面向智能巡检机器人的计算卸载策略研究

来源 :西安工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:calvinly1989718
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
智能巡检机器人是互联网发展的产物之一,通过搭载各种智能检测装置以及智能化应用实现对工厂的智能识别与监测。智能巡检机器人自身配有充电装置进行自动充电,不仅充分发挥了巡检机器人智能、灵活的优点,也实现了巡检机器人代替人工完成不间断、高频率的巡检。然而,巡检机器人因为其电池寿命短、计算能力有限等约束导致智能化程度不足,对于像识别算法等一系列计算密集型任务无法快速解决并及时作出反馈。移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的出现不仅解决了巡检机器人因算力不足导致计算密集型任务无法及时处理的问题还满足了巡检机器人任务低时延的需求。一方面边缘服务器的内存容量和执行效率远高于巡检机器人,巡检机器人将任务上传至MEC服务器执行降低了巡检机器人的执行能耗;另一方面边缘服务器在靠近用户的网络边缘部署,有效降低了服务器对任务做出响应的时延,实现巡检机器人实时监测和分析的目的。因此,本文将MEC技术与巡检机器人相结合,对MEC服务器的部署策略以及计算卸载策略展开研究,旨在降低巡检机器人的能耗和任务的访问时延,提高巡检效率。本文主要工作如下:(1)在边缘服务器部署方面。本文提出了改进的Top-K算法,综合考虑了基站间的距离、基站在其所属基站集群所占权重比以及边缘服务器的覆盖范围等,旨在降低任务的访问延迟,提高服务器利用率并均衡各服务器负载等。首先将服务器部署在任务量最大的基站,根据服务器的覆盖范围和处理能力划分基站集群,然后屏蔽该基站集群。由此反复,直到所有基站都被服务器覆盖。最后为了降低基站集群中所有任务的访问时延,本文根据基站在基站集群所占权重比以及基站与服务器之间的距离调整服务器的位置。仿真实验结果证明,在边缘服务器的利用率方面,本文提出的改进Top-K算法相较于Random、K-means和Top-K等算法分别提高了3.79%、37.25%和15.55%。在服务器负载方面,改进的Top-K算法与Random、K-means和Top-K算法相比分别提高了54.83%、40.6%和24.49%。(2)在计算卸载策略方面。本文针对遗传算法求解后期容易陷入局部最优造成求解效率低与蚁群算法搜索初期消耗大量时间进行信息素的积累导致求解速度慢的不足,设计了遗传-蚁群融合算法。首先设计了遗传算法的适应度函数判断算法结果的优劣,然后为了扩大可行解的搜索空间设计了遗传算法的交叉操作和变异操作以及蚁群算法的信息素更新函数。在融合算法中,将遗传算法的解作为蚁群算法的初始解,这样既发挥了遗传算法的快速收敛性与蚁群算法的高并行性,又解决了二者在算法执行过程中的缺陷。仿真实验结果证明,在迭代次数一定的情况下改变任务数量,融合算法的目标函数值相较于遗传算法和蚁群算法分别降低了54.72%、27.39%;在任务个数一定的情况下,改变迭代次数,融合算法的目标函数值相较于遗传算法和蚁群算法分别降低了49.28%、28.3%。
其他文献
夏比冲击试验(Charp Impact)和准静态断裂韧度试验(Quasistatic Fracture Tough ness)是评定管线钢材质量的两种重要力学试验,本文主要研究这两种力学试样断口图像的特征区域识别和相关特征参数评定的智能化。对于夏比冲击试样的评定,我国现行标准中给出了以对比法和游标卡尺测量法为主要测量方法的多种评定手段,以此计算夏比冲击试样断口的纤维断面率,作为评定钢材质量的指标。
学位
学位
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)受光照、天气等限制较小,可以全天候提供高分辨率的目标图像。视频SAR可以以一定帧频连续捕获SAR目标,从而将观测场景的动态信息以视频的方式呈现出来,为场景实时感知提供了可能。但是,由于视频SAR技术刚刚起步,可以公开获取的视频SAR图像非常有限,这给相关场景感知技术研究带来了很大困难。鉴于这一现状,本文采用生成对抗技术,对
学位
三维重建是计算机视觉的一个热门研究方向,其主要目标是通过物体的二维特征精确地恢复它的三维特征。传统的三维重建通过使用高分辨率的图像采集设备获取目标物体的二维特征,然后使用算法重建它的三维特征,但是算法的计算量较大、实时性较差,且易受图像采集设备和拍摄条件的影响,导致目标的三维重建精度无法得到保证。近年来,随着神经网络和深度学习技术的发展,国内外学者通过训练深度学习模型来实现二维图像到三维特征的转化
学位
随着互联网技术被越来越广泛的应用,稳定且高速率的数据传输协议受到广泛关注,传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)因其高可靠性,一直被应用于可靠的消息发送和文件传输,但TCP协议仅仅只能使用一个物理接口进行通信。当前嵌入式设备广泛配备多类网络接口,且具有多接口并行通信的需求,因此,传统TCP传输协议已经难以满足日益变化的通信环境与用户需求。同时,互联网是一
学位
行人重识别研究在当前有着非常高的关注度和实际应用价值,不同学者从不同的角度展开研究,并且取得了一些研究成果。通过行人重识别来获取行人行走过程中的图像信息,进而对行人的特殊特征信息进行提取,在实际场景中得到有效利用。通过梳理已有的实现方法,往往会提到要设置一个关键的前置条件,要求行人行走过程中,保持水平姿态,这样就能够获取到对称图像数据信息。除此之外,还有一些方法在使用的时候,着重是对有效特征区域的
学位
近年来,随着雷达监测与深度学习技术的迅速发展,基于深度学习的RCS数据目标识别已然成为了一个新的研究方向,在军事、民用等领域都被广泛应用。在我们利用深度学习技术训练RCS目标识别模型的过程中,常常遇到因样本难以采样,无法提供充足的样本进行模型训练,进而导致目标识别准确率低的问题。为了解决这一问题,本文从不同的角度出发,分别采用了两种不同的元学习算法,使得在少量样本的情况下可以实现目标物体的识别。本
学位
目前,“停车难”越来越成为国内各大城市面临的主要城市问题之一,在已经形成的城市格局下,匮乏的停车位资源导致人们对于车位实时可用性信息迫切需求。本文提出一种基于群体感知的车位推荐系统,利用群体感知技术灵活便捷的优势采集车位状态信息,并对这些信息处理分析后将可用停车位列表推荐给驾驶员,从而实现一种“人人为我,我为人人”的设计理念。在将群体感知技术和车位状态感知任务融合的过程中,如何激励更多用户参与感知
学位
文章结合册亨县板万一期90MWp光伏发电项目全过程施工现场管理,简要介绍了光伏发电项目施工现场管理过程中的管理要点及常遇到的一些问题,采取的应对措施及在施工现场管理过程中总结的一些经验。
期刊
行人重识别技术主要利用行人数据集训练的神经网络提取行人特征、进行目标行人的判别。然而,典型行人重识别数据集数量有限,且采集的行人图像存在姿态多变与风格变化等干扰因素,同时传统特征提取方法容易忽略身份敏感相关信息,导致现有行人重识别方法不能有效学习多种判别性特征,缺少有效检索范围判定,而出现检索性能低的问题。针对以上问题,本文使用风格信息和姿态信息进行图像合成,扩充数据集,并依据属性相关性减少属性个
学位