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郑州大学学报(理学版) 2024年

作者：刘军李小雨刘华董子昊夏英杰李金屏济南大学信息科学与工程学院山东省网络环境智能计算技术重点实验室(济南大学) 山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室(济南大学)

输电线舞动会对电力系统造成危害,目前主要通过检测间隔棒的摆动来判定舞动幅度。但对于没有间隔棒的输电线,尚无实用的检测方式。为此,提出了一种简便、有效、新颖的输电线舞动检测方法。首先,根据灰度随时间变化的统计信息进行背景建... 详细信息

输电线舞动会对电力系统造成危害,目前主要通过检测间隔棒的摆动来判定舞动幅度。但对于没有间隔棒的输电线,尚无实用的检测方式。为此,提出了一种简便、有效、新颖的输电线舞动检测方法。首先,根据灰度随时间变化的统计信息进行背景建模;然后,提出随机灰度涨落场以描述由相机内外部因素引起的随机灰度涨落现象,结合3σ准则消除其对背景差分的影响,实现输电线区域的准确分割;最后,对输电线的运动进行映射,得到累积灰度模型,并计算其短时间内在不同位置的运动幅度,通过与输电线自身线宽对比设置阈值判定舞动。利用杆塔摄像头采集的现场数据验证算法,达到了95.5%的检测准确率、5.7%的误报率和2.0%的漏报率,具有较强的鲁棒性和适用性。

关键词：输电线舞动累积灰度模型随机灰度涨落场背景建模 3σ准则

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基于改进YOLOv5算法和DeepSort算法的多目标检测和跟踪

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济南大学学报（自然科学版） 2024年第5期38卷 556-563页

作者：李志安林道程姜晓凤夏英杰李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学信息处理与认知计算山东省高校重点实验室山东济南250022

针对因受水面波纹、反光及目标外观特征相似而导致的游泳池中目标检测跟踪困难的问题,提出一种基于改进YOLOv5算法和DeepSort算法的多目标检测和跟踪方法;通过引入注意力机制改进YOLOv5算法,增强算法对目标特征的提取能力;将检测结果输... 详细信息

针对因受水面波纹、反光及目标外观特征相似而导致的游泳池中目标检测跟踪困难的问题,提出一种基于改进YOLOv5算法和DeepSort算法的多目标检测和跟踪方法;通过引入注意力机制改进YOLOv5算法,增强算法对目标特征的提取能力;将检测结果输入到DeepSort算法中,在级联匹配中引入K邻域限制筛选目标检测框,减少因目标外观特征不明显引起的身份切换问题;利用匈牙利算法对检测框和预测框进行匹配,对未匹配成功的检测框采用距离交并比代替交并比进行二次匹配,提高DeepSort算法的跟踪性能;通过对比实验和消融实验验证所提出的多目标检测跟踪算法的性能。结果表明:改进的YOLOv5算法平均精准度提高2%,结合DeepSort算法跟踪检测,身份切换平均减少58次,多目标跟踪精确率为80.26%,比原始YOLOv5算法和Deepsort算法跟踪准确率提升了3.85%。

关键词：目标检测目标跟踪 YOLOv5算法 DeepSort算法注意力机制 K邻域限制

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基于高分辨率网络的全钢子午线轮胎钢丝圈区域边界分割

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济南大学学报（自然科学版） 2024年第6期38卷 778-786页

作者：李喃刘华郝晋一夏英杰李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学信息处理与认知计算山东省高校重点实验室山东济南250022

针对全钢子午线轮胎中纹理复杂、结构多变的钢丝圈区域边界分割困难的问题,提出一种基于高分辨率网络的轮胎钢丝圈区域边界分割方法;根据垂直投影曲线信息实现轮胎X射线衍射图像各区域的划分;利用直方图均衡化提高图像的明暗对比度,增... 详细信息

针对全钢子午线轮胎中纹理复杂、结构多变的钢丝圈区域边界分割困难的问题,提出一种基于高分辨率网络的轮胎钢丝圈区域边界分割方法;根据垂直投影曲线信息实现轮胎X射线衍射图像各区域的划分;利用直方图均衡化提高图像的明暗对比度,增强纹理信息;根据高分辨率网络输出的热图,基于自适应阈值方法进行边界分析,通过计算热图不同区域的阈值得到对应的二值图,统计热图中边界区域面积并筛除过小的部分,根据剩余区域重构热图并利用边界上下文信息填补被筛除的位置,从而得到整体边界分布均匀、精细的热图;在自建数据集上测试所提出方法的检测性能,通过消融实验探讨所提出的方法及其优化模块对最终边界分割结果的影响,并将所提出的方法与2种常用方法进行定量和定性对比。结果表明,钢丝圈区域的包布、反包边界分割准确率分别达到98.94%、97.23%,相对于2种常用方法,所提出的方法具有较强的稳健性和适用性。

