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改进RRT算法的机械臂路径规划 被引量：5
1
作者 栾庆磊 郭继智 +2 位作者 屈紫浩 史艳琼 陈中 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第5期60-64,70,共6页
为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长... 为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长,以增强对地图的探索能力;其次,通过目标偏置采样结合改进的最近点选取策略提高算法的搜索效率,快速生成一条从起始点到目标点的路径;随后,对生成路径进行两次冗余点移除并结合最大曲率约束减少路径代价和转折角;最后,利用基于最小二乘法的五次多项式拟合对其进行优化,进一步提高路径的可行性。在机械臂上进行仿真实验,结果表明在三维空间下改进RRT算法相较于传统RRT算法,路径代价减少38.1%,规划时间减少68.4%,节点个数减少77.4%,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 路径规划 RRT 自适应步长 最近点选取
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基于YOLOv8-AFDP的红外道路目标检测
2
作者 栾庆磊 毛宜东 +2 位作者 陈梓华 陈中 张雅丽 《光电工程》 北大核心 2025年第8期52-66,共15页
针对现有模型在检测红外道路目标时精度不足的问题,提出一种YOLOv8-AFDP模型。首先,该模型利用ASF-YOLO模型的多尺度注意力特征融合思想对颈部网络进行优化,并且在此基础上加入小目标检测层,进一步增强网络对不同尺度目标的检测性能。其... 针对现有模型在检测红外道路目标时精度不足的问题,提出一种YOLOv8-AFDP模型。首先,该模型利用ASF-YOLO模型的多尺度注意力特征融合思想对颈部网络进行优化,并且在此基础上加入小目标检测层,进一步增强网络对不同尺度目标的检测性能。其次,使用特征金字塔共享卷积(feature pyramid shared convolution,FPSC)模块替换快速空间金字塔池化(spatial pyramid pooling fast,SPPF)模块,在处理多尺度特征图时捕捉更多细粒度信息;同时,在控制计算成本的前提下,引入动态上采样(DySample)方法,从而保留更多红外道路目标的提取特征。最后,使用PIoU(Powerful-IoU)损失函数代替CIoU损失函数,提高模型的检测精度和收敛速度。实验结果表明,YOLOv8-AFDP相比于YOLOv8在红外数据集M3FD上的评价指标mAP@0.5提高8.3个百分点,达到83.8%,并且模型参数量减少12.3%。所设计的YOLOv8-AFDP模型能够实现对红外道路目标的精确检测,降低道路安全隐患。 展开更多
关键词 红外道路目标检测 特征金字塔共享卷积 动态上采样 损失函数 YOLOv8
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改进YOLOv7的无人机视角下复杂环境目标检测算法 被引量：9
3
作者 张润梅 肖钰霏 +5 位作者 贾振楠 陈中 陈梓华 袁彬 曹炜威 宋娓娓 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期83-93,共11页
针对无人机在航拍过程中容易受到恶劣环境的影响,导致航拍图像出现辨识度低、被障碍物遮挡、特征严重丢失等问题,提出了一种改进YOLOv7的无人机视角下复杂环境的目标检测算法(SSG-YOLOv7)。首先从VisDrone2019数据集和RSOD数据集中分别... 针对无人机在航拍过程中容易受到恶劣环境的影响,导致航拍图像出现辨识度低、被障碍物遮挡、特征严重丢失等问题,提出了一种改进YOLOv7的无人机视角下复杂环境的目标检测算法(SSG-YOLOv7)。首先从VisDrone2019数据集和RSOD数据集中分别抽取图片进行五种环境的模拟,将VisDrone数据集扩充至12803张,RSOD数据集扩充至1320张。其次,聚类出更适合数据集的锚框尺寸。接着将3D无参注意力机制SimAM引入主干网络和特征提取模块中,增加模型的学习能力。然后重构特征提取模块SPPCSPC,融合不同尺寸池化通道提取的信息同时引入轻量级的卷积模块GhostConv,在不增加模型参数量的同时提高算法对密集多尺度目标检测精度。最后使用Soft NMS优化锚框的置信度,减少算法的误检、漏检率。实验结果表明,在复杂环境的检测任务中SSG-YOLOv7检测效果优良,性能指标VisDrone_mAP@0.5和RSOD_mAP@0.5较YOLOv7分别提高了10.45%和2.67%。 展开更多
关键词 无人机 复杂环境 YOLOv7 simAM注意力机制 SPPCSPC 数据增强
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基于多感受野特征增强的改进EfficientDet遥感目标检测算法 被引量：6
4
