泵站行走式智能巡检机器人研究与应用——以北京市东水西调工程为例

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作者 赵柘 周继阳 +1 位作者 李一帆 刘鹏宇 《科学技术创新》 2024年第2期201-204,共4页

以北京市东水西调工程中的杏石口泵站为例,泵站人工巡检存在巡检场景多、项目多、工作量大、存在安全隐患等问题,导致人工巡检效率低、工作质量难以得到保证,影响泵站安全稳定的运行。为有效提高巡检效率,保证巡检安全性、可靠性,从根... 以北京市东水西调工程中的杏石口泵站为例,泵站人工巡检存在巡检场景多、项目多、工作量大、存在安全隐患等问题,导致人工巡检效率低、工作质量难以得到保证,影响泵站安全稳定的运行。为有效提高巡检效率,保证巡检安全性、可靠性,从根本上实现泵站智能化的建设目标,在泵站巡检中使用行走式智能巡检机器人进行辅助巡检是非常有必要的。泵站行走式智能巡检机器人具有巡检、机器视觉识别、传感器数据采集、数据统计等功能,在泵站巡检中具有其自身独特的优势。本文以杏石口泵站为例,探究了行走式智能巡检机器人的系统设计、主要功能和具体应用,通过实际应用分析,行走式智能巡检机器人能够提升泵站巡检的效率、保证人员巡检的安全,值得进行推广应用。 展开更多

关键词 泵站 行走式智能巡检机器人 系统架构 主要功能 应用

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基于策略蒸馏的四足机器人步态学习方法

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作者 朱晓庆 王涛 +3 位作者 阮晓钢 陈江涛 南博睿 毕兰越 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第2期428-439,共12页

以柔性动作评价(SAC)为代表的强化学习算法在机器人复现高等动物的运动技能中已取得成功,该框架将策略搜索和状态动作价值函数相结合。但智能体使用策略探索是贪婪的,评价网络估算的Q值函数却使用低估值。为使智能体采取更好的策略,将... 以柔性动作评价(SAC)为代表的强化学习算法在机器人复现高等动物的运动技能中已取得成功,该框架将策略搜索和状态动作价值函数相结合。但智能体使用策略探索是贪婪的,评价网络估算的Q值函数却使用低估值。为使智能体采取更好的策略,将策略蒸馏(PD)与SAC算法相融合,提出一种PD柔性动作评价(PDSAC)算法,该算法让智能体使用混合策略进行探索,使强化学习得到的奖励函数收敛速度加快。为验证PDSAC算法的有效性,理论证明该算法能提升策略的探索效率,并在四足机器人步态学习任务中进行了验证。仿真实验结果表明:相比SAC算法,PDSAC算法在步态学习任务中可以使奖励函数值提高26.7%,同时收敛速度提升40%。 展开更多

关键词 强化学习 策略蒸馏 混合策略 好奇心探索策略 步态学习

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近端策略优化的城市环境多智能体协作对抗方法

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作者 米广铭 张辉 +1 位作者 张菁 卓力 《通信学报》 2025年第3期94-108,共15页

城市环境由于其地理空间的复杂性及动态变化性,往往会令指挥系统变得低效且短视。针对该问题,提出了一种近端策略优化城市环境的多智能体协作对抗方法。首先,在建立完善的城市对抗环境的基础上,使用近端策略优化的演员-评论员网络算法... 城市环境由于其地理空间的复杂性及动态变化性,往往会令指挥系统变得低效且短视。针对该问题,提出了一种近端策略优化城市环境的多智能体协作对抗方法。首先,在建立完善的城市对抗环境的基础上,使用近端策略优化的演员-评论员网络算法进行求解;其次,针对多对一的评论网络采用嵌入方法来解决空间维度不同的异构智能体决策评价问题;再次,在近端策略优化的基础上,增加了自适应采样来辅助策略的更新;最后,对演员网络进行权重继承操作以帮助智能体迅速接管相应的任务。实验结果表明,相较于其他方法,所提方法的奖励回报提高了22.67%,收敛速度加快了8.14%,不仅可以满足城市环境下多个智能体协作对抗的决策,还能够兼容多异构智能体的协作对抗。 展开更多