关键词：模式识别区域边界分割高分辨率网络全钢子午线轮胎直方图均衡化边界优化

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面向溺水救援机器人平稳跟踪的模糊比例微分控制视觉伺服方案

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济南大学学报（自然科学版） 2024年第2期38卷 227-233页

作者：郭英厉广伟刘宗尚 MOUNZEO Breit Hilley 李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学“信息处理与认知计算”山东省高校重点实验室山东济南250022 济南大学自动化与电气工程学院山东济南250022

针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模... 详细信息

针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模糊比例、微分控制规则表,根据2种规则表中的比例、微分系数分别控制机器人的偏移角、距离偏移量及其变化率,实现机器人的跟踪与避障的平稳性调整;机器人采用核相关滤波跟踪算法对溺水人员进行跟踪,在溺水人员位置变化时调整运动方向,依靠实时、稳定的声呐信息设置偏移角,实现避障功能;对所提出的方案在先锋P3DX型机器人上进行实验验证。结果表明:机器人能及时应对目标变化,没有跟错、跟丢现象;在不同工况时的横滚角均小于1°,避障率达到100%,能够快速、稳定、准确地到达目标位置,达到溺水救援机器人的前期应用要求。

关键词：溺水救援机器人平稳跟踪模糊比例微分控制视觉伺服

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基于最小生成树和图像矩的陶瓷过滤器表面缺陷检测

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济南大学学报（自然科学版） 2022年第4期36卷 433-439,451页

作者：周静刘旭董子昊李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室山东济南250022

针对人工检测陶瓷过滤器堵孔、裂缝缺陷效率低、误检率高的问题,提出一种基于最小生成树和图像矩的缺陷检测算法;对输入缺陷图像进行灰度化和去除噪声处理,利用阈值分割方法对图像进行二值化,根据陶瓷过滤器表面孔洞空间分布及面积变化... 详细信息

针对人工检测陶瓷过滤器堵孔、裂缝缺陷效率低、误检率高的问题,提出一种基于最小生成树和图像矩的缺陷检测算法;对输入缺陷图像进行灰度化和去除噪声处理,利用阈值分割方法对图像进行二值化,根据陶瓷过滤器表面孔洞空间分布及面积变化,利用滑动窗口遍历图像,结合最小生成树与图像占空比检测堵孔缺陷;根据过滤器裂缝的灰度和形状特征,采用基于图像矩的等价椭圆的方法检测裂缝缺陷。结果表明,所提出的算法能够有效地检测出陶瓷过滤器堵孔、裂缝缺陷,自建数据集的检测准确率达到95%以上。

关键词：陶瓷过滤器缺陷检测最小生成树占空比图像矩

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基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 96-103页

作者：姜晓凤王保栋夏英杰李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 山东省网络环境智能计算技术重点实验室(济南大学) 山东济南250022 山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室(济南大学) 山东济南250022

基于机器视觉的吸烟行为检测主要利用深度学习对烟头进行目标检测,识别准确率不高。针对此问题,提出了一种基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测方法。在利用深度学习对烟头进行目标检测的基础上,加入人体关键点检测,通过计算距离、角... 详细信息

基于机器视觉的吸烟行为检测主要利用深度学习对烟头进行目标检测,识别准确率不高。针对此问题,提出了一种基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测方法。在利用深度学习对烟头进行目标检测的基础上,加入人体关键点检测,通过计算距离、角度、时间周期判断吸烟动作是否发生。该方法首先利用AlphaPose、RetinaFace获得人体关键点位置信息;然后基于关键点位置信息计算手部与嘴部的距离、手、肘、肩膀之间的角度、吸烟的时间周期,设置吸烟行为规则;最后结合YOLOv4检测图像中是否有烟头,判断是否存在吸烟行为。实验结果表明,在自采集的吸烟数据中,该方法能够及时有效地检测出吸烟行为。

关键词：吸烟检测人体关键点 YOLOv4 周期性目标检测

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基于穿线法的轮胎X光图像畸变检测

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山东大学学报（工学版） 2022年第3期52卷 9-17页

作者：郝晋一李鹏程黄艺美李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 山东省网络环境智能计算技术重点实验室(济南大学) 山东济南250022 山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室(济南大学) 山东济南250022

针对X光机成像问题导致的轮胎顶部拉伸畸变图像,设计一种基于穿线预定位以及众数平滑提取特征的改进穿线法。分割胎侧区域,通过极值滤波消除水平帘线,利用垂直投影确定胎侧区域的粗边界;在胎侧区域进行预穿线确定最终穿线位置,并在选定... 详细信息

