基于DDPG算法的无人船动态目标跟踪控制

1

作者 李浩东 林伟 +2 位作者 袁毓 胡智威 冯友兵 《计算机与数字工程》 2024年第8期2361-2366,2399,共7页

为了实现无人船在复杂海况上对目标的追踪,使用DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)算法对无人船进行运动控制,使无人船完成对运动目标的快速追踪。在Simulink中使用Nomoto模型对无人船的运动模型进行建模。针对无人船的运动具有... 为了实现无人船在复杂海况上对目标的追踪,使用DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)算法对无人船进行运动控制,使无人船完成对运动目标的快速追踪。在Simulink中使用Nomoto模型对无人船的运动模型进行建模。针对无人船的运动具有大迟滞性的特点对无人船的状态量进行重构,使无人船智能体可以通过重构的状态空间观测到状态量的高阶差分量。为无人船对运动目标追踪的任务设置了不易陷入局部最优解的奖励函数,最终强化学习智能体通过与环境的交互学会了有效地控制无人船对运动目标进行追踪,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 DDPG 无人船 运动控制 运动目标追踪

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面向精确灌溉的无线传感器网络构建 被引量：35

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作者 冯友兵 张荣标 沈敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期56-59,共4页

从灌溉需求和固定管道式喷灌系统的结构特点出发,设计了一个两层无线传感器网络(WSN)体系结构;通过分析传感器传感半径和喷头射程之间的关系,从理论上得到了完全感知覆盖田块所需要最少传感器数的表达式及部署方法;结合网络结构和节点分... 从灌溉需求和固定管道式喷灌系统的结构特点出发,设计了一个两层无线传感器网络(WSN)体系结构;通过分析传感器传感半径和喷头射程之间的关系,从理论上得到了完全感知覆盖田块所需要最少传感器数的表达式及部署方法;结合网络结构和节点分工,给出了数据的传输方式,并通过分层故障诊断的方法确保数据传输的可靠性。研究表明该网络的通信是可行的。 展开更多

关键词 精确灌溉 喷灌 无线传感器网络 网络结构

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无线传感网络在节水灌溉中的应用研究 被引量：27

3

作者 冯友兵 张荣标 谷国栋 《中国农村水利水电》 北大核心 2007年第2期24-26,共3页

针对农田灌区范围广、数据量大、实时传输难的特点,提出在节水灌溉控制系统中利用无线传感网络传送农作物需水信息,该方案解决了灌区信息实时传输的问题。根据农田灌区的具体情况,结合无线传感网络的特点,设计了一个切实可行的灌区无线... 针对农田灌区范围广、数据量大、实时传输难的特点,提出在节水灌溉控制系统中利用无线传感网络传送农作物需水信息,该方案解决了灌区信息实时传输的问题。根据农田灌区的具体情况,结合无线传感网络的特点,设计了一个切实可行的灌区无线传感网络系统,系统中解决了网络结构、节点定位、路由和能量监控等问题。 展开更多

关键词 节水灌溉 无线传感网络 数据传输 精细农业

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网络控制系统时延分析现状 被引量：11

4

作者 冯友兵 张荣标 +1 位作者 李华 陈相朝 《微计算机信息》 北大核心 2005年第11S期19-21,共3页

对网络控制系统中的时延分析进行了研究,从时延的产生机理、解决措施以及其与系统稳定性的关系三个角度介绍了当前的研究状况,最后指出了时延分析进一步可能的研究方向。

关键词 网络控制系统 时延 调度算法 随机控制

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基于移动锚节点的改进DV-Hop算法 被引量：3

5

作者 冯友兵 马艳 魏玉婷 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第B11期277-279,共3页

DV-Hop是一种典型的无须测距的定位算法,针对该算法在定位过程中存在的定位精度不高的问题,提出了一种基于移动锚节点的改进算法。利用锚节点的移动形成多个虚拟锚节点,有效减少了锚节点的使用数量;并在原算法基础上,修正平均跳距,使其... DV-Hop是一种典型的无须测距的定位算法,针对该算法在定位过程中存在的定位精度不高的问题,提出了一种基于移动锚节点的改进算法。利用锚节点的移动形成多个虚拟锚节点,有效减少了锚节点的使用数量;并在原算法基础上,修正平均跳距,使其更接近真实值。仿真结果表明:改进算法定位误差比传统DV-Hop算法平均降低了约30%,大大提高了定位精度。 展开更多

