基于模糊推理的人工鱼嗅觉感知研究

“人工鱼”利用人工生命方法实现计算机动画。为了丰富人工鱼的感知能力，提高对自然鱼的逼真动画效果，文章在分析“自然鱼”嗅觉机制、参考“机器鱼”感知系统的基础上，研究并实现了人工鱼的虚拟嗅觉感知．首先在人工鱼体系结构基础上建立了人工鱼嗅觉感知模型，并仿照生物嗅觉形成机理设计了三层嗅觉识别模型，采用基于主成分分析的模糊推理方法实现了嗅觉感知．经动画仿真，得到满意结果。嗅觉感知的研究和实现为人工鱼多感知融合系统提供了基础，也可为机器鱼嗅觉研究提供软件仿真平台。     

基于多智能体原理的人工鱼交互仿真建模方法

为解决计算机动画中人工生命体存在的数学模型复杂、计算量大、交互性差的问题,提出一个基于多智能体原理的虚拟生物交互自组织行为建模方法,并以人工鱼为例,将多智能体原理和微分对策方法结合,可以在不需大量计算的情况下实现人工鱼的多种竞争交互行为仿真.试验表明,采用交互建模方法的人工鱼同环境和其他生物的竞争交互仿真行为更加高效、自主和智能.     

基于多源异质融合的网络安全态势生成与评价

网络安全态势感知(NSSA)是目前网络安全领域的热点研究内容,开展NSSA的研究,对提高网络安全水平有着重要的意义.提出了一个基于多传感器融合的网络安全态势感知模型,利用支持向量机作为融合引擎,融合来自异质多传感器的数据,并结合特征约简算法,提高了融合的实时性.在此基础上,引入态势生成算法,生成安全态势,并利用安全态势评价指标对量化感知进行了评价.仿真实验表明提出的模型和方法是可行的和有效的.     

多分辨率频谱感知算法性能的参数化评估方法

多分辨率频谱感知算法是一种利用小波变换时频尺度可变特性,对宽带通信系统进行快速准确地感知的频谱感知算法。基于多分辨率频谱感知算法的特性,提出了一套频谱感知性能参数化评估方法,构建了基于OFDM信号的多分辨率频谱感知算法仿真平台。分别从小波函数基的选取、调制方式、扫描速率以及实际IQ失配问题的影响等角度,对OFDM宽带信号的感知性能进行了系统的仿真评估和分析,获得感知系统在不同参数设置时的检测概率和误检概率评估结果’为认知无线电系统的进一步设计实现与性能评估提供了重要依据。     

一种人工鱼群体行为动画的新方法

以自然鱼为原型,结合人工生命中"突现"的思想,在基于认知的人工鱼群的行为路径选择机制的基础上,提出了一种在分布式协作系统框架下,运用人工智能的模型和算法构造的计算机自主动画角色(人工鱼)的新方法,该方法通过建立分布式行为模型,结合基于agent的局部感知和pso算法,来模拟个体鱼响应环境变化、集群和维持群体结构的路径选择过程,以展现具备感知、认知、运动能力的人工鱼群的协调和决策过程,程序运行结果实现了鱼群在海底局部环境下逼真的计算机动画,证实了该模型的有效性.     

基于多视线融合的高轨近场感知队形设计

针对高轨卫星近场态势感知(near-field situation awareness, NSA)问题，提出了基于多视线(line-of-sight, LOS)融合的多星协同NSA方案，研究了考虑相对状态估计精度、光照约束等因素的NSA队形设计方法。首先，基于系统状态方程、测量方程，以及扩展卡尔曼滤波算法，构建了多LOS融合的NSA模型；然后，通过理论分析获得了LOS夹角越趋近90°,目标位置估计误差越小的NSA队形设计准则；进一步考虑光照、有界性相对运动等约束条件，提出了NSA队形优化策略，并利用罚函数法对由NSA队形优化问题转换得到的非线性规划问题进行求解。数值仿真验证了所提出的多LOS融合NSA模型、队形设计准则和NSA队形优化策略的有效性。     