关键词 深度强化学习 多智能体 协作对抗 近端策略优化 城市环境

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基于梯度流特征融合的泵站安全风险检测 被引量：1

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作者 梁磊 侯欣伟 +2 位作者 李一帆 白岩冰 刘鹏宇 《水利规划与设计》 2024年第1期73-77,共5页

为解决泵站场景下远距离小尺寸目标和特征遮挡等因素对泵站安全风险检测任务带来的挑战,文章提出一种融合坐标注意力机制和梯度流特征提取模块的泵站安全风险检测算法。通过在特征提取网络中采用梯度流特征提取模块以提高网络的特征提... 为解决泵站场景下远距离小尺寸目标和特征遮挡等因素对泵站安全风险检测任务带来的挑战,文章提出一种融合坐标注意力机制和梯度流特征提取模块的泵站安全风险检测算法。通过在特征提取网络中采用梯度流特征提取模块以提高网络的特征提取能力,同时引入坐标注意力机制模块提升对全局信息的捕获能力,最后在特征融合模块采用BiFPN结构提高对不同尺寸目标特征的融合效果。在泵站场景下进行实验,结果表明文章所提算法在泵站场景下的安全风险检测任务中算法平均准确度达到94.78%,与常见的目标检测算法相比具有较好的效果。 展开更多

关键词 安全风险检测 坐标注意力机制 特征提取 BiFPN

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基于三维卷积时空融合网络的压缩视频质量增强算法

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作者 黄威威 贾克斌 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第7期726-733,共8页

视频数据在存储与网络传输时,通常使用标准压缩算法对原始视频进行压缩。针对压缩后视频存在压缩伪影导致视频质量下降的问题,本文提出一种基于深度学习的后处理方法提高压缩视频质量。首先,提出一种新的三维卷积时空融合网络(3D-CSTF)... 视频数据在存储与网络传输时,通常使用标准压缩算法对原始视频进行压缩。针对压缩后视频存在压缩伪影导致视频质量下降的问题,本文提出一种基于深度学习的后处理方法提高压缩视频质量。首先,提出一种新的三维卷积时空融合网络(3D-CSTF),通过三维卷积的滤波特性提取连续视频帧之间的时空信息,并利用视频帧之间信息的强相关性来提高视频质量。其中,设计了一种用于映射和提取视频帧特征的质量增强网络(Qe-Net)。其次,将7个连续的视频帧送到网络进行端到端训练,利用前3帧和后3帧的信息增强当前帧。最后,在MFQE数据集上进行训练和测试。实验结果表明,该方法在视频质量评估标准峰值信噪比(PSNR)上取得了良好的性能。当量化参数(QP)等于37、32、27和22时,相比压缩后的视频,PSNR分别增加0.82 dB、0.83 dB、0.79 dB和0.74 dB。 展开更多

关键词 3D卷积 视频质量增强 多帧信息 深度学习

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基于编解码结构的激光雷达动态物体点云分割网络

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作者 赵宇轩 贾克斌 李志坚 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第10期1091-1097,共7页

随着科技的不断发展,自动驾驶技术越来越多地进入到人们的生活中。动态物体点云分割是其中十分关键的一项任务,它可以为地图构建、路径规划等任务提供前置帮助。本文提出一种基于编码器-解码器结构的激光雷达动态物体点云分割网络,使用... 随着科技的不断发展,自动驾驶技术越来越多地进入到人们的生活中。动态物体点云分割是其中十分关键的一项任务,它可以为地图构建、路径规划等任务提供前置帮助。本文提出一种基于编码器-解码器结构的激光雷达动态物体点云分割网络,使用自校正卷积替换上下文特征提取模块中的普通卷积,提升神经网络的特征学习能力;并在网络解码阶段加入通道注意力机制,提升网络对重要特征通道的关注学习程度,从而达成更好的分割效果。本文在SemanticKITTI MOS数据集上进行实验,实验结果表明,本文所提出的动态物体点云分割网络相比原有方法取得更优表现,交并比(IoU)达到72.1%。 展开更多

关键词 激光雷达 深度学习 点云分割 自动驾驶

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基于强化学习的移动视频流业务码率自适应算法研究进展 被引量：2

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作者 杜丽娜 卓力 +2 位作者 杨硕 李嘉锋 张菁 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期205-217,共13页

