شماره ركورد
34616
پديد آورنده
فواد ياسر
عنوان
ادغام حسگرهاي فدرال بهبود يافته با هوش مصنوعي براي پروفايلينگ زمينه مكاني با حفظ حريم خصوصي در دستگاههاي تلفن همراه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسى كامپيوتر
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404-11-28
استاد راهنما
ابوالفضل ديانت
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
مهندسى كامپيوتر
چكيده
اين پاياننامه يك راهحل جامع براي ادغام حسگرهاي فدرال با كمك هوش مصنوعي براي پروفايلبندي زمينه مكاني با حفظ حريم خصوصي در دستگاههاي تلفن همراه ارائه ميدهد. در حالي كه روش سنتي مبتني بر GPS دقيق است، اما به شدت از نظر انرژي ناكارآمد و ناقض حريم خصوصي است. براي غلبه بر اين مشكل، روش پيشنهادي از شتابسنجها و ژيروسكوپهاي حسگرهاي IMU كممصرف براي استخراج زمينههاي مكاني معنايي مانند محيط داخلي-خانه، محيط داخلي-عمومي و محيط خارجي-حركتي استفاده ميكند.
راهكار تركيبي يادگيري ماشين، جنگل تصادفي، ماشينهاي بردار پشتيبان و پرسپترونهاي چندلايه را تركيب ميكند. براي تشويق به استفاده حداقلي از منابع محاسباتي، مدلهاي جنگل تصادفي محلي با عمق درخت كاهشيافته (15) و تعداد تخمينگرهاي كاهشيافته (50) بهينهسازي شدند كه براي CPUها سازگار با موبايل هستند. يادگيري فدرال (FL) از طريق الگوريتم FedAvg براي مديريت آموزش مشترك 30 كلاينت توزيعشده بدون به اشتراكگذاري دادههاي خام استفاده ميشود. بر اساس مجموعه دادههاي UCI HAR در يك محيط شبيهسازي ابري (Google Colab) با پايتون 3.12، نتيجه آزمايش تأييد ميكند كه اين چارچوب در طبقهبندي متمركز 99.84٪ دقيق است و در تنظيمات فدرال دقت 96.7٪ را حفظ ميكند. اين سيستم 57.2٪ صرفهجويي در انرژي را نسبت به محليسازي GPS ارائه ميدهد. اين رويكرد، سيستمهاي تلفن همراه آگاه از مكان آينده را قادر ميسازد تا از طريق محاسبات روي دستگاه، تعادلي بين دقت بالا، حريم خصوصي كامل دادهها و بهرهوري انرژي برقرار كنند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/12/04
عنوان به انگليسي
AI -ENHANCED FEDERATED SENSOR FUSION FOR PRIVACY-PRESERVING LOCATION CONTEXT PROFILING ON MOBILE DEVICES
تاريخ بهره برداري
2/23/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فواد ياسر
چكيده به لاتين
This thesis provides a holistic solution for AI-assisted federated sensor fusion for privacy-preserving location context profiling on mobile devices. While the traditional GPS-based method is accurate, it is grossly energy-inefficient and privacy-violating. To overcome this, the proposed method employs the low-energy IMU sensorsʹ accelerometers and gyroscopes to derive semantic location contexts like Indoor-Home, Indoor-Public, and Outdoor-Moving.
The hybrid machine learning solution combines Random Forest, Support Vector Machines, and Multi-Layer Perceptrons. To encourage the minimal usage of computational resources, local Random Forest models were optimized with a reduced tree depth (15) and reduced numbers of estimators (50), which are mobile-friendly for CPUs. Federated Learning (FL) is utilized via the FedAvg algorithm to manage the joint training of 30 distributed clients without sharing raw data.
Based on the UCI HAR dataset in a cloud simulation setup (Google Colab) with Python 3.12, the experimental outcome verifies that the framework is 99.84% accurate in centralized classification and retains 96.7% accuracy in federated settings. The system provides 57.2% energy savings over GPS localization. This approach will empower future location-aware mobile systems to strike a balance between high accuracy, full data privacy, and energy efficiency through on-device computation.
كليدواژه هاي فارسي
يادگيري فدرال , ادغام حسگرها , محاسبات آگاه از متن , حسگرهاي IMU
كليدواژه هاي لاتين
Federated learning , sensor fusion , text-aware computing , IMU sensors
Author
Fouad Yasir
SuperVisor
Dr.Abolfazl Diyanet