基于深度逆向强化学习的城市车辆路径链重构

随着城市交通监测系统的完善，大量车牌识别数据被存储下来，该类数据具有时间连续性强、空间范围广、样本类型多的优点，为研究城市交通提供了信息基础。但受制于成本和技术，信息采集过程中采集的车牌数据在时空上并不连续，导致车牌识别数据的应用受限。有鉴于此，文中提出一套路径链提取方案，对单次出行的完整路径链和缺失路径链加以区分，并提出了一种基于深度逆向强化学习的城市车辆出行路径链重构算法。该算法对完整路径链进行采样获得专家示例，利用深度逆向强化学习挖掘专家示例，以非线性回报函数的形式拟合出潜藏的路径选择特性，指导智能体自主补全缺失的路径链，实现车辆出行缺失路径链的重构。将该算法在杭州市萧山区的局部路网中进行实验验证，结果表明，所提出的重构算法具有良好的稳定性能，其平均准确度可达95%，且在缺失程度较大的情况下准确度仍能保持在92%以上，相比传统算法具有较大优势。文中还分析了专家示例的位置分布和数量对算法性能的影响，验证了所提出的重构算法的泛化能力。     

基于特征工程的视频点击率预测算法

点击率预测技术在视频推荐系统中具有重要的作用.视频推荐系统可以根据点击率预测的结果调整投放顺序,从而提高用户的真实点击率.在点击率预测问题中,由于数据存在海量性以及不平衡性等问题,点击率预测的精确度一般都较低.针对以上问题,使用特征工程和机器学习相结合的方法,有效地改进了现有的视频点击率预测算法的性能.首先,使用特征工程方法,从原始数据中提取特征,并使用矩阵分解等方法生成交叉特征;然后,分别基于逻辑回归、因子分解机和梯度提升决策树-逻辑回归实现点击率预测模型.实验结果表明,基于因子分解机模型和基于梯度提升决策树-逻辑回归模型的预测精度要优于基于逻辑回归的模型,并且将用户特征和视频特征进行交叉组合能够改进点击率预测的精度.     

CVS中基于块分类的自适应阈值调整组稀疏重构

针对基于结构相似性的帧间组稀疏表示重构(SSIM-InterF-GSR)算法在重构平稳区域时未能充分利用高质量重构的关键帧信息,且稀疏化处理阈值的数值设置不合理的问题,提出了基于块分类的自适应阈值调整组稀疏重构(BC-ATA-GSR)算法。首先,根据块内物体运动状态分类图像块并分配合理的参考帧,以提高视频序列平稳区域的重构质量;然后,根据采样率以及图像块种类自适应设置稀疏化初始阈值,以保留足够的结构信息;最后,提出了迭代阈值梯度缩减方案,以便在提升迭代后期重构质量的同时也加快迭代收敛速度。与SSIM-InterF-GSR算法相比,BC-ATA-GSR算法取得了更好的重构质量,重构QCIF和CIF视频序列的平均PSNR分别最高提升了3.77、2.28 dB,时间复杂度最多下降了42.08%。     

基于WiFi指纹的高精度室内定位融合算法

针对室内环境中指纹定位接收信号强度信息的高维时变特性以及动态目标定位误差的累积问题,提出了一种基于梯度提升决策树与粒子滤波相结合的融合算法。该算法首先利用梯度提升决策树算法建立的位置坐标与接收信号强度之间的非线性映射模型,对在线接收的信号强度数据进行特征分类判别,实现位置的初步估计;随着目标的运动,进一步结合粒子滤波方法,迭代地实现动态目标位置的精确预测;另外,将定位轨迹与实际轨迹进行对比,以验证该算法的稳定性。实验仿真结果表明:累积分布函数在80%的百分位处,提出算法的定位精度控制在1.19 m以内,明显优于基于支持向量机、随机森林等定位算法;同时较基于梯度提升决策树算法的定位精度提升了34.9%;所获得的定位轨迹与实际轨迹的趋势一致且趋于收敛。     

