中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 李晓磊浙江大学 2003年博士导师: 钱积新共86页

摘要 : 该文将基于行为的人工智能思想通过动物自治体的模式引入优化命题的解决中,构造了一种解决问题的架构-鱼群模式,并由此产生了一种高效的智能优化算法-人工鱼群算法. 文中给出了人工鱼群算法的原理和详细描述,并对算法的收敛性能和算法中各参数对收敛性... 展开

关键词 : 人工智能集群智能动物自治体人工鱼群算法

2. 面向日志分类的蚁群聚类算法研究

[学位论文] 姜元龙华东理工大学 2015年硕士导师: 黄建华;陈诚共61页

摘要 : 随着人们对于网络依赖程度的加深，网络安全中的问题以及个人信息和隐私的保护受到了广泛关注，成为研究的热点问题。网络中的设备如服务器主机、防火墙、交换机、路由器等都会记录日志，通过对日志数据的分析来发现网络中的异常行为是研究网络安全的... 展开

关键词 : 数据挖掘蚁群聚类日志分类集群智能

3. 基于多源数据的化工危险气体监测技术研究

[学位论文] 马一鸣江苏大学 2023年硕士导师: 宋雪桦共78页

摘要 : 近年来，我国工业化进程不断加速，化工生产已成为工业不可或缺的重要组成部分，然而化工气体的使用存在潜在风险。危化品一旦发生泄漏，就将对人体健康和环境安全造成严重威胁。论文将深度学习理论与气体红外成像技术结合，提出一种针对化工气体泄漏... 展开近年来，我国工业化进程不断加速，化工生产已成为工业不可或缺的重要组成部分，然而化工气体的使用存在潜在风险。危化品一旦发生泄漏，就将对人体健康和环境安全造成严重威胁。论文将深度学习理论与气体红外成像技术结合，提出一种针对化工气体泄漏的智能化监测方法。同时，为了准确地计算出泄漏源位置，论文提出一种基于集群智能的泄漏源定位方法，可以在较短时间内准确定位泄漏源，便于企业及时采取应对措施，以免造成严重后果。最后论文结合气体红外成像仪、固定式气体传感器阵列与气象参数，设计实现化工危险气体监测系统。论文主要工作为：（1）提出基于气体红外成像技术的泄漏气体分割网络LGSNet（LeakingGasSegmentationNetworks）。通过融合注意力机制的跳跃连接加强网络内部的特征融合，通过金字塔池化模块增强网络对不同尺度特征的提取能力。使用合成的红外图像数据集对网络进行训练，在真实的红外图像数据集上对网络的性能进行测试。实验结果显示与SegNet相比，LGSNet的交并比提升6.17%，准确率提升8.1%，处理速度也满足实际工程要求。（2）设计一种泄漏源定位算法LSL（LeakageSourceLocalization）。针对随机函数产生的初始化种群在解空间内分布不均的问题，使用Tent混沌映射初始化种群，然后结合固定式气体传感器阵列数据与气象参数通过MPA（MarinePredatorsAlgorithm，海洋捕食者算法）对泄漏源信息进行计算，针对MPA搜索精度较低的问题，将获得的结果输入NM（NelderMead）算法进行进一步寻优。实验结果显示，LSL算法计算结果的平均位置误差相比MPA降低82.73%，在实际寻源问题中具有可行性。（3）实现化工危险气体监测系统。系统基于B/S架构，后端程序接收传感器采集的数据并存入数据库，然后输入LGSNet与LSL算法进行处理，系统监测到气体泄漏时在前端页面发出警报，同时计算出泄漏源信息、扩散范围并显示。经测试，系统的准确率和响应时间均满足实际工程要求。收起

