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应用前沿、交叉与综合 栏目所有文章列表 (按年度、期号倒序)     一年内发表的文章 |  两年内 |  三年内 |  全部 Please wait a minute... 选择: 导出引用 EndNote Ris BibTeX 显示/隐藏图片 Select 1. 基于二维码视觉与激光雷达融合的高精度定位算法 栾佳宁, 张伟, 孙伟, 张奥, 韩冬 计算机应用    2021, 41 (5): 1484-1491.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020081162 摘要 （893）      PDF （2182KB）（916）    可视化    收藏 为解决以蒙特卡罗定位算法为代表的激光室内定位算法存在的定位精度差和抗机器人绑架性能差的问题，以及传统二维码定位算法环境布置复杂且对机器人运行轨迹有严格要求的问题，提出了一种融合二维码视觉和激光雷达数据的移动机器人定位算法。机器人首先利用机器视觉技术搜索检测环境中的二维码，然后将检测出二维码的位姿分别转换至地图坐标系下，并融合生成先验位姿信息。而后以此作为初始位姿进行点云对准以得到优化后的位姿。同时引入里程计-视觉监督机制，从而有效解决了包括二维码信息缺失、二维码识别错误等由环境因素带来的问题，并保证了位姿的平滑性。基于移动机器人的实验结果表明，所提算法比经典的自适应蒙特卡罗定位（AMCL）算法的雷达采样点平均误差下降了92%，单次位姿计算时间减少了88%，可有效解决机器人绑架问题，并应用于以仓储机器人为代表的室内移动机器人。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 2. 无人机协同控制研究综述 马子玉, 何明, 刘祖均, 顾凌枫, 刘锦涛 计算机应用    2021, 41 (5): 1477-1483.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020081314 摘要 （673）      PDF （1364KB）（1493）    可视化    收藏 无人机（UAV）协同控制是指一组UAV以机间通信为基础、群体智能为核心，合作分工完成某一共同任务的控制方式。UAV集群是拥有一定自主能力的大量UAV基于局部规则执行各项任务的多智能体系统，与单架UAV相比，UAV集群有着高效率、高灵活性和高可靠性等优点。针对近几年UAV协同控制技术的最新发展动态，首先，从民用和军事两个角度举例说明多UAV技术的应用前景；接着，对比分析一致性控制、蜂拥控制和编队控制这三种主流协同控制方式的区别与发展现状；最后，对协同控制面临的时延、避障和续航等问题提出几点建议，为未来UAV协同控制研究发展提供一定帮助。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 3. 基于一维卷积神经网络与长短期记忆网络结合的电池荷电状态预测方法 倪水平, 李慧芳 计算机应用    2021, 41 (5): 1514-1521.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020071097 摘要 （420）      PDF （2218KB）（464）    可视化    收藏 针对电池荷电状态（SOC）预测的精确度与稳定性问题以及深层神经网络的梯度消失问题，提出一种基于一维卷积神经网络（1D CNN）与长短期记忆（LSTM）循环神经网络（RNN）结合的电池SOC预测方法——1D CNN-LSTM模型。1D CNN-LSTM模型将电池的电流、电压和电阻映射到目标值SOC。首先，通过一层一维卷积层从样本数据中提取出高级数据特征，并充分地利用输入数据的特征信息；其次，使用一层LSTM层保存历史输入信息，从而有效地预防重要信息的丢失；最后，通过一层全连接层输出电池SOC预测结果。使用电池的多次循环充放电实验数据训练提出的模型，分析对比不同超参数设置下1D CNN-LSTM模型的预测效果，并通过训练模型来调节模型的权重系数和偏置参数，从而确定最优的模型设置。实验结果表明，1D CNN-LSTM模型具有准确且稳定的电池SOC预测效果。该模型的平均绝对误差（MAE）、均方误差（MSE）和最大预测误差分别为0.402 7%、0.002 9%和0.99%。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 4. 基于双向长短期记忆网络的DA40飞机碳刹车片剩余寿命预测 徐萌, 王亚锟 计算机应用    2021, 41 (5): 1527-1532.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020071125 摘要 （404）      PDF （1636KB）（922）    可视化    收藏 飞机刹车片在飞机制动过程中起着十分重要的作用。对刹车片进行准确的剩余使用寿命（RUL）预测对于减少制动故障以及节省人力物力资源具有重要意义。针对飞机刹车片磨损序列的非平稳和非线性等特点，提出了一种基于双向长短期记忆（BiLSTM）网络的飞机刹车片RUL预测模型——VMD-BiLSTM模型。首先，利用变分模态分解（VMD）方法将原始磨损序列分解成多个具有不同频率和带宽的子序列，从而降低序列的非平稳性；然后，对分解后的各子序列分别构造BiLSTM神经网络预测模型；最后，将每个子序列的预测值叠加来得到刹车片磨损值的最终预测结果，从而实现刹车片的寿命预测。仿真结果表明，VMD-BiLSTM模型的均方根误差（RMSE）为0.466，平均绝对百分比误差（MAPE）为0.898%，均优于对比模型，验证了VMD-BiLSTM模型的优越性。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 5. 基于图卷积网络的药物靶标关联预测算法 徐国保, 陈媛晓, 王骥 计算机应用    2021, 41 (5): 1522-1526.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020081186 摘要 （386）      PDF （892KB）（444）    可视化    收藏 传统的基于生物学实验的药物-靶标关联预测成本高、效率低，难以满足医药研发的需求。为了解决上述问题，提出一种新的基于图卷积网络的药物靶标关联预测（GCDTI）算法。