智能系统学报 /oa 行军启发的多机器人紧密队形保持策略 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201710023 多机器人协同编队是多机器人研究的关键技术之一,是通过控制队伍中的机器人,使其按照预定的队形进行前进。本文基于领航者-追随者结构的编队控制方法,从军队急行军中得到启发,设计了同列依次替补和末排向内收拢原则,提出多机器人紧密队形保持策略。并引入能耗和队形紧密度两个编队性能评价指标,验证了多机器人紧密队形保持策略的优越性。仿真实验证明了多机器人紧密队形保持策略的有效性。 2018年09月05 00:00 2018年05期 673 679 3135598 屈云豪<sup>1,2</sup>, 丁永生<sup>1,2</sup>, 郝矿荣<sup>1,2</sup>, 王彤<sup>1,2</sup> 去冗余Top-k对比序列模式挖掘 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201702019 对比序列模式可以用来表征不同类别数据集之间的差异。在生物信息、物流管理、电子商务等领域,对比序列模式有着广泛的应用。Top-k对比序列模式挖掘的目标是发现数据集中对比度最高的前<i>k</i>个序列模式。在Top-k对比序列模式挖掘中,可能挖掘出冗余的序列模式。目前,虽然有Top-k对比序列模式发现算法被提出,但这些算法并未考虑冗余序列模式的问题。为此,本文提出了基于广度优先生成树的去冗余Top-k对比序列模式挖掘算法BFM(breadth-first miner)。使用BFM算法可以有效地解决冗余问题,得到去冗余的Top-k对比序列模式。在BFM算法的基础上,提出了性能更好的算法PBFM(pruning breadth-first miner)。通过在真实数据集上的实验分析与对比 ,验证了本文算法的有效性。 2018年09月05 00:00 2018年05期 680 686 990725 江冰, 谷飞洋, 何增有 利用二部图生成概念格 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703026 概念格作为一种有效的知识发现与数据处理的工具,在许多领域得到了广泛应用,概念格的构造在其应用中具有重要的意义。每个概念格的形式背景都可以对应一个二部图,本文通过二部图的极大完全子图的概念来生成概念格,给出了基于二部图的深度优先的概念格的迭代算法。首先,对形式背景进行必要的约简;其次,利用二部图的极大完全子图得到顶层概念的直接子概念;最后,通过求二部图的导出子图来简化形式背景,并得出每个概念的直接子概念和所有子概念,从而生成概念格。 2018年09月05 00:00 2018年05期 687 692 1021208 窦林立, 展正然 基于改进KH算法优化ELM的目标威胁估计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704007 为了提高目标威胁度估计的精确度,建立了反向学习磷虾群算法(OKH)优化极限学习机的目标威胁估计模型(OKH-ELM),提出基于此模型的算法。该模型使用反向学习策略优化磷虾群算法,并通过改进后的磷虾群算法优化极限学习机初始输入权重和偏置,使优化后的极限学习机能够对威胁度测试样本集做更好的预测。实验结果显示,OKH算法能够更好地优化极限学习机的权值与阈值,使建立的极限学习机目标威胁估计模型具有更高的预测精度和更强的泛化能力,能够精准、有效地实现目标威胁估计。 2018年09月05 00:00 2018年05期 693 699 924473 傅蔚阳<sup>1</sup>, 刘以安<sup>1</sup>, 薛松<sup>2</sup> 分层演化趋向行为的网络舆情传播模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705009 通过构建带有分层行为演化趋向的舆情传播模型,研究了媒体作用下分层行为舆情演变的内在规律。在参考疾病传播模型SIR(susceptible infected recovered)和带媒体干预的SIaIbR(susceptible infected-a infected-b recovered)模型基础上,提出了带有媒体干预的具有分层演化趋向行为的舆情演变模型(SI)<sup>3</sup>R,与SIR模型不同的是(SI)<sup>3</sup>R模型引入了群体分层这一概念,并且在演化过程中处于群体不同分层中的个体带有不同的演化趋势。通过对不同层次中个体的影响,媒体能够发挥更有效的作用。给出了分层演化群体模型及其动力学方程,通过数值求解,模拟了分层媒体作用对传播过程的影响以及初始分层密度对传播过程的影响。 