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基于ROS的移动机器人核相关目标跟踪方法的优化设计

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计算机辅助设计与图形学学报 2020年第12期32卷 1967-1975页

作者：陈丹姚伯羽吴欣西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

针对小型移动机器人跟踪人体运动目标时,因光照变化或人体快速运动导致跟踪准确率降低甚至跟踪失败的问题,提出人体足部运动模型引导下的核相关滤波跟踪算法(kernel correlation filter guided by motion model,MMKCF).该算法通过建立... 详细信息

针对小型移动机器人跟踪人体运动目标时,因光照变化或人体快速运动导致跟踪准确率降低甚至跟踪失败的问题,提出人体足部运动模型引导下的核相关滤波跟踪算法(kernel correlation filter guided by motion model,MMKCF).该算法通过建立足部运动模型预估视频跟踪中双脚位置,获得核相关滤波跟踪算法的目标检测区域,有效解决了跟踪框的漂移.基于外场实际拍摄的4组人体行走视频进行了目标跟踪实验,对比了MMKCF,KCF等5种算法的跟踪性能.实验结果表明,在光照变化以及目标快速运动时,MMKCF算法的平均跟踪准确率约为0.77,远高于其他4种跟踪算法.最后在机器人操作系统(robot operating system,ROS)下将MMKCF算法应用于TurtleBot机器人目标跟踪,成功地完成了人体快速移动时的足部跟踪,验证了所提算法具有较强的鲁棒性和实时性.

关键词：移动机器人目标跟踪运动模型核相关滤波机器人操作系统

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运动模型引导下的小型移动机器人目标跟踪

运动模型引导下的小型移动机器人目标跟踪

作者：姚伯羽西安理工大学

学位级别：硕士

随着机器人技术的发展,社会对服务类机器人的潜在需求不断增大。行人跟随机器人属于服务类机器人的一种。为了完成机器人对目标人进行跟随的任务,首先需要有鲁棒性强的视觉跟踪算法对目标进行跟踪,其次需要有稳定的机器人运动控制算法... 详细信息

随着机器人技术的发展,社会对服务类机器人的潜在需求不断增大。行人跟随机器人属于服务类机器人的一种。为了完成机器人对目标人进行跟随的任务,首先需要有鲁棒性强的视觉跟踪算法对目标进行跟踪,其次需要有稳定的机器人运动控制算法。本文分析了小型移动机器人对人体目标跟踪的特点,选取人体双脚作为跟踪目标,提出了人体足部运动模型引导下的核相关滤波跟踪算法(Kernel Correlation Filter guided by Motion Model,MM-KCF),完成了光照变化以及快速行走时的人体足部鲁棒性跟踪。针对跟踪中的遮挡问题,采用自适应输出响应对核相关滤波算法进行了改进,同时结合基于相关率的遮挡检测方法,大大提高了遮挡情况下人体足部跟踪算法的准确性和鲁棒性。最后在ROS系统下采用Turtlebot机器人对足部跟踪算法进行了试验验证。具体的研究内容如下:1.通过研究人体足部行走的特点,建立人体足部运动模型,提出了运动模型引导下的核相关滤波算法。在跟踪过程中所建立的足部局部运动和全局运动模型对下一帧图像双脚位置进行预测,再由该预测位置信息获得KCF算法的目标检测区域,从而提高了跟踪准确率,减小了跟踪误差。2.通过改变KCF算法检测区域几何形状,在不影响跟踪准确率的前提下解决了由于双脚的高相似性带来的目标切换问题。针对核相关滤波算法检测目标位置不准确和循环移位样本不可靠的问题,提出了运动模型引导下的自适应响应KCF算法(Adaptive Response Kernel Correlation Filter guided by Motion Model,MM-AR-KCF)。针对跟踪中遮挡问题,基于峰值和邻域相关率的抗遮挡(Anti-Occlusion,AO)检测方法提出了 MM-AR-AO-KCF算法。3.在实际场景下采用Turtlebot移动机器人进行跟踪实验。改进了自适应线速度与角速度控制算法,使机器人与目标人之间相对距离基本保持恒定。最后在快速运动、短时间遮挡、长时间遮挡的情况下分别进行了试验验证。研究结果表明:在光照变化、快速运动等情况下,本文提出的MM-KCF算法的平均跟踪准确率远高于 KCF 算法、BACF(Background-Aware Correlation Filters)算法和 SAMF(Scale Adaptive Kernel Correlation Filters with Mutiple Features)算法。MM-AR-AO-KCF 算法可以成功解决足部跟踪中的遮挡问题,平均跟踪准确率达到0.818。最终通过试验验证了本文所提算法应用于Turtlebot机器人对人体足部跟踪,具有较强的可靠性和实时性,还可以有效解决行走中双脚被遮挡导致目标丢失的问题,实现良好的抗遮挡目标跟踪。

