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摘要:随着社会的发展,相关向量机越来越广泛应用于生活的各个层面,它能广泛解决一些难以解决的复杂问题,在社会生活的各个领域,它都发挥着至关重要的作用。本文主要论述了相关向量机的定义,特征,发展趋向,以及在机械生产实际中的运用。
关键词:相关向量机;发展趋向;机械生产实际中的运用。
一、相关向量机
(一)定义
相关向量机,简称RVM,是一类由Micnacl E.Tipping于2000年提出的与SVM近似的稀疏概率模型,是一种新的监督学习方式。单片机是在贝叶斯框架的基础上进行训练的,根据主动相关决策理论,在先验概率的结构下来删除毫不相干的点,进而得到稀疏化的概率化模型。在样品数据的迭代训练过程当中,大部分参数的后验分布趋向于零,与展望的数值毫无关系,相关向量则是那些非零参数相对的点,展现了数据中最主要的特质。
(二)基本特征
RVM是基于贝叶斯框架来构建的机器学习算法。它不局限于梅西定理,在选择核函数的时候,我们可以创建任意的核函数,不需要设置惩罚因子。RVM不仅可以得到二值输出,还可以得到概率输出。由于RVM的参数会自动赋值,所以RVM不会出现过学习这些问题。RVM加倍稀疏,测试的时间比较短,更加适合用于在线检测。RVM的相关向量会跟着训练样本的增长而增長,然而增长速率比较慢。RVM训练的时间比较长。RVM最重要的是能够测试没有训练过的样本。
二、相关向量机的发展趋势
随着社会科技水平的提高,相关向量机越来越在应用领域得到了快速的发展,尤其在智能预测、语音图像信息处理、故障诊断、模式分类有着比较好的发展。但是,在解决多类模式识别问题的时候,分类的精度和训练识别的时间不能够同时兼顾。随着越来越多的人对相关向量机的研究,这类技术得到了更多的优化和改善。在最近几年,相关向量机也在人脸识别、发动机故障诊断等领域有着突破性的发展,并且在医学机械、机电机械产品设计、农业机械产品方面也有着独特性的作用。跟着相关向量机的成熟,相关向量机愈来愈应用于机械生产实际的各大层面,对增进咱们社会的发展有着非常重要的作用。
三、相关向量机在机械生产实际当中的应用
(一)在医学机械的应用:
研究人员使用表面肌电信号当作步态辨别信息源,经过索取表面肌电信号的特质.而且将冗余的信息利用核主因素剖析法除去,获得了人体活动的步态特征的值,然后使用相关向量机方法对步态特质进行分类,能够准确识别人体平走、上坡、下坡、上楼、下楼五个行动。与传统分类方法SVM、BP神经网络等相比,利用RVM方法对步态进行分类,识别率会变得最高,识别时间也会变得更短,而且在训练样本很少时会取得更好的识别效果.利用相关向量机获得的准确数据,可以有效的帮助科技人员对可穿戴医疗设备进行研究,使其更加准确的执行动作,帮助残疾人及肢体受伤者进行肢体康复和行动。
(二)在机电产品设计和故障诊断方面:
以风机齿轮箱为例,研究人员利用RVM建立风机齿轮箱的故障诊断模型,首先是利用实验台获取数据,利用电火花来实现快速逼真的模拟风机齿轮箱轴承故障,然后对故障特征进行提取,以频带能量作为特征量,形成RVM的训练集和测试集,并采用“一对多”的分类方法,来实现轴承的多类故障分类,并在各个子训练集中进行RVM模型学习。通过实验结果测定及部分产品实践验证,基于相关向量机的故障诊断方式要远比传统的BPNN和SVM在故障诊断的功用和准确性方面的成效要好的多。
(三)在农业机械方面:
研究人员们利用相关相量积来提高变量施肥的精度和均匀性,并通过RVM实现了施肥控制序列的近优实时计算。首先通过实验进行模拟排肥,并考虑漏斗开度和槽轮转速的相互影响,以及两者的响应时间和工作死区等特性,通过小样本准确模拟学习,来实现最佳控制参数的确定,并能够实现在真实的田地生产中达到指令响应及时、施肥均匀准确。通过在田间工作实践中证实,利用该法子的施肥机,平均施肥误差小于4%,而且防止了车载计算机运算功能与控制响应的冲突,解决了传统单变量调节施肥的精度低和范围小的问题,同时也减少了种子的破损率。
(四)总结
之所以相关向量机应用前景比较宽广,正是因为相关向量机具有强大的学习能力。通过对其训练,则可以解决复杂函数问题,训练得出其函数参数,进而近似得出表达式。相关向量机应用在经济、医学、农业生产、图像检索、视频追踪、机械产品设计等多个领域。在过去的几年内,相关向量机的理论和应用研究在各个领域都取得了比较好的成绩,但是由于相关向量机的研究在很多方面的难题还没有解决,例如它适合快速处理小样本数据集,对于处理大样本数据,相关向量机还不能实现快速高效的处理,以致于它在实际的应用发展中受到了阻碍。因此在今后,相关向量机的研究重点将会是怎样克服它的缺点,如何将其更好的应用到社会实际生产当中去。随着研究人员对其理论的不断研究,并且对其应用层次的逐渐细化,我们相信相关向量机的理论和应用研究在未来将会有长足的发展,并且相关向量机对各个领域的发展会有重要的作用。
参考文献:
[1]刘磊,杨鹏,刘作军,宋寅卯. 采用核主成分分析和相关向量机的人体运动意图识别[J].机器人,2017,9.
