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基于感兴趣区域的物体抓取位姿检测

系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 1867-1877页

作者：孙先涛江汪洋陈文杰陈伟海智亚丽安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

在工业生产中,待抓取物体往往具有种类众多、摆放位置杂乱、形状不规则等特点,使得难以准确获取物体抓取位姿。针对以上问题,提出一种基于深度学习的两阶段抓取位姿估计方法。第1阶段,提出一种基于YOLOv4(you only look once version4)... 详细信息

在工业生产中,待抓取物体往往具有种类众多、摆放位置杂乱、形状不规则等特点,使得难以准确获取物体抓取位姿。针对以上问题,提出一种基于深度学习的两阶段抓取位姿估计方法。第1阶段,提出一种基于YOLOv4(you only look once version4)改进的轻量级旋转目标检测算法,提高目标的检测速度和检测精度。首先,使用轻量化网络GhostNet和深度可分离卷积对原始网络进行重构,降低整个模型参数。然后,在颈部网络中增加自适应空间特征融合结构和无参注意力模块,提高对感兴趣区域的定位精度;最后,使用近似倾斜交并比(skew intersection over union,SkewIoU)损失解决角度的周期性问题。第2阶段,制作与原始图片尺寸一样的掩膜提取感兴趣区域;同时,提出一种改进的DeepLabV3+算法,用以检测感兴趣区域中物体的抓取位姿。实验结果表明,改进后的YOLOv4网络检测精度达到92.5%,改进的DeepLabV3+算法在Cornell抓取数据集上的图像拆分和对象拆分精度分别达到94.6%,92.4%,且能准确检测出物体的抓取位姿。

关键词：深度学习掩膜感兴趣区域轻量化网络位姿检测

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分段复合幂次趋近律的滑模控制

控制理论与应用 2024年

作者：刘旭智亚丽张燕孙先涛陈文杰安徽大学电气工程与自动化学院

针对传统幂次趋近律作用下的滑模控制中存在的收敛速度缓慢和抖振现象,本文在自适应趋近律和幂次趋近律的基础上,选择分段函数的形式,提出一种分段复合幂次趋近律.通过引入随系统状态变化的平滑函数以及对传统幂次趋近律的改进,保证系... 详细信息

针对传统幂次趋近律作用下的滑模控制中存在的收敛速度缓慢和抖振现象,本文在自适应趋近律和幂次趋近律的基础上,选择分段函数的形式,提出一种分段复合幂次趋近律.通过引入随系统状态变化的平滑函数以及对传统幂次趋近律的改进,保证系统在各个阶段都具有较快的趋近速率.同时证明所提出的分段复合幂次趋近律能够快速收敛且到达滑模面时无抖振现象,并在系统存在外界干扰时能够收敛于稳态误差界.最后,通过对比仿真证明所提趋近律的有效性和优越性.

关键词：滑模控制平滑函数分段复合幂次趋近律稳态误差界

基于语义分割与旋转目标检测的机器人抓取位姿估计

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控制与决策 2024年第9期39卷 2913-2922页

作者：孙先涛闻勇陈文杰智亚丽胡祥涛陈伟海安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对姿态任意、尺寸不一的物体以及抓取角度离散性问题,提出一种基于语义分割与旋转目标检测的单目位姿估计方法.阶段1:首先利用faster R-CNN (faster regions with convolutional neural networks features)进行抓取检测获取候选抓取框... 详细信息

针对姿态任意、尺寸不一的物体以及抓取角度离散性问题,提出一种基于语义分割与旋转目标检测的单目位姿估计方法.阶段1:首先利用faster R-CNN (faster regions with convolutional neural networks features)进行抓取检测获取候选抓取框;其次利用语义分割网络获取待抓取物体的轮廓信息;最后利用语义分割结果为每个待抓取物体筛选置信度最高的抓取框,同时完成角度粗估计.阶段2:利用旋转目标检测获取精细的抓取角度,以修正阶段1抓取框的偏转角.此外,考虑到抓取物具有多尺度的特点,提出一种多尺度特征融合模块,使金字塔的所有层共享相似的语义特征.针对智能算法求解逆运动学时出现迭代后期收敛速度慢的问题,利用牛顿法收敛速度快的优点,加快智能算法后期的收敛速度.基于V-REP仿真以及实际抓取检测实验表明,所提算法的抓取检测精度为98.4%,实际抓取成功率达到了88.3%,仿真抓取时的有害扭矩大小较修正前有所改善,能够满足机械臂抓取要求.