关键词：人体足部运动模型核相关滤波算法自适应响应抗遮挡机器人操作系统

基于模糊聚类与BP神经网络的无线光副载波调制识别

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激光与光电子学进展 2018年第6期55卷 55-60页

作者：陈丹王晨昊姚伯羽西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

基于大气弱湍流信道模型,设计了模糊聚类与改进反向传播(BP)神经网络相结合的星座图识别方法。采用模糊C均值(FCM)算法对无线光副载波多进制相移键控(MPSH2K)信号星座图进行聚类分析,通过计算其硬趋势均值获得星座图特征,然后将特征输... 详细信息

基于大气弱湍流信道模型,设计了模糊聚类与改进反向传播(BP)神经网络相结合的星座图识别方法。采用模糊C均值(FCM)算法对无线光副载波多进制相移键控(MPSH2K)信号星座图进行聚类分析,通过计算其硬趋势均值获得星座图特征,然后将特征输入改进BP神经网络分类器进行调制识别。在对数振幅起伏方差σ2χ=0.1时,总正确识别率达到100%,随着起伏方差的增大,MPSK信号星座图聚敛性变差,但总正确识别率也达到87.5%,同时提高了16进制相移键控(16PSK)调制的识别率。

关键词：光通信无线光通信大气湍流副载波调制模糊C均值反向传播网络星座图识别

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飞行器集群安全控制关键问题与技术探讨

兵工学报 2024年

作者：秦伯羽张栋唐硕西北工业大学航天学院陕西省空天飞行器设计重点实验室

飞行器集群是智能无人技术与网络化技术深度融合的重要形态，是现代军事对抗与社会生活的重要新质力量，具有显著的军用价值和民用前景。然而，复杂空域环境、动态飞行冲突、信息交互受限和信息估计不精确等因素为集群飞行带来了安全挑... 详细信息

飞行器集群是智能无人技术与网络化技术深度融合的重要形态，是现代军事对抗与社会生活的重要新质力量，具有显著的军用价值和民用前景。然而，复杂空域环境、动态飞行冲突、信息交互受限和信息估计不精确等因素为集群飞行带来了安全挑战。安全控制是保障飞行器集群高效协同的关键。结合集群系统和任务场景特点，从时空和信息两个维度总结了飞行器集群安全的关键问题；提出了基于OODA环思想的集群安全控制的研究框架；从非结构飞行环境、集群运动行为、受限信息交互和不确定状态估计等方面，探讨了集群安全的相关概念、模型描述和效能评估，阐述了集群安全控制的基本方案及关键技术；给出了对飞行器集群安全控制未来智能化发展的思考，为构建更为完善的集群安全技术体系提供参考和启发。

关键词：飞行器集群安全控制集群控制协同轨迹规划自组网

JFC-M表面活性剂对稀酸水热预处理杨木过程中假木质素形成的影响

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JFC-M表面活性剂对稀酸水热预处理杨木过程中假木质素形成的影响

作者：姚宙伯中南林业科技大学

学位级别：硕士

生物质能是替代化石能源的可再生能源之一,其中木质纤维乙醇转化目前在工业上成本较低且可持续。木质纤维结构复杂,抗生物降解性强,打破其抗降解屏障是提高木质纤维乙醇转化效率的关键。本文在研究JFC-M表面活性剂对稀酸水热预处理杨木... 详细信息

