霍旭阳[1]2004年在《训练强度监测技术中运动速度和角度识别方法的研究》文中进行了进一步梳理因军事训练直接导致的急、慢性损伤统称为军事训练伤。训练伤的发生较大地降低了训练效率，影响了我军的战斗力。开展训练量及训练强度监测技术的研究，用于指导军事训练，有利于降低训练伤发生率，提高士兵的训练效率和战斗力。 近几十年来，国内外的研究者们采用了多种方法来评估人体运动过程中的运动量，这些评估方法大都从运动过程中的能量消耗或运动科目及其持续时间两个方面来评估运动量和运动强度。 大量的研究表明，使用人体运动过程中的加速度向量幅值对时间的积分，可以较好的估计运动的能耗，进而可以估计运动量和运动强度，使用加速度传感器估计运动量的方法是目前公认的最有前途的估计方法。该方法存在的主要问题是，如果在不同的斜坡上运动，则会引入估计误差。也就是说，运动角度会影响对运动能耗的估计精度，需要根据运动速度和角度修正对运动能耗的估计。 从人体运动加速度信号中识别出运动速度和角度，为定性判别运动的科目、更加精确的估计运动能耗提供了参考依据，进而从运动科目和运动能耗两个方面，为准确评估运动量和运动强度 第四军医大学硕士学位论文提供了参考依据，这对于客观的评估运动量和运动强度具有重要的意义。 本论文主要完成以下工作: .设计了训练强度数据采集系统样机。本人具体负责其中 的USB数据采集与传输单元的硬件电路、单片机控制程 序、USB设备驱动程序的设计，并负责绘制印刷电路板。 .编写了实验数据管理程序，该程序可以记录实验数据、 对实验数据和受试者信息进行数据库管理、可以显示加 速度信号波形、可以自动提取加速度信号的特征参数。 .设计实验方案，以多种速度和角度在标准跑台上进行标 准运动实验，采集到多个样本的标准运动实验数据。 .分析了运动加速度信号与运动速度和角度的关系，从运 动加速度信号中提取了多种类型的特征参数，用多重回 归的方法建立了这些特征参数对运动速度和角度的回归 方程，从而提出一种根据加速度信号识别运动速度和运 动角度的新方法。 本论文的主要创新点包括: .建立了一套根据运动加速度信号分析运动特征的分析平 台，可以在训练强度监测技术研究中用于分析运动过程 中的运动能耗和运动强度。 .提出一种根据加速度信号估计运动速度和运动角度的新 方法，为准确评估运动强度提供了参考依据。 在本课题中，设计了训练强度数据采集系统，采集了多样本标准运动实验数据，经过分析加速度信号的特征，提出了一种估计运动速度和角度的新方法，为准确、客观的评估运动强度提供了参考依据。
赵建[2]2017年在《循环水养殖游泳型鱼类精准投喂研究》文中研究指明循环水养殖条件下如何实现鱼类精准投喂不仅是生产管理上的难题,亦是实现福利化养殖需要解决的关键科学问题。本文以罗非鱼为研究对象,从实际生产角度出发,针对循环水养殖模式下的游泳型鱼类精准投喂的相关基础理论进行了探索。通过计算机视觉、图像处理和深度学习等技术手段分别对适用于循环水养殖游泳型鱼类过程中的被动式投喂、主动式投喂以及非投喂状态下的光福利问题进行了研究,其主要研究内容和结果如下:1.建立了两种适用于不同养殖环境的无损、经济且有效的精准量化方法用于鱼群投喂过程中的摄食活跃程度量化:1)借助于Lucas-Kanade光流和信息熵,利用鱼群自身摄食行为特征对鱼群整体摄食活跃程度进行量化;2)借助于改进动能模型,利用由鱼群摄食行为引起的水体流场变化特征对鱼群整体摄食活跃程度进行量化。实验结果表明,本章所建立的两种量化方法对于4种不同肠胃饱食指数(分别为 20.35±10、117.28±10、179.72±10、286.33±10)下的罗非鱼鱼群摄食活跃程度均有较好的量化效果,且性能优于其他主流的鱼群摄食活跃程度量化方法。