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基于YOLOv8的遥感小目标检测算法
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作者 冉宁 施高朗 +1 位作者 张少康 郝晋渊 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第5期197-207,共11页
遥感小目标图像存在检测目标过于密集、尺寸过小、特征信息难以提取等缺陷,导致现有的目标检测算法在遥感小目标图像上的检测精度不高。为了解决上述问题,提出了一种基于YOLOv8的遥感小目标检测算法SBC-YOLOv8并采用了切片辅助超推理(SA... 遥感小目标图像存在检测目标过于密集、尺寸过小、特征信息难以提取等缺陷,导致现有的目标检测算法在遥感小目标图像上的检测精度不高。为了解决上述问题,提出了一种基于YOLOv8的遥感小目标检测算法SBC-YOLOv8并采用了切片辅助超推理(SAHI)方法。首先,采用了SAHI切片方法对遥感小目标图像进行了切片操作,有效地改善了检测目标过于密集、尺寸过小的缺陷;其次,在YOLOv8的Backbone部分加入Space-to-Depth模块,增强了网络结构的特征提取能力,有效地改善了小目标特征信息难以提取的缺陷;然后,采用了加权双向特征金字塔(BiFPN)的特征融合方式并且将原本的P5层替换为P2层,增强了网络的多尺度特征融合能力,有效地提升了检测精度;最后,采用CSP-OmniFusion模块,进一步改善了遥感小目标特征信息难以提取的缺陷。实验结果表明,相比于原YOLOv8算法,采用SAHI加上SBC-YOLOv8算法的改进在VisDrone2019数据集的验证集和测试集平均精度均值(mAP)mAP@0.5分别提升了23.4%和18.3%;mAP@0.5∶0.95分别提升了17.4%和12.4%,同时在CARPK数据集和HRSID数据集上mAP@0.5分别提升了1.6%和1%,mAP@0.5∶0.95分别提升了6.1%和2.7%。因此,所提算法有效地提升了遥感小目标图像的检测效果。 展开更多
关键词 遥感小目标 目标检测 YOLOv8 多尺度特征融合
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一种改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法
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作者 冉宁 范晨锋 +2 位作者 张少康 邵占青 郝晋渊 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第4期213-224,共12页
针对传统图像处理中快速特征检测和描述算法(ORB)特征点提取不均匀、匹配速度慢、匹配准确率不高的问题,提出了一种改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法。首先,使用改进的四叉树算法对ORB特征点进行均匀化提取,最大限度利用整幅图像... 针对传统图像处理中快速特征检测和描述算法(ORB)特征点提取不均匀、匹配速度慢、匹配准确率不高的问题,提出了一种改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法。首先,使用改进的四叉树算法对ORB特征点进行均匀化提取,最大限度利用整幅图像的信息;其次,进行特征点的暴力匹配和基于网格的运动统计(GMS)筛选,对特征匹配进行初步筛选,提高匹配准确率;最后,利用动态贝叶斯网络筛选得到最佳匹配模型和最佳匹配对,提高匹配准确率的同时减少筛选时间。实验结果表明,提出的改进算法较传统算法,均匀度有明显改善,完成提取与匹配所用的平均时间较其他改进算法均有减少,匹配准确率较其他算法均有提高,特别是相比传统ORB算法提高了49.1%,整体效果明显优于传统的ORB算法及其他改进算法。证明改进ORB特征点提取与匹配的图像处理算法可以较好地实现特征匹配准确率与特征匹配速度的同步提升。 展开更多
关键词 特征点提取 特征匹配 GMS 动态贝叶斯网络
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一种基于Petri网的无人机物流配送建模方法 被引量:8
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作者 冉宁 寇梦娇 +1 位作者 郝真鸣 郝晋渊 《电子测量技术》 北大核心 2022年第15期90-99,共10页
针对传统物流配送操作流程繁琐、易受人为因素影响的问题,提出了将无人机引入物流进行配送的方法。首先,利用随机Petri网理论分别对传统物流配送系统以及无人机物流配送系统进行Petri网建模;其次,基于随机Petri网构建马尔科夫链,利用马... 针对传统物流配送操作流程繁琐、易受人为因素影响的问题,提出了将无人机引入物流进行配送的方法。首先,利用随机Petri网理论分别对传统物流配送系统以及无人机物流配送系统进行Petri网建模;其次,基于随机Petri网构建马尔科夫链,利用马尔科夫链对模型进行性能分析;再利用随机Petri网的化简规则对两个模型进行等效变换,计算一次配送业务流程的平均作业时间;最后,再对分析结果进行对比研究。研究对比结果表明,相比传统物流配送,利用无人机进行物流线路的再规划,在满足全线路由合理化的同时,时效履约提高了25.6%,由此可知,利用无人机进行物流配送可以明显缩短配送时间,有效提高配送效率,对实际物流问题具有一定理论借鉴意义。 展开更多