关键词 无线传感器网络 节点定位 DV-HOP算法 移动锚节点

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基于CNN和SVM的人脸识别系统的设计与实现 被引量：13

6

作者 冯友兵 陆轶秋 仲伟波 《计算机与数字工程》 2021年第2期378-382,420,共6页

针对人脸识别在实际应用中存在姿态变化、表情、遮挡等问题,研究了结合支持向量机(SVM)分类的卷积神经网络(CNN)人脸识别算法,设计并实现了人脸识别系统。系统首先使用CNN提取人脸特征向量,再将特征向量通过SVM进行分类。测试结果表明,... 针对人脸识别在实际应用中存在姿态变化、表情、遮挡等问题,研究了结合支持向量机(SVM)分类的卷积神经网络(CNN)人脸识别算法,设计并实现了人脸识别系统。系统首先使用CNN提取人脸特征向量,再将特征向量通过SVM进行分类。测试结果表明,系统在训练样本充分时面对人脸姿态变化、表情、遮挡等情况下都具有较好的性能,识别率在95%以上,能满足一般的人脸识别需求。 展开更多

关键词 人脸识别 卷积神经网络 支持向量机 深度学习

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温室动态星型无线传感器网络通信方法研究 被引量：16

7

作者 张荣标 冯友兵 +2 位作者 沈卓 郭建光 连承飞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期107-110,共4页

针对温室测控系统信息传输技术存在的一些问题,根据温室结构特征提出一种动态星型无线传感器网络的框架,从低成本低功耗角度出发,移动的汇聚节点采用定时跳频方法与子节点形成子网,以尽量缩短点对点之间的通信距离。利用帧扩展的方法实... 针对温室测控系统信息传输技术存在的一些问题,根据温室结构特征提出一种动态星型无线传感器网络的框架,从低成本低功耗角度出发,移动的汇聚节点采用定时跳频方法与子节点形成子网,以尽量缩短点对点之间的通信距离。利用帧扩展的方法实现了以低功耗芯片nRF2401A构成复杂的通信网络,并给出了传感器节点、控制节点和汇聚节点的通信算法。在汇聚节点不同的工作状态下,对网络子节点进行能耗分析,结果表明,动态星型无线传感器网络的通信方法具有很好的节能效果,对温室中数据的传输是有效的。 展开更多

关键词 无线传感器网络 nRF2401A 温室 通信算法

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基于IEEE802.15.4的温室无线监控系统的通信实现 被引量：51

8

作者 张荣标 谷国栋 +1 位作者 冯友兵 连承飞 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期119-122,127,共5页

针对传统温室有线信息采集监控系统存在成本较高、移动性差、安装维护困难等缺点,设计了一种基于IEEE802.15.4的无线温室监控系统,通过对传感器(控制)节点和移动式汇聚节点短距离动态组网形成自组织星型网络,以降低传感器(控制)节点能耗... 针对传统温室有线信息采集监控系统存在成本较高、移动性差、安装维护困难等缺点,设计了一种基于IEEE802.15.4的无线温室监控系统,通过对传感器(控制)节点和移动式汇聚节点短距离动态组网形成自组织星型网络,以降低传感器(控制)节点能耗,延长网络寿命,汇聚节点以多跳方式与监控中心实现通信,合理高效的时槽设计确保了信息及时、安全、通畅地传送,以MSP430和CC2420芯片为核心,成功构建了温度、湿度、光照度、CO2浓度等温室环境因子的无线监控系统。 展开更多

关键词 温室 无线传感网络 监控系统

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基于小波熵的微弱信号检测方法研究 被引量：55

9

作者 张荣标 胡海燕 冯友兵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2078-2084,共7页

在科学技术研究领域中,经常会遇到非平稳、低能量、瞬时变化的微弱信号检测问题,然而,微弱的有用信号往往被环境噪声所湮没,最大程度地提取有用信息一直是弱信号检测中的一个难题。尤其对短时低能量的瞬变信号,采用传统信号处理方法提... 在科学技术研究领域中,经常会遇到非平稳、低能量、瞬时变化的微弱信号检测问题,然而,微弱的有用信号往往被环境噪声所湮没,最大程度地提取有用信息一直是弱信号检测中的一个难题。尤其对短时低能量的瞬变信号,采用传统信号处理方法提取其位置信息难以奏效。小波分析的方法为弱信号检测技术开辟了一条新途径,但小波变换对弱信号进行特征提取的关键在于确定小波系数的阈值。为此,在软阈值基础上引入反映信号能量分布特性的小波熵概念,利用信号在不同分解尺度上具有不同的小波熵,能够自适应地确定高频系数分量的阈值。仿真分析表明,基于小波熵分析的方法能够在强噪声环境中对微弱信号准确定位,实现低能量的瞬变信号有效提取。 展开更多