此外,在上述研究基础上提出了针对单轮多次投喂策略的投喂量决策方程;分析表明,该决策方程对于循环水养殖游泳型鱼类过程中的高效投喂具有较强的理论指导作用。2.提出了 一种基于鱼群自发群体行为的摄食欲望表征方法。该方法综合利用鱼群离散度、相互作用力以及水体流场变化程度信息对鱼群的实时摄食欲望程度进行量化和表征。实验结果表明,该方法对于5种不同的摄食欲望程度(分别为0.01、0.52、1.28、2.26、2.92)均展现出了较好的表征效果,且其可靠性(最佳不匹配率为2.19±0.81%)和可行性也都得到了证明。3.针对循环水养殖中具备表征鱼群饥饿程度的鱼群突发行为的监测,分别提出了适用于鱼群全局和局部突发行为的监测方法。对于鱼群全局突发行为的监测,借助于粒子平流方案和改进动能模型,相应方法可在无需对鱼群前景进行分割的前提下,利用鱼群空间分布和空间行为特征,实现鱼群突发聚集行为和逃散行为的监测。对于鱼群局部突发行为的监测,借助于粒子平流方案、改进运动影响力图和递归神经网络,相应方法亦可在无需对鱼群前景进行分割的前提下,利用鱼群运动时空特征,实现叁种典型的鱼群局部突发行为的监测。实验结果表明,相较于其他主流算法,本研究所建立的两种鱼群突发行为监测方法对于相应的鱼群突发行为都展现出了更佳的监测效果(全局突发行为监测方法:平均准确率97.20± 1.23%、平均漏检率0.61 ±0.08%;局部突发行为监测方法:平均检测准确率98.91%、平均定位准确率91.67%、平均识别准确率89.89%),且其性能和可行性也都得到了论证。4.构建了一种基于改进深度卷积生成对抗网络的活鱼识别半监督学习模型,用于循环水养殖模式下的鱼群突发行为中的相关活鱼个体“身份”量化。该模型从实际生产角度出发,充分考虑了实际水产养殖应用中常见的样本分辨率有限、样本可标记性低以及活鱼成像姿态多样化等问题,并最终实现可利用极少标记样本对实验数据库中的活鱼图像进行较高精度识别的功能。实验结果表明,相较于多种基于卷积神经网络的活鱼识别方法以及当前基于生成对抗网络的主流识别方法,本研究所建立模型无论在活鱼识别精度上还是在训练速度上都展现出了更加优异的性能:针对5%、10%、15%标记样本比例的FishRecognitionGround-Truth数据库和25%、50%和75%标记样本比例的Croatian Fish数据库,其识别准确率分别为 80.52%、81.66%、83.07%和 65.13%、78.72%、82.95%。5.借助于t-SNE和PCA数据可视化技术对可表征养殖对象光谱偏好的高维数据进行了降维分析。实验结果表明,罗非鱼在不同饥饿程度下对于光谱的偏好不尽相同;该结果将为循环水养殖中养殖鱼类在非投喂状态下的光福利保障提供理论依据。
赵凯旋[3]2017年在《基于机器视觉的奶牛个体信息感知及行为分析》文中进行了进一步梳理精准养殖是智慧农业的重要组成部分,随着现代农业的发展,精准养殖受到国内外高度关注,已成为现代农业的重要研究方向之一。本研究针对奶牛精准、健康养殖中亟待解决的信息获取问题,研究基于机器视觉的奶牛个体信息自动感知和行为分析软硬件系统,为科学精准养殖提供依据。本研究在国内外研究成果的基础上,以提高奶牛个体信息获取的自动化为目标,对奶牛运动目标检测、无接触身份识别、跛行检测与运动评分、身体区域精细分割、呼吸频率检测、体况自动评分等关键技术展开系统研究。论文的主要工作和创新点如下:(1)针对养殖环境中采集的奶牛行为图像受复杂背景等因素影响问题,为提高奶牛目标检测精度,提出了一种基于背景减去法的目标检测方法。首先计算奶牛外接矩形,提取每帧图像中的局部背景,并进行拼接和求均值得到整体背景图像。