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基于DI-PointNet的变电站主设备点云高精度语义分割方法
1
作者
裴少通
孙海超
+2 位作者
孙志周
胡晨龙
祝雨馨
《电工技术学报》
北大核心
2025年第9期2917-2930,共14页
在变电站机器人巡检任务中,三维点云数据的高精度语义分割是关键技术之一,有助于机器人理解电力设备、障碍物和其他物体的空间布局。然而,现有的点云分割算法在变电站场景中的应用效果有限,准确度较低、计算复杂度高,难以实现对变电站...
在变电站机器人巡检任务中,三维点云数据的高精度语义分割是关键技术之一,有助于机器人理解电力设备、障碍物和其他物体的空间布局。然而,现有的点云分割算法在变电站场景中的应用效果有限,准确度较低、计算复杂度高,难以实现对变电站主设备点云的准确分割。为了解决这一问题,该文提出了一种基于PointNet++的DI-PointNet算法。首先,采用双层连续变换器模块增强点云之间的信息交互,有效地聚合长距离上下文,增大网络有效感受野;其次,通过分层键采样策略生成自注意力机制所需的键值,降低算法复杂度;最后,使用倒置残差模块,通过倒置瓶颈设计和残差连接缓解梯度消失,有效地增加模型的深度,同时降低计算复杂度。此外,该文构建了变电站点云数据集,对DI-PointNet算法进行详细的消融实验,并与主流深度学习算法和电力领域典型点云分割算法进行对比。实验验证结果表明,DI-PointNet算法对变电站主设备点云分割的平均交并比达到82.5%,相比PointNet++算法提高了2.1个百分点,且总体精度提高了3.4个百分点,达到90.1%。DI-PointNet算法为智能电力设备巡检和维护提供了有效的解决方案。
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关键词
点云语义分割
双层连续变换器
分层键采样
倒置残差
变电站
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题名
基于DI-PointNet的变电站主设备点云高精度语义分割方法
1
作者
裴少通
孙海超
孙志周
胡晨龙
祝雨馨
机构
华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室
国网智能科技股份有限公司
出处
《电工技术学报》
北大核心
2025年第9期2917-2930,共14页
基金
国家电网有限公司总部管理科技项目资助(5500-202316168A-1-1-ZN)。
文摘
在变电站机器人巡检任务中,三维点云数据的高精度语义分割是关键技术之一,有助于机器人理解电力设备、障碍物和其他物体的空间布局。然而,现有的点云分割算法在变电站场景中的应用效果有限,准确度较低、计算复杂度高,难以实现对变电站主设备点云的准确分割。为了解决这一问题,该文提出了一种基于PointNet++的DI-PointNet算法。首先,采用双层连续变换器模块增强点云之间的信息交互,有效地聚合长距离上下文,增大网络有效感受野;其次,通过分层键采样策略生成自注意力机制所需的键值,降低算法复杂度;最后,使用倒置残差模块,通过倒置瓶颈设计和残差连接缓解梯度消失,有效地增加模型的深度,同时降低计算复杂度。此外,该文构建了变电站点云数据集,对DI-PointNet算法进行详细的消融实验,并与主流深度学习算法和电力领域典型点云分割算法进行对比。实验验证结果表明,DI-PointNet算法对变电站主设备点云分割的平均交并比达到82.5%,相比PointNet++算法提高了2.1个百分点,且总体精度提高了3.4个百分点,达到90.1%。DI-PointNet算法为智能电力设备巡检和维护提供了有效的解决方案。
关键词
点云语义分割
双层连续变换器
分层键采样
倒置残差
变电站
Keywords
Point cloud semantic segmentation
double-layer consecutive transformer
hierarchical key sampling
inverted residual
substation
分类号
TM407 [电气工程—电器]
TP39 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于DI-PointNet的变电站主设备点云高精度语义分割方法
裴少通
孙海超
孙志周
胡晨龙
祝雨馨
《电工技术学报》
北大核心
2025
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