检索结果-内蒙古大学图书馆

电子测量技术 2024年第9期47卷 85-92页

作者：王立勇王弘轩苏清华王绅同张鹏博北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

随着移动机器人在生产生活中的深入应用,其路径规划能力也需要向快速性和环境适应性兼备发展。为解决现有移动机器人使用强化学习方法进行路径规划时存在的探索前期容易陷入局部最优、反复搜索同一区域,探索后期收敛率低、收敛速度慢的... 详细信息

随着移动机器人在生产生活中的深入应用,其路径规划能力也需要向快速性和环境适应性兼备发展。为解决现有移动机器人使用强化学习方法进行路径规划时存在的探索前期容易陷入局部最优、反复搜索同一区域,探索后期收敛率低、收敛速度慢的问题,本研究提出一种改进的Q-Learning算法。该算法改进Q矩阵赋值方法,使迭代前期探索过程具有指向性,并降低碰撞的情况;改进Q矩阵迭代方法,使Q矩阵更新具有前瞻性,避免在一个小区域中反复探索;改进随机探索策略,在迭代前期全面利用环境信息,后期向目标点靠近。在不同栅格地图仿真验证结果表明,本文算法在Q-Learning算法的基础上,通过上述改进降低探索过程中的路径长度、减少抖动并提高收敛的速度,具有更高的计算效率。

关键词：路径规划强化学习移动机器人 Q-Learning算法 ε-decreasing策略

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基于改进YOLOv7的换热器板片故障检测算法研究

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机床与液压 2024年第11期52卷 105-113页

作者：王伯涛周福强吴国新王少红北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对换热器板片装配检测成本高、检测精度低等问题,提出一种改进的YOLOv7算法检测换热器板片的装反问题。在原始数据集上采用限制对比度自适应直方图均衡化对图像进行处理,提高待检测图像的清晰度;在YOLOv7模型原有基础上,针对换热器板... 详细信息

针对换热器板片装配检测成本高、检测精度低等问题,提出一种改进的YOLOv7算法检测换热器板片的装反问题。在原始数据集上采用限制对比度自适应直方图均衡化对图像进行处理,提高待检测图像的清晰度;在YOLOv7模型原有基础上,针对换热器板片层数较多、模糊且噪点多,提出一种多级自适应注意力机制添加至Backbone最后一层;针对图像识别模型计算量大、下采样特征损失严重,采用改进的MP-D模块优化原有的下采样模块;针对特征提取部分,加入F-ReLU激活函数,使得计算速度和检测准确性有了明显提高;针对Neck部分的PANet结构,融合BiFPN跨尺度连接的思想,进一步提高融合的效率和准确性。通过实验可得,改进后的网络模型和初始YOLOv7相比,mAP@0.5、召回率R、检测速度分别提高0.6%、2%、16.9帧/s,针对换热器板片检测具有良好效果。

关键词：换热器板片 YOLOv7 多级自适应注意力机制 MP-D模块 BiFPN

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应用双通道卷积神经网络的交通标识识别方法

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中国测试 2024年第6期50卷 35-41,48页

作者：赵泽毅周福强王少红徐小力北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对交通标识识别问题,传统的LeNet-5网络结构对于交通标识识别准确率低,识别速度慢,并且忽略天气等自然因素的影响。通过卷积神经网络技术,提出一种基于LeNet-5改进的双通道、多尺度的网络结构模型。在双通道结构中每个通道包含两个分... 详细信息

针对交通标识识别问题,传统的LeNet-5网络结构对于交通标识识别准确率低,识别速度慢,并且忽略天气等自然因素的影响。通过卷积神经网络技术,提出一种基于LeNet-5改进的双通道、多尺度的网络结构模型。在双通道结构中每个通道包含两个分支结构,且每个通道的卷积个数和图像尺度不同,通过不同尺度图像的特征提取,使图像特征变得更为丰富。其次,改进后的网络结构大大增加卷积核的个数。最后,通过更改Sigmoid激活函数为ReLu激活函数,更改随机梯度下降算法为Adam算法,并添加Dropout层来防止过拟合,从而提高交通标识识别率。改进网络的识别率为98.6%,上下浮动0.5%,相对与传统的LeNet-5网络结构,识别率提高15%以上,验证得出改进的网络结构具有一定的鲁棒性。

关键词：交通标识识别 LeNet-5网络结构卷积神经网络

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针对临时道路的端到端自动驾驶模型研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第9期38卷 48-54页

作者：王立勇谢敏苏清华王弘轩王绅同张鹏博姜海燕北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

近年来,基于深度学习的自动驾驶模型逐渐成为无人驾驶领域的研究热点,常规的自动驾驶模型多采用多级模块串联的方式构建,分别完成感知、规划、循迹等功能,存在耦合性高抗风险能力差的问题。文中提出一种针对临时道路的无人驾驶车辆自动... 详细信息