GCDTI利用半监督学习方法将图卷积和自编码技术相结合，从而分别构建用于整合节点特征的编码层和用于预测全链接交互网络的解码层；同时使用图卷积技术建立潜在因子模型，并有效利用药物和靶标的高维属性信息进行端到端的学习。所提算法不需要对输入的特征信息进行任何预处理便可以将其与已知相互作用网络相结合，证明了该模型的图卷积层能够有效地融合输入数据与节点特征。与其他先进方法相比，GCDTI的预测精度和平均受试者工作特性（ROC）曲线下的面积（AUC）（0.924 6±0.004 8）最高，且具有较强的鲁棒性。实验结果表明：当需要预测大量的药物和靶标数据的关联关系时，利用端到端学习的模型架构的GCDTI有潜力成为一种可靠的预测方法。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 6. 海铁联运港口混合作业模式下轨道吊与集卡协同调度 李舒仪, 韩晓龙 计算机应用    2021, 41 (5): 1506-1513.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020071075 摘要 （365）      PDF （1096KB）（441）    可视化    收藏 在集装箱海铁联运港口中，铁路作业区作为连接铁路运输和水路运输的重要节点，其装卸效率将影响集装箱海铁联运的整体效率。首先，对比分析了“船舶-列车”作业模式和“船舶-堆场-列车”作业模式的特点，并结合海铁联运港口实际作业情况提出了混合作业模式。然后，以轨道吊完工时间最短为目标构建混合整数规划模型，既考虑了班列和船舶的作业时间窗约束，又考虑了轨道吊间干扰和安全距离、轨道吊和集卡接续作业和等待时间等现实约束。针对遗传算法在局部搜索能力方面的不足，将启发式规则与遗传算法相结合设计了求解轨道吊与集卡协同调度问题的混合遗传算法（HGA），并进行了数值实验。实验结果验证了所提模型和混合算法的有效性。最后通过设计实验分析集装箱数量、岸边箱占比、轨道吊数量和集卡数量对轨道吊完工时间和集卡完工时间的影响，发现同等集装箱数量下岸边箱占比提高时，应通过增加轨道吊数量来有效缩短完工时间。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 7. 基于自生成深度神经网络的4D航迹预测 李旭娟, 皮建勇, 黄飞翔, 贾海朋 计算机应用    2021, 41 (5): 1492-1499.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020081198 摘要 （363）      PDF （1396KB）（500）    可视化    收藏 针对四维（4D）航迹预测的实时性不强和存在迭代误差的问题，提出了一种自动生成的条件变分自动编码器（AutoCVAE）。它以编码-解码的形式直接对未来一段时间的航迹进行预测，并能灵活选取观测点个数和预测步长。该方法以处理后的广播式自动相关监视（ADS-B）数据为引导，以减小预测误差为目标，通过贝叶斯优化的方法，在预定义的搜索空间内进行模型结构搜索，每一次的超参数取值都会参考之前的评估结果，使得每一次的模型结构都能向目标更靠近一点，最终实现了一个基于ADS-B数据的高精度的4D航迹预测模型。实验得出，所提模型能快速准确地进行航迹的实时预测，其中经纬度平均绝对预测误差（MAE）均小于0.03°，高度MAE小于30 m，各时刻点的时间误差也不会超过10 s，每次批量预测轨迹的延迟时间不超过0.2 s。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 8. 基于信息物理融合的骨折复位机器人系统构建 傅卓鑫, 孙昊, 陈建文, 郭悦, 陈金 计算机应用    2021, 41 (5): 1533-1538.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020071133 摘要 （314）      PDF （1497KB）（583）    可视化    收藏 针对骨折治疗中传统复位方法（手法复位、牵引复位、手术复位）存在的二次损伤、肌能失调、患肢僵硬、破坏血运及术后矫正动态性能差等问题，提出了一种人-机-物融合的信息物理系统（CPHS）用于指导机器人的复位动作。首先，从CPHS的数字孪生、信息感知、系统集成、手术流程、模拟复位等方面论证了并联机器人信息物理系统的构成，将机器人的高定位精度及可重复性与微创方法有效结合，从而指导医生完成仿真规划及术中监控等一系列操作；其次，根据临床骨折复位过程，在机器人操作下对5组不同骨折姿态的模拟骨折病例进行了复位实验；最后，计算出每组实验复位后的移位残余及角度误差，并与传统复位方法的相应数据进行对比。实验结果表明，CPHS骨折复位机器人相较于传统复位方法，在骨折复位过程和患者术后康复上均有着明显的优势。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 9. 基于双论域粗糙集的快捷货物运输方案选择 王小荣, 张玉召, 张振江 计算机应用    2021, 41 (5): 1500-1505.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020071123 摘要 （209）      PDF （759KB）（408）    可视化    收藏 针对多种不确定因素下的快捷货物运输方案决策问题，提出一种基于双论域直觉模糊粗糙集的快捷货物运输方案决策模型与决策规则。依据双论域直觉模糊粗糙集理论来确定快捷货物运输方案决策的双论域模糊近似空间。将固定成本、运输成本、转运成本、碳排放、转运时间等评价指标的消耗程度视为直觉模糊数，利用评价指标与运输方案之间的直觉模糊关系计算求得下近似集与上近似集，并引入最大直觉性指标及海明贴近度得出运输方案决策规则。以兰州至北京的一条快捷货物运输线路为例，依据决策规则从公路、普铁、航空组合出的9种运输方式中选择出最优运输方案。对运输成本、转运成本进行灵敏度分析以验证结果的准确性。最终选择出的两种最优运输方案表明了双论域直觉模糊粗糙集在此类问题上的适用性。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 10. 基于U形多层感知机网络的地震波初至拾取与反演 孙明皓, 余瀚, 陈雨青, 陆恺 《计算机应用》唯一官方网站    DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2023060808 预出版日期: 2023-09-08