关键词 : 泄漏气体红外图像语义分割集群智能

4. 无人机集群拓扑构型关键技术研究

[学位论文] 杨彦祥电子科技大学 2022年博士导师: 李波共121页

摘要 : 无人机集群具备协同执行多任务、分布式自组织、规模动态可变、功能可灵活配置扩展、低生产成本高使用效率等优势，已被广泛应用于军用和民用任务场景。面向不同目标任务场景，无人机集群系统需要通过拓扑构型自主规划拓扑形状的形成过程以实现集群的... 展开无人机集群具备协同执行多任务、分布式自组织、规模动态可变、功能可灵活配置扩展、低生产成本高使用效率等优势，已被广泛应用于军用和民用任务场景。面向不同目标任务场景，无人机集群系统需要通过拓扑构型自主规划拓扑形状的形成过程以实现集群的高效协同自组织机制。现有无人机集群拓扑构型方法存在最优拓扑映射关系求解计算复杂度高、忽略成型位置对全局能耗的影响等问题。本论文围绕无人机集群拓扑构型中，初始拓扑到目标拓扑最优拓扑映射关系和拓扑构型最优成型位置两个关键问题展开研究，主要工作和创新点包括： 1.针对拓扑映射计算复杂度高的问题，构建了一种无人机集群拓扑构型能耗最优化模型，提出了一种基于LAPJV算法的无人机集群最优拓扑映射关系求解方法。首先，针对当前研究均假设目标拓扑节点位置已知或假设可以借助外部定位信息实现目标位置获取的问题，给出了集群三维相对坐标体系构建方法，该方法不依赖任何外部位置信息，仅通过集群节点相对位置关系和目标拓扑形状便可确定目标拓扑节点位置。其次，当前研究均以初始节点到目标节点的欧式距离作为集群能耗度量准则；而现实中，无人机节点在以不同角度飞行的单位能耗不同。基于此，论文给出了更准确的无人机集群拓扑构型系统能耗模型，模型中充分考虑了集群节点从初始位置到目标位置中不同运动方向上（垂直向上、垂直向下、斜上、斜下）的能耗。最后，基于建立的集群相对坐标体系和拓扑构型系统能耗模型，提出了一种基于乔克-沃尔根特线性分配算法（Jonker-VolgenantAlgorithmforLinearAssignmentProblem，LAPJV）的无人机集群最优拓扑映射算法。该算法能够求解无人机集群全局能耗最小条件下的集群节点从初始拓扑到目标拓扑的坐标映射关系，并展现出较低计算复杂度。仿真结果证明了论文所提拓扑构型系统模型和最优拓扑构型映射关系求解方法的有效性，在无人机集群规模为1000节点的情况下，与现有最优拓扑映射算法相比，本论文所提方法的平均计算时间减少了94.01%以上。 2.针对拓扑构型成型位置对能耗影响的问题，通过引入平移向量构建了最优成型位置优化模型，提出了一种基于牛顿法的无人机集群拓扑构型成型位置快速求解方法。在实现集群节点初始拓扑位置到目标拓扑位置映射的基础上，找到最优的拓扑成型位置是无人机集群拓扑构型的另一重要问题。论文在集群相对坐标体系构建的基础上，通过引入初始拓扑坐标原点到目标拓扑坐标原点的平移因子，实现无人机集群拓扑构型最优成型位置建模，并提出了一种基于牛顿法的模型求解方法。该方法具有良好的收敛性。仿真结果表明，相比于需要50次迭代才能收敛的传统算法，所提算法只需4次迭代即可逼近最优解。同时，相较于在初始拓扑几何中心构建目标拓扑，在最优成型位置构建目标拓扑的全局能耗平均减少了9.8%。 3.给出了基于群体智能算法的拓扑映射和成型位置联合优化方法。无人机集群拓扑映射关系和成型位置具有内在的相互影响的特性。本论文以最小化拓扑构型过程中集群系统全局能耗为目标函数，给出了基于群体智能算法（SwarmIntelligenceAlgorithm，SIO）的拓扑映射和成型位置联合优化模型。同时，给出了基于灰狼优化算法（GreyWolfOptimizerAlgorithm，GWO）、均衡优化算法（EquilibriumOptimizerAlgorithm，EO）、贫富优化算法（PoorandRichOptimizationAlgorithm，PRO）等典型集群智能算法的集群拓扑构型求解步骤。最后，讨论了群体智能算法在求解集群拓扑构型问题中的初始位置选取等加快算法收敛策略。仿真结果证明了所提联合优化模型及求解方法的有效性。基于本论文所提求解方法和加速收敛策略，基于灰狼优化算法的拓扑构型方法平均可以在8次迭代内收敛至最优解。本论文研究了无人机集群拓扑构型关键技术，给出了不依赖外部位置信息的无人机拓扑构型方法，通过集群相对坐标体系构建和目标拓扑输入，能够实现任意形状的三维集群拓扑构型。论文研究成果对无人机集群实现高效群体协同具有重要理论意义。收起

关键词 : 无人机集群拓扑构型全局能耗集群智能联合优化

5. 城市空间结构的生态模式——基于生物集群智能的城市空间结构研究

[学位论文] 刘超同济大学 2010年博士导师: 蔡镇钰共192页

摘要 : 城市作为人类的聚居地，其形成与发展是一个在具体环境条件下演化的过程。城市与环境的关系实际上是人与自然的关系，这是城市生态思想的本质所在。人类的存在形式表现为一种社会生物的大规模集群化存在，集群是生物的一种适应性特征。本文基于集群智... 展开

