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森林與草原火災監測預警的信息學基礎——設計者和應用者視角 版權信息
- ISBN：9787122370846
- 條形碼：9787122370846 ; 978-7-122-37084-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
森林與草原火災監測預警的信息學基礎——設計者和應用者視角 本書特色
1.深入剖析了林草火災監測預警系統的組成和應用實例；2.討論了計算智能雞機器人技術為信息學基礎的理論與應用
森林與草原火災監測預警的信息學基礎——設計者和應用者視角 內容簡介
全書共10章, 以作者主導的實驗室多年來研究與教學成果為主線, 通過監測預警系統設計者與應用者視角, 論述了以計算視覺與計算智能為基礎的林草火災預警系統之傳感器布局方法、林草火災影像智能監測技術等。對系統涉及的旋翼式飛行器、輪式機器人等機器人技術從系統架構設計、形式化表達方法、運動學建模等方面做了闡述。
森林與草原火災監測預警的信息學基礎——設計者和應用者視角 目錄
第1章緒論1
參考文獻4
第2章林草火災監測預警概述6
2.1林草火災概念與研究范疇6
2.2林草火災監測預警研究內容9
2.2.1林草火災監測預警系統邊界劃分9
2.2.2研究內容10
2.3林草火災監測預警的分類11
2.3.1未燃階段監測預警12
2.3.2燃燒初期階段監測12
2.3.3燃燒蔓延發展階段監測13
2.4林草火災監測預警技術發展13
2.5監測預警系統應用者視角14
2.5.1領域需求分析15
2.5.2應用需求分析15
2.6監測預警系統設計者視角15
2.6.1技術需求分析15
2.6.2系統形式化建模16
2.7監測預警業務與系統16
2.7.1體系架構16
2.7.2業務與功能18
2.7.3系統與實現18
2.7.4評估策略19
2.8降低監測預警系統成本途徑19
2.8.1前端優化20
2.8.2本質安全驗證20
2.9監測預警系統的云計算設計與驗證20
2.9.1云計算與可計算架構20
2.9.2監測預警系統形式化體系架構21
2.9.3業務流程與系統實現驗證21
2.10計算視覺與計算智能22
2.10.1基于視覺的感知系統模型23
2.10.2計算智能與認知系統模型23
2.10.3基于視覺的火險監測23
2.10.4視覺導航與定位24
思考題24
參考文獻25
第3章無線傳感器布局與信息傳輸26
3.1無線傳感器網絡與通信協議26
3.2無線傳感器布局與傳輸技術研究現狀27
3.3基于CVaR子模效益模型傳感器布局優化29
3.3.1節點不確定性布局研究背景29
3.3.2基于CVaR的子模效益模型30
3.3.3改進貪婪算法32
3.3.4實驗與分析34
3.4基于IHACA-COpSPIEL算法無線傳感器布局與傳輸優化38
3.4.1布局與傳輸優化研究背景38
3.4.2無線傳感器布局與傳輸問題39
3.4.3IHACA-COpSPIEL傳感器布局方法40
3.4.4無線傳感網絡路由協議44
3.4.5實驗與分析48
思考題55
參考文獻55
第4章基于視覺林草火災影像智能監測58
4.1相關研究技術簡介58
4.2基于深度卷積網絡(DC-ILSTM)林草煙霧影像監測62
4.2.1集成式長短期記憶網絡(ILSTM)63
4.2.2基于VGG-16網絡優化卷積層參數65
4.2.3基于DC-ILSTM網絡森林火災煙霧檢測方法67
4.2.4實驗結果與分析68
4.3基于關聯域(DC-CMEDA)林草煙霧影像遷移學習72
4.3.1基于resnet50網絡提取各領域數據特征73
4.3.2構建關聯式流形分布配準算法75
4.3.3基于DC-CMEDA森林火災煙霧識別檢測方法79
4.3.4實驗結果與分析80
4.3.5小結86
思考題86
參考文獻87
第5章林草火災監測預警火環境模型90
5.1研究背景與關鍵問題90
5.1.1BPNN-DIOC理論模型91
5.1.2預測與分析97
5.2森林火險氣象指數系統應用103
5.2.1研究數據與分析104
5.2.2基于BPNN-DIOC氣溫空間插值研究106
5.3氣象因子與林草火災應用108
5.3.1研究區域自然概況108
5.3.2氣象因子與林火發生相關性分析109
5.3.3基于BPNN-DIOC網絡林火發生預測模型109
思考題112
參考文獻112
第6章自主機器人系統架構與設計114
6.1自主機器人系統架構114
6.2基于視覺的感知系統115
6.2.1相機模型115
6.2.2大視距RGB-D相機視覺里程計建模119
6.3計算智能與認知系統127
6.3.1模糊Elman-DIOC神經網絡模型127
6.3.2基于模糊Elman-DIOC網絡移動機器人路徑規劃131
6.4控制器與執行系統138
6.4.1PID控制模型139
6.4.2基于ACPSO-WFLN的PID控制系統141
思考題148
參考文獻149
第7章旋翼式飛行器設計與應用151
7.1抗風干擾研究現狀151
7.2旋翼風場模型與空氣動力學分析153
7.2.1風場模型153
