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1. 基于动态簇粒子群优化的无人机集群路径规划方法
王龙宝, 栾茵琪, 徐亮, 曾昕, 张帅, 徐淑芳
《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (12): 3816-3823.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022111763
摘要176)   HTML7)    PDF (2693KB)(199)    收藏

路径规划对于无人机(UAV)集群的任务执行十分重要,而且高维场景中的计算通常很复杂。群体智能为解决该问题提供了较好的解决思路。粒子群优化(PSO)算法具有参数少、收敛速度快、操作简单等优点,尤其适用于路径规划问题,但它在应用时存在全局搜索能力差、容易陷入局部最优的问题。为了解决上述问题以提升无人机集群路径规划的效果,提出了动态簇粒子群优化(DCPSO)算法。首先,利用人工势场法和滚动时域控制原理建模UAV集群路径规划问题的任务场景;其次,引入Tent混沌映射和动态簇机制进一步提升全局搜索能力和搜索精度;最后,使用DCPSO算法优化模型的目标函数,以获得UAV集群的每个轨迹点的选择。在单峰/多峰、低维/高维不同组合的10种基准测试函数下的仿真实验结果表明,与PSO、鸽子启发优化(PIO)、麻雀搜索算法(SSA)和混沌扰动鸽群优化(CDPIO)算法相比,DCPSO算法具有更好的计算最优值、均值和方差,搜索精度更佳,稳定性更强。此外,UAV集群路径规划应用实例仿真结果也验证了DCPSO算法的性能与效果。

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2. 基于改进单点多盒检测器的大坝缺陷目标检测方法
陈静, 毛莺池, 陈豪, 王龙宝, 王子成
计算机应用    2021, 41 (8): 2366-2372.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020101603
摘要303)      PDF (1651KB)(329)    收藏
为提升大坝安全运维的效率,大坝缺陷目标检测模型有助于辅助巡检人员进行缺陷检测。大坝缺陷几何形状多变,而采用传统卷积方式进行特征提取的单点多盒检测器(SSD)模型无法适应缺陷的几何变换。针对上述问题,提出可变形卷积单步多框检测器(DFSSD)模型。首先将原始SSD的主干网络VGG16中的标准卷积替换为可变形卷积,用于处理缺陷的几何变换,并且通过学习卷积偏移量来提升模型的空间信息建模能力;其次针对不同特征的尺寸,改进先验框比例,从而提高模型对条形特征的检测精度与模型的泛化能力;最后为解决训练集正负样本不均衡的问题,采用改进的非极大值抑制(NMS)算法来优化学习效果。实验结果表明:DFSSD模型较基准模型SSD在大坝缺陷图像上的平均检测精度提升了5.98%。相较于基于区域的更快卷积神经网络(Faster R-CNN)和SSD模型,DFSSD模型在大坝缺陷目标检测精度提升上有较好的效果。
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3. 基于多微云协作的计算任务卸载
王庆永, 毛莺池, 王绎超, 王龙宝
《计算机应用》唯一官方网站    2020, 40 (2): 328-334.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019081367
摘要404)   HTML0)    PDF (800KB)(287)    收藏

针对多微云计算模式下计算任务卸载过程复杂、任务响应时间长的问题,构建面向多微云协作的计算任务卸载模型,并提出加权自适应惯性权重的粒子群优化(WAIW-PSO)算法,快速求解最优卸载策略。首先,对移动终端-微云-远程云的任务执行过程进行建模;其次,考虑多用户对计算资源的竞争,构建基于多微云协作的任务卸载模型;最后,针对求解最佳任务卸载策略复杂度过高的情况,提出WAIW-PSO算法求解卸载问题。仿真实验结果表明,与标准粒子群优化(PSO)算法以及基于高斯函数递减惯性权重的粒子群优化(GDIWPSO)算法相比,WAIW-PSO算法可以根据进化代数和个体适应度综合调整惯性权重,寻优能力较强,求解最优卸载策略的时间最短;在不同设备数、任务数等情况下选择不同任务卸载策略进行对比实验的结果表明,基于WAIW-PSO算法的卸载策略可以明显缩短任务总完成时间。

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4. 基于云雾协作模型的任务分配方法
刘鹏飞, 毛莺池, 王龙宝
计算机应用    2019, 39 (1): 8-14.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018071642
摘要722)      PDF (1133KB)(353)    收藏

针对在云雾协作下实现移动用户任务请求的合理分配与调度的问题,提出了一种基于云雾协作模型的任务分配算法——IGA。首先,采用混合编码的方式对个体进行编码,并采用随机的方式产生初始种群;其次设定服务商的花费作为目标函数;然后进行选择、交叉、变异操作产生出符合条件的新个体;最后,根据染色体中的任务请求类型分配到相应的资源节点上,并更新迭代计数器,直到迭代完成。仿真结果表明,在处理移动用户请求时,与传统的云模型相比,云雾协作模型在时延上降低了近30 s,服务水平目标(SLO)违规率上降低了约10个百分比,在服务提供商花费上亦有所减少。

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5. M-TAEDA:多变量水质参数时序数据异常事件检测算法
毛莺池, 齐海, 接青, 王龙宝
计算机应用    2017, 37 (1): 138-144.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.01.0138
摘要597)      PDF (1143KB)(554)    收藏
在供水管网中部署传感器网络实时获取多个水质参数时间序列数据,当供水管网发生污染时,高效准确地检测水质异常是一个重要问题。提出多变量水质参数时间异常事件检测算法(M-TAEDA),利用BP模型分析多变量水质参数的时序数据,确定可能离群点;结合贝叶斯序贯分析独立更新每个参数的事件概率,预测单个传感器节点检测的异常概率;将单变量的事件概率融合为统一多变量事件概率,融合判断异常事件。实验结果表明:BP模型模拟多变量水质参数进行预测可以达到90%精确度;与单变量参数时间异常事件检测算法(S-TAEDA)相比,M-TAEDA可以提高异常检出率约40%,降低误报率约45%。
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6. 基于动态分簇的移动目标追踪方法
包威, 毛莺池, 王龙宝, 陈小丽
计算机应用    2017, 37 (1): 65-72.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.01.0065
摘要698)      PDF (1185KB)(436)    收藏
针对无线传感器网络(WSN)中目标追踪的准确性低、网络能耗过高和网络生命周期短等问题,提出基于动态分簇的移动目标追踪技术。首先,构建了双层环状动态分簇的拓扑模型(TRDC),并提出了动态分簇的更新算法;其次,在质心定位算法基础上,考虑到节点的能量,提出了基于功率级别的质心定位(CLPL)算法;最后,为了进一步减小网络的能耗,改进CLPL算法,提出了随机性定位算法。在仿真实验中,与静态簇相比,网络周期延长了22.73%;与非环状簇相比,丢失率降低了40.79%;而追踪准确性与基于接受信号强度值(RSSI)算法相差不大。所提的追踪技术能够有效保证追踪准确度,同时降低网络能耗,减小目标丢失率。
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