基于出行链的动态随机交通分配仿真研究

提出了一个基于出行链的动态随机交通分配模型。在这个模型里,出行者选择路径以最小化他们整个出行链上的感知出行成本。基于中观的交通/活动仿真器,结合时变的K最短路算法和连续平均法,设计了模型的求解算法。通过一个算例,对基于出行链的交通分配模型进行了分析,并与传统的基于出行的交通分配模型进行了比较,结果表明,传统分配模型忽略停驻点时,所求的平均出行时间要小于实际考虑出行链时的平均出行时间。     

基于轮廓跟踪的摔倒检测算法

针对传统摔倒检测算法误判率高和算法复杂等缺点,提出一种基于轮廓跟踪的摔倒检测算法。该算法主要通过背景减除法提取监控视频中的运动目标老人,运用中值滤波和形态学处理获取完整的老人身体形状,根据轮廓跟踪算法生成边界链码,然后利用实际边界链码与摔倒模板链码的欧氏空间距离判断老人是否摔倒。实验结果表明,该算法计算复杂度低,准确率得到明显提高。     

一种基于lightGBM框架改进的GBDT风力发电机叶片开裂预测方法

风力发电机叶片开裂直接影响风力发电机运行,采用梯度提升决策树算法与基于lightGBM框架改进的梯度提升决策树算法对风力发电机叶片开裂进行预测。对比分析了预测准确度与可行性。基于lightGBM改进的梯度提升决策树算法分析的风力发电机运行数据得出的预测结果优于梯度提升决策树算法,且对于风力发电机叶片开裂预测准确度较高,并具有实用价值。同时该算法能够大幅降低样本中的无效数据,减少计算量。其独立特征合并能够使得划分点特征数量降低,提高风力发电机叶片开裂预测的准确性。最后,风力发电机叶片开裂预测实验结果表明,基于lightGBM改进的梯度提升决策树算法取得了更好的预测结果,计算量更小且能够准确预测风力发电机叶片开裂故障。     

基于融合特征及改进二值化规范梯度特征技术的车辆识别算法

针对高速公路视频监控中基于单一形状特征的车辆检测算法出现较多的误检,且运用支持向量机(SVM)滑动窗口检测存在耗时大的问题,提出一种基于快速提取物体目标候选窗口的融合HOG-LBP特征的车辆检测方法。首先基于二值化规范梯度特征(BING)方法及背景差分快速提取车辆候选窗口,再计算候选窗口图像的方向梯度直方图(HOG)特征和局部二值模式(LBP)特征并进行特征融合,结合SVM分类器进行车辆检测。实验结果表明,融合形状和纹理特征能够有效提高车辆检测性能,而通过快速提取候选窗口可以将SVM检测速度提升8倍左右,满足工程实时性要求。     

基于感兴趣区域AdaBoost分类器的视频车辆检测研究

近年来基于视频的车辆自动检测作为城市智能交通系统的一项重要技术一直受到关注.针对AdaBoost分类器目标检测所存在的漏检、误检和计算量过大等问题,提出一种基于混合高斯模型运动区域提取和Haar-like特征的AdaBoost级联分类器的交通视频车辆检测算法,首先通过建立混合高斯模型对运动目标的总体区域进行检测,进而提取基于车辆运动的感兴趣区域,再对其进行基于Haar-like特征的区域AdaBoost级联分类,实现对运动车辆的检测.由于采用了基于运动区域提取和分类相结合的检测模式,通过混合高斯背景模型较准确的提取出ROI作为车辆的候选区域,约束了每帧的搜索区域,使AdaBoost分类器的目标检测更具针对性,提高了检测的准确性,降低了漏检率;同时也减少了分类算法滑动窗口扫描所需要的时间,提高了检测速度.实验结果验证了所提出算法对复杂交通环境车辆检测的适应性和有效性.     

考虑城市货运车辆交通管制的配送优化

为缓解城市交通压力,一、二线城市相继出台交通管制措施以限制货运车辆的行驶路段和时段,导致配送企业的作业难度明显增加.基于软时间窗下车辆到达时间递推矩阵,构建考虑城市货运车辆交通管制的配送路径优化模型,并开发基于"链编码"及"子链补偿"交叉算子的混合遗传算法进行求解.不同管制情景下配送总成本的变化趋势及不同子链规模阈值下算法收敛质量的对比,显示了该模型与算法的有效性及实用性.     