7.2.2風場環境下四旋翼飛行器系統建模156
7.3旋翼控制器抗干擾設計162
7.3.1位置控制器163
7.3.2姿態控制器164
7.3.3狀態估計器164
7.4旋翼式飛行器應用164
7.4.1定點懸停166
7.4.2軌跡跟蹤應用168
7.4.3風速估計170
7.4.4小結172
思考題172
參考文獻172
第8章輪式機器人系統設計與應用174
8.1概述174
8.2產品原型設計175
8.2.1需求分析176
8.2.2產品設計指標177
8.2.3算法研究177
8.2.4機械與電氣設計179
8.3運動學建模與避障180
8.3.1運動學模型180
8.3.2避障優化184
8.4虛擬仿真189
8.4.1模型轉換189
8.4.2三維可視化仿真190
8.5建圖與定位驗證192
8.5.1在線建圖與避障193
8.5.2定位194
8.5.3小結194
思考題194
參考文獻195
第9章基于云計算監測預警系統形式化驗證196
9.1云計算系統與可計算架構197
9.1.1云計算特征197
9.1.2可計算架構三元組197
9.1.3問題求解模型198
9.1.4云信息系統模型199
9.1.5從原子操作到原子構件201
9.1.6LL7201
9.2監測預警系統體系架構202
9.2.1CBMEWS4FGF總體框架202
9.2.2CBMEWS4FGF架構抽象模型205
9.2.3體系結構描述語言LL7206
9.3監測預警系統形式化建模213
9.3.1構建CBMEWS4FGF體系架構213
9.3.2建模方法214
9.3.3形式化建模216
9.3.4形式化驗證217
9.3.5形式化驗證工具219
9.3.6小結222
9.4業務流程路徑追蹤與模型檢測222
9.4.1流程到代碼實現機制223
9.4.2業務流程執行路徑追蹤224
9.4.3小結229
9.5多線程程序形式化建模229
9.5.1C/C++多線程程序到CSP#轉換框架230
9.5.2C++CSP框架語言形式化建模233
9.5.3系統形式化驗證234
9.5.4小結235
思考題235
參考文獻235
第10章以信息視角探討林草火災監測預警機器人研發人才培養教學模型238
10.1研究背景簡介238
10.1.1歷史與現狀238
10.1.2研究目標240
10.1.3關鍵點241
10.1.4主要特點241
10.2研究與教學系統需求242
10.2.1項目總體框架242
10.2.2信息學基礎理論與自主機器人核心理論243
10.2.3自主機器人理論與產品245
10.2.4自主機器人產品實踐246
10.2.5小結246
10.3自主機器人教學與實踐模型246
10.3.1系統邊界246
10.3.2控制模型247
10.3.3教學系統模型249
10.3.4小結249
10.4聯合培養模式249
10.4.1產品需求驅動250
10.4.2產業需求驅動250
10.4.3小結251
10.5實施與效果評價251
10.5.1完成的主要工作251
10.5.2效果評價252
思考題252
參考文獻252
參考文獻4
第2章林草火災監測預警概述6
2.1林草火災概念與研究范疇6
2.2林草火災監測預警研究內容9
2.2.1林草火災監測預警系統邊界劃分9
2.2.2研究內容10
2.3林草火災監測預警的分類11
2.3.1未燃階段監測預警12
2.3.2燃燒初期階段監測12
2.3.3燃燒蔓延發展階段監測13
2.4林草火災監測預警技術發展13
2.5監測預警系統應用者視角14
2.5.1領域需求分析15
2.5.2應用需求分析15
2.6監測預警系統設計者視角15
2.6.1技術需求分析15
2.6.2系統形式化建模16
2.7監測預警業務與系統16
2.7.1體系架構16
2.7.2業務與功能18
2.7.3系統與實現18
2.7.4評估策略19
2.8降低監測預警系統成本途徑19
2.8.1前端優化20
2.8.2本質安全驗證20
2.9監測預警系統的云計算設計與驗證20
2.9.1云計算與可計算架構20
2.9.2監測預警系統形式化體系架構21
2.9.3業務流程與系統實現驗證21
2.10計算視覺與計算智能22
2.10.1基于視覺的感知系統模型23
2.10.2計算智能與認知系統模型23
2.10.3基于視覺的火險監測23
2.10.4視覺導航與定位24
思考題24
參考文獻25
第3章無線傳感器布局與信息傳輸26
3.1無線傳感器網絡與通信協議26
3.2無線傳感器布局與傳輸技術研究現狀27
3.3基于CVaR子模效益模型傳感器布局優化29
3.3.1節點不確定性布局研究背景29
3.3.2基于CVaR的子模效益模型30
3.3.3改進貪婪算法32
3.3.4實驗與分析34
3.4基于IHACA-COpSPIEL算法無線傳感器布局與傳輸優化38
3.4.1布局與傳輸優化研究背景38
3.4.2無線傳感器布局與傳輸問題39
3.4.3IHACA-COpSPIEL傳感器布局方法40
3.4.4無線傳感網絡路由協議44
3.4.5實驗與分析48
思考題55
參考文獻55
第4章基于視覺林草火災影像智能監測58