2018年09月05 00:00 2018年05期 700 706 1392709 顾雨迪<sup>1</sup>, 狄岚<sup>2</sup> 非线性布尔网络系统模糊建模与动态性能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201704023 针对非线性系统难以精确建模与动态性能分析的基本控制问题,基于模糊动态模型把布尔网络系统理论推广到非线性布尔网络系统,建立了模糊动态布尔网络控制系统的模型。引入模糊动态模型,对非线性布尔网络进行模糊建模,分别建立了非线性布尔网络系统的局部模型和全局模型。从系统的局部意义和全局意义上,对系统进行了能控性、能观性、稳定性等动态性能分析。最后,以多输入多输出的非线性布尔网络系统实例为具体研究对象,建立了系统的局部模型和全局模型,并对动态性能进行了仿真分析,得到了实验结果。实验结果表明,模糊动态布尔网络控制系统对非线性布尔网络系统的建模是有效的,动态性能分析是合理的,对模糊动态布尔网络控制系统的进一步分析有重要意义。 2018年09月05 00:00 2018年05期 707 715 1081428 吕红丽<sup>1</sup>, 宋玉晶<sup>1</sup>, 段培永<sup>2</sup> 求解离散优化问题的元胞量子狼群演化算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705007 针对离散空间优化问题,提出了求解离散优化问题的元胞量子狼群演化算法,首先,为了提高算法的全局收敛速度,采用双策略量子位初始化方法和滑模交叉方法,分别生成量子狼群初始位置和产生头狼,实现种群多样性;其次,为了描述头狼与猎物间的距离以及增强狼群的遍历范围,采用二进制编码方式和元胞自动机中的演化规则,分别实现狼群中个体狼与猎物距离的精确描述和量子旋转角的选取调整;然后,为了证明该算法的收敛性能,采用泛函分析方法,实现了算法全局收敛性能的验证;最后,通过6个标准测试函数的仿真实验,并与狼群算法以及量子狼群算法的优化结果进行比较。实验结果表明,该算法具有较快的收敛速度和较好的全局寻优能力。 2018年09月05 00:00 2018年05期 716 727 1414405 马龙, 卢才武, 顾清华 一种基于Mark点的点胶机器人视觉目标定位方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705010 针对工业生产中PCB点胶机器人的视觉定位问题,提出了一种基于Mark点辅助的视觉定位算法。分析了传统模板匹配、Sift、Surf等算法在Mark点识别与定位中的不足,同时考虑到Mark点所具有的规则几何特征以及算法对于实时性的要求,提出了一种基于Mark点几何特征的改进型模板匹配算法。实验结果表明,这种基于Mark点几何特征的改进型模板匹配算法具有良好的平移、缩放、旋转不变性,能够准确识别并定位Mark点,从而实现对PCB上相关点胶目标点的定位,并满足工程可靠性和实时性的要求。 2018年09月05 00:00 2018年05期 728 733 1281725 彭刚<sup>1,2</sup>, 熊超<sup>1,2</sup>, 夏成林<sup>2</sup>, 林斌<sup>3</sup> 基于Kinect的改进移动机器人视觉SLAM /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705018 针对传统ICP(iterative closest points,迭代最近点算法)存在易陷入局部最优、匹配误差大等问题,提出了一种新的欧氏距离和角度阈值双重限制方法,并在此基础上构建了基于Kinect的室内移动机器人RGB-D SLAM(simultaneous localization and mapping)系统。首先,使用Kinect获取室内环境的彩色信息和深度信息,通过图像特征提取与匹配,结合相机内参与像素点深度值,建立三维点云对应关系;然后,利用RANSAC(random sample consensus)算法剔除外点,完成点云的初匹配;采用改进的点云配准算法完成点云的精匹配;最后,在关键帧选取中引入权重,结合g2o(general graph optimization)算法对机器人位姿进行优化。实验证明该方法的有效性与可行性,提高了三维点云地图的精度,并估计出了机器人运行轨迹。 2018年09月05 00:00 2018年05期 734 740 1351598 蔡军, 陈科宇, 张毅 概率粗糙集三支决策在线快速计算算法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706047 随着大数据和物联网技术的不断发展,动态在线计算已经成为了一种常见的计算模式,在动态在线计算中进行不确定问题的推理和求解是一项具有挑战性的新议题。