信息与系统科学相关工程与技术

陈一民，张云华

信息与系统科学相关工程与技术

基于手势识别的机器人人机交互技术研究

陈一民，张云华

研究了基于视觉的动态于势识别技术，采用基于肤色的高斯模型与改进的光流场跟踪算法结合的方法，实现了复杂背景下实时的手势跟踪，具有快速和准确的特点，且具有较好的鲁棒性。对于动态于势识别器，采用丫隐马尔可人模型（HMM）作为训练识别算法。考虑到动态手势特征本身的一些特点，对HMM参数优化算法重估式加以修正，调整了算法比例因子，从而推导了最佳状态链的确定算法、HMM参数优化算法。最后将研究开发的动态手势识别算法成功地应用到了基于网络的远程机器人控制系统中。

手势识别；光流跟踪；模式识别；隐马尔可夫模型

来源出版物：机器人, 2009, 31(4): 351-356

入选年份：2013

移动机器人路径规划方法研究

曲道奎，杜振军，徐殿国，等

摘要：针对室内动态非结构化环境下的移动机器人路径规划问题，提出了一种能够将全局路径规划方法和局部路径规划方法相结合、将基于反应的行为规划和基于慎思的行为规划相结合的路径规划方法。全局路径规划器采用 A*算法生成到达目标点的子目标节点序列；局部路径规划器采用改进的人工势场方法对子目标节点序列中相邻两节点进行路径平滑和优化处理。在考虑了移动机器人运动学约束的前提下，该方法不但能够充分利用已知环境信息生成全局最优路径，而且还能及时处理所遇到的随机障碍信息。仿真研究与在室内复杂环境下的实际运行结果验证了该方法的有效性。

关键词：移动机器人；路径规划；动态环境

来源出版物：机器人, 2008, 30(2): 97-101，106

入选年份：2013

复杂网络社区挖掘-基于聚类融合的遗传算法

何东晓，周栩，王佐，等

摘要：针对当前研究复杂网络社区挖掘的热点问题，提出了一种基于聚类融合的遗传算法用于复杂网络社区挖掘。该算法将聚类融合引入到交叉算子中，利用父个体的聚类信息辅以网络拓扑结构的局部信息产生新个体，避免了传统交叉算子单。纯交换字符块而忽略了聚类内容所带来的问题。为使聚类融合的作用得以充分发挥，本文提出了基于马尔科夫随机游走的初始群体生成算法，使初始群体中的个体具有一定聚类精度并有较强的多样性。初始群体生成算法与基于聚类融合的交叉算子互相配合，有效地增强了算法的寻优能力。此外，算法将局部搜索机制用于变异算子，通过迫使变异节点与其多数邻居在同一社区内，有针对性地缩小了搜索空间，从而加快了算法收敛速度。在计算机生成网络和真实世界网络上进行了测试，并与当前具有代表性的社区挖掘算法进行比较，实验结果表明了该算法的可行性和有效性。

关键词：复杂网络；社区结构；遗传算法；聚类融合；局部搜索

来源出版物：自动化学报, 2010, 36(8): 1160-1170

入选年份：2014

自主捕获中自旋目标运动特性分析与地面模拟方法

刘厚德，王学谦，梁斌，等

摘要：针对在轨服务任务中非合作自旋目标自主捕获操作的特点及自旋目标运动特性分析，建立了目标的简化模型，并对其运动模拟需求进行了分析。在此基础上提出了自旋目标地面运动模拟的方案和2种基于6自由度工业机器人的运动模拟方法，即：基于机械臂末端运动的常规模拟法和基于机械臂肩部奇异点的自旋运动模拟法。最后，分别对这2种模拟方法进行原理介绍和试验仿真，仿真结果表明了方法的可行性和有效性。

关键词：在轨服务；自主捕获；自旋目标；运动模拟

来源出版物：机器人, 2014, 35(1): 1-8

入选年份：2013

网络控制系统的最新研究综述

游科友，谢立华

摘要：随着传感、信号处理和通信技术的快速发展，关于网络控制系统（networked control systems，NCSs）的研究引起了极大的关注。本文拟回顾关于网络控制系统的最新研究进展。为揭示反馈通信网络对控制系统的影响，主要讨论了为满足不同控制目的所需的各种网络条件，例如：在时变信道的环境下，保证线性系统可镇定性所需的最低编码率；在间断观测的环境下，保证卡尔曼滤波器稳定性的临界丢包条件；在时不变连接图的环境下，达到线性多自主体系统趋同性所需的网络拓扑结构；在通信资源有限的情况下，基于事件驱动的采样与控制方法等。

关键词：网络控制系统；线性系统；数据率；丢包；事件驱动控制；趋同性

来源出版物：自动化学报, 2013, 39(2): 101-118

入选年份：2013

模型预测控制——现状与挑战

席裕庚，李德伟，林姝

摘要：30多年来，模型预测控制（model predictive control，MPC）的理论和技术得到了长足的发展，但面对经济社会迅速发展对约束优化控制提出的不断增长的要求，现有的模型预测控制理论和技术仍面临着巨大挑战。本文简要回顾了预测控制理论和工业应用的发展，分析了现有理论和技术所存在的局限性，提出需要加强预测控制的科学性、有效性、易用性和非线性研究。文中简要综述了近年来预测控制研究和应用领域发展的新动向，并指出了研究大系统、快速系统、低成本系统和非线性系统的预测控制对进一步发展预测控制理论和拓宽其应用范围的意义。