二维桁架路径模型的自动生成算法

针对传统的基于工件CAD模型或建筑CAD图纸的路径模型生成和规划方法不适用于复杂桁架结构的问题,提出了一种基于桁架结构CAD图纸的二维桁架路径模型的自动生成算法.该算法首先使用图像处理算法(如图像膨胀、面积滤波、腐蚀和细化)结合特征点提取算法对输入的图像进行处理,并获得桁架图像的特征点集,通过求取特征点间的连接关系得到邻接矩阵,然后利用特征点集和邻接矩阵重构出二维桁架路径模型.以输电线路铁塔路径模型的生成为例,阐述了算法的具体实现过程,并利用Floyd算法实现了机器人的全局路径规划.该算法只需输入桁架结构CAD图纸,程序即能自动生成路径模型.利用Floyd算法完成了机器人的全局路径规划,其结果可以应用于桁架攀爬机器人的智能导航领域.     

基于轮廓特征点凹性分析的遮挡车辆分割算法

在智能交通系统的拍摄场景中,由于车辆间距过近和摄像角度原因,引起车辆遮挡的现象,增加了目标车辆检测和跟踪的难度。根据轮廓特征点,结合轮廓凹凸性,提出一种凹陷区域检测与分割算法。首先采用背景差分法提取车辆区域,根据车辆区域外接矩形的长宽比和占空比判断是否是多车遮挡,同时通过凸包分析算法提取遮挡凹陷区域;然后通过Freeman链码确定凹陷区域的轮廓特征点,对特征点进行凹性分析;最后匹配分割点,采用Bresenham直线生成法分割遮挡车辆。实验结果表明,该算法有效解决遮挡车辆分割不准确问题,与其他算法相比,具有较好的场景适应性。     

基于Contourlet和MeanShift的交通视频车辆跟踪算法

提出一种基于Contourlet直方图的MeanShift交通视频车辆目标跟踪算法.首先,利用Contourlet变换提取交通视频中感兴趣区域下跟踪目标的纹理特征和轮廓,并用其直方图统计跟踪目标的纹理特征;然后,通过Kalman滤波技术来进行跟踪目标轨迹的相关性函数计算,并将计算结果迭代到MeanShift跟踪算法中选取最优估计值,进而实现对交通视频车辆在复杂场景中的精确定位.通过与传统的MeanShift跟踪算法以及基于Kalman滤波的MeanShift跟踪算法等比较表明,此算法不仅能够对复杂场景中的视频车辆进行有效跟踪,同时还具有较好的稳定性和抗干扰性.     

自主车辆路径规划算法研究

在自主车辆的路径规划是否经过特定点的两种实际情况下,提出了不同的解决方案。当车辆不需要经过特定点时,引入A*算法,较传统算法将启发函数改为欧几里得函数(Euclidean Distance),并引入一个权值以降低启发函数的权重。当车辆需要经过特定点时,应用Hopfield神经网络思想优化算法,以达到理想的路径规划。仿真实验表明,改进后的算法使得路径规划寻优得到明显提高,并验证了算法的有效性。     

一种基于改进极端梯度提升决策树的轴承故障诊断方法

针对传统故障诊断模型面向海量故障数据时诊断准确度低的问题，首先，提出了一种局部均值分解与固定点算法联合降噪方法，以消除轴承振动信号中的噪声；其次，为了避免原始信号中敏感特征难以提取的问题，提出了一种基于核主成分分析的降维方法；再次，构建了一种基于改进极端梯度提升决策树的故障诊断模型，采用GS-PSO算法优化SVM性能，进而运用改进极端梯度提升决策树思想修正分类模型的残差以提升模型分类精度，应用Spark-大数据平台，通过并行处理技术进行科学计算；最后，采用CWRU提供的滚动轴承数据进行训练与仿真，证明构建的模型能实现对不同类型滚动轴承的识别诊断，并保证诊断结果的准确率。通过对4种不同故障诊断模型的对比分析，表明本文模型具有可行性和优越性。     