生物质能是替代化石能源的可再生能源之一,其中木质纤维乙醇转化目前在工业上成本较低且可持续。木质纤维结构复杂,抗生物降解性强,打破其抗降解屏障是提高木质纤维乙醇转化效率的关键。本文在研究JFC-M表面活性剂对稀酸水热预处理杨木的影响基础之上,较为全面的研究了 JFC-M表面活性剂对杨木综纤维素稀酸水热预处理过程中假木质素形成的影响规律,并以葡萄糖和木糖为模型化合物,研究了不同来源的假木质素对酶解糖化的影响。主要研究结论如下:(1)研究了温度、保压时间、酸浓度以及JFC-M表面活性剂浓度对杨木稀酸水热预处理的影响。结果表明,随着水热强度从0.00(180℃,10 min)提高到2.24(220℃,60 min),固体回收率从73.26%降低至61.07%,杨木纤维素含量从54.2%降至31.45%,半纤维素含量从5.93%降低至0%。在添加了 JFC-M表面活性剂后,杨木纤维素含量从48.24%提高至49.98%,半纤维素含量从2.04%降低至1.42%;稀酸水热预处理液中葡聚糖含量从2.31%降低至1.46%,木聚糖含量从10.10%提高至11.73%。(2)研究了综纤维素稀酸水热预处理过程中JFC-M表面活性剂对假木质素形成的影响。随着JFC-M表面活性剂浓度由0.0%提高至2.0%,预处理后的综纤维素表面球状颗粒逐渐减少,抑制了假木质素的形成,假木质素得率从14.23%下降至9.79%。稀酸水热预处理液中葡萄糖含量从3.67%提高到4.36%,木糖含量从17.63%提高到20.09%。JFC-M表面活性剂的存在抑制了酶解副产物的形成,随着JFC-M表面活性剂浓度由0.0%提高至2.0%,预处理液中糠醛和5-羟甲基糠醛的含量分别降至1.18%和 0.33%。(3)研究了不同来源的假木质素(葡萄糖、木糖)及其对杨木表面性质及酶解糖化的影响。结果表明,在保压时间30 min时,葡萄糖转化率达到了 96.23%,木糖完全降解。葡萄糖基假木质素得率与木糖基假木质素得率均与保压时间呈正相关,保压时间从10 min提高到30 min,葡萄糖基假木质素得率和木糖基假木质素得率分别从13.67%,23.40%提高到21.33%,39.87%;假木质素粒径为683-713nm,与保压时间呈正相关。杨木原料的表面Zeta电位与假木质素添加量呈正相关,杨木原料的酶解糖化率与假木质素添加量呈负相关,随着木糖基假木质素添加量由0%提高到5%,Zeta电位从-29.5 mV升高到-26.5 mV,酶解糖化率从34.81%下降到29.16%;葡萄糖基假木质素添加量由0%提高到5%时,Zeta电位从-29.5 mV升高到-25.5 mV,酶解糖化率从34.81%下降到29.28%。

关键词：杨木假木质素表面活性剂JFC-M 水热预处理

数字经济对实体经济高质量发展的影响研究——以纺织行业为例

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服装设计师 2024年第9期 127-133页

作者：姚芊羽中央财经大学

实体经济是国民经济的基础,随着数字经济逐渐发展,数字经济与实体经济融合发展已经成为了经济发展的必经之路。本文以纺织产业为研究行业,探究数字经济对实体经济的影响。通过理论分析和实证分析,研究发现,数字经济可以促进纺织产业的... 详细信息

实体经济是国民经济的基础,随着数字经济逐渐发展,数字经济与实体经济融合发展已经成为了经济发展的必经之路。本文以纺织产业为研究行业,探究数字经济对实体经济的影响。通过理论分析和实证分析,研究发现,数字经济可以促进纺织产业的高质量发展。最后,根据研究结果提出建议:加快完善基础设施建设,夯实融合发展基础;强化实体经济内生发展能力,应对数字经济冲击;引进信息技术专业人才,加强智库建设。

关键词：数字经济实体经济纺织产业

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超声定位引导下神经阻滞联合全身麻醉在下肢骨折患者中的应用效果观察

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现代诊断与治疗 2024年第10期35卷 1542-1544页

作者：吴伯羽万年县中医院江西万年335500

目的探讨超声定位引导下神经阻滞联合全身麻醉在下肢骨折患者中的应用效果。方法选取60例手术治疗的下肢骨折患者,采用随机数字表法分为对照组和观察组各30例。对照组采用气管插管全身麻醉,观察组采用超声定位引导下神经阻滞联合全麻。... 详细信息

