【专题目录】新年第一期，喜迎开门红！

瑞雪兆丰年、喜迎开门红！IJAC新年第一期，集结了2018年IEEE ICAC大会的部分优秀论文，涵盖精准农业、公共安全、室内导航、人机协作、流程管理等诸多领域，精选综述、精华内容，全文开放获取！

RECOMMEND专题目录

Special Issue on Addressing Global Challenges through Automation and Computing

客座编辑:

Dr. Jie Zhang, Newcastle University, UK

Prof. Zhijie Xu, University of Huddersfield, UK

Prof. Dongbing Gu, University of Essex, UK

专题列表:

https://link.springer.com/journal/11633/16/1

01 综述

Key Crowdsourcing Technologies for Product Design and Development (开放获取)

Xiao-Jing Niu, Sheng-Feng Qin, John Vines, Rose Wong, Hui Lu

摘要节选：

不论是世界百强企业，还是中小型企业，传统意义上，都会通过雇佣更多技术熟稔、专业能力强的劳动力来提高生产力、保持竞争优势。现在，很多中小型企业都会通过在线上广招贤士来提高生产效率。这一汇集人才的新型方法称为"众包"。本文聚焦"众包"这一概念，从公开问题、奖励机制、大众资质、大众组织结构、解决方法评估、工作流程、质量控制等几个方面，概括了应用于"众包"的框架、平台、工具和技术；并提出将"众包"应用于产品设计及发展过程中的框架和所需的技术及工具，同时指出可能面临的四大主要挑战。为了解决这些挑战，研究人员最后列出了八条指导构建众包协作设计平台的建议。

中文导读：

关键词:

Crowdsourcing technologies, product design and development (PDD), communication, information sharing, design evaluation, feedback.

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1138-7

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-018-1138-7

02 研究论文

Potential Bands of Sentinel-2A Satellite for Classification Problems in Precision Agriculture (开放获取)

Tian-Xiang Zhang, Jin-Ya Su, Cun-Jia Liu, Wen-Hua Chen

摘要节选:

当前，新型遥感卫星提供的高光谱、高时间空间分辨率的遥感图像为精准农业中的分类问题提供了新的手段。很多在农业遥感中所遇到的问题和挑战都可以通过监督分类对遥感图像进行直接处理并加以解决，比如作物种类分类、疾病及胁迫(包括杂草、干旱、氮胁迫)监测。 本文以不同光谱波段信息为要素提取特征，着重探讨了基于机器学习分类器的直接分类法，而不是基于特定指数的分类方法。在这篇文章中，作者以哨兵-2A卫星(Sentinel-2A image)图像进行土地覆盖分类为例，应用支持向量机算法对五类对象(包括作物、树木、土壤、水、路)进行分类，并比较了针对该问题光谱特征选择的四种方法，从而验证了所提直接分类方法的有效性。第一种方法采用传统的经验指数作为特征要素，方法二则是使用普遍被研究人员关注的与特殊指数相关的光谱信息，如红光、近红外、短波红外，方法三通过相互信息进行分级，从而选取针对该分类问题评分较高、更为有效的光谱信息，方法四将卫星传感器的13个光谱波段全部作为特征要素进行应用。

中文导读：

关键词:

Sentinel-2A, remote sensing, image classification, supervised learning, precision agriculture.

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1143-x

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-018-1143-x

03 研究论文

Effective Crowd Anomaly Detection Through Spatio-temporal Texture Analysis

Yu Hao, Zhi-Jie Xu, Ying Liu, Jing Wang, Jiu-Lun Fan

摘要节选:

高密度场合中的人群异动会对公共安全造成很大威胁。尽管现在到处都安装了闭路电视监控系统(closed-circuit television (CCTV) cameras)，却很难通过该系统获取实时警报(real-time alerts)、实现自动响应(automated responses)。本研究取得了两项重要突破：首先，研究者提出时空纹理提取算法(spatial-temporal texture extraction algorithm)，该算法采用基于Gabor的纹理识别(Gabor-filtered textures)，可有效提取包括大量人群移动细节的视频纹理(video textures)。其次，本研究设计出一种全新的方案来定义人群移动模式(特征)，通过增强灰度共生矩阵模型(enhanced gray level co-occurrence matrix model)识别人群异动。最终的实验结果表明，该方法在准确度和监测效率上均优于其他方法。

关键词:

Crowd behavior, spatial-temporal texture, gray level co-occurrence matrix, information entropy. 

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1141-z

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-018-1141-z

04 研究论文

Multi-layer Contribution Propagation Analysis for Fault Diagnosis

Ruo-Mu Tan, Yi Cao

摘要节选:

近年来，多层特征提取算法(feature extraction algorithms)在机器学习和模式识别领域得以快速发展，这也启发并促进了其在多元统计过程监控(multivariate statistical process monitoring)中的应用。本文首先回顾了当前两种用于故障诊断(fault detection)的多层线性方法(multilayer linear approaches)，而后在模拟实验中(analogy)提出了一种新方法。为了构建可用于连续故障诊断(fault diagnosis in succession)的总体框架，本文还开展了贡献传播分析(contribution propagation analysis)，延伸和拓展了多元统计过程监控中变量贡献(contribution of variables)的原始定义，并在故障诊断阶段，将多层线性特征提取算法与单层特征提取方法得出的错误诊断结果进行了对比。通过上述几种方法得出的变量贡献图验证了本文提出的贡献传播分析在多层线性算法中所起的作用及实际效能。

关键词:

Process monitoring, fault detection and diagnosis, contribution plots, feature extraction, multivariate statistics.