近几年来,随着HTTP自适应流媒体(HAS)视频数据集和网络轨迹数据集的不断推出,强化学习、深度学习等机器学习方法被不断应用到码率自适应(ABR)算法中,通过交互学习来确定码率控制的最优策略,取得了远超过传统启发式方法的性能。在分析AB... 近几年来,随着HTTP自适应流媒体(HAS)视频数据集和网络轨迹数据集的不断推出,强化学习、深度学习等机器学习方法被不断应用到码率自适应(ABR)算法中,通过交互学习来确定码率控制的最优策略,取得了远超过传统启发式方法的性能。在分析ABR算法研究难点的基础上,重点阐述了基于强化学习(包括深度强化学习)的ABR算法研究进展。此外,总结了代表性的HAS视频数据集和网络轨迹数据集,介绍了算法性能的评价准则,最后探讨了ABR研究目前存在的问题和未来的方向。 展开更多

关键词 强化学习 码率自适应算法 用户质量体验 深度学习 深度强化学习

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基于深度学习的单幅图像去雾研究进展 被引量：12

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作者 贾童瑶 卓力 +1 位作者 李嘉锋 张菁 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期231-245,共15页

户外视觉系统极易受到雾霾等恶劣天气影响,采集到的图像/视频质量严重下降,这不仅影响人眼的主观感受,也给后续的智能化分析带来严峻挑战.近年来,学者们将深度学习应用于图像去雾领域,取得了诸多的研究成果.但是雾霾图像场景复杂多变、... 户外视觉系统极易受到雾霾等恶劣天气影响,采集到的图像/视频质量严重下降,这不仅影响人眼的主观感受,也给后续的智能化分析带来严峻挑战.近年来,学者们将深度学习应用于图像去雾领域,取得了诸多的研究成果.但是雾霾图像场景复杂多变、降质因素众多,这对去雾算法的泛化能力提出了很高的要求.本文主要总结了近年来基于深度学习的单幅图像去雾技术研究进展.从先验知识和物理模型、映射关系建模、数据样本、知识迁移学习等角度出发,介绍了现有算法的研究思路、具体特点、优势与不足.尤其侧重于近两年来新出现的训练策略和网络结构,如元学习、小样本学习、域自适应、Transformer等.另外,本文在公共数据集上对比了各种代表性去雾算法的主客观性能、模型复杂度等,尤其是分析了去雾后的图像对于后续目标检测任务的影响,更全面地评价了现有算法性能的优劣,并探讨了未来可能的研究方向. 展开更多

关键词 单幅图像去雾 深度学习 无监督学习 域泛化

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全局关系注意力引导场景约束的高分辨率遥感影像目标检测 被引量：8

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作者 张菁 吴鑫嘉 +2 位作者 赵晓蕾 卓力 张洁 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期2924-2931,共8页

高分辨率遥感影像中地物目标往往与所处场景类别息息相关,如能充分利用场景对地物目标的约束信息,有望进一步提升目标检测性能。考虑到场景信息和地物目标之间的关联关系,提出全局关系注意力(RGA)引导场景约束的高分辨率遥感影像目标检... 高分辨率遥感影像中地物目标往往与所处场景类别息息相关,如能充分利用场景对地物目标的约束信息,有望进一步提升目标检测性能。考虑到场景信息和地物目标之间的关联关系,提出全局关系注意力(RGA)引导场景约束的高分辨率遥感影像目标检测方法。首先在多尺度特征融合检测器的基础网络之后,加入全局关系注意力学习全局场景特征;然后以学到的全局场景特征作为约束,结合方向响应卷积模块和多尺度特征模块进行目标预测;最后利用两个损失函数联合优化网络实现目标检测。在NWPU VHR-10数据集上进行了4组实验,在场景信息约束的条件下取得了更好的目标检测性能。 展开更多

关键词 高分辨率遥感影像 深度学习 目标检测 场景约束 全局关系注意力

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MEMS-INS室内行人定位三维地图匹配算法 被引量：3

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作者 任明荣 孟娟 王普 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期111-116,共6页

提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复... 提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复杂,采用现有的修正技术无法准确地对误差进行估计建模,导致MEMS-INS的位置精度不高.本文从室内环境结构分析入手,提出了一种三维地图匹配的条件随机场算法.通过设计导航输出的位姿信息与室内状态点的数学关系,结合最佳轨迹求取的算法建立室内三维地图匹配的算法模型.最后通过算法求解出的最佳匹配点坐标修正惯性导航输出的位置误差. 展开更多