关键词 : 城市空间结构生态模式集群智能城市规划

6. 面向散料抓取的机器人轨迹规划与末端运动控制研究

[学位论文] 吴兆敏河北工业大学 2022年硕士导师: 刘璇共114页

摘要 : 散料出料工作广泛存在于白酒酿造、食品加工、农产品运输等生产活动中。因散料具有形态松散和易塑性变形的物理性质，对其进行出料工作时，需要克服易洒落、易损伤和工作空间狭小等问题。现有的机器人与末端装置难以适应散料出料过程。所以，当前散料... 展开散料出料工作广泛存在于白酒酿造、食品加工、农产品运输等生产活动中。因散料具有形态松散和易塑性变形的物理性质，对其进行出料工作时，需要克服易洒落、易损伤和工作空间狭小等问题。现有的机器人与末端装置难以适应散料出料过程。所以，当前散料出料工作自动化程度低下，对工人体力有较高的要求。本文针对受限工作空间下的散料出料问题，设计了面向散料抓取的工业机器人末端执行器，并针对散料抓取作业特点，开展了机器人轨迹规划与末端最优抓取运动控制研究，搭建了散料抓取系统，并以酒醅为抓取对象进行了抓取试验，具体研究内容如下：首先，面向散料出料任务要求，设计了一套散料抓取系统。设计了多种抓取末端：旋转型抓取末端、插入型抓取末端、抓斗型抓取末端和四片压缩型抓取末端。通过对比多种抓取末端性能，选取旋转型抓取末端进行散料抓取实验平台搭建，并对其关键部件进行静力学分析。其次，提出并验证了一种姿态调整模型和一种关节划分策略。针对基于关节空间进行轨迹规划时机器人末端运动姿态可控性较低的问题，建立了姿态调整模型，提高运动时末端姿态的可控性，减少酒醅因末端姿态变动引起的洒落现象。针对多次轨迹规划时计算量增加的问题，提出基于关节重要性的划分策略，通过降低待求系数数量的方法，降低了算法的计算量。然后，参考自然界中真菌生长行为，提出了一种具有集群智能特征的真菌优化算法。真菌优化算法赋予了“个体”对周围未知区域的探索能力，通过控制新生“个体”的生成位置，使“种群”向当前最优解趋近。通过与典型优化算法在多个问题求解中的对比，验证了该算法探索给定解空间以外区域的能力。之后，基于真菌优化算法对机器人运动轨迹进行参数优化，得到了能量消耗更少且时间较短的轨迹。最后，通过仿真分析建立了末端执行器的最优转速函数。建立酒醅颗粒模型并确定酒醅间和酒醅与末端组件间的相互作用模型，完成酒醅抓取仿真系统的搭建。开展末端执行器在不同转速下的酒醅抓取效果仿真分析，获得了末端转动速度、转动角度和酒醅受力之间的对应关系，得到使酒醅受力最小的末端最优转速函数，进而依托散料抓取系统开展了抓取试验。收起

关键词 : 机器人散料抓取末端执行器轨迹规划集群智能算法

7. 算法设计的创作过程研究——以“海洋捕获器”设计项目为例

[学位论文] 万达青岛理工大学 2011年硕士导师: 郝赤彪共77页

摘要 : 目前，我国飞速发展的城市化进程造就了繁荣的建筑市场，也成就了一大批优秀的建筑设计作品。然而，我们应当清醒的认识到，飞速发展的背后不乏有大笔一挥、随心所欲等非理性的设计，或者至少是没有建立在数理性分析及可行性探讨基础之上的设计，甚至... 展开目前，我国飞速发展的城市化进程造就了繁荣的建筑市场，也成就了一大批优秀的建筑设计作品。然而，我们应当清醒的认识到，飞速发展的背后不乏有大笔一挥、随心所欲等非理性的设计，或者至少是没有建立在数理性分析及可行性探讨基础之上的设计，甚至还有东拼西凑、语汇繁杂、面貌多姿的“特色”建筑设计“产品”。基于此现象，通过对计算机算法的学习和理解，结合实际案例的研究和应用，本研究试图探索一条通过算法进行理性分析、现实虚拟、协助设计的方法。鉴于计算机算法的多样性，不可能逐一涵盖，本文在适当地总结了几种目前在建筑设计方面应用比较广泛的算法的基础之上，侧重讨论自组织模式中的集群智能算法在建筑与城市设计中的应用。全文由绪论、正文、结语和附录共四部分组成。绪论部分包括本课题的背景、研究的目的和意义以及本文的研究方法和基本研究框架；第二章是计算机算法及算法建筑的基本理论，注重论述了算法的应用态度、应用范畴、应用思路和基本性质等长期以来被人们忽视或者误解的方面。同时，还讨论在设计界“工具制造者”和“工具使用者”之间的关系；第三章系统总结了五种基本算法在建筑及程式设计中的应用，并且结合案例应用介绍了这几种算法变形发展的可能性；第四章首先简单介绍了本次课题涉及的项目基本情况，并阐述了基于此次设计所进行的前期调研和实验；第五章重点展示笔者在自组织模式中进行的实验和探索，包括自组织机器人和虚拟现实模拟等部分；第六章结合实例设计进一步阐释集群智能在设计过程中的基本应用思路和方法。结语部分对全文进行总结，指出本文的研究成果及应用价值，以对今后的研究起到参考性意义。收起