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1142-y

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-018-1142-y

05 研究论文

Optimization RFID-enabled Retail Store Management with Complex Event Processing

Shang-Lian Peng, Ci-Jian Liu, Jia He, Hong-Nian Yu, Fan Li

摘要节选:

零售商善用射频识别技术(Radio frequency identification，简称RFID)进行管理，但搭载RFID技术的管理系统需要优化工作流，从而更好地实现实时决策。本文主要研究基于RFID零售商管理系统的复杂事件处理(complex event processing，简称CEP)，并集中于自动货架补给决策(automated shelf replenishment decisions)。研究者将不同事件查询定义为不同类型，从而得以对RFID数据流中不同标签等级(如物品等级、包装等级)的零售商工作流操作(retailer store workflow action)进行描述。此外，基于评价模式的非确定有限自动机(Non-deterministic finite automata，简称NFA)可用于监测事件模式(detect event patterns)。在事件监测过程中，为使得事件模式与结果相匹配，本文还应用了优化算法来分享事件监测结果(share event detection results)。实验结果表明本文所提算法可有效优化零售商管理工作流。

关键词:

Complex event processing (CEP), radio frequency identification (RFID), Internet of things, data stream, supply chain, retail store.

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1164-5

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-018-1164-5

RECOMMEND当期论文综述01

A Survey of the Research Status of Pedestrian Dead Reckoning Systems Based on Inertial Sensors

Yuan Wu, Hai-Bing Zhu, Qing-Xiu Du, Shu-Ming Tang

摘要节选:

研究和开发可大范围推广的低成本、便携的室内行人航迹推演系统，需要突破哪些难关？本文基于惯性传感器的行人航迹推演系统(简称IPDR系统)的相关研究，从微观和宏观角度进行了高度总结和概述。首先，将IPDR系统解耦成若干独立的子问题，并分别讨论和总结了各个子问题所涉及的技术与解决方案；其次，提出了一个IPDR系统的通用框架，并把具体的IPDR系统视为解决每个子问题的技术组合；最后，基于上述研究，创新性地提出了一个通用的IPDR技术路线图结构。

中文导读：

关键词:

Inertial measurement unit (IMU), pedestrian dead-reckoning, indoor navigation, technical route, general framework.

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1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-018-1150-y

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http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-018-1150-y

研究论文02

A Reliability Aware Protocol for Cooperative Communication in Cognitive Radio Networks

Munam Ali Shah, Si-Jing Zhang, Hong-Ji Yang

摘要节选:

在认知无线网络中(cognitive radio (CR) networks)，最具挑战的任务之一是建立一个公共控制信道(common control channel)用以交换控制信息(exchange control information)。本文提出了一种全新的CR网络介质接入控制协议(medium access control (MAC) protocol)，可在CR节点间高效且智能地建立起公共控制信道，该协议是首个混合性CR MAC协议，其本身的动态性可使CR节点以更快的速度汇集于新建立的控制信道上。分析结果表明，本文提出的协议具有动态性、混合性和自适应的特点，较其他CR MAC协议有更大的吞吐量(throughputs)。

关键词:

Cognitive radio, common control channel, co-operative communication, medium access control (MAC) protocols, DTMC.

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1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-016-0995-1

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-016-0995-1

研究论文03

Virtual Plate Based Controlling Strategy of Toy Play for Robot's Communication Development in JA Space

Wei Wang, Xiao-Dan Huang

摘要节选:

当类人机器人具备共同注意力(joint attention (JA) ability)后，玩玩具(Toy play)便成为它的一项基本技能，这一技能有助于实现人机交互与合作，对提升机器人与人的交流能力非常重要。本文基于搭载了5自由度串联机器手臂(serial robot arm)的虚拟面板(virtual plate)，试图得出共同注意空间(JA space)中的玩具控制策略(toy play controlling strategy)。首先，研究者构建了一个共同注意可达到的空间(reachable space)，而后提出了详细的玩具控制策略(toy play controlling strategy)。

关键词:

Human robot cooperation, joint attention (JA) space, reachable space, toy play ability, a virtual plate. 

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-016-1022-2

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-016-1022-2

研究论文04

Iterative Selection of GOB Poles in the Context of System Modeling

Anis Khouaja, Hassani Messaoud

摘要节选:

本文提出了三种算法，可在线性系统建模时用来优化GOB(generalized orthonormal bases)的极点(poles)。前两种算法主要关注最优实极点(optimal real poles)，第三种算法则转向更为复杂的线性系统，旨在优化实极点和复极点(complex GOB poles)。这三种算法非常容易实现，无需借助其他数值优化技术(numerical optimization technique)，也不会遇到其他算法中出现的局部极小(local minima)问题。在三个分析系统中开展的仿真实验证实了上述三种算法的有效性。

关键词:

Generalized orthonormal bases (GOB), Laguerre functions, Kautz functions, pole estimation, modelling, identification.

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-016-0984-4

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-016-0984-4

研究论文05

Special Spectral Approach to Solutions of SISO LTI H-Optimization Problems

Evgeny I. Veremey

摘要节选:

本文旨在解决线性时不变系统(linear time invariant (LTI) systems)的优化问题(H-optimization problems)。基于Riccati方程组(Riccati equations)、线性矩阵不等式(linear matrix inequalities)或最大熵技术(maximum entropy technique)，可以有效解决文中提到的优化问题。然而，本文研究者认为还可以通过一种特殊的光谱法来提升综合计算效率(computational efficiency of synthesis)。文章详细讨论了相关细节，并提出了可有效将光谱法(spectral approach)应用于实际的数值算法(efficient numerical algorithms)。

关键词:

Stabilizing controller, performance index, synthesis, H-optimization, spectral approach.

全文下载:

1)SpringerLink:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11633-017-1110-y

2)IJAC URL:

http://www.ijac.net/en/article/doi/10.1007/s11633-017-1110-y

THE END

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本文编辑：欧梨成

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