基于人工免疫的溺水特征識(shí)別系統(tǒng).pdf

1、由生物啟發(fā)的計(jì)算可分為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算、人工免疫系統(tǒng)(AIS)和群智能等。其中AIS作為一個(gè)相對(duì)年輕的研究領(lǐng)域在最近幾年尤為活躍，已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)重要分支。AIS是根據(jù)生物免疫系統(tǒng)機(jī)理和特征等開(kāi)發(fā)的，并能解決工程問(wèn)題的計(jì)算或信息系統(tǒng)。其起源于生物學(xué)家將免疫學(xué)理論向工程領(lǐng)域的拓展，人們嘗試模擬生物免疫系統(tǒng)機(jī)制或現(xiàn)象的方法解決計(jì)算機(jī)安全、故障診斷和工業(yè)控制等領(lǐng)域的一些難題。AIS研究與應(yīng)用相輔相成、并行發(fā)展，其研究可分為理論研

2、究、系統(tǒng)建模和算法研究三個(gè)方向，本文著重討論和研究AIS算法研究部分。
　　隨著對(duì)AIS應(yīng)用的推廣和研究的深入，其缺陷或局限性也日益凸顯，研究人員也根據(jù)應(yīng)用需求提出了各種改進(jìn)算法。本文基于對(duì)經(jīng)典克隆選擇算法和動(dòng)態(tài)克隆選擇算法的研究，總結(jié)出其存在實(shí)時(shí)性差、不能動(dòng)態(tài)響應(yīng)抗原信息的變化或者響應(yīng)緩慢等缺陷，并提出了一種實(shí)時(shí)性克隆選擇算法彌補(bǔ)現(xiàn)有人工免疫算法的這一缺陷，并在嵌入式平臺(tái)上予以應(yīng)用和驗(yàn)證。
　　主要研究?jī)?nèi)容可分為AIS算法

3、理論研究及其在嵌入式平臺(tái)上的應(yīng)用兩個(gè)方面。
　　理論研究方面，在對(duì)已有的人工免疫系統(tǒng)模型和克隆選擇算法深入研究的基礎(chǔ)上，提出了實(shí)時(shí)性克隆選擇算法。該算法主要改進(jìn)內(nèi)容有:
　?、贆z測(cè)器訓(xùn)練與檢測(cè)器檢測(cè)不再是一個(gè)完全獨(dú)立的過(guò)程，將檢測(cè)器訓(xùn)練分為抗原基本特征學(xué)習(xí)和抗原特異特征學(xué)習(xí)兩個(gè)部分，并將特異特征學(xué)習(xí)嵌入在檢測(cè)階段;
　?、诳贵w庫(kù)中有針對(duì)不同長(zhǎng)度抗原的抗體，且變異時(shí)抗體長(zhǎng)度也可作為一變異項(xiàng)進(jìn)行變異;
　?、蹤z測(cè)器檢

4、測(cè)的過(guò)程中，根據(jù)外界抗原的不同動(dòng)態(tài)調(diào)整抗體庫(kù)中的抗體親合度計(jì)算優(yōu)先級(jí)，對(duì)檢測(cè)子進(jìn)行優(yōu)化。
　　實(shí)際應(yīng)用方面，明確溺水特征識(shí)別系統(tǒng)的各項(xiàng)功能需求，在完成其可行性分析、系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)、軟硬件模塊劃分和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將提出的實(shí)時(shí)性克隆選擇算法在嵌入式平臺(tái)上加以運(yùn)用，并驗(yàn)證其準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。主要工作內(nèi)容有:
　　①根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，完成系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、框架設(shè)計(jì)和模塊劃分，硬件部分劃分信號(hào)采集與預(yù)處理模塊、無(wú)線傳輸模塊和主控模