然后进行奶牛躯干检测和跟踪,并用躯干作为目标检测的基准区域,引入动态RGB通道合成参数调整机制对目标和背景图像进行实时调整,对调整后图像进行背景减去,使用基准区域对检测结果进行评价,最终确定最优参数组合,实现目标检测。对129段奶牛视频进行检测和对比试验,结果表明,本文方法的检测准确率为88.34%,较原始背景减去法提高24.85个百分点,能够对复杂环境下的运动动物进行精确检测。(2)为实现基于图像处理的无接触、高精确度、适用性强的养殖场环境下奶牛个体有效识别,提出用视频分析方法提取奶牛躯干图像,用卷积神经网络准确识别奶牛个体的方法。该方法以每帧图像中奶牛躯干区域图像为基础,将躯干图像灰度化后经插值运算和归一化变换为48×48大小的矩阵,作为4c-2s-6c-2s-30o结构的卷积神经网络的输入进行个体识别。对30头奶牛共采集360段视频,随机选取60000帧训练数据和21730帧测试数据,试验结果表明,在训练次数为10次时,代价函数收敛至0.0060,视频段样本的识别率为93.33%,单帧图像样本的识别率为90.55%。该方法可实现养殖场中奶牛个体无接触精确识别,具有适用性强、成本低的特点。(3)针对奶牛场中跛行奶牛检测困难这一问题,提出了使用侧视图像对奶牛行走过程进行分析以进行跛行检测和运动评分的方法。提出奶牛运动肢干跟踪方法及从奶牛运动曲线中计算奶牛跛行参数的方法。构建了基于决策树的奶牛跛行检测模型。对621段奶牛行走视频进行了特征提取和识别试验,结果表明,数据集在6个特征下是线性可分的,并且奶牛在不同阶段具有不同的跛足特征,多个特征结合能够在各阶段更准确地表达出跛行信息。分类结果表明,供试样本所有视频总准确度为90.18%,灵敏度和特异性的平均值分别为90.25%和94.74%,结果表明由奶牛运动肢干提取的跛行特征能够用于跛行检测和运动评分。(4)为实现奶牛呼吸状态信息获取自动化、智能化,在构建奶牛视频实时采集系统的基础上,研究并提出了奶牛呼吸频率与异常检测方法。该方法用光流法计算视频帧图像各像素点的相对运动速度,根据各点的速度大小,对像素点进行循环Otsu处理筛选出呼吸运动点,动态计算速度方向曲线的周期即可检测牛只呼吸频率,并根据单次呼吸耗时检测呼吸是否异常。对72头奶牛进行360min的检测试验表明,本文方法呼吸频率计算准确率为95.68%,异常检测成功率为89.06%,平均异常误检次数为2.53次/min。有较高的检测准确率,具有应用于其它动物呼吸状态检测的潜力。(5)为实现深度图像中奶牛头、颈、躯干和四肢等身体区域的精确分割,提出一种深度图像特征和基于该特征的奶牛目标各区域精细分割方法。该方法以每个像素点在不同采样半径下的带阈值LBP序列为深度特征值,设置分类约束条件,用决策树森林机器学习方法实现奶牛各区域的精细分类。对10头奶牛288幅侧视深度图像进行试验,结果表明,当采样半径分段数为30,决策树训练至20层时,奶牛整体各像素点的平均识别率为95.15%,较传统深度图像特征值有更强的细节信息提取能力,可用较少参数实现对复杂结构的精确识别。(6)为解决牧场奶牛体况连续实时自动评分,提出了基于奶牛背部深度图像的体况自动评分方法。提出奶牛背部的髋骨、勾骨等关键点的定位方法,以及基于包络线的可见度和曲率分析方法,计算了关键点处的可见度和曲率。构建了决策树学习、线性回归和BP网络评分预测模型,依据4个体况参数进行分类和回归,实现了奶牛的体况高精度的预测。对来自94头奶牛的4824幅图像测试结果表明,90%以上的样本其差异在0.25以内;BP网络模型能够用于输出连续的BCS值。在2个月间对共94头奶牛的测试结果表明,所有奶牛的评分结果均在0.25个步长以内。该自动检测系统能够检测出体况的微小变化,与人工评分员相比具有更高的灵敏度和精度。