作者 张润梅 贾振楠 +3 位作者 李佳祥 吴路路 徐信芯 袁彬 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第7期53-60,96,共9页
针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构... 针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构,充分利用不同尺度信息,提高多尺度目标检测精度;同时在BiFPN中加入融合空洞卷积和快速归一化融合方法的特征增强模块,补强因特征图缩放所丢失的特征信息,进一步提高检测精度;另外,采用参数动态的Dynamic ReLU激活函数对原始网络中的参数静态的Swish激活函数进行改进。改进EfficientDet算法在不影响轻量化特点的前提下,对公开数据集Pascal VOC的目标检测平均精度均值(mAP)相较于原始算法提升11.9个百分点,亦优于其他目标检测算法。针对遥感图像数据集RSOD,通过Imgaug数据增强库对已有的936幅遥感图像数据集进行数据增广,利用改进模型进行迁移学习,未进行数据增广和增广后的目标检测结果分别为88.38%和96.78%,证明所提算法可以满足实际应用中对遥感图像目标的检测要求。 展开更多
关键词 深度学习 遥感图像 目标检测 EfficientDet 多尺度特征融合 特征增强模块 Dynamic ReLU
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PAW-YOLOv7:河道微小漂浮物检测算法 被引量：4
5
作者 栾庆磊 常昕昱 +3 位作者 吴叶 邓从龙 史艳琼 陈梓华 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期101-113,共13页
河道漂浮物检测对于船舶自动驾驶以及河道清理有着重大意义,但现有的方法在针对河道漂浮物目标尺寸小且互相遮挡、特征信息少时出现检测精度低等问题。为解决这些问题,本文基于YOLOv7,提出了一种改进模型PAWYOLOv7。首先,为了提高网络... 河道漂浮物检测对于船舶自动驾驶以及河道清理有着重大意义,但现有的方法在针对河道漂浮物目标尺寸小且互相遮挡、特征信息少时出现检测精度低等问题。为解决这些问题,本文基于YOLOv7,提出了一种改进模型PAWYOLOv7。首先,为了提高网络模型对小目标的特征表达能力,构建了小目标物体检测层,并将自注意力和卷积混合模块(ACmix)集成应用于新构建的小目标检测层;其次,为了减少复杂背景的干扰,采用全维动态卷积(ODConv)代替颈部的卷积模块,使网络具有捕获全局上下文信息能力;最后,将PConv(partial convolution)模块融入主干网络,替换部分标准卷积,同时采用WIoU(Wise-IoU)损失函数取代CIoU,实现网络模型计算量的降低,提高网络检测速度,同时增加对低质量锚框的聚焦能力,加快模型收敛速度。实验结果表明,PAW-YOLOv7算法在本文利用数据扩展技术改进的FloW-Img数据集上的检测精度达到89.7%,较原YOLOv7提升了9.8%,且检测速度达到54帧/秒(FPS),在自建的稀疏漂浮物数据集上的检测精度比YOLOv7提高了3.7%,能快速准确地检测河道微小漂浮物,同时也具有较好的实时检测性能。 展开更多
关键词 YOLOv7 漂浮物检测 混合卷积自注意力机制 全维动态卷积 Wise-IoU损失函数
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基于DEM-MBD耦合的履带式全地形车辆爬坡特性研究 被引量：2
6
作者 邓志远 曹修全 +2 位作者 胡光忠 谢光玉 王平 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第1期144-151,共8页
为优化履带式全地形车爬坡特性,提升其对复杂地形的适应能力,利用离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)耦合算法,建立基于RecurDyn与EDEM的DEM-MBD耦合模型,并结合正交试验设计方法,研究路面类型、车辆质心位置、接地长度、速度耦合对车辆爬... 为优化履带式全地形车爬坡特性,提升其对复杂地形的适应能力,利用离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)耦合算法,建立基于RecurDyn与EDEM的DEM-MBD耦合模型,并结合正交试验设计方法,研究路面类型、车辆质心位置、接地长度、速度耦合对车辆爬坡能力与稳定性的影响规律。研究结果表明:各因素对履带式全地形车爬坡能力的影响权重为:速度>x向质心坐标>路面类型>接地长度>y向质心坐标。基于正交试验理论,爬坡能力最佳组合为:碎石路面,质心位置为x=200,y=400,接地长度为1100 mm,速度为5 km/h;当该型车辆运行速度为0~5 km/h时,提升速度、前移质心有利于提升车辆爬坡能力;该车辆在低车速、砂土地形、较大的接地比压的情况下稳定性更好。 展开更多
关键词 履带式 全地形车辆 离散元法 颗粒仿真 爬坡性能 稳定性
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WE43镁合金激光熔覆温度场和应力场数值模拟 被引量：2
7