4.1相關研究技術簡介58
4.2基于深度卷積網絡(DC-ILSTM)林草煙霧影像監測62
4.2.1集成式長短期記憶網絡(ILSTM)63
4.2.2基于VGG-16網絡優化卷積層參數65
4.2.3基于DC-ILSTM網絡森林火災煙霧檢測方法67
4.2.4實驗結果與分析68
4.3基于關聯域(DC-CMEDA)林草煙霧影像遷移學習72
4.3.1基于resnet50網絡提取各領域數據特征73
4.3.2構建關聯式流形分布配準算法75
4.3.3基于DC-CMEDA森林火災煙霧識別檢測方法79
4.3.4實驗結果與分析80
4.3.5小結86
思考題86
參考文獻87
第5章林草火災監測預警火環境模型90
5.1研究背景與關鍵問題90
5.1.1BPNN-DIOC理論模型91
5.1.2預測與分析97
5.2森林火險氣象指數系統應用103
5.2.1研究數據與分析104
5.2.2基于BPNN-DIOC氣溫空間插值研究106
5.3氣象因子與林草火災應用108
5.3.1研究區域自然概況108
5.3.2氣象因子與林火發生相關性分析109
5.3.3基于BPNN-DIOC網絡林火發生預測模型109
思考題112
參考文獻112
第6章自主機器人系統架構與設計114
6.1自主機器人系統架構114
6.2基于視覺的感知系統115
6.2.1相機模型115
6.2.2大視距RGB-D相機視覺里程計建模119
6.3計算智能與認知系統127
6.3.1模糊Elman-DIOC神經網絡模型127
6.3.2基于模糊Elman-DIOC網絡移動機器人路徑規劃131
6.4控制器與執行系統138
6.4.1PID控制模型139
6.4.2基于ACPSO-WFLN的PID控制系統141
思考題148
參考文獻149
第7章旋翼式飛行器設計與應用151
7.1抗風干擾研究現狀151
7.2旋翼風場模型與空氣動力學分析153
7.2.1風場模型153
7.2.2風場環境下四旋翼飛行器系統建模156
7.3旋翼控制器抗干擾設計162
7.3.1位置控制器163
7.3.2姿態控制器164
7.3.3狀態估計器164
7.4旋翼式飛行器應用164
7.4.1定點懸停166
7.4.2軌跡跟蹤應用168
7.4.3風速估計170
7.4.4小結172
思考題172
參考文獻172
第8章輪式機器人系統設計與應用174
8.1概述174
8.2產品原型設計175
8.2.1需求分析176
8.2.2產品設計指標177
8.2.3算法研究177
8.2.4機械與電氣設計179
8.3運動學建模與避障180
8.3.1運動學模型180
8.3.2避障優化184
8.4虛擬仿真189
8.4.1模型轉換189
8.4.2三維可視化仿真190
8.5建圖與定位驗證192
8.5.1在線建圖與避障193
8.5.2定位194
8.5.3小結194
思考題194
參考文獻195
第9章基于云計算監測預警系統形式化驗證196
9.1云計算系統與可計算架構197
9.1.1云計算特征197
9.1.2可計算架構三元組197
9.1.3問題求解模型198
9.1.4云信息系統模型199
9.1.5從原子操作到原子構件201
9.1.6LL7201
9.2監測預警系統體系架構202
9.2.1CBMEWS4FGF總體框架202
9.2.2CBMEWS4FGF架構抽象模型205
9.2.3體系結構描述語言LL7206
9.3監測預警系統形式化建模213
9.3.1構建CBMEWS4FGF體系架構213
9.3.2建模方法214
9.3.3形式化建模216
9.3.4形式化驗證217
9.3.5形式化驗證工具219
9.3.6小結222
9.4業務流程路徑追蹤與模型檢測222
9.4.1流程到代碼實現機制223
9.4.2業務流程執行路徑追蹤224
9.4.3小結229
9.5多線程程序形式化建模229
9.5.1C/C++多線程程序到CSP#轉換框架230
9.5.2C++CSP框架語言形式化建模233
9.5.3系統形式化驗證234
9.5.4小結235
思考題235
參考文獻235
第10章以信息視角探討林草火災監測預警機器人研發人才培養教學模型238
10.1研究背景簡介238
10.1.1歷史與現狀238
10.1.2研究目標240
10.1.3關鍵點241
10.1.4主要特點241
10.2研究與教學系統需求242
10.2.1項目總體框架242
10.2.2信息學基礎理論與自主機器人核心理論243
10.2.3自主機器人理論與產品245
10.2.4自主機器人產品實踐246
10.2.5小結246
10.3自主機器人教學與實踐模型246
10.3.1系統邊界246
10.3.2控制模型247
10.3.3教學系統模型249
10.3.4小結249
10.4聯合培養模式249
10.4.1產品需求驅動250
10.4.2產業需求驅動250
10.4.3小結251
10.5實施與效果評價251
10.5.1完成的主要工作251
10.5.2效果評價252
思考題252
參考文獻252
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