张迎霞[4]2011年在《面向水质监测的鱼类行为异常识别方法研究》文中研究表明生物监测被广泛应用于水质监测和安全预警系统中,利用水生生物的生理特征和行为反应来评估水体的污染状况,从生物学角度为建立水质的评估体系提供科学依据。由于水生生物运动行为特征的变化与水质的变化有着密切的联系,并且能够直观、实时的反映水体质量的变化,因此水生生物的生理特性及行为特征常作为生物水质监测中的重要研究指标。如何快速有效的对这些特征指标进行提取与分析,实现异常检测也就成了水质监测的关键问题,是水质安全预警系统中关键的一个环节。本文以生活在水中的鱼类为水体环境的指示生物、鱼类的运动行为轨迹为载体、鱼类的行为指标为研究对象,研究了鱼类行为特征的描述方法以及异常行为识别方法。主要研究内容包括以下几个方面:(1)研究了鱼类行为轨迹的多元网格表达方法。利用鱼类行为分析中常用到的行为指标作为多元网格的定义元素,将鱼类运动轨迹传统的坐标序列对集合的表达方式转换成多元网格表达方法,避免了鱼类行为研究中单个指标因素对鱼类行为的判断的误差,节省了存储空间,减少了轨迹模式匹配的计算代价。(2)研究了鱼类行为异常的r-chunk识别方法。利用多元网格表达方法对鱼类行为进行描述,借鉴生物免疫系统中的否定选择原理,利用r-chunk匹配规则,学习正常情况下鱼类的行为模式,产生行为模式检测器,然后利用这些检测器对鱼类出现的异常行为模式进行识别。利用较少的检测器来对已知和未知的异常行为进行识别。(3)对鱼类行为的指标特征进行了分析,并通过实验验证了鱼类指标特征对鱼类行为的指示作用。
佚名[5]2010年在《自动化技术、计算机技术》文中研究说明TP12010031967Flash媒体服务器的优化部署/唐力,槐寅,陈震(清华大学自动化系)//清华大学学报(自然科学版).―2010,50(1).―5～8.越来越多的新型万维网(Web)应用开始提供在线音视频交流功能,而有效的Flash媒体服务器部署方案是提高服务质量的基础。该文给出了媒体服务器优化部署问题的数学模型,并证明即使用户需求和网络性能信息
佚名[6]2007年在《自动化技术、计算机技术》文中指出TP13 2007012024一类时滞线性切换系统的稳定性和镇定/陈松林,姚郁(哈尔滨工业大学控制与仿真中心)//黑龙江大学(自然科学学报).―2006,23(2).―206～210.针对一类具有状态延迟的连续线性切换系统,研究了其渐近稳定性及状态反馈和输出反馈镇定控制律的设计问题。首先利用公共李亚普诺夫函数法给出了系统渐近稳定的充分条件及该条件下切换律的构造方法,然后给出了状态反馈和输出反馈镇定的充分条件,同时给出了稳定化控制律的参数化表示和相应切换律的构造方法。最后举例说明了结果的有效性。图2表0参12
徐一鸣[7]2016年在《民机襟翼机构健康监测及维修策略研究》文中研究指明中国民用航空事业持续快速发展,但是制约整个民航业发展的,特别是制约中国航空维修业发展的主要矛盾还是航空业发展速度和维修能力的不匹配。现代航空企业中盲目维修和维修过剩的问题都比较严重,所以民航维修业发展想要赶上整个行业的发展速度和需求,就需要在民航维修理论和应用方面下工夫。随着现代维修理论的发展,目前的维修方法和理论往往同时结合定时维修、视情维修、状态监控等多种方式,并借助于高级的检测技术和维修策略的应用,进一步优化航空设备的维修间隔、减少不适当的维修并降低维修成本。