近年来,基于深度学习的自动驾驶模型逐渐成为无人驾驶领域的研究热点,常规的自动驾驶模型多采用多级模块串联的方式构建,分别完成感知、规划、循迹等功能,存在耦合性高抗风险能力差的问题。文中提出一种针对临时道路的无人驾驶车辆自动驾驶端到端模型,该模型采用三路视觉传感器图像为输入,以GCViT作为主干网络进行图像特征提取,通过Transformer网络和GRU网络输出局部规划路径,采用PID算法输出转角信息,实现无人驾驶车辆自动循迹。实验结果表明,端到端模型的单帧轨迹规划耗时约80 ms,平均轨迹偏差为0.689 m,满足实时性要求的同时,可完成无人驾驶车辆在临时道路环境下的循迹任务。

关键词：端到端深度神经网络自动驾驶 Transformer网络

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针对视觉/惯导系统的异常数据检测算法研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第6期38卷 220-226页

作者：姜海燕王立勇苏清华王绅同张鹏博王弘轩谢敏北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

视觉/惯导航系统(VINS)中传感器异常数据的故障检测(FD)方法对提高系统的定位性能和可靠性至关重要。然而,基于视觉/惯导航系统的异常数据检测与排除方法的研究相对较少。提出一种基于传感器测量残差的异常数据检测算法(VINS-ORFD),通... 详细信息

视觉/惯导航系统(VINS)中传感器异常数据的故障检测(FD)方法对提高系统的定位性能和可靠性至关重要。然而,基于视觉/惯导航系统的异常数据检测与排除方法的研究相对较少。提出一种基于传感器测量残差的异常数据检测算法(VINS-ORFD),通过对相机和IMU异常数据进行主动检测并过滤,提升系统可靠性。基于TUM数据集的测试结果表明,该算法不仅可以实现视觉和IMU传感器异常数据快速检测,还能提升至少22.66%的定位精度(RMSE)。

关键词：视觉/惯性导航系统传感器异常数据故障检测 VINS-ORFD

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室内障碍物点云分割的可变阈值联合聚类算法研究

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电子测量技术 2024年第9期47卷 70-78页

作者：刘洪凯王少红左云波谷玉海北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

激光雷达点云分割技术在智能车辆环境识别中扮演着重要角色。由于激光雷达存在点云近密远疏、分布不均匀的问题以及存在噪点的情况,导致出现点云分割不准确的现象。针对上述问题,提出了一种可变阈值联合聚类算法。该方法首先对点云数据... 详细信息

激光雷达点云分割技术在智能车辆环境识别中扮演着重要角色。由于激光雷达存在点云近密远疏、分布不均匀的问题以及存在噪点的情况,导致出现点云分割不准确的现象。针对上述问题,提出了一种可变阈值联合聚类算法。该方法首先对点云数据进行预处理,使用直通滤波、体素滤波和立方体滤波对点云进行提取、稀疏和降噪,再联合自适应DBSCAN算法和改进后的可变阈值欧式聚类算法对点云进行聚类分割。采集真实场景数据进行测试,结果显示,在C-H系数、轮廓系数、D-B系数及轮廓系数等评价指标上均有所提高。这表明,可变阈值联合聚类算法显著提高了点云分割的准确性,有效的提高了聚类结果的类内一致性和类间差异性,为目标检测和识别提供了更可靠的基础。

关键词：激光雷达障碍物检测点云分割 DBSCAN

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软体机械臂控制方法研究现状及展望

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仪器仪表学报 2023年第11期44卷 85-98页

作者：耿鹏何彦霖杨溢历文宇北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016

软体机械臂由于具有多自由度、高灵活性、较强的环境适应能力以及安全可交互性高等优势,近年来在生物医疗和海洋勘探等诸多领域得到广泛应用。软体机械臂采用高度可变形的柔性材料制作而成,由于其材料的非线性特征,软体机械臂的精确控... 详细信息

软体机械臂由于具有多自由度、高灵活性、较强的环境适应能力以及安全可交互性高等优势,近年来在生物医疗和海洋勘探等诸多领域得到广泛应用。软体机械臂采用高度可变形的柔性材料制作而成,由于其材料的非线性特征,软体机械臂的精确控制一直是该领域的研究重点和难点,国内外研究人员针对软体机械臂的控制方法开展了大量研究并取得了较大进展。但是目前仍然存在若干问题,亟待探讨解决方法。为此,本文梳理了近十年来国内外研究人员在软体机械臂的运动控制方法上取得的研究成果,分析总结了目前软体机械臂常用的控制方法和最新技术等,指出了软体机械臂控制面临的难题与挑战,并对软体机械臂控制方法的未来发展方向进行了探讨和展望。

