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基于可解释性深度学习的太阳辐射强度预测
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作者 李昂 周雷金 +1 位作者 闫群民 贺海育 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期132-140,共9页
准确预测太阳辐射强度(SI)对电力调度和光伏选址至关重要。随着高性能计算机和大容量存储设备的发展,基于数据驱动的深度学习模型在SI预测领域获得广泛关注,然而,深度学习模型的“黑箱”特性在物理解释性上的缺失,限制了其在特定场合的... 准确预测太阳辐射强度(SI)对电力调度和光伏选址至关重要。随着高性能计算机和大容量存储设备的发展,基于数据驱动的深度学习模型在SI预测领域获得广泛关注,然而,深度学习模型的“黑箱”特性在物理解释性上的缺失,限制了其在特定场合的应用可信度。为了在保持预测精度和模型结构不变、不增加计算复杂度的前提下,提升模型的可解释性,构建了一个基于长短时记忆(LSTM)神经网络的模型。其性能比传统神经网络提高了8.07%,并展示出更优的离群点处理能力。通过采用分层相关传播(LRP)算法,从时间和空间2个维度对影响模型输出的因素进行了评分,增强了模型的可解释性。研究结果表明:该模型在确保性能的前提下,具备良好的可解释性,其中历史辐射强度、时间相关特征(如时日周月)、太阳高度角信息(如日出和日落时刻)、云层覆盖度、辐射时长、温度和露点温度等因素是影响太阳辐射强度预测的主要因素。 展开更多
关键词 太阳辐射强度预测 深度学习 可解释性 LRP算法 LSTM
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基于粒子群优化的无人车双惯性测量单元姿态融合方法
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作者 马帅旗 贺海育 +1 位作者 周雷金 王文妍 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期38-46,共9页
为提高无人车系统中微机电惯性测量单元(MEMS IMU)的姿态角解算精度,提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法和自适应强跟踪无迹卡尔曼滤波(STAUKF)算法的数据融合方法。首先,对两种不同精度的IMU模块通过STAUKF算法进行滤波,然后,利用构造... 为提高无人车系统中微机电惯性测量单元(MEMS IMU)的姿态角解算精度,提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法和自适应强跟踪无迹卡尔曼滤波(STAUKF)算法的数据融合方法。首先,对两种不同精度的IMU模块通过STAUKF算法进行滤波,然后,利用构造的两类误差函数,引入PSO算法对两种IMU的后验估计进行融合,最后,在搭建的无人车平台上进行测试。试验结果表明,相较于两种单一IMU解算数据,所提出的方法解算获得的横滚轴与俯仰轴角度均方根误差分别减小了56.67%、58.94%,相较于冗余式双IMU系统直接加权平均所解算的数据分减小了36.55%、52.15%,解算精度更高、鲁棒性更强。 展开更多
关键词 冗余传感器 数据融合 粒子群优化 强跟踪 卡尔曼滤波
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基于改进EKF的IMU动态误差抑制
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作者 李娜 贺海育 +2 位作者 景敏 李坤 贾伟 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期718-724,共7页
惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)三轴欧拉角的解算数据精度和抗干扰性能常受到系统高频噪音以及震动干扰的影响。基于此问题,本文提出一种适合嵌入式系统的低计算量、实时性好、低成本的动态误差抑制方法。该方法通过在扩... 惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)三轴欧拉角的解算数据精度和抗干扰性能常受到系统高频噪音以及震动干扰的影响。基于此问题,本文提出一种适合嵌入式系统的低计算量、实时性好、低成本的动态误差抑制方法。该方法通过在扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter,EKF)算法前端引入一种无限脉冲响应滤波器(Infinite impulse response⁃extended Kalman filter,IIR⁃EKF),借助于二阶巴特沃斯低通滤波器(Butterworth filter,BF)对数据进行预处理来帮助EKF抑制高频或强干扰。IIR⁃EKF算法在STM32H743微控制器中实现,经过几种实验对比验证,结果表明:在EKF单独作用时,其数据方差较大,遇到震动干扰时,瞬时值误差较大;在无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)单独作用时,虽然其并不依赖初始噪音参数,其数据方差比EKF小,但还不足以满足要求;在加入BF后,数据方差明显减小,瞬时误差被大幅抑制,增强了系统的稳定性、抗干扰能力。 展开更多
关键词 惯性测量单元 数据解算 无限脉冲响应滤波器 四元数
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基于物联网技术的智慧农业大棚监控系统研究 被引量：4
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作者 王昆 贺海育 《粘接》 CAS 2019年第8期183-186,共4页
文章引入ZigBee技术、Web技术、通讯技术等多种新型物联网技术,研究了具有远程监控、智能操控和实时数据展示等多种功能的智慧农业大棚监控系统。智慧农业大棚监控系统采用了浏览器/服务器的架构模式,利用布置在大棚不同角落的图像、温... 文章引入ZigBee技术、Web技术、通讯技术等多种新型物联网技术,研究了具有远程监控、智能操控和实时数据展示等多种功能的智慧农业大棚监控系统。智慧农业大棚监控系统采用了浏览器/服务器的架构模式,利用布置在大棚不同角落的图像、温度、湿度和光照等传感器,通过手机或者计算机用户能够观察到大棚内各个角落的数据,并根据实时环境参数利用系统智能控制相应的设备进行生产,提高了生产效率。 展开更多
关键词 物联网技术 智慧农业大棚监控系统 浏览器/服务器
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基于2D建图算法的导航方法 被引量：3
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作者 李娜 贺海育 +1 位作者 贾伟 雍龙泉 《无线电工程》 北大核心 2022年第4期612-616,共5页
为了得到未知环境下的地图与路径规划信息,采用2D激光雷达获取室内深度信息,使用Gmapping与Hector算法进行自主定位与导航。在设计一辆智能监测系统小车的基础上,分别对2种算法进行测试和分析。结果发现,在车速较低、外部环境不复杂的... 为了得到未知环境下的地图与路径规划信息,采用2D激光雷达获取室内深度信息,使用Gmapping与Hector算法进行自主定位与导航。在设计一辆智能监测系统小车的基础上,分别对2种算法进行测试和分析。结果发现,在车速较低、外部环境不复杂的情况下,Gmapping较Hector算法有更好的鲁棒性,实现了精确定位与导航;但在无法精确计算里程计信息的情况下,Gmapping算法将无法使用,而此种情况下Hector算法更具有优势。 展开更多
关键词 智能监测系统小车 Hector算法 Gmapping算法 路径规划 自主建图
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