本文研究与国家中长期科学和技术发展规划纲要中提出的制造业的“基础件和通用部件的高精度检测仪器”优先领域,先进制造技术的“零部件寿命预测,重要系统的安全性、可靠性和寿命预测技术”前沿技术相一致,通过研究飞机襟翼零部件表面损伤实时监测的先进技术,结合民机襟翼元件试验和仿真,探讨先进检测技术在民航维修工程领域中的应用,以期达到提高民机系统、元件可靠性、安全性和可用性要求。本文的具体研究内容包括以下几个方面:1.构建台架试验机,开展滑轨磨损性能台架试验,获得了滑轨的应力-寿命数据。并通过分析典型试验件的表面形貌,对滚轮滑轨滚动摩擦磨损过程中特有的边缘应力集中和涂层塑性变形直至剥落现象进行了成因分析。2.引入基于双参数威布尔分布的可靠性系数,并由疲劳寿命分布及一定的可靠度和置信度求出疲劳寿命分散系数,从而来研究得到民机结构的安全寿命。分别通过叁参数密函数、最小二乘法的寿命曲线拟合以及断裂力学理论方法,获得两类寿命估算模型并进行了对比。3.针对在实际工程过程中,各种影响因素都会给疲劳寿命带来不确定性,从而在寿命的分布上体现不确定性的影响问题,引入威布尔分布来研究同一应力水平下的襟翼元件疲劳寿命可靠性。并研究了襟翼元件的预防维修策略和模型、维修间隔优化模型和结构疲劳损伤维修任务。4.建立了基于单个传感器的金属接触损伤静电感应模型,并基于灵敏度指标和有限元模拟分析对传感器设计参数进行了优化。研究分析了典型试验件损伤信号,并在多静电传感器的基础上,引入静电感应模型和小波单支重构信号处理方法对损伤进行了定位研究;引入因子分析方法和支持向量机神经网络对损伤分别进行了定量研究。5.引入了电荷层析图像成像算法实现了阵列式静电传感器在线监测损伤,包括:线性反投影算法(Linear Back Projection,简称LBP)、基于多元线性回归正则化算法(Multivariate Linear Regularization Regression,简称MLRR)等算法,并引入了两个判据:(1)相对图像的误差、(2)重构图像与原图像的相关系数,分别作出几种典型损伤带电情况的模拟,并能进行成像评估。6.将金属接触损伤诊断中静电信号的公共因子1f、2f、3f和层析图像指标4f作为协变量,引入比例危险(Proportional Hazards,简称PH)模型描述襟翼机构的失效概率、可靠度等寿命指标。基于模糊理论在兼顾可用度和费用的周期的前提下,给出维修周期的最优算法,并结合实例对其算法进行优化,将其应用于工程实际情况。7.在滚轮滑轨机构力学分析的基础上,通过滚轮和滑轨的支反力求解,建立了滚轮滑轨的机构可靠性极限状态函数和对应的失效概率函数。基于线性化的逼近的思想,利用一次二阶矩方法对滚轮滑轨机构可靠性进行求解,分别研究了线性化假设和非线性化假设下的机构失效概率和可靠性灵敏度,并考察在襟翼机构打开过程中,机构失效累计分布概率最高的状态下,各个基本变量对于机构可靠性的灵敏度,得到结论为当襟翼机构旋转的角速度的均值偏差比较大的时候,机构可靠性受到影响也最大。8.在机构元件的状态在线监测的前提下,借助机构可靠性模型对整个机构可靠性进行评估,在维修周期中失效概率的约束条件下,研究了实时的维修间隔周期决策方法。
佚名[8]2011年在《自动化技术、计算机技术》文中研究指明TP112011011954一般成本环境下分散式多工厂资源调度/陈胜峰,蔚承建(南京工业大学信息科学与工程学院)//信息与控制.―2010,39(5).―640～645.研究多工厂一般成本结构特征,即工厂含有固定成本和单位成本,提出了一种分散式多工厂资源调度方法,该方法使用基于连续双向拍卖市场机制的ZI2策略。ZI2策略是一种包含价格和数量的二维报价策略,agent采用该策略在给定价格范围内随机提交报价。模拟实验结果验证了ZI2策略可以实现较高的调度效率,整体平均效率达到90%。图2表8参10