关键词 PETRI网 无人机 配送 物流
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基于改进YOLO的无人机入侵检测方法 被引量:5
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作者 郝晋渊 张家明 +4 位作者 张少康 张照彦 郝真鸣 戴少石 冉宁 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期143-151,共9页
针对现有的基于深度学习的目标检测方法在面对现实场景的无人机目标时,存在鲁棒性差、准确率低、模型复杂度高的问题,提出一种基于动态卷积的YOLO目标检测方法——OD-YOLO。该算法针对无人机目标低、慢、小的特点,采取了以下改进措施:... 针对现有的基于深度学习的目标检测方法在面对现实场景的无人机目标时,存在鲁棒性差、准确率低、模型复杂度高的问题,提出一种基于动态卷积的YOLO目标检测方法——OD-YOLO。该算法针对无人机目标低、慢、小的特点,采取了以下改进措施:首先针对下采样过程可能导致学习信息丢失和目标信息不突出的问题,提出空间到深度卷积来实现下采样过程,不丢失学习信息的同时突出无人机目标的特征;其次为了进一步提高目标检测的精度和对不同背景的泛化性,采用全维度动态卷积进一步提高目标检测的精度和对不同背景的泛化性;最后对模型骨干网络进行改进,增强无人机目标的语义特征,并缩减骨架大小,减少参数量,既提高模型的计算效率,又保持对无人机目标的有效表示能力。通过实验仿真,对比了OD-YOLO和当前先进的目标检测算法。结果表明,OD-YOLO在精度和轻量化方面都有显著提升。mAP和Recall分别相比原模型提高了3.4%和5.1%。 展开更多
关键词 目标检测 无人机 双目视觉 深度学习 入侵检测
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配电室巡检机器人多目标点路径规划算法 被引量:3
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作者 黄淼 郝真鸣 +2 位作者 冉宁 戴少石 郝晋渊 《电子测量技术》 北大核心 2024年第16期49-57,共9页
配电室巡检机器人由于其特殊的应用环境,会使应用于多目标点路径规划的传统启发式算法求解结果劣化,从而无法得到实际应用意义上的全局最优解。针对上述问题,本文提出了一种基于改进灰狼优化与A*串联融合的多目标点路径规划算法。首先,... 配电室巡检机器人由于其特殊的应用环境,会使应用于多目标点路径规划的传统启发式算法求解结果劣化,从而无法得到实际应用意义上的全局最优解。针对上述问题,本文提出了一种基于改进灰狼优化与A*串联融合的多目标点路径规划算法。首先,使用前置A*配合栅格距离公式计算任意两目标点间的栅格距离;然后,采用改进了输入变量编码方式及收敛因子式的灰狼算法规划出多目标点的最优巡航顺序向量;最后,依次规划最优巡航顺序向量相邻两个目标点之间的路径,最终得出多目标点全局闭环规划路径。仿真结果表明,改进灰狼算法得出的最优路径长度相较于传统灰狼算法最大减少18.1%;融合算法相较于传统单一算法优化,其路径规划结果遍历栅格减少了808个,路径长度减少76.4%。 展开更多
关键词 巡检机器人 多目标点路径规划 灰狼优化算法 融合算法
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一种有界Petri网的可诊断性验证方法 被引量:2
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作者 郝真鸣 李承旺 +1 位作者 张超岩 冉宁 《河北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第1期8-15,共8页
离散事件系统满足可诊断性是设计故障诊断算法的前提,因此研究可诊断性验证方法具有重要意义.故障发生后无死锁是研究可诊断性问题常见的假设之一,限制了可诊断性验证方法的应用范围.本文在去掉故障发生后无死锁假设的基础上,首先提出... 离散事件系统满足可诊断性是设计故障诊断算法的前提,因此研究可诊断性验证方法具有重要意义.故障发生后无死锁是研究可诊断性问题常见的假设之一,限制了可诊断性验证方法的应用范围.本文在去掉故障发生后无死锁假设的基础上,首先提出了标签可达图的概念和构建算法,其次提出了一种新的可诊断性验证算法来验证有界Petri网是否满足可诊断性.最后通过例子详细说明可诊断性验证算法的计算过程. 展开更多
关键词 离散事件系统 PETRI网 故障诊断 可诊断性
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一种Petri网禁止状态控制器综合方法 被引量:2
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作者 郝真鸣 雷帅帅 +1 位作者 刘军堂 郝晋渊 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期180-187,共8页