目的探讨超声定位引导下神经阻滞联合全身麻醉在下肢骨折患者中的应用效果。方法选取60例手术治疗的下肢骨折患者,采用随机数字表法分为对照组和观察组各30例。对照组采用气管插管全身麻醉,观察组采用超声定位引导下神经阻滞联合全麻。比较两组麻醉效果、血流动力学[心率(HR)、平均动脉压(MAP)、动脉氧饱和度(SpO_(2))]水平及不良反应。结果两组T0血流动力学指标水平、不同时点SpO_(2)水平比较,无显著差异(P>0.05);观察组疼痛、镇静评分及不良反应发生率均低于对照组,T_(1)~T_(3)时间段MAP、HR水平均低于对照组(P<0.05)。结论下肢骨折患者手术采用超声定位引导下神经阻滞联合全身麻醉具有理想的镇静、镇痛效果,利于维持MAP、HR水平稳定,减少不良反应发生,值得推广应用。

关键词：下肢骨折超声定位引导下神经阻滞全身麻醉

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210t转炉系统钢包加揭盖技术运用

冶金与材料 2024年第8期44卷 85-87页

作者：张伯羽唐钢国际工程技术有限公司河北唐山063000

通过将钢包加揭盖装置应用到210t转炉系统中,成功实现钢包在加盖状态下正常周转,直接省略在线烘烤工序,有效地减少钢包热损失,通过包盖,确保钢包的热状态稳定,提升钢包温度控制的精准度,为后续的生产浇注环节创造有利条件。文章首先分... 详细信息

通过将钢包加揭盖装置应用到210t转炉系统中,成功实现钢包在加盖状态下正常周转,直接省略在线烘烤工序,有效地减少钢包热损失,通过包盖,确保钢包的热状态稳定,提升钢包温度控制的精准度,为后续的生产浇注环节创造有利条件。文章首先分析钢包的不同状态对钢水温度的影响,以及主要工艺设备及特点,其次从转炉工序、LF工序、RH工序等方面深入探究210t转炉系统钢包自动加揭盖技术的实际应用策略,以及技术应用效果,以供相关企业参考。

关键词： 210t转炉系统钢包钢包温度自动加揭盖技术

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面向课堂教学内容的知识点标题生成

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 770-779页

作者：肖思羽赵晖新疆大学软件学院乌鲁木齐830017 新疆大学信息科学与工程学院乌鲁木齐830017

互联网时代信息量庞大,简洁的标题可以提高信息阅读效率。在课堂场景下,知识点标题生成便于用户整理和记忆课堂内容,提高课堂学习效率。该文将标题生成应用于课堂教学领域,制作了课堂知识点文本—标题数据集;提出了一种改进的TextRank... 详细信息

互联网时代信息量庞大,简洁的标题可以提高信息阅读效率。在课堂场景下,知识点标题生成便于用户整理和记忆课堂内容,提高课堂学习效率。该文将标题生成应用于课堂教学领域,制作了课堂知识点文本—标题数据集;提出了一种改进的TextRank算法——考虑关键字和句子位置的文本排序(textranking considering keywords and sentence positions, TKSP)算法,该算法综合考虑了关键词和句子位置等因素对句子权重的影响,能够更准确地提取文本重点信息。使用以召回率为导向的摘要评价(recall-oriented understudy for gisting evaluation, ROUGE)方法,TKSP算法在ROUGE-1、 ROUGE-2和ROUGE-L指标上的得分率分别为51.20%、 33.42%和50.48%,将TKSP抽取式算法与统一语言模型(unified language model, UniLM)结合,并融合文本主题信息,提出统一语言模型结合考虑关键字和句子位置的文本排序算法的模型(unified language modeling combined textranking considering keywords and sentence positions, UniLM-TK), UniLM-TK在各指标上的得分率分别为73.29%、 58.12%和72.87%,与UniLM模型相比,UniLM-TK在各指标上分别提高了0.74%、 2.26%和0.87%,证明UniLM-TK模型生成的标题更准确、更有效。

关键词：课堂教学标题生成主题信息 TextRank UniLM