关键词 : 建筑设计集群智能算法自组织模式计算机算法

8. 人工鱼群算法在盲检测中的研究与应用

[学位论文] 王静南京邮电大学 2013年硕士导师: 于舒娟共60页

摘要 : 人工鱼群算法（Artificial fish school algorithm,AFSA）通过模拟鱼在水里的行为方式构建一种鱼群模式，是集群智能思想的一个具体应用，用来解决优化问题，它不需要了解问题的特殊信息，只需要对问题解的优劣进行比较，是一种收敛速度快、全局寻优和... 展开

关键词 : 人工鱼群算法盲检测仿真实验集群智能思想信号处理

9. 基于时变网络拓扑的无人机集群的编队和避障策略

[学位论文] 吴佳电子科技大学 2021年硕士导师: 骆春波共80页

摘要 : 无人机可以深入人类难以到达的区域执行任务，近年来越来越广泛地被应用于各个领域中。当前，无人机行业已进入快速发展时期，其中无人机集群被视为未来的发展趋势。无人机集群是由多个无人机组成的一种十分灵活的多无人机系统。它们具有强大的协作能... 展开无人机可以深入人类难以到达的区域执行任务，近年来越来越广泛地被应用于各个领域中。当前，无人机行业已进入快速发展时期，其中无人机集群被视为未来的发展趋势。无人机集群是由多个无人机组成的一种十分灵活的多无人机系统。它们具有强大的协作能力和自主执行任务的能力，能够满足日益复杂的任务需求，因此备受关注。传统关于多无人机系统的控制方法是基于预先设计好的指令和运行路线，因此系统中单个无人机具有较低的自主性，面临基于实时环境和运行状况进行自主决策和处理的挑战。例如当无人机集群遇到未知障碍物时，容易出现无人机无法及时避障的情况，从而导致无人机坠毁或执行任务失败。本文旨在提出高效的无人机集群编队和避障策略，该策略下无人机集群同时具备有序性和自治性的优点，使无人机集群的航行能够适应变化的环境，以保证系统中无人机的飞行效率和存活率。具体贡献如下： 1.研究了无人机集群编队控制器设计方案，提出基于时变网络拓扑结构的编队控制器和基于时变时延的编队控制器。通过理论分析，本文建立了二阶无人机系统模型，分别针对网络通信环境较差和系统存在时变时延的情况，设计基于时变网络拓扑结构的编队控制器和基于时变时延的编队控制器。在两种场景下，本文均给出严格的系统稳定性分析和证明，得到反馈控制矩阵的参数设计方案以及系统实现编队的充分条件。此外，本文还给出了系统收敛率函数来衡量多无人机实现系统预期编队的收敛速率。仿真实验验证了提出的算法的正确性。 2.研究了无人机集群避障方案，提出基于集群智能算法的无人机集群避障控制器。通过研究模拟自然界中动物集群行为的生物智能集群算法，本文设计了无人机集群避障控制器。该控制器基于动物群体躲避捕食者的行为原理进行设计，可以使无人机集群自主躲避动态障碍物，同时也可以避免集群内部个体之间的冲突。通过仿真实验，本文阐明设计的避障控制器能够灵敏地应对环境中动态未知的障碍物，并且避障过程中系统仍然稳定。 3.研究了基于分布式系统的无人机集群特点，提出编队和避障控制器之间的切换方法。该方法保证当集群中任意无人机检测到障碍物时，无人机可以自动从编队控制状态切换成避障控制状态，而周围无人机也是基于自身检测信息进行对应调整，实现高效的分布式控制。同时，根据无人机的物理特点，可对应调整合适的障碍物检测距离以及无人机内部安全距离，使系统能够灵敏地应对不同场景。仿真实验表明该切换方法可以保证无人机集群在控制器切换过程中仍然稳定。收起

关键词 : 无人机编队控制时变拓扑时变时延集群智能自主避障

10. 应急通信中协作频谱检测与动态信道分配的研究

[学位论文] 马建江中南大学 2011年硕士导师: 彭军共67页

摘要 : 当前无线电频谱可用频段已经基本分配完毕,引入认知无线电技术可满足应急通信系统对频谱资源的需求。论文针对应急通信系统的特点对频谱检测和信道分配问题进行了深入研究并提出了相应的解决方案。针对应急通信中因环境恶劣导致的频谱检测不可靠... 展开

关键词 : 应急通信频谱检测集群智能动态信道分配认知无线电