关键词：抓取检测语义分割特征金字塔 V-REP仿真

基于状态分解的离散奇异时滞系统的容许性和H_(∞)性能分析

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系统科学与数学 2023年第2期43卷 271-280页

作者：黎书杰智亚丽孙承宇孙先涛安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 计算智能与信号处理教育部重点实验室合肥230601

针对一类具有外部扰动的离散奇异时滞系统,文章通过建立系统的微分-代数方程,研究其容许性及H∞性能分析问题.为此,首先利用状态分解方法构造一个在二次型和二重积分二次型中都只含有部分状态量以及相关项的Lyapunov函数.其次,利用求和... 详细信息

针对一类具有外部扰动的离散奇异时滞系统,文章通过建立系统的微分-代数方程,研究其容许性及H∞性能分析问题.为此,首先利用状态分解方法构造一个在二次型和二重积分二次型中都只含有部分状态量以及相关项的Lyapunov函数.其次,利用求和不等式,自由权矩阵方法等技术对函数的前向差分进行估计,建立一个使系统满足一定H∞性能水平的容许性分析条件.该条件既能实现降低保守性的目的,又能尽可能地减少计算量.最后,通过数值实例验证所提方法的有效性和优越性.

关键词：离散奇异时滞系统状态分解容许性 H_(∞)性能

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复杂环境下基于推抓协同操作的目标物体抓取

控制理论与应用 2023年第10期40卷 1713-1720页

作者：孙先涛唐思宇陈文杰贺春东智亚丽陈伟海安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对现有抓取技术在复杂环境下难以进行有效的目标导向性抓取的问题,本文提出了一种基于深度强化学习的推动和抓取协同操作的方法.相对于以往的抓取方法,本方法使用深度学习来处理Intel-D435i相机所获得的RGB-D图像数据,同时又在视觉网... 详细信息

针对现有抓取技术在复杂环境下难以进行有效的目标导向性抓取的问题,本文提出了一种基于深度强化学习的推动和抓取协同操作的方法.相对于以往的抓取方法,本方法使用深度学习来处理Intel-D435i相机所获得的RGB-D图像数据,同时又在视觉网络中引入了注意力机制,用来提高系统对工作区域内目标物体的敏感性.其次,使用深度Q网络来学习UR5机械臂与环境之间的交互过程,提出了密集奖励策略来评判推动或抓取操作的好坏.随着训练次数的不断增加,UR5机械臂在训练过程中不断地优化两种操作之间的协同策略,从而更高效的进行决策.最后,在V-rep仿真平台上设计了仿真场景,并进行测试,平均抓取成功率达到92.5%.通过与其他几种方法进行对比,证明该方法可以在复杂环境下较好的完成目标物体的抓取任务.

关键词：深度强化学习神经网络机械臂抓取 Q网络

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噪声环境下外骨骼设备语音信号的特征提取

吉林大学学报（工学版） 2024年第10期54卷 3050-3057页

作者：陈文杰苏振兴孙先涛刘远远胡祥涛智亚丽安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 安徽大学安徽省人机共融系统与智能装备工程实验室合肥230601

针对外骨骼设备语音系统在实际工作环境中受到环境噪声的影响导致语音指令识别性能差的问题,本文提出基于离散正交斯托克韦尔变换的伽马通滤波器频率倒谱系数的语音特征,结合离散路径变换表征语音信号能量与过零率的时域信息,形成混合... 详细信息

针对外骨骼设备语音系统在实际工作环境中受到环境噪声的影响导致语音指令识别性能差的问题,本文提出基于离散正交斯托克韦尔变换的伽马通滤波器频率倒谱系数的语音特征,结合离散路径变换表征语音信号能量与过零率的时域信息,形成混合特征。在低信噪比情况下,考虑特征之间的冗余性、不相关性和信息互补性,采用改进的相关性快速过滤特征选择算法获取最优特征子集,并将其用于外骨骼设备控制命令的语音系统。实验结果表明:本文方法在低信噪比下更具有鲁棒性和稳健性,在信噪比为零的粉红噪声下,较传统梅尔倒谱系数识别率提高20%左右。