作者 胡正强 雷声 +2 位作者 申家升 张海浪 李云 《热加工工艺》 北大核心 2024年第24期97-101,110,共6页
采用高斯面热源建立了WE43镁合金表面激光熔覆Al-Si共晶粉末过程的温度场以及热应力场数值模型。通过改变激光熔覆功率和激光扫描速度,得到了温度云图,并获取了同一节点的温度热循环曲线和热应力分布图。结果表明,随着激光功率的增加,... 采用高斯面热源建立了WE43镁合金表面激光熔覆Al-Si共晶粉末过程的温度场以及热应力场数值模型。通过改变激光熔覆功率和激光扫描速度,得到了温度云图,并获取了同一节点的温度热循环曲线和热应力分布图。结果表明,随着激光功率的增加,激光熔覆涂层的最高温度和热应力均持续增加。此外,当保持激光熔覆功率600 W不变时,随着激光扫描速度的提高,激光熔覆涂层的最高温度呈现出降低的态势,然而热应力却呈先降低后上升趋势。理论上WE43镁合金表面激光熔覆Al-Si共晶粉末的最佳激光功率为600 W,最佳扫描速度为3 mm/s。 展开更多
关键词 WE43镁合金 激光熔覆 数值模拟
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基于转矩定量分析的VSG低频特性校正方法
8
作者 于鸿儒 陈中 +2 位作者 蔡骏 陆寅 史艳琼 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期135-143,共9页
首先建立虚拟同步发电机(VSG)的虚拟转矩模型,通过虚拟转矩的定量分析揭示导致VSG低频特性发生变化的主要因素:次同步谐振对VSG的低频特性产生耦合影响和锁相环的负阻尼效应。在论证增加阻尼抑制次同步谐振可行性的基础上,给出稳态阻尼... 首先建立虚拟同步发电机(VSG)的虚拟转矩模型,通过虚拟转矩的定量分析揭示导致VSG低频特性发生变化的主要因素:次同步谐振对VSG的低频特性产生耦合影响和锁相环的负阻尼效应。在论证增加阻尼抑制次同步谐振可行性的基础上,给出稳态阻尼、动态阻尼联合取值方法,而后指出动态阻尼对VSG性能的影响;论证通过相位补偿法抑制低频振荡的可行性,通过对VSG转矩的定量校正,保证VSG的性能指标与设计预期一致。最后通过实验验证理论分析的正确性和设计方法的有效性。 展开更多
关键词 逆变器 虚拟同步发电机 低频振荡 阻尼转矩 相位补偿 转矩校正
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新型液压子母闸门静力特性与动力特性分析 被引量：1
9
作者 姚燕生 郑飞 +4 位作者 杨毅 苏一旺 黄振东 张勇 丁琨 《水电能源科学》 北大核心 2023年第8期196-199,共4页
为解决新型液压闸门在现实环境下难以制造、试验、调试等问题,基于数字孪生仿真平台对历史闸门运行数据进行分析并传递,通过数值模拟仿真分析设计闸门在静水压力下不同子闸门开度的闸门整体应力、变形变化,同时分析在空气中及流固耦合... 为解决新型液压闸门在现实环境下难以制造、试验、调试等问题,基于数字孪生仿真平台对历史闸门运行数据进行分析并传递,通过数值模拟仿真分析设计闸门在静水压力下不同子闸门开度的闸门整体应力、变形变化,同时分析在空气中及流固耦合作用下闸门整体振动频率变化,并模拟了不同开度子闸门处的流体域流动状态。结果表明,随着子闸门开度的增加,闸门所受应力值在58~67.5 MPa之间变化,所受变形变化不明显;与空气中的闸门自振频率相比,流固耦合作用会适当降低闸门的自振频率;不同子闸门开度会影响流体域的流动状态,且开度增加会降低水体流速。研究结果为其在实际运行、维护及优化闸门性能提供一定的参考。 展开更多
关键词 数字孪生 数值模拟 流固耦合 振动频率 流体域
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WC含量对铁基复合涂层组织与磨损性能的研究 被引量：11
10
作者 朱继祥 雷声 +5 位作者 李帅 吴彦博 朱银锋 任悦 刘亚峰 许海丽 《南京师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期28-34,共7页
为了解决导辊零部件表面易磨损失效问题,采用激光熔覆在GCR15轴承钢表面制备了不同WC含量铁基复合熔覆层.分别通过SEM、EDS、XRD和磨损试验机对熔覆层微观组织、元素分布、物相组成和耐磨性能进行分析.结果发现,WC的添加量对合金熔覆层... 为了解决导辊零部件表面易磨损失效问题,采用激光熔覆在GCR15轴承钢表面制备了不同WC含量铁基复合熔覆层.分别通过SEM、EDS、XRD和磨损试验机对熔覆层微观组织、元素分布、物相组成和耐磨性能进行分析.结果发现,WC的添加量对合金熔覆层组织及性能影响较大.熔覆层与GCR15轴承钢基材冶金结合良好,熔覆层组织主要由胞状晶和等轴树枝晶组成,物相以Fe_(3)W_(3)C、Fe 2W 2C为主.熔覆层平均显微硬度随WC含量的增加而增加,其中WC含量为质量分数50%的熔覆层平均显微硬度最高,约为基材的3倍.在耐磨性能方面,磨损机理主要为磨料磨损和氧化磨损.随着熔覆层WC质量分数的增加,磨损量先减小后变大,WC含量为质量分数30%的熔覆层耐磨性能最佳. 展开更多
关键词 激光熔覆 磨损性能 WC颗粒 铁基合金 微观组织
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