注意,梯度下降会导致我们的碗底,也就是说,到点
其中函数F的值最小。
X0号
X1型
X2个
3个
图4.3坡度下降示意图
人体位置检测的具体过程如下:
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首先,我们构建了如下函数:
E(r,θ)=ΔV1
2+ΔV2
2(4.10)
ΔV1和ΔV2分别定义如下:
(4.11)
(4.12)
式中,V1和V2表示测量电压。
我们也定义了搜索的起始点r0=0)(我们也从θ0开始
因此,设置如下迭代形式:
(4.13)
(4.14)
继续这个过程,从(rk,θk)到(rk+1,θk+1)。最合适的
当函数E(r,θ)达到一定精度(即E(r,θ)<1e-5)时,发现了点
通过不断调整C的值,最终得到C=0.005当
如图4.4所示。在这里,我们要做一些解释,那就是,
最速下降法可以与直线搜索相结合,找到局部最优解
每次迭代的步长为C。执行行搜索可能很耗时。
相反,使用固定的小C会导致收敛性差。因此,找到
在使用最速下降法的过程中,最佳C最为重要。
1()
E
k k C r r
k
k
1()
E
rk rk C r r r k公司
k
2
11
4
41
2
1 1 5 1 6 1 3 1 V V(a T a)[1 a()a()]/(r a)k k kαθ
(k0,1,2……)
()[1()()]/()2
12
4
42
2
2 2 5 2 6 2 3 2
△VVa T∮aa∮a∮r∮a k k kα
39
图4.4收敛图示例对于一些例子,最速下降法是相对缓慢接近最小值的:从技术上讲,这是比许多其他方法更好的渐近收敛速度。针对空调性能差的凸问题,最速下降法越来越“之字形”地成为近乎正交的梯度点,以最短的方向到达最低点。尽管最速下降法的优点在于:只要它存在,它就可以通过多次迭代找到最小值,但它也有一些缺点,例如,在最小函数定向之前需要大量的迭代,因为迭代过程中所采取的步数非常小,收敛速度很慢。虽然大步长会提高收敛速度,但也可能导致估计误差较大。
4.4准确性
通过对不同温度下人体位置的检测实验,通过对测量结果的比较,可以清楚地看出误差分布具有相似的输出条件,即距离越远,误差越大。因为精度表示测量值与实际值的接近程度,因此,距离越远,精度越低。为了验证
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产生这个原因,我们分析了这样的错误。根据检测到的位置坐标值(x,y),通过方程组(4.10)和式(4.11)求出相应的传感器输出电压值(V1,V2),再将(V1,V2)改为(V1±△V,V2±△V)(即△V=0.1v),从而得到新的检测位置,如(x±△x,y±△y)再次通过方程组。因此位置(±△x,±△y)表示与检测位置的偏差程度。图4.5显示了误差的分布,说明了距离越远,精度越低。
图4.5误差分布(点平均检测位置,节点平均位置误差)。
4.5实验结果
分别在两种情况下对实验进行了讨论。情况1如图4.6(a)所示,即两个传感器保持在一起,并使它们之间的角度为10°、15°、30°等。情况2与图4.6(b)相同的场景中,只要两个传感器稍微相距,传感器1正面朝前,传感器2固定在距离传感器1一定距离处,并保持10°、20°、30°等正面方向如图4.6所示,图4.7为实验场景。
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传感器
1
传感器
2
r2 r1型
θ2θ1
表
(一)
传感器
1
传感器
2
人类
r2 r1型
θ2
θ1
表
α
d
(二)
图4.6检测人体的两种布置方式
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图4.7实验现场照片。情况1的详细描述如下。两个传感器位于离地0.7m高度的工作台上,地面上的测量位置是这样安排的:我们定义θ增量为15°,测量范围为[-45°,45°],而r在1m内的增量为0.2m,超过1m的增量为0.5m,可测范围为[0.2m,2.5m]。检测到的位置可由计算机屏幕直接读取。在任何情况下,所有的实验都是在这个场景中完成的。如前所述,我们分别通过 |