概率粗糙集三支决策理论是一种处理不确定性知识挖掘的有效工具,根据在线计算模式中数据同步增减的动态特点,提出了一种概率粗糙集三支决策的在线计算方法。首先,以内存滑动窗口模式对在线动态计算的数据变化特点进行理论建模;然后,根据上述模型中在线计算的数据变化模式,推导出不同类型数据变化模式下的三支决策条件概率及三支区域的变化规律;最后,提出了一种新型在线快速计算算法,其获取的三支决策规则与经典概率三支决策算法是等效的。通过与经典三支决策计算算法的多组对比实验,验证了提出的在线快速计算算法的高效性与稳定性。 2018年09月05 00:00 2018年05期 741 750 1120386 徐健锋<sup>1,2</sup>, 何宇凡<sup>1</sup>, 汤涛<sup>1</sup>, 赵志宾<sup>1,2</sup> 双差值局部方向模式的人脸识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706032 针对差值局部方向模式(DLDP)特征提取不够充分和对光照、噪声等比较敏感的问题,提出一种双差值局部方向模式(DDLDP)人脸识别方法。首先,分别将半径为1的3×3领域像素灰度值和半径为2的5×5领域像素灰度值与8个Kirsch模板算子卷积,得到两组对应8个灰度响应值。然后,将半径为1的灰度响应值,按照相邻前后作差的方式,得到8个灰度响应差值,再将半径为1和2得到的灰度响应值上下作差,也得到8个灰度响应差值。最后,将两组灰度响应差值取绝对值,其最大绝对值所对应下标位置构成DDLDP码。仿真实验结果表明,相比同类基于局部方向模式的单一人脸识别算法,该方法具有更好识别效果。DDLDP更加完整地提取了人脸特征,且表现出对光照和噪声更好的鲁棒性。 2018年09月05 00:00 2018年05期 751 759 2477669 杨恢先<sup>1</sup>, 刘建<sup>1</sup>, 张孟娟<sup>1</sup>, 周彤彤<sup>2</sup> 遗传算法求解多旅行商问题的相对解空间分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706061 首先介绍了多旅行商问题的模型,并指出遗传算法解决多旅行商问题的关键是染色体编码方案的设计,为了减少冗余解带来的代价,本文给出了传统的两种染色体编码方案(单染色体和双染色体),以及最新的两段式染色体编码方案;接着引入相对解空间概念,以此定量地给出不同染色体方案对应解空间的相对大小关系;基于相对解空间概念,本文分析了3种染色体编码方案对应的解空间在极限意义下的相对大小关系,并分析了旅行商数与城市数在不同情形下解空间的近似相对大小关系。本文对搜索空间定量分析的理论结果对工程问题的求解提供了科学的指导意义。 2018年09月05 00:00 2018年05期 760 768 1154341 赵新超, 郭赛 基于卷积特征和贝叶斯分类器的人脸识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706052 为解决传统人脸识别算法特征提取困难的问题,提出了基于卷积特征和贝叶斯分类器的人脸识别方法,利用卷积神经网络提取人脸特征,通过主成分分析法对特征降维,最后利用贝叶斯分类器进行判别分类,在ORL(olivetti research laboratory)人脸库上进行实验,获得了99.00%的识别准确率。实验结果表明,卷积神经网络提取的人脸图像特征具有很强的辨识度,与PCA(principal component analysis)和贝叶斯分类器结合之后可有效提高人脸识别的准确率。 2018年09月05 00:00 2018年05期 769 775 1407709 冯小荣, 惠康华, 柳振东 基于半张量积的企业创新网络演化博弈 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706064 当代经济环境下,创新已经成为企业生存发展的必要条件。将所有企业按规模分为大小两种企业,建立企业创新双层耦合网络,并研究了企业间的博弈过程。首先,运用矩阵半张量积方法,以“智猪博弈”为基本博弈,得到每一时刻各企业的策略,而非企业总体创新的比例;其次,根据收益函数得到整个企业创新网络的最优稳定纳什均衡点;最后,增加政府调控,改变博弈基本支付矩阵,从而达到最优稳定纳什均衡状态,即所有企业全部创新。 2018年09月05 00:00 2018年05期 776 782 940140 武利琴<sup>1</sup>, 徐勇<sup>1</sup>, 王金环<sup>1</sup>, 李杰<sup>2</sup> WSB-EA进化算法的符号网络弱结构平衡分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706054 由于大多数真实符号网络更满足弱结构平衡理论,并且求解符号网络的弱结构平衡问题是NP难问题,因此提出了基于进化算法的符号网络弱结构平衡计算方法——WSB-EA算法。