划时间,并定义提取与轨迹规划相关的局部障碍物信息方法,避免构建ESDF过程,从而提高规划效率;之后考虑轨迹安全性、平滑性及动态可行性,建立多目标优化函数,进一步优化轨迹。仿真实验表明,该方法可有效实现无人机在线轨迹规划,且与前沿方法相比,轨迹规划时间平均缩短了36.1%,轨迹优化收敛速度平均提高了33.1%,实现了更高效的规划。

关键词：轨迹规划欧式符号距离场轨迹优化梯度信息多目标优化

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改进JPS的无人机路径规划研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第1期38卷 328-337页

作者：唐嘉宁闫搏远陈云浩颜衡程俊涛云南民族大学电气信息工程学院昆明650000 云南民族大学无人自主系统研究院昆明650000

针对传统JPS算法在路径规划时虽然会减少扩展节点的数量,但会使障碍物区域的扩展节点数目增加这一问题,提出了一种改进跳点搜索规则的S-JPS算法。该算法利用基于距离和方向的启发式函数,相比JPS算法可以更准确地描述从当前点到目标点的... 详细信息

针对传统JPS算法在路径规划时虽然会减少扩展节点的数量,但会使障碍物区域的扩展节点数目增加这一问题,提出了一种改进跳点搜索规则的S-JPS算法。该算法利用基于距离和方向的启发式函数,相比JPS算法可以更准确地描述从当前点到目标点的估计代价,从而减少时间代价、路径代价和拜访节点个数。对于规划出的路径不平滑的问题,提出了基于Bezier曲线和直线混合的轨迹优化方法,将生成的轨迹进行平滑处理,使它的曲率更加连续。仿真实验结果表明,S-JPS算法减少了大量的拜访节点,通过新的跳点规则提高了路径规划的速度。最后,将S-JPS算法应用在自主搭建的无人机上进行实验,在同一规划任务下,S-JPS算法比JPS算法路径规划时间代价减少98.6%,路径代价减少81.1%,拜访节点个数减少99.7%,可以满足无人机在执行飞行任务时对路径规划实时性要求较高的需求。

关键词：跳点搜索算法 Bezier曲线路径规划轨迹优化无人机平台

针对移动平台的无人机自主降落的新型速度规划方法

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第3期38卷 150-155页

作者：唐嘉宁张向东马孟星黄明辉闫搏远云南民族大学电气信息工程学院昆明650000 云南民族大学无人自主系统研究院昆明650000

针对现有的无人机降落存在过激的加速、减速以及反向飞行和多次振荡的问题,进行了无人机自主降落于移动平台过程中的速度规划方法研究,提出了一种基于移动平台梯度和风险权重的自主降落速度规划方法。仿真实验表明,与Fast-perching降落... 详细信息

针对现有的无人机降落存在过激的加速、减速以及反向飞行和多次振荡的问题,进行了无人机自主降落于移动平台过程中的速度规划方法研究,提出了一种基于移动平台梯度和风险权重的自主降落速度规划方法。仿真实验表明,与Fast-perching降落方法相比,所提方法减少了过激的加速、减速和振荡次数,避免了反向飞行,且降落时间效率提高了30.76%,水平方向降落效率提高了26.47%,垂直方向降落效率提高了37.5%,为无人机自主降落到移动平台速度规划问题提供了一种有效的解决方案,具有一定的工程实用价值。

关键词：无人机移动平台自主降落速度规划

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六自由度机械臂抓取汽车零件的旋角控制方法

机械设计与制造 2024年

作者：蒋继红李凯勇江苏电子信息职业学院数字装备学院青海民族大学物理与电子信息工程学院

当前机械臂抓取汽车零件旋角控制方法存在零件目标物体定位误差较大问题。为此，提出六自由度机械臂抓取汽车零件的旋角控制方法。采用双目视觉方法定位汽车零件目标，通过工作空间法准确计算六自由度机械臂抓取汽车零件的旋角，利用拉... 详细信息

当前机械臂抓取汽车零件旋角控制方法存在零件目标物体定位误差较大问题。为此，提出六自由度机械臂抓取汽车零件的旋角控制方法。采用双目视觉方法定位汽车零件目标，通过工作空间法准确计算六自由度机械臂抓取汽车零件的旋角，利用拉格朗日方法对六自由度机械臂完成动力计算，实现六自由度机械臂抓取旋角的控制。实验结果表明，文章所提方法能够准确、有效的完成六自由度机械臂对汽车零件目标的抓取，说明机械臂抓取旋角控制效果较好。

关键词：六自由度机械臂汽车零件机械臂抓取旋角控制目标定位抓取空间

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基于三支决策的蚁群聚类算法

昆明理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期49卷 83-97页

作者：王梦绚万仁霞苗夺谦赵杰北方民族大学计算机科学与工程学院宁夏银川750021 同济大学电子与信息工程学院上海201804

针对蚁群聚类算法在蚂蚁之间缺少信息交互导致误识别率高和蚂蚁单独移动带来的资源浪费的问题,本文将三支决策思想融入蚁群聚类算法来改进其性能.通过蚂蚁激活机制、微簇生成机制将待聚类的蚂蚁“一分为三”,区分为已激活的单个蚂蚁、... 详细信息

针对蚁群聚类算法在蚂蚁之间缺少信息交互导致误识别率高和蚂蚁单独移动带来的资源浪费的问题,本文将三支决策思想融入蚁群聚类算法来改进其性能.通过蚂蚁激活机制、微簇生成机制将待聚类的蚂蚁“一分为三”,区分为已激活的单个蚂蚁、未激活的单个蚂蚁和蚂蚁微簇.再使用精英蚂蚁机制、二次验证机制,遴选相似度达到一定阈值的微簇,形成聚类正域,并赋予精英蚂蚁更高的优先级和固定的平面位置,最后利用不同正域间的信息熵值为属性加权,引导边界域中蚂蚁向着更相似且优先级更高的蚂蚁方向移动.实验结果表明,本文所提出的算法不仅提升了蚁群聚类的质量,还具有良好的时间效率.

关键词：蚁群聚类算法三支决策精英蚂蚁微簇属性加权