一种多仿生机器鱼协作系统的设计与初步实现

多仿生机器鱼群体协作的研究是针对未来杂复。动态水下环境中多仿生机器人系统控制和协调作业的需要而开展的相关理论和关键技术的研究，本文依据多仿生机器鱼群体协作研究的要求，给出了一种多机器鱼协作系统的硬件体系结构，并在此结构基础上提出了多机器鱼协作实验仿真系统的设计方案，最终开发并初步实现了该仿真系统，并应用于本文提出的一种协作型机器鱼的CLB分层式控制结构的仿真研究中，该系统实现了环境可视化，过程图形化和算法加载动态化等功能，极大地方便了多机器鱼协作系统研究工作的开展。     

水下仿生电场感知综述

复杂水下环境中水下机器人的感知与探测技术亟待突破,基于微弱电场的水下仿生感知是一类很有潜力的技术路径。自然界中,一类鱼可在身体周围产生电场并通过电场变化来感知环境和其它生物,被称为弱电鱼。受弱电鱼感知行为启发,国内外学者展开了基于微弱电场的水下感知原理、方法与智能水下机器人方面的应用研究。综述了弱电鱼的生物学机理、水下电场的建模和感知理论、水下电场感知技术及其应用方面的研究进展,并展望了水下仿生电场感知技术的未来发展趋势。     

基于压缩感知的认知无线网络协作频谱感知技术

针对传统频谱感知算法受A/D器件物理瓶颈,硬件计算能力等限制难以实现宽频段授权用户实时检测的问题,将压缩感知技术应用于宽带频谱感知,建立了一个基于Xampling前端的新型协作频谱感知模型,在此模型基础上提出一种基于认知用户分组,纽内利用压缩感知技术进行信息融合,组间对各组检测结果进行判决融合,两者结合实现授权用户检测的新算法,并给出了认知用户的分组原则.与传统宽带频谱感知算法相比,该方法无需高速A/D,也不需要恢复原始信号,可有效降低宽带频谱感知的硬件复杂度,缩短频谱感知时间,仿真结果证实了新算法的有效性.     

基于混沌随机滤波器的CS-MIMO雷达测量矩阵优化设计

提出了一种在压缩感知多输入多输出（compressive sensing-multiple input multiple output,CS-MIMO）雷达中利用混沌非线性系统设计随机滤波器进而实现测量矩阵优化的方法。目前,大部分研究采用高斯随机矩阵作为测量矩阵,这类测量矩阵的局限性是,每次仿真实验产生的矩阵互不相同,雷达系统无法实现在线优化,且其对硬件要〖JP〗求高,实现困难。在CS-MIMO雷达信号模型基础上构造稀疏基,提出了基于随机滤波器结构的测量矩阵设计方法,利用混沌序列构造随机滤波器系数,完成对雷达回波的压缩观测。同时以Gram矩阵逼近对角矩阵为准则对随机滤波等效测量矩阵进行优化,进一步提高雷达系统性能。仿真结果表明所提出的基于混沌随机滤波器的CS-MIMO雷达测量矩阵设计与优化算法能够有效提高波达角(direction of arrival, DOA)估计精度。     

一个MPEG-4兼容的语音动画系统

在已经实现的一个MPEG－4兼容的人脸动画系统的基础上，设计并实现了一个MPEG－4兼容的语音动画系统，MEPG－4是国际上第一个人脸动画标准，本文首先介绍了该标准的定义和我们这现的与MPEG－4标准兼容的人脸语音动画的系统结构，并在此基础上，详细介绍了该系统实现过程中的关键技术，包括人脸动画，中文可视音素的定义，可视音素过渡，表情过渡，可视音素与表情混合，语音与动画同步等。我们的语音动画系统具有计算方法简单，系统通信开销小的特点，在普通微机上就能够产生带有表性的高质量的语音动画。     

虚拟克隆鱼实验

提出了构建一个虚拟克隆鱼实验系统,该系统采用虚拟现实技术来仿真鱼的克隆实验过程,可以通过实验快速的进一步观察实验结果。更方便快捷的使用户的在实验结果中得到结论。此虚拟克隆鱼实验还可以减少真实世界中对克隆鱼进行实验造成不必要的浪费,以及在实验过程中漫长的等待过程。为用户节约了大量的时间。还探讨了虚拟现实技术在人工生命中的应用以及该实验的开发和应用。     