关键词 小波熵 微弱信号 检测 阈值

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基于图像处理的土壤表层含水率在线检测方法研究 被引量：10

10

作者 张荣标 何加祥 +1 位作者 吴涛 冯友兵 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期57-61,共5页

土壤表层含水率是影响作物生长的重要因素,在节水灌溉控制系统中对其进行在线检测尤为重要。运用计算机数字图像处理技术,探索一种土壤表层含水率在线检测的新方法。通过土壤表层图像的中值滤波、图像模式转换和"坏区"过滤,... 土壤表层含水率是影响作物生长的重要因素,在节水灌溉控制系统中对其进行在线检测尤为重要。运用计算机数字图像处理技术,探索一种土壤表层含水率在线检测的新方法。通过土壤表层图像的中值滤波、图像模式转换和"坏区"过滤,提取图像的特征参数——灰度值,并对土壤表层图像的灰度值与其含水率的关系进行了试验研究。理论分析与试验结果表明,土壤含水率的百分比与土壤表层图像的灰度值之间是一种近似线性的函数关系。 展开更多

关键词 土壤含水率 在线检测 恒虚警 图像模式转换 中值滤波

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基于粒子群优化的改进加权质心定位算法 被引量：18

11

作者 王新芳 张冰 冯友兵 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第1期90-92,95,共4页

针对无线传感器网络低成本、高精度的要求,在采用接收信号强度测距的基础上,提出一种基于粒子群优化的改进加权质心定位算法。该算法易于实现,可调参数少,通过多次选代寻优提高定位精度。采用锚节点之间相互测距和定位补偿测距误差和定... 针对无线传感器网络低成本、高精度的要求,在采用接收信号强度测距的基础上,提出一种基于粒子群优化的改进加权质心定位算法。该算法易于实现,可调参数少,通过多次选代寻优提高定位精度。采用锚节点之间相互测距和定位补偿测距误差和定位误差。仿真结果表明,该算法与质心算法和加权质心定位算法相比,节点定位精度得到显著提高。 展开更多

关键词 无线传感器网络 接收信号强度指示 加权质心定位算法 粒子群优化算法 节点定位

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土壤水分含量测定方法研究 被引量：19

12

作者 吴涛 张荣标 冯友兵 《农机化研究》 北大核心 2007年第12期213-217,共5页

土壤水分含量是影响作物生长的重要因素,也是判断农业环境干旱的重要指标。由农业生产实际情况可知,作物生长的水资源条件最终是反映在土壤水分条件的好坏上。因此,需要充分了解土壤水分的各种时间尺度的演变特征和空间的立体分布,而更... 土壤水分含量是影响作物生长的重要因素,也是判断农业环境干旱的重要指标。由农业生产实际情况可知,作物生长的水资源条件最终是反映在土壤水分条件的好坏上。因此,需要充分了解土壤水分的各种时间尺度的演变特征和空间的立体分布,而更为重要的是了解作物主要生产期和关键需水期的土壤水分状况。目前,已有数十种土壤含水量快速测量方法。为此,介绍了近几十年来国内外关于土壤水分含量的各种测定方法,通过查阅大量资料对原理及其优缺点进行了分析与比较,并对其前景进行了展望。其中,有些测量方法存在着许多缺点和弊端,所以寻求一种精度高、可靠性强、成本低、无破坏以及快速的土壤含水量测定技术的工作迫在眉睫。 展开更多

关键词 土壤学 土壤含水量 综述 传感器

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基于量子粒子群优化的WSN节点定位改进 被引量：7

13

作者 王新芳 张冰 冯友兵 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2012年第B06期129-131,共3页