一种基于最短路径的视频摘要方法

以简短的内容概括原始视频,是对原始视频的浓缩或者总结。传统的视频摘要方法有基于聚类的方法,通过视频帧的局部或全局特征将视频帧分成多个有代表性的集群,在每个集群中提取关键帧,最后去除冗余生成摘要;也有基于图模型的方法,将视频帧作为顶点,连接顶点的边表示帧间的关系,通过图的模块化信息提取关键帧。文章将聚类方法和图模型的方法结合并优化,提出了一种新的基于最短路径算法的视频摘要方法(shortest path for video summary,SPVS)。SPVS方法将视频摘要问题转化为最短路径求解问题,路径上的帧即为关键帧,在数据集上的大量主客观实验结果都表明其具有良好的性能。     

Dijkstra改进算法在车辆导航系统中的应用与仿真

车辆导航系统的最基本功能是最短路径的搜索,车载导航是单源单目标的最短路径算法的重要应用之一.传统的Dijkstra算法是一种典型的单源最短路径算法,因为实际系统的实时要求,有必要改进Dijkstra算法.基于对时间和空间复杂度的分析,提出一种新型的Dijkstra改进算法,具有高效性.其改进分3个方面:采用邻接表作为道路网络拓扑的存储结构;利用二叉堆实现优先队列;根据节点的分布情况将搜索过程分为几个阶段,引入了动态限制搜索区域机制.最后在实际道路网络中的测试及仿真结果表明了改进算法的可行性和优越性.     

基于GIS与约束条件下的最优路径规划研究

根据无人地面车辆自主导航的需求,提出一种给定任务点的约束条件下的最优路径实现方法. 首先基于地理信息系统（GIS）平台构建为车辆行驶提供先验信息的GIS数据库,并设计研究基于计算几何的路段匹配算法,同时结合A*算法进行全局路径规划. 然后根据无人地面车辆的运动特性和对路口识别的需求提出了新的路口模型,同时为保证无人地面车辆行驶轨迹的平滑性和对路口识别的精确性,对路口轨迹和U-turn轨迹进行了算法设计. 最后提出了动态重规划的行驶策略. 实际跑车实验证明了该设计算法的有效性.      

考虑订单优先级带时间窗的多车型开放式车辆路径问题研究

针对物流运输中具有优先级的配送订单情况以及新能源车辆、燃油车辆混合配送的车辆路径优化问题,同时考虑车辆可行驶区域限制、车辆载重量、客户送货时间需求、新能源车辆充电约束,构建以碳排放成本、货运成本和时间窗惩罚成本总和最小的目标函数。根据订单优先配送特征设计带有优先策略的粒子群算法求解问题,并基于条件采用适应性算例进行实验,验证算法对考虑优先级订单序列带有时间窗的多车型开放式车辆路径问题的有效性。     

自动识别环境下车辆的出行矩阵估计新方法

鉴于以视频牌照识别系统为代表的车辆自动识别(automatic vehicle identification,AVI)技术在我国逐步应用的现实,提出了利用AVI检测信息估计高精度车辆起讫点矩阵(OD- matrix)的新方法.该方法首先将检测的车辆信息分为4类(起讫点已知、起点或终点及部分路径已知、仅知起点或终点、仅知部分路径),然后利用第1类信息根据AVI检测误差直接扩样更新基础OD矩阵;利用第2,3,4类信息,参照粒子滤波算法思想,基于贝叶斯估计理论修正更新路段-路径流量关系,进而用蒙特卡罗随机过程确定可能路径以及OD;最后根据AVI获得的路径流量信息反向验算校正OD.根据上海市目前视频牌照识别系统的应用现状,选择以南北高架快速路为研究对象,根据牌照识别系统检测的动态车辆信息,对布设9个视频检测器的南北高架沿线17个出入口的OD进行了估计应用.结果表明,在路网仿真模型误差≤15％、AVI设施覆盖率为27.2％以及检测误差在10％的前提下,运用本方法,OD估计的总体平均相对误差仅为11.09％.该方法能充分利用AVI检测的个体车辆不完整路径信息,且计算效率高,可满足实际动态交通管理的需求.