[2]卢锦玲,绳菲菲,赵洪山. 基于相关向量机的风机齿轮箱故障诊断方法[J]. 华 北 电 力 大 学 学 报.2017.3
[3]苑 进,刘成良,古玉雪,苗中华. 基于相关向量机的双变量施肥控制序列优化[J].2011.11
关键词:相关向量机;发展趋向;机械生产实际中的运用。
一、相关向量机
(一)定义
相关向量机,简称RVM,是一类由Micnacl E.Tipping于2000年提出的与SVM近似的稀疏概率模型,是一种新的监督学习方式。单片机是在贝叶斯框架的基础上进行训练的,根据主动相关决策理论,在先验概率的结构下来删除毫不相干的点,进而得到稀疏化的概率化模型。在样品数据的迭代训练过程当中,大部分参数的后验分布趋向于零,与展望的数值毫无关系,相关向量则是那些非零参数相对的点,展现了数据中最主要的特质。
(二)基本特征
RVM是基于贝叶斯框架来构建的机器学习算法。它不局限于梅西定理,在选择核函数的时候,我们可以创建任意的核函数,不需要设置惩罚因子。RVM不仅可以得到二值输出,还可以得到概率输出。由于RVM的参数会自动赋值,所以RVM不会出现过学习这些问题。RVM加倍稀疏,测试的时间比较短,更加适合用于在线检测。RVM的相关向量会跟着训练样本的增长而增長,然而增长速率比较慢。RVM训练的时间比较长。RVM最重要的是能够测试没有训练过的样本。
二、相关向量机的发展趋势
随着社会科技水平的提高,相关向量机越来越在应用领域得到了快速的发展,尤其在智能预测、语音图像信息处理、故障诊断、模式分类有着比较好的发展。但是,在解决多类模式识别问题的时候,分类的精度和训练识别的时间不能够同时兼顾。随着越来越多的人对相关向量机的研究,这类技术得到了更多的优化和改善。在最近几年,相关向量机也在人脸识别、发动机故障诊断等领域有着突破性的发展,并且在医学机械、机电机械产品设计、农业机械产品方面也有着独特性的作用。跟着相关向量机的成熟,相关向量机愈来愈应用于机械生产实际的各大层面,对增进咱们社会的发展有着非常重要的作用。
三、相关向量机在机械生产实际当中的应用
(一)在医学机械的应用:
研究人员使用表面肌电信号当作步态辨别信息源,经过索取表面肌电信号的特质.而且将冗余的信息利用核主因素剖析法除去,获得了人体活动的步态特征的值,然后使用相关向量机方法对步态特质进行分类,能够准确识别人体平走、上坡、下坡、上楼、下楼五个行动。与传统分类方法SVM、BP神经网络等相比,利用RVM方法对步态进行分类,识别率会变得最高,识别时间也会变得更短,而且在训练样本很少时会取得更好的识别效果.利用相关向量机获得的准确数据,可以有效的帮助科技人员对可穿戴医疗设备进行研究,使其更加准确的执行动作,帮助残疾人及肢体受伤者进行肢体康复和行动。
(二)在机电产品设计和故障诊断方面:
以风机齿轮箱为例,研究人员利用RVM建立风机齿轮箱的故障诊断模型,首先是利用实验台获取数据,利用电火花来实现快速逼真的模拟风机齿轮箱轴承故障,然后对故障特征进行提取,以频带能量作为特征量,形成RVM的训练集和测试集,并采用“一对多”的分类方法,来实现轴承的多类故障分类,并在各个子训练集中进行RVM模型学习。通过实验结果测定及部分产品实践验证,基于相关向量机的故障诊断方式要远比传统的BPNN和SVM在故障诊断的功用和准确性方面的成效要好的多。
(三)在农业机械方面:
研究人员们利用相关相量积来提高变量施肥的精度和均匀性,并通过RVM实现了施肥控制序列的近优实时计算。首先通过实验进行模拟排肥,并考虑漏斗开度和槽轮转速的相互影响,以及两者的响应时间和工作死区等特性,通过小样本准确模拟学习,来实现最佳控制参数的确定,并能够实现在真实的田地生产中达到指令响应及时、施肥均匀准确。通过在田间工作实践中证实,利用该法子的施肥机,平均施肥误差小于4%,而且防止了车载计算机运算功能与控制响应的冲突,解决了传统单变量调节施肥的精度低和范围小的问题,同时也减少了种子的破损率。
(四)总结
之所以相关向量机应用前景比较宽广,正是因为相关向量机具有强大的学习能力。通过对其训练,则可以解决复杂函数问题,训练得出其函数参数,进而近似得出表达式。相关向量机应用在经济、医学、农业生产、图像检索、视频追踪、机械产品设计等多个领域。在过去的几年内,相关向量机的理论和应用研究在各个领域都取得了比较好的成绩,但是由于相关向量机的研究在很多方面的难题还没有解决,例如它适合快速处理小样本数据集,对于处理大样本数据,相关向量机还不能实现快速高效的处理,以致于它在实际的应用发展中受到了阻碍。因此在今后,相关向量机的研究重点将会是怎样克服它的缺点,如何将其更好的应用到社会实际生产当中去。随着研究人员对其理论的不断研究,并且对其应用层次的逐渐细化,我们相信相关向量机的理论和应用研究在未来将会有长足的发展,并且相关向量机对各个领域的发展会有重要的作用。
参考文献:
[1]刘磊,杨鹏,刘作军,宋寅卯. 采用核主成分分析和相关向量机的人体运动意图识别[J].机器人,2017,9.
[2]卢锦玲,绳菲菲,赵洪山. 基于相关向量机的风机齿轮箱故障诊断方法[J]. 华 北 电 力 大 学 学 报.2017.3
[3]苑 进,刘成良,古玉雪,苗中华. 基于相关向量机的双变量施肥控制序列优化[J].2011.11