基于物理模型的特定人脸模型与表情动画模型

人脸造型与人脸表情动画的研究是计算机图形学领域中的一项热门课题，其模型的建立是构建人脸表情虚拟系统的一个重要基础，该系统可广泛地应用于虚拟环境、可视电话、远程教育等系统中。本文根据人脸生理结构的特点，先将人脸表面分成若干块、进而运用弹性形变原理，分析了脸部各块的形变规律，提出了一种将一般人脸模型变换为特定人脸模型的变形模型，而后又以眼睛为例，分析了“眨眼睛”的物理运动规律，为其建立了表情动画模型。在此基础上我们开发了一个实际的人脸造型与表情动画系统，运用该系统生成的特定人脸及表情动画自然、真实，结果令人满意。     

Interaction model of artificial fish in virtual environment

Conventional artificial fish has some shortages on the interaction with environment, other fish, and the animator. This article proposes a multi-tier interaction control model of artificial fish, realizes the interaction model through integration of virtual reality technology and Markov sequence, and provides a virtual marine world to describe the interaction between artificial fish and the virtual environment and the interaction between the artificial fish and the animator. Simulation results show that the interaction model owns not only the basic characteristics of virtual biology, but also has high trueness interaction function.     

人工鱼高级行为规划和运动模型研究

以生物学理论为依据,从人工智能和人工生命相结合的角度提出了人工鱼的高级行为规划和运动模型.高级行为规划即设计多种行为序列以实现当前意图,使人工鱼能够根据不同的环境条件选择相应的行为策略.运动模型在高级行为规划指导下,将行为序列分解为具体动作来执行,作用于环境.人工鱼的运动由饥饿度、危险度等内部状态驱动,并受体力的影响.仿真实验表明该模型能够更合理、有效地模拟真实鱼类的生命特征和智能行为.     

改进人工鱼群算法在外汇预测和投资组合中的应用

人工鱼群算法具有良好的全局搜索能力和自适应能力,在解决投资组合问题上有较好的应用前景.本文通过改进人工鱼群算法,分别对汇率预测和外汇投资组合双目标优化两部分进行研究.首先利用基于平均距离视野的人工鱼群优化的支持向量回归机算法对汇率进行短期预测,提高了外汇预期收益率的准确性.然后建立外汇投资组合双目标模型,通过借鉴带精英策略的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的思想,提出基于Pareto排序理论的双目标非支配排序人工鱼群算法(non-dominated sorting artificial fish swarm algorithm,NSAFSA).实证分析表明该算法在求解外汇投资组合方案时,获得的Pareto前沿比NSGA-II的结果分布更均匀,多样性更好.最后对NSAFSA算法进一步改进,通过两次剪枝策略提高了解的质量,并给出了可供选择的最优外汇投资组合方案.研究结果表明人工鱼群算法可以对汇率预测和外汇投资组合提供重要参考,在外汇市场中具有较大的应用潜力.     

城市交通系统的动画仿真模型研究

动画技术在仿真中的应用是近年来系统仿真领域的发展方向之一。而城市交通系统是一个规模庞大、路网稠密、干扰多、随机性能强的大系统。因而将动画技术应用于辽杂的交通模型其意义是显著的。本文提出了城市交通系统的动画仿真模型的设计方案──区域网络分页设计思想，实现了两个交叉口的动画仿真，为最终建立通用的城市交通动画仿真模型打下了基础，计算机仿真试验结果证实了模型的有效性。     

基于虚拟现实技术的居家火灾逃生系统的研究

火灾逃生教育具有重要的现实意义,但在现实生活中,面向公众的火灾逃生演练通常花费很大。虚拟现实技术也能模拟火灾场景,可以增强逃生教育的效果,同时能大大降低训练的费用。建立了面向火灾逃生训练的虚拟现实原型系统,我们编制了集粒子动画和声音于一体的游戏风格图形界面,用户可以控制替身在虚拟火灾场景中逃生,替身的运动采用骨骼动画实现,我们使用面部表情图片来描述替身的情绪状态。初步的实验结果表明,该演示系统能够使火灾逃生演练变得更形象。     

多峰函数优化的免疫人工鱼群网络算法

针对人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm, AFSA)多峰寻优能力不足的问题,提出了一种免疫人工鱼群网络算法。应用改进的觅食行为,提升了算法的局部寻优能力;采用免疫网络调节机理,保持了人工鱼群多样性,不〖JP2〗断探寻新的局部峰值;执行模式搜索法（pattern search method, PSM）,完成精英人工鱼群的精细搜索。仿真实验结果表明,该算法具有较强全局优化能力和局部优化能力,且搜索到每个最优解都达到了理想值。