针对无线传感器网络定位低成本、低功耗和高精度的要求,在基于接收信号强度(RSSI)测距的基础上,提出了一种量子粒子群优化(QPSO)的改进加权质心定位算法,即采用QPSO优化WCLA的估计坐标来改善定位误差,并改进收缩扩展系数增强QPSO算法的... 针对无线传感器网络定位低成本、低功耗和高精度的要求,在基于接收信号强度(RSSI)测距的基础上,提出了一种量子粒子群优化(QPSO)的改进加权质心定位算法,即采用QPSO优化WCLA的估计坐标来改善定位误差,并改进收缩扩展系数增强QPSO算法的收敛速度。仿真表明,改进的算法与WCLA算法和经过粒子群优化的WCLA算法相比,其节点定位精度得到显著提高,且能克服粒子群优化算法的收敛速度慢、易陷入局部极小值的缺点。 展开更多

关键词 无线传感器网络 接收信号强度指示 加权质心算法 量子粒子群优化算法 节点定位

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浅谈本科生创新计划

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作者 冯友兵 《科技信息》 2014年第10期248-248,254,共2页

培养高素质人才是我国本科教育的重点和关键,而本科生创新计划是培养高素质人才的重要举措。本文简要分析了目前本科生创新计划实施过程中存在的问题,并从创新计划的选题、组织管理等角度出发提出了解决问题的若干建议,以促进本科生创... 培养高素质人才是我国本科教育的重点和关键,而本科生创新计划是培养高素质人才的重要举措。本文简要分析了目前本科生创新计划实施过程中存在的问题,并从创新计划的选题、组织管理等角度出发提出了解决问题的若干建议,以促进本科生创新计划项目实施质量的提高。同时建议将本科生创新计划与毕业设计相结合以实现双赢。 展开更多

关键词 本科生 创新计划 选题 组织管理 毕业设计

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基于粗糙集的温室无线传感网络节点故障诊断 被引量：5

15

作者 沈敏 张荣标 冯友兵 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2009年第5期510-513,522,共5页

针对系统资源有限、不适宜运行复杂故障诊断算法的问题,提出基于粗糙集的温室无线传感网络节点故障诊断方法.结合网络体系结构,以资源丰富的汇聚节点为中枢,在运行过程中在线判别其子节点故障征兆,通过简单地查故障诊断决策表的方法来... 针对系统资源有限、不适宜运行复杂故障诊断算法的问题,提出基于粗糙集的温室无线传感网络节点故障诊断方法.结合网络体系结构,以资源丰富的汇聚节点为中枢,在运行过程中在线判别其子节点故障征兆,通过简单地查故障诊断决策表的方法来诊断子节点故障类型;从系统的、模块化的角度构建的子节点故障征兆、故障类型具有相关性,在简化决策的同时也造成了决策表的冗余,运用粗糙集及其数据约简理论设计一致数据启发式子节点故障诊断约简算法来约简冗余,建立了更简洁的子节点故障诊断决策表.结果表明,基于粗糙集能够实现在线简便的故障诊断,并可节约子节点系统资源. 展开更多

关键词 温室 无线传感网络 故障诊断 粗糙集 数据约简

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温室节点低能耗型无线传感网络构建方法 被引量：6

16

作者 沈敏 张荣标 冯友兵 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期104-108,共5页

结合温室测控系统特点,构建无线传感网络空间结构和时序,以达到降低和均衡节点能耗,延长温室无线传感网络生命周期的目的。在网络空间结构上,以温室上部能量充裕的可移动汇聚节点为枢纽,与能量有限的子节点动态地构成星形无线网络;在网... 结合温室测控系统特点,构建无线传感网络空间结构和时序,以达到降低和均衡节点能耗,延长温室无线传感网络生命周期的目的。在网络空间结构上,以温室上部能量充裕的可移动汇聚节点为枢纽,与能量有限的子节点动态地构成星形无线网络;在网络时序上,使子节点只在连接时段通信,其余时间休眠。通过对子节点最大通信半径和汇聚节点最小通信半径的分析,解决了网络的连通问题。 展开更多

关键词 温室 无线传感网络 网络构建

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无人艇通讯导航控制系统设计与实现 被引量：11

17

作者 仲伟波 罗炀 +3 位作者 卢道华 冯友兵 黄祥宏 陈超 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期207-215,共9页