该方法将弱结构平衡定理的能量函数作为适应值函数,首先利用启发式的方法初始化种群,经过锦标赛选择、单路交叉、单点变异、局部搜索4个阶段,迭代有限次之后得到最优解。在此算法中,提出了大型符号网络的存储方法和增量计算方式。通过大量实验,WSB-EA算法得出了4个小型符号网络和2个大型符号网络的弱不平衡度。并且与其他算法相比,WSB-EA算法能更快收敛得到最优解,具有较高鲁棒性。 2018年09月05 00:00 2018年05期 783 790 940085 常新功, 赵雅娟 GBF-CMAC和滑模控制的柔性结构系统控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706066 针对一类不确定系统的跟踪控制,设计了一种将GBF-CMAC(cerebellar model articulation controller with Gauss basis function)与滑模控制相结合的控制系统。利用符号距离和分层结构减少了神经网络所需存储器的数量,并提出了一种神经网络参数的自适应学习律。将设计的控制器用于含有不确定性和欠驱动结构的高阶柔性直线结构系统的跟踪控制,并与一般滑模控制和积分滑模控制进行了比较。实验结果表明,所设计的控制器不仅具有较好的鲁棒性,而且改善了滑模控制存在的抖振问题。同时通过调整神经网络的参数对抖振进行控制,实现了抖振和跟踪性能之间的最优选择。 2018年09月05 00:00 2018年05期 791 798 2216002 付兴建, 于士贤 基于支持向量的最近邻文本分类方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201711007 文本分类为一个文档自动分配一组预定义的类别或主题。文本分类中,文档的表示对学习机的学习性能有很大的影响。以实现哈萨克语文本分类为目的,根据哈萨克语语法规则设计实现哈萨克语文本的词干提取,完成哈萨克语文本的预处理。提出基于最近支持向量机的样本距离公式,避免<i>k</i>参数的选定,以SVM与KNN分类算法的特殊组合算法(SV-NN)实现了哈萨克语文本的分类。结合自己构建的哈萨克语文本语料库的语料进行文本分类仿真实验,数值实验展示了提出算法的有效性并证实了理论结果。 2018年09月05 00:00 2018年05期 799 807 1174885 古丽娜孜·艾力木江<sup>1,2,3</sup>, 乎西旦·居马洪<sup>1</sup>, 孙铁利<sup>2</sup>, 梁义<sup>1</sup> 多标记学习自编码网络无监督维数约简 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201804051 多标记学习是针对一个实例同时与一组标签相关联而提出的一种机器学习框架,是该领域研究热点之一,降维是多标记学习一个重要且具有挑战性的工作。针对有监督的多标记维数约简方法,提出一种无监督自编码网络的多标记降维方法。首先,通过构建自编码神经网络,对输入数据进行编码和解码输出;然后,引入稀疏约束计算总体成本,使用梯度下降法进行迭代求解;最后,通过深度学习训练获得自编码网络学习模型,提取数据特征实现维数约简。实验中使用多标记算法ML-kNN做分类器,在6个公开数据集上与其他4种方法对比。实验结果表明,该方法能够在不使用标记的情况下有效提取特征,降低多标记数据维度,稳定提高多标记学习性能。 2018年09月05 00:00 2018年05期 808 817 1272388 杨文元 基于混沌搜索和权重学习的教与学优化算法及其应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705017 针对教与学优化算法容易陷入早熟收敛的问题,本研究提出了一种基于混沌搜索和权重学习的教与学优化(teaching-learning-based optimization algorithm based on chaotic search and weighted learning,TLBO-CSWL)算法。在TLBO-CSWL算法的教学阶段,不仅利用权重学习得到的个体来指引种群的进化,而且还使用正态分布随机数来替代原有的均匀随机数。另外,TLBO-CSWL还使用Logistics混沌搜索策略来提高其全局搜索能力。仿真结果表明,TLBO-CSWL的整体优化性能要好于其他所比较的算法。最后,将TLBO-CSWL用于求解非合作博弈纳什均衡问题,获得满意的结果。 