针对含有不可控变迁Petri网的禁止状态问题,提出了一种基于整数线性规划的控制器综合方法,该方法适用于任意普通Petri网模型。首先,根据Petri网的结构特性构建所有不可控变迁应满足的约束条件集合,其次通过求解整数线性规划问题将给定... 针对含有不可控变迁Petri网的禁止状态问题,提出了一种基于整数线性规划的控制器综合方法,该方法适用于任意普通Petri网模型。首先,根据Petri网的结构特性构建所有不可控变迁应满足的约束条件集合,其次通过求解整数线性规划问题将给定的线性约束转换为允许线性约束;最后,利用库所不变量方法设计控制器将转换后的约束综合到Petri网中。以某零件加工系统为例进行实验,实验结果表明,提出的方法简单高效,对实际自动制造系统的禁止状态监控问题具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 PETRI网 禁止状态 约束转换 自动制造系统
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基于语义分割网络的AGV路径规划算法 被引量:3
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作者 冉宁 张家明 +2 位作者 杨宏飞 郝真鸣 郝晋渊 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期121-130,共10页
针对基于栅格地图的路径规划技术在面对大地图、高分辨率地图的情况下,存在的规划速度慢、内存占用高的问题,提出一种基于语义网络的网络搜索算法。首先使用语义分割网络对栅格地图进行预采样,其次通过图像学膨胀拓宽最优路径形成最优... 针对基于栅格地图的路径规划技术在面对大地图、高分辨率地图的情况下,存在的规划速度慢、内存占用高的问题,提出一种基于语义网络的网络搜索算法。首先使用语义分割网络对栅格地图进行预采样,其次通过图像学膨胀拓宽最优路径形成最优路径范围,增强算法鲁棒性,最后利用语义网络的特征图指导搜索算法规划,加快了高分辨率栅格地图的路径规划的速度。实验仿真表明,网络搜索算法较传统搜索算法,时间平均缩短72.5%,遍历点数平均减少51.6%,路径长度平均延长0.73%,网络搜索算法可以有效加快路径搜索速度,减少内存占用。 展开更多
关键词 路径规划 语义分割 AGV 栅格地图
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一种离散事件系统边界可诊断性验证方法 被引量:1
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作者 冉宁 李婷婷 +1 位作者 张照彦 郝晋渊 《电子测量技术》 北大核心 2022年第8期83-90,共8页
针对有效验证离散事件系统故障后是否具有可诊断性问题,设计了一种基于Petri网的边界可诊断性的验证方法。首先,根据Petri网的结构特性,提出了显示可达图的概念及其构建算法;其次,提出了一种基于显示可达图的验证器及其构造算法,分析系... 针对有效验证离散事件系统故障后是否具有可诊断性问题,设计了一种基于Petri网的边界可诊断性的验证方法。首先,根据Petri网的结构特性,提出了显示可达图的概念及其构建算法;其次,提出了一种基于显示可达图的验证器及其构造算法,分析系统故障发生后是否具有可诊断性以及计算满足系统可诊断性的边界值;最后,通过实例对所设计的方法进行验证。实验结果表明,设计方法可以有效验证系统故障后是否具有可诊断性并计算系统满足可诊断性的边界值,计算过程较为简单,对实际工业应用中离散事件系统故障可诊断性问题具有借鉴意义。 展开更多
关键词 离散事件系统 PETRI网 故障诊断 边界可诊断性
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基于改进蚁群算法的无人机三维航迹规划 被引量:2
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作者 冉宁 杨宏飞 +1 位作者 张家明 郝晋渊 《电子测量技术》 北大核心 2023年第20期41-49,共9页
针对传统蚁群算法在无人机三维航迹规划中,存在早期盲目搜索、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,本文提出了一种改进蚁群算法。该算法利用空间位置初始化信息素分布并设定浓度阈值,增强了蚁群早期搜索的方向性,避免了算法陷入局部最优... 针对传统蚁群算法在无人机三维航迹规划中,存在早期盲目搜索、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,本文提出了一种改进蚁群算法。该算法利用空间位置初始化信息素分布并设定浓度阈值,增强了蚁群早期搜索的方向性,避免了算法陷入局部最优;设计兼顾距离因素和方向因素的启发函数,改善了航迹规划质量;采用自适应挥发因子控制信息素的挥发,提高了算法的收敛速度。通过两组实验表明,该算法相比传统算法规划的航迹平均长度均减少18.6%,平均迭代次数分别减少63.3%和78.7%,平均拐角次数分别减少62.5%和42.3%。 展开更多
关键词 航迹规划 蚁群算法 无人机 三维环境
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