关键词 微机械惯性导航系统 室内行人定位 条件随机场 室内地图匹配

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基于Safe-PPO算法的安全优先路径规划方法 被引量：1

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作者 别桐 朱晓庆 +3 位作者 付煜 李晓理 阮晓钢 王全民 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2108-2118,共11页

现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全... 现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全优先进行路径规划。采用协方差自适应调整的进化策略(CMA-ES)的思想对PPO算法进行改进,并引入危险系数与动作因子来评估路径的安全性。使用二维栅格地图进行仿真实验,采用传统的PPO算法和Safe-PPO算法进行对比;采用六足机器人在搭建的场景中进行实物实验。仿真实验结果表明:所提算法在安全优先导向的路径规划方面具有合理性与可行性:在训练时Safe-PPO算法相比传统的PPO算法收敛速度提升了18%,获得的奖励提升了5.3%;在测试时采用融合危险系数与动作因子的方案能使机器人学会选择更加安全的道路而非直观上最快速的道路。实物实验结果表明:机器人可以在现实环境中选择更加安全的路径到达目标点。 展开更多

关键词 机器人导航 路径规划 深度强化学习 近端策略优化 安全路径选择

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基于敏感性分析的区间二型模糊神经网络出水总氮软测量

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作者 杨文琚 孙晨暄 伍小龙 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第4期120-130,共11页

【目的】出水总氮检测在监测污水处理厂超标排放和预防水质富营养化中发挥了重要的作用,但仍存在精度低,实时性不强的问题。为解决城市污水处理过程出水总氮难以在线精准检测的问题,提出了一种基于敏感性分析的区间二型模糊神经网络(SA-... 【目的】出水总氮检测在监测污水处理厂超标排放和预防水质富营养化中发挥了重要的作用,但仍存在精度低,实时性不强的问题。为解决城市污水处理过程出水总氮难以在线精准检测的问题,提出了一种基于敏感性分析的区间二型模糊神经网络(SA-IT2FNN)出水总氮软测量方法。【方法】采用敏感性分析法(Sensitivity Analysis,SA),选取与污水处理过程出水总氮关联性较强的主元变量。然后,将所选的关键主元变量作为IT2FNN的输入变量,通过训练模型参数建立出水总氮软测量模型。【结果】仿真结果显示:对于冬季数据集,SA-IT2FNN选取6个、8个、10个主元变量进行预测时,训练时间分别为6.2 s、7.8 s、9.7 s;均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.44、0.35、0.33。另外,SA-IT2FNN选择8主元变量预测时,夏季和冬季对应的测试RMSE分别为0.38和0.39。【结论】结果表明:SA通过对模型的输入变量降维,有效提高了模型的预测效果;基于IT2FNN的总氮软测量模型在不同工况下都能够保证预测精度,具有较好的学习和预测能力。研究成果展示了人工智能在总氮检测中的独特作用,为污水处理出水指标高精度检测提供了有效的方法。 展开更多

关键词 城市污水处理过程 出水总氮 区间二型模糊神经网络 敏感性分析法 软测量模型

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基于T-CNN的3D-HEVC深度图帧内快速编码算法

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作者 于源 贾克斌 《高技术通讯》 CAS 2023年第10期1068-1076,共9页

3D-HEVC标准中引入了具有大面积平坦区域、陡峭边缘和低纹理复杂度特性的深度图。针对深度图编码过程中编码单元(CU)率失真优化导致编码复杂度过高这一问题,本文在分析深度图编码所具有的特点的基础上,构建了深度图划分深度数据集,并提... 3D-HEVC标准中引入了具有大面积平坦区域、陡峭边缘和低纹理复杂度特性的深度图。针对深度图编码过程中编码单元(CU)率失真优化导致编码复杂度过高这一问题,本文在分析深度图编码所具有的特点的基础上,构建了深度图划分深度数据集,并提出了一种基于两通道特征传递卷积神经网络(T-CNN)的划分深度预测算法。使用本文提出的算法替换原始编码器中各视点下深度图CU划分模块,可以在一定的率失真性能损失下,将原始HTM-16.0编码器编码时间平均减少76%左右,编码效率得到了显著提升。 展开更多

关键词 3D-HEVC 深度图 帧内编码 卷积神经网络

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