2018年09月05 00:00 2018年05期 818 828 672089 柳缔西子<sup>1</sup>, 范勤勤<sup>1,2</sup>, 胡志华<sup>1</sup> 量子粒子群优化下的RBPF-SLAM算法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705006 为了解决传统Rao-Blackwellized粒子滤波(RBPF)存在提议分布精度不高以及重采样过程出现的粒子退化和多样性丢失问题,提出一种量子粒子群(QPSO)优化下的Rao-Blackwellized粒子滤波同时定位与地图构建(RBPF-SLAM)算法。将机器人运动模型和观测模型融合作为混合提议分布,提高提议分布的精度;在重采样过程中引入量子粒子群优化算法更新粒子位姿,根据权值划分粒子种类,引入自适应交叉变异操作,对所得粒子集进行优化、调整,有效地防止粒子退化以及保持粒子的多样性。利用本文算法不仅用MATLAB进行仿真实验,而且结合了旅行家2号移动机器人在机器人操作系统(ROS)上进行实际验证。结果表明,本文算法能以较少粒子数精确估计出机器人的位姿和高精度的地图,误差和运行时间也大大降低了。 2018年09月05 00:00 2018年05期 829 835 1583191 伍永健, 陈跃东, 陈孟元 一类区间二型模糊PI控制器设计算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703039 区间二型模糊控制器在处理不确定性方面优于传统的模糊控制器,但带来的一个问题就是区间二型模糊控制器需要降阶过程。常用的KM等迭代式降阶算法效率低下,难以用于实时性较高的场合。本文利用直接降阶算法和动态解模糊化算法,提出了一类区间二型模糊PI控制器设计算法。该算法在降阶过程中考虑偏差和偏差变化量对控制器输出的影响,避免了KM等迭代式降阶过程。通过二阶迟延对象以及一个非线性对象的仿真实验表明,本文算法能够有效降低系统超调,降低系统的稳态时间,控制器在设定值附近的输出更为平滑。 2018年09月05 00:00 2018年05期 836 842 1470911 施建中, 李荣, 杨勇 多特征值分解的稀疏混沌信号盲源分离算法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703032 针对受到噪声干扰的激光混沌源信号高精度重构的问题,本文提出了一种基于相位空间重构混沌流信号的盲源分离算法。该算法首先对分离信号的相位空间进行时间延迟重构,然后将分离矩阵作为待优化参数,通过在相空间中构建目标函数,将盲源分离问题转换为优化问题,应用粒子群优化算法求解最优分离矩阵,进而将观测数据乘以最优分离矩阵来重构源信号。实验结果表明,该算法不仅具有快速收敛的特点,其精度明显优于各种噪声强度下现有的独立分量分析方法。 2018年09月05 00:00 2018年05期 843 847 947778 周双红, 王玲玲 基于改进型BP神经网络的手部动作识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703018 对手部动作进行模式识别,首先将采集到的肌电信号进行降噪处理,选择时域分析法中的方差算法对采集信号进行特征提取。将特征信号进行归一化处理,实验发现普通BP神经网络分类器出现学习速率慢,泛化能力较差,不同动作识别准确率差别较大等问题。针对以上问题,提出了一种改进型BP神经网络,将神经网络输入数据进行人工升维处理,并对网络学习速率慢的原因进行理论推导,然后引入交叉熵代价函数并对其进行正则化处理,以提高网络的泛化能力以及网络的识别准确率。实验结果表明,改进型BP神经网络的学习速率、泛化能力以及动作分类的准确率均优于普通网络,识别准确率平均为94.34%。 2018年09月05 00:00 2018年05期 848 854 1288397 尤波, 李忠杰, 黄玲 结合稀疏表示与约束传递的半监督谱聚类算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201703013 针对半监督谱聚类不能有效处理大规模数据,没有考虑约束传递不能充分利用有限约束信息的问题,提出一种结合稀疏表示和约束传递的半监督谱聚类算法。首先,根据约束信息生成约束矩阵,将其引入到谱聚类中;然后,将约束集合中的数据作为地标点构造稀疏表示矩阵,近似获得图相似度矩阵,从而改进约束谱聚类模型;同时,根据地标点的相似度矩阵生成连通区域,在每个连通区域内动态调整近邻点,利用约束传递进一步提高聚类准确率。实验表明,所提算法和约束谱聚类相比,在算法效率方面具有明显优势,且准确率没有明显下降;和快速谱聚类方法相比,在聚类准确率上有所提升。 2018年09月05 00:00 2018年05期 855 863 1096567 赵晓晓, 周治平