关键词：外骨骼设备离散正交斯托克韦尔变换离散路径变换特征选择特征提取

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复杂环境下外骨骼设备语音信号的特征提取

吉林大学学报(工学版) 2023年

作者：陈文杰苏振兴孙先涛刘远远胡祥涛智亚丽安徽大学电气工程与自动化学院安徽大学安徽省人机共融系统与智能装备工程实验室

针对外骨骼设备语音系统在实际工作环境中受到环境噪声的影响导致语音指令识别性能差的问题。本文提出基于离散正交斯托克韦尔变换的伽马通滤波器频率倒谱系数的语音特征，结合离散路径变换表征语音信号能量与过零率的时域信息，形成混... 详细信息

针对外骨骼设备语音系统在实际工作环境中受到环境噪声的影响导致语音指令识别性能差的问题。本文提出基于离散正交斯托克韦尔变换的伽马通滤波器频率倒谱系数的语音特征，结合离散路径变换表征语音信号能量与过零率的时域信息，形成混合特征。在低信噪比情况下，考虑特征之间的冗余性、不相关性和信息互补性，采用改进的相关性快速过滤特征选择算法获取最优特征子集，并将其用于外骨骼设备控制命令的语音系统。实验结果表明，经过优化的混合特征在低信噪比下更具有鲁棒性和稳健性，在信噪比为零的粉红噪音下，较传统梅尔倒谱系数识别率提高20%左右。

关键词：外骨骼设备离散正交斯托克韦尔变换离散路径变换快速相关性滤波特征选择特征提取

自动化专业“线性代数”的思政建设策略与实践

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池州学院学报 2023年第6期37卷 107-110页

作者：智亚丽王莹张燕何舒平安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601

线性代数是我国高校理工科专业必修的一门公共基础课。但是因为课程内容存在的知识点较多,且链接较为紧密,导致学生在学习该课程时往往存在很多困难。为此,众多学者从各个方面提出了很多改进方法,但是缺乏对课程中思政元素的深入挖掘。... 详细信息

线性代数是我国高校理工科专业必修的一门公共基础课。但是因为课程内容存在的知识点较多,且链接较为紧密,导致学生在学习该课程时往往存在很多困难。为此,众多学者从各个方面提出了很多改进方法,但是缺乏对课程中思政元素的深入挖掘。本文将以安徽大学自动化专业的学生为教学研究对象,根据专业特点,通过在教学过程中增加课程思政的内容来促进学生对专业知识和工程应用能力的掌握,培养学生的数学思维和严谨求实的良好品行。文章将以活跃课堂气氛,提高学生的学习兴趣和学习效率为建设目标,在教学过程中融入思政内容。通过对线性代数的案例分析来改进教学方法,树立学生文化自信,促进学生的身心健康,弘扬社会主义核心价值观。

关键词：线性代数课程思政自动化专业

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“模拟电子技术”一流课程建设改革与实践

电气电子教学学报 2024年第4期46卷 25-28页

作者：廖素引李国丽潘天红智亚丽鞠鲁峰安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601

“模拟电子技术”是电气自动化类专业的一门具有很强理论性和工程实践性的专业基础课程。安徽大学电气工程与自动化学院在“工程教育专业认证”和“双一流”背景下,针对该课程现状及存在的问题,从考核评估和教学手段,实践环节等方面进... 详细信息

“模拟电子技术”是电气自动化类专业的一门具有很强理论性和工程实践性的专业基础课程。安徽大学电气工程与自动化学院在“工程教育专业认证”和“双一流”背景下,针对该课程现状及存在的问题,从考核评估和教学手段,实践环节等方面进行全面质量改进,基于以学生为中心、分段实施、精准监控的教学模式改革、探索与实践,全面提升学生综合能力和专业素质。面向行业、服务地方、培养一流应用型人才,不断提升新时代高等教育人才竞争力。

关键词：工程教育专业认证以学生为中心国家一流课程教学方法创新