关键词：模型预测控制；约束控制；大系统；非线性系统

来源出版物：自动化学报, 2013, 39(3): 222-236

入选年份：2013

基于数据驱动的铜闪速熔炼过程操作模式优化及应用

桂卫华，阳春华，李勇刚，等

摘要：针对铜闪速熔炼过程工艺指标无法在线检测、过程建模及优化控制困难的问题，研究了基于数据驱动的操作模式优化方法。论文在铜闪速熔炼过程特点分析的基础上，定义了基于数据驱动的操作模式优化的基本概念，提出了基于数据驱动的操作模式优化控制框架，研究了基于数据的冰铜温度、冰铜品位、渣中铁硅比的工艺指标预测模型、炉况的综合评价模型及闪速熔炼过程的操作模式优化。基于大量工业运行数据和炉况评价模型构建优化操作模式库，提出了将模糊C均值聚类与混沌伪并行遗传算法相结合的匹配算法，从优化操作模式库中寻找与当前工况相匹配的最优操作模式，从而实现熔炼过程的优化控制。在铜闪速熔炼生产中的实际应用证明了该方法的有效性。

关键词：数据驱动；铜闪速熔炼；操作模式；操作模式优化

来源出版物：自动化学报, 2009, 35(6): 717-724

入选年份：2014

一种基于微结构特征的多文种文本无关笔迹鉴别方法

李昕，丁晓青，彭良瑞

摘要：与字符识别一样，计算机自动笔迹鉴别是一个涉及到不同文种的研究课题。本文提出了一种基于网格窗口微结构特征的文本无关的笔迹鉴别方法，能适用于各种不同文种的笔迹。该方法对笔迹中局部细微结构的书写变化趋势进行描述，并采用加权距离度量方法进行笔迹相似性度量。利用该方法实现了文本无关的多文种笔迹检索系统，并在实际汉字、英文、藏文和维吾尔文的笔迹库上进行了测试。实验证明，该方法是一种高效且适用性较广、限制性较少的笔迹鉴别方法。

关键词：笔迹鉴别；文本无关；多文种；微结构特征；加权距离度量

来源出版物：自动化学报, 2009, 35(9): 1199-1208

入选年份：2014

局部搜索与遗传算法结合的大规模复杂网络社区探测

金弟，刘杰，杨博，等

摘要：基于遗传算法的复杂网络社区探测是当前的研究热点。针对该问题，本文在分析网络模块性函数Q的局部单调性的基础上，给出一种快速、有效的局部搜索变异策略，同时为兼顾初始种群的精度和多样性以达到进一步提高搜索效率的日的，采用了标签传播作为初始种群的产生方法；综上，提出了一个结合局部搜索的遗传算法（genetic algorithm with local search，LGA）在基准网络及大规模复杂网络上对 LGA进行测试，并与当前具有代表性的社区探测算法进行比较，实验结果表明了文中算法的有效性与高效性。

关键词：复杂网络；社区探测；网络聚类；遗传算法；局部搜索

来源出版物：自动化学报, 2011, 37(7): 873-882

入选年份：2014

动态输出反馈鲁棒模型预测控制

平续斌，丁宝苍，韩崇昭

摘要：研究了具有多包不确定性和有界噪声的系统的动态输出反馈鲁棒模型预测控制的综合方法。系统为准线性参数时变的，即系统时变参数在当前时刻精确已知，但在将来时刻未知。采用二次有界概念刻画扩展闭环系统的稳定性。本文主要创新在于提出了一种辅助优化方法，从而为下个采样时刻的主优化问题提供可靠的真实状态的界。通过连续搅拌釜式反应器控制系统验证了该方法的有效性。

关键词：动态输出反馈；模型预测控制；不确定系统；二次有界

来源出版物：自动化学报, 2012, 38(1): 31-37

入选年份：2014

基于图割的图像分割方法及其新进展

刘松涛，殷福亮

摘要：鉴于图割的理论意义和实际应用价值，系统综述了基于图割的图像分割方法。首先，深入分析了基于图割的图像分割方法的基本原理，主要从定性和定量角度剖析了图割与能量函数最小化之间的关系，然后，概括了基于图割的图像分割方法的基本步骤，包括能量函数的设计、图的构造和最小割/最大流方法，其次，系统梳理和评述了基于图割的图像分割方法的国内外研究现状，最后，指出了基于图割的图像分割方法的发展方向。

关键词：图像分割；图割；能量最小化；图论

来源出版物：自动化学报, 2012, 38(6): 911-922

入选年份：2014

复杂动态网络环境下控制理论遇到的问题与挑战

陈关荣

摘要：以漫谈的方式讨论复杂动态网络环境下传统控制理论所遇到的一些新问题与新挑战。具体地，本文首先介绍现代网络科学与工程的背景，然后讨论复杂动态网络的牵制控制、有向复杂网络的能控性以及“网络的网络”的建模与控制等三个方面的相关科学研究问题。

关键词：复杂动态网络；有向网络；牵制控制；能控性；同步

来源出版物：自动化学报, 2013, 39(4): 312-321

入选年份：2014

面向拥挤环境的移动机器人改进粒子滤波定位

王勇，陈卫东，王景川，等

摘要：在动态变化的拥挤环境中，移动机器人的传统地图匹配定位算法会由于观测信息的剧烈变化，导致定位性能明显下降甚至完全失效。对此本文提出了一种基于可定位性估计的改进粒子滤波定位算法。本算法一方面借助观测模型的可定位性矩阵估计激光测距仪观测数据的可信度，另一方面通过预测模型的协方差矩阵估计里程计数据的可信度，进而根据这两个指标调节观测信息对预测位姿的修正值。在多种典型走廊环境中，与经典粒子滤波定位算法做了对比实验，结果表明了本文算法对提高复杂环境下移动机器人定位性能的有效性。

关键词：概率栅格地图；可定位性；粒子滤波；移动机器人；拥挤环境

来源出版物：机器人, 2012, 34(5): 596-603

入选年份：2012