针对X光机成像问题导致的轮胎顶部拉伸畸变图像,设计一种基于穿线预定位以及众数平滑提取特征的改进穿线法。分割胎侧区域,通过极值滤波消除水平帘线,利用垂直投影确定胎侧区域的粗边界;在胎侧区域进行预穿线确定最终穿线位置,并在选定位置利用众数平滑的方法提取线宽、线距等特征;根据提取的特征值计算线宽比、线距比以及均值、方差设计阈值进行畸变判断。在包含1000张正常图像与600张畸变图像的测试样本中进行试验,漏报率为2.3%,误报率为0%,相对于模板匹配等方法,检测结果更加准确检测、检测速率更快。

关键词：子午线轮胎穿线法图像畸变顶部拉升图像分割

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基于人体骨架模型的远红外视频下老人摔倒检测

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济南大学学报（自然科学版） 2022年第1期36卷 65-73页

作者：王保栋江鹏飞董子昊李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室山东济南250022 济南大学山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室山东济南250022

利用远红外光谱视频进行老人摔倒检测研究,提出一种基于人体骨架模型的远红外视频下老人摔倒检测算法;采用YOLOv4-Tiny算法获取远红外视频中人体目标位置,再利用COCO数据集训练的区域多人姿态估计网络模型,直接对自采集的远红外视频进... 详细信息

利用远红外光谱视频进行老人摔倒检测研究,提出一种基于人体骨架模型的远红外视频下老人摔倒检测算法;采用YOLOv4-Tiny算法获取远红外视频中人体目标位置,再利用COCO数据集训练的区域多人姿态估计网络模型,直接对自采集的远红外视频进行人体骨架提取,得到人体关节点序列,然后对人体骨架建立时空图卷积模型进行特征提取进而检测摔倒行为,并在自采集的远红外与可见光数据集中进行算法测试。结果表明,该算法对远红外数据集的摔倒检测准确率为87.71%,验证了算法对远红外视频下摔倒行为检测的有效性。

关键词：老人摔倒检测远红外视频人体骨架模型时空图卷积模型

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基于多尺度边缘拟合的陶瓷过滤网质量检测方法

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光子学报 2021年第11期50卷 165-176页

作者：周静董子昊任佳颖郑飞李金屏济南大学信息科学与工程学院济南250022 济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室济南250022 济南大学山东省“十三五”高校信息处理与认知计算重点实验室济南250022 济南圣泉集团股份有限公司济南250204

针对人工检测陶瓷过滤网效率低、精度差等问题,提出了一种基于多尺度边缘拟合的方法,通过引入多尺度思想实现边缘的精确定位,并设计边缘筛选方案有效降低不规则边缘对直线拟合的影响。首先采用基于多尺度的边缘检测方法提取外边缘;其次... 详细信息

针对人工检测陶瓷过滤网效率低、精度差等问题,提出了一种基于多尺度边缘拟合的方法,通过引入多尺度思想实现边缘的精确定位,并设计边缘筛选方案有效降低不规则边缘对直线拟合的影响。首先采用基于多尺度的边缘检测方法提取外边缘;其次设计分段拟合的筛选方案以剔除不规则的边缘;然后采用加权最小二乘法拟合筛选后的边缘;再在对边缘进行精确直线拟合的基础上,利用缺陷凸出、凹陷特点提取距离等特征,构建缺陷判别规则检测外形缺陷。最后根据几何运算获取外形尺寸,并与标准尺寸进行比较判断产品质量。实验结果表明,该方法可快速、准确地检测陶瓷过滤网外形缺陷和尺寸。

关键词：机器视觉陶瓷过滤网尺寸测量缺陷检测最小二乘法分段拟合

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NAO机器人的复杂性动作编排研究

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信息技术与信息化 2022年第11期 211-217页

作者：褚誉张振英房体育郭英李金屏济南大学信息科学与工程学院山东济南250022 山东省网络环境智能计算技术重点实验室(济南大学) 山东济南250022 山东省“十三五”信息处理与认知计算高校重点实验室(济南大学) 山东济南250022

NAO机器人复杂性动作编程中往往难以提前预判会否发生摔倒等危险动作,目前尚未见到针对NAO平衡问题的改善方法。利用Choregraphe与Webots软件分析动作并结合物理方法测量物理属性,对NAO机器人重心进行数学建模,最终利用组合体重心公式,... 详细信息

NAO机器人复杂性动作编程中往往难以提前预判会否发生摔倒等危险动作,目前尚未见到针对NAO平衡问题的改善方法。利用Choregraphe与Webots软件分析动作并结合物理方法测量物理属性,对NAO机器人重心进行数学建模,最终利用组合体重心公式,实现了机器人重心的实时计算。通过大量实验分析得出平衡动作的合理重心阈值,实现自动判定机器人复杂动作能否实现平衡;并通过编程对超出合理阈值的动作进行微调,输出调整后合适的重心位置,以便辅助完成复杂性动作的编排。经过反复测试,方法可以正确判断动作是否平衡并能对不合理动作给出相近合理重心的修正。

关键词： NAO机器人模型建立重心计算平衡动作可行性判断

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