李春明[9]2005年在《视频图像中的运动人体检测和人脸识别》文中研究说明本论文主要介绍了作者对运动目标检测与分析中一些算法的研究,主要包括了视频序列中运动目标的分割算法与外轮廓精确提取算法、非拥挤环境中的运动人体检测算法、视频序列中具有可分离性的多人脸检测算法、多角度不同表情下的人脸识别算法等。本文的目的是研究简单高效的算法,将运动人体的检测与分割、人脸检测与识别作为一系列的问题进行研究。本论文的主要研究成果列举如下:在研究已有算法的基础上,针对基于帧间差分方法对噪声敏感的问题,本文提出一种基于特征对象的的运动目标检测与外轮廓精确提取算法。特征对象由改进的KL变换计算得出,它不但具有运动对象的位置、形状等信息,而且与原图像序列的某一帧图像相对应。由此,可以进行运动对象的分割与提取。对刚体和非刚体运动对象,利用特征对象方法都只需3帧即可将其与背景分离。检测到特征对象后,将时间信息与空间信息相结合提取运动目标的精确位置及外轮廓。进一步,设计了基于KLT/Snake混合模型的运动目标外轮廓精确提取算法。实验结果表明,该算法计算速度快,能够正确的检测与分割复杂背景下的多运动目标,并且可精确提取运动目标的外轮廓。在研究现有人体检测算法的基础上,以简单高效为原则,设计了基于时间信息和人体形状信息相结合的非拥挤环境下人体检测算法。首先利用本文提出的特征对象法检测和分割运动目标,然后利用人体的形状信息区分运动目标中的人体与非人体,并利用连续多帧排除了目标间的短时互遮挡。算法的优点是运动目标检测准确,进行人体检测时不受人体角度的影响。而且,由于在运动目标检测时已对目标阴影进行了处理,因此提取的人体外形不受阴影的影响。分析和实验表明,该算法抗干扰能力强,可以准确检测到非拥挤场景中的多个运动人体。提出了将运动信息与边缘投影函数相结合的视频序列人脸检测与定位算法;针对经典Sobel算子检测到的边缘粗,对噪声敏感的问题,设计了双阈值Sobel算子进行边缘检测,该算子检测到的图像边缘清晰、细致、噪声少;提出了平方投影函数,该投影函数不但可区分均值相同的区域,而且可区分方差相同的区域。因为边缘图像携带了丰富的图像信息,且对光照条件的改变不敏感;投影函数可检测灰度值变化的区域;运动目标检测得到的图像背景简单,因此将运动信息、边缘函数与投影函数结合起来设计的人脸检测与定位算法简单实用。多角度不同表情下的人脸识别是人脸识别领域的一个难点。设计人脸识别算法时最重要的两个步骤一是设计合适的特征提取算法,另一个是设计合适的后期
参考文献：
[1]. 训练强度监测技术中运动速度和角度识别方法的研究[D]. 霍旭阳. 第四军医大学. 2004
[2]. 循环水养殖游泳型鱼类精准投喂研究[D]. 赵建. 浙江大学. 2017
[3]. 基于机器视觉的奶牛个体信息感知及行为分析[D]. 赵凯旋. 西北农林科技大学. 2017
[4]. 面向水质监测的鱼类行为异常识别方法研究[D]. 张迎霞. 浙江工业大学. 2011
[5]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2010
[6]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2007
[7]. 民机襟翼机构健康监测及维修策略研究[D]. 徐一鸣. 南京航空航天大学. 2016
[8]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2011
[9]. 视频图像中的运动人体检测和人脸识别[D]. 李春明. 西安电子科技大学. 2005