根据无人艇的特点及其对通讯导航控制的需求,定义了艇上设备间及无人艇与岸基控制软件间通信数据格式,研制了数据采集处理传输板卡,将艇上传感器、通信设备以及运动控制器组成统一的数据采集处理传输网络。根据无人艇的结构与运动特征,... 根据无人艇的特点及其对通讯导航控制的需求,定义了艇上设备间及无人艇与岸基控制软件间通信数据格式,研制了数据采集处理传输板卡,将艇上传感器、通信设备以及运动控制器组成统一的数据采集处理传输网络。根据无人艇的结构与运动特征,仿真验证了基于模糊PID无人艇运动控制方法的可行性与可靠性。搭载该通讯导航控制系统的无人艇经过多次下水试航,实测结果表明:所研制的通讯导航控制系统能够满足无人艇的通讯导航控制要求,具有稳定的通信导航功能,能够实现无人艇的自主巡航和自主避障,具有较好的可靠性和稳定性。 展开更多

关键词 无人艇 通讯导航控制系统 运动控制 自主巡航与避障

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嵌入式系统课程群核心课程网络教学平台设计

18

作者 冯友兵 《电脑知识与技术（过刊）》 2016年第4X期99-100,共2页

针对嵌入式系统课程群核心课程具有相关性强、知识点多、实践要求高而课时少的特点,设计了嵌入式系统课程群网络辅助教学平台,帮助学生理顺课程知识体系、整合课程教学资源,从基础知识的学习到基本技能的训练实现了课堂教学的延伸,充分... 针对嵌入式系统课程群核心课程具有相关性强、知识点多、实践要求高而课时少的特点,设计了嵌入式系统课程群网络辅助教学平台,帮助学生理顺课程知识体系、整合课程教学资源,从基础知识的学习到基本技能的训练实现了课堂教学的延伸,充分发挥网络的互动功能,实现了师生间的互动交流,弥补了课堂教学的不足。 展开更多

关键词 嵌入式系统 课程群 网络教学平台

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基于移动锚节点的WSN节点定位方法 被引量：4

19

作者 龚淼 冯友兵 卞建秀 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第11A期37-40,共4页

为提高WSN定位精度,提出一种带定向天线的移动锚节点定位算法。首先对WSN进行分层,锚节点可沿x轴和分层线移动实现对未知节点的遍历,在移动过程中等间隔距离旋转定向广播位置信息,未知节点根据接收到的锚节点坐标、方位角等信息确定自... 为提高WSN定位精度,提出一种带定向天线的移动锚节点定位算法。首先对WSN进行分层,锚节点可沿x轴和分层线移动实现对未知节点的遍历,在移动过程中等间隔距离旋转定向广播位置信息,未知节点根据接收到的锚节点坐标、方位角等信息确定自身位置。定位算法简单,无需测距,完全使用锚节点信息实现定位,仿真结果表明,该算法比典型的采用单个移动锚节点的SLWL算法具有更高的定位精度和定位稳定性。 展开更多

关键词 无线传感器网络 移动锚节点 定向天线 接收信号强度 节点定位

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双桨驱动水面无人艇航行控制研究与实现 被引量：5

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作者 仲伟波 卢章成 +5 位作者 冯友兵 黄祥宏 温景松 杨忠凯 姚旭洋 卢道华 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期194-202,共9页

根据双桨驱动水面无人艇的运动特点,给出了一种用于双桨驱动的水面无人艇运动控制系统,对该系统的软、硬件结构及控制流程、算法进行了详细阐述。用Matlab/Simulink工具对双桨驱动无人艇的航向控制方法进行了仿真,对比分析了单航向PID... 根据双桨驱动水面无人艇的运动特点,给出了一种用于双桨驱动的水面无人艇运动控制系统,对该系统的软、硬件结构及控制流程、算法进行了详细阐述。用Matlab/Simulink工具对双桨驱动无人艇的航向控制方法进行了仿真,对比分析了单航向PID和航向、转向速度双PID控制方法的效果,并对航向、转向角速度双PID控制方法的抗干扰能力作了仿真验证。仿真结果表明航向、转向角速度双PID控制方法在双桨驱动无人艇运动控制中具有良好的可靠性和稳定性,搭载该控制系统的双桨驱动水面无人艇多次下水试航,实测结果表明:所研制的航向、转向角速度双PID控制系统具有较好的航行控制效果,能够满足双桨驱动水面无人艇的运动控制要求。 展开更多

关键词 双桨驱动 双环PID控制 运动控制 水面无人艇

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