关键词：软体机器人软体机械臂控制方法建模理论

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血管介入手术导丝末端检测方法研究

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仪器仪表学报 2023年第2期44卷 221-229页

作者：董兆苒董明利何彦霖历文宇北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

介入手术导丝的末端检测是保证手术精准控制和安全性的关键,本文针对术中导丝末端检测的临床需求,提出一种基于改进YOLOv4Tiny网络的导丝末端检测方法。该方法基于YOLOv4Tiny网络架构,通过优化特征提取网络中的残差结构,增加注意力机制... 详细信息

介入手术导丝的末端检测是保证手术精准控制和安全性的关键,本文针对术中导丝末端检测的临床需求,提出一种基于改进YOLOv4Tiny网络的导丝末端检测方法。该方法基于YOLOv4Tiny网络架构,通过优化特征提取网络中的残差结构,增加注意力机制和混合膨胀卷积网络,实现算法对小目标特征提取能力和检测精度的提升、感受野的扩大,且在保证图像的分辨率的同时不增加计算量。为了验证本文改进算法的有效性,对算法在构建数据集和实际手术数据集中分别进行了测试。实验结果表明:本文改进算法在构建数据集中的平均精度可达97.6%,导丝末端的检测误差不足5%,在实际手术数据集中的平均精度为92.8%。本文改进算法为介入手术导丝的末端检测提供了有效方法,在生物医学机器人等领域具有广阔的应用前景。

关键词：介入手术导丝图像目标检测网络优化特征提取

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光纤传感微创手术探针末端三维力测量方法

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仪器仪表学报 2023年第1期44卷 38-45页

作者：于昌新何彦霖祝连庆周康鹏祝航威北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016

手术探针末端的接触力反馈是保障手术安全性的重要因素之一。本文针对穿刺手术探针末端三维力测量的需求,研究了基于核极限学习机(KELM)神经网络的光纤传感微创手术探针末端三维力测量方法。首先,设计了可植入光纤传感器的手术探针结构,... 详细信息

手术探针末端的接触力反馈是保障手术安全性的重要因素之一。本文针对穿刺手术探针末端三维力测量的需求,研究了基于核极限学习机(KELM)神经网络的光纤传感微创手术探针末端三维力测量方法。首先,设计了可植入光纤传感器的手术探针结构,将4根光纤布拉格光栅(FBG)传感器植入探针中,其中3根FBG用于力测量,1根FBG用于温度补偿。接着通过分析探针应力和应变之间的关系,建立了基于FBG的探针三维力传感模型。同时为了消除温度变化对光纤传感器的交叉影响,研究了光纤传感温度补偿方法。最后,为了验证本文所研究测量方法的有效性,对植入光纤光栅的探针进行了温度标定,并分别在常温和变温环境下进行了三维力测量。实验结果表明:KELM网络测量结果在常温环境下X、Y、Z方向上平均测量误差为0.22%、0.99%、0.65%;在20℃~40℃的变温环境下,X、Y、Z方向上平均测量误差分别为1.32%、1.03%、2%,本文所研究的KELM神经网络末端三维力测量方法具有较小的测量误差,在手术机器人力反馈领域有广阔的应用前景。

关键词：手术探针光纤光栅核极限学习机温度补偿三维力测量

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颗粒速度对电磁式磨粒监测结果一致性的影响机制

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第10期50卷 185-192页

作者：贾然宋越王立勇张倩倩王文平陈涛北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 陆军装备部项目管理中心北京100072

随着机械系统复杂程度及运行可靠性要求的逐渐提高,电磁式磨粒在线监测传感器被广泛研究并逐步应用于机械设备磨损状态监测领域.针对润滑油液中金属磨损颗粒运动速度的随机性导致电磁式磨损颗粒检测传感器检测结果一致性差的问题,建立... 详细信息

随着机械系统复杂程度及运行可靠性要求的逐渐提高,电磁式磨粒在线监测传感器被广泛研究并逐步应用于机械设备磨损状态监测领域.针对润滑油液中金属磨损颗粒运动速度的随机性导致电磁式磨损颗粒检测传感器检测结果一致性差的问题,建立了交变磁场中金属球体磨损颗粒磁特性模型,研究磨损颗粒局部磁感应强度分布规律以及磁能扰动计算方法;同时提出并实验测得了非铁磁性磨损颗粒的磁能损耗系数,进而对传感器输出的颗粒信号进行补偿.实验表明该方法可以消除磨损颗粒运动速度对传感器输出信号幅值的影响,极大地提高传感器对非铁磁性磨损颗粒检测结果的一致性.

关键词：传感器颗粒粒度分析颗粒监测磨粒磁特性一致性补偿

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