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基于Anchor-Free范式的行人多目标跟踪方法研究

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基于Anchor-Free范式的行人多目标跟踪方法研究

作者：曹杰重庆理工大学

学位级别：硕士

在计算机视觉领域,多目标跟踪一直都受到大量研究人员的关注,该技术有助于系统快速准确地辨识和监控多个目标,在自动驾驶、安防监控、无人机等领域具有重要应用价值。然而,拥挤场景下的行人多目标跟踪面临着一系列挑战,包括拥挤的目标... 详细信息

在计算机视觉领域,多目标跟踪一直都受到大量研究人员的关注,该技术有助于系统快速准确地辨识和监控多个目标,在自动驾驶、安防监控、无人机等领域具有重要应用价值。然而,拥挤场景下的行人多目标跟踪面临着一系列挑战,包括拥挤的目标发生遮挡、目标特征交叉和背景融合导致的误判断或漏检;目标的形状、颜色和前后背景随环境变化导致的跟踪准确度降低;跟踪目标数量和种类的大幅增加导致检测器特征提取困难等问题。基于以上问题,本论文的主要工作涉及以下四个方面:(1)针对传统目标跟踪算法低阈值目标丢弃导致的大量漏检问题,本文对Byte Track跟踪算法进行了移植,并对一些细节进行优化。针对遮挡、模糊等困难样本,本文网络保留所有阈值检测结果,以减少漏检情况并提高轨迹的连续性,这一做法旨在改善目标跟踪过程的碎片化和稳定性。(2)针对传统卷积在空间上对特征提取存在不均匀性,导致拥挤场景下行人特征表达能力不足问题和目标ID频繁切换问题,本文提出了视网膜卷积和自适应特征解耦头。视网膜卷积能够提高行人特征的可复用性、使卷积对图像进行特征提取时保持均匀的权重分布、避免图像噪声的干扰,该方法能够有效捕获拥挤场景下行人的空间位置,通过水平和垂直卷积核提取的多样性特征进行加权融合,从而扩大卷积的感受野,在遮挡目标周围建立长远的空间依存关系。在使用特征提取网络提取所有行人特征后采用自适应特征解耦头,能够降低目标身份切换的频率,提高目标跟踪的准确率。(3)针对网络注意力过分依赖通道结构信息而忽视其他维度感知信息,从而导致行人漏检和网络无法充分聚焦行人的问题,本文分别提出了跨维度坐标感知交叉注意力和轨迹坐标双向感知模块。跨维度坐标感知交叉注意力模块能够对跨维度的特征信息进行有效的特征交互,从而获得深层次的语义特征;轨迹坐标双向感知模块能够捕捉精确的行人空间位置交互信息,使网络关注更大的行人移动区域,提高识别的准确率。(4)针对池化金字塔特征映射后上下文不对齐和前后背景干扰导致的行人跟踪失败和误检问题,本文设计了自适应级联特征对齐池化金字塔和特征边缘增强模块,旨在尽可能减少池化操作过程中的信息损失和降低背景信息的干扰,这有助于保留密集行人的位置信息和降低背景信息的干扰,从而使检测网络更好地定位遮挡目标并降低误检率。为了验证本文所提出算法的有效性,本文在多个公开数据集进行了大量实验,并且在不同的模型上验证本文所提出模块的有效性,与最先进的算法相比,本文的方法均展现出很强的竞争性。

关键词：注意力机制特征金字塔卷积多目标跟踪密集检测

基于多参数约束机制的锂电池功率状态估计研究

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基于多参数约束机制的锂电池功率状态估计研究

作者：曹杰西南科技大学

学位级别：硕士

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数字乡村、技术创新与农业高质量发展

管理学刊 2024年第3期37卷 128-142页

作者：曹杰王妍霏南京财经大学粮食和物资学院江苏南京210003

构建数字乡村、技术创新与农业高质量发展三位一体分析框架,揭示数字乡村对农业高质量发展影响的内在逻辑,对于促进数字乡村赋能农业高质量发展、助力中国式农业现代化建设具有重要意义。在理论分析的基础上,基于2011—2021年省级面板... 详细信息

构建数字乡村、技术创新与农业高质量发展三位一体分析框架,揭示数字乡村对农业高质量发展影响的内在逻辑,对于促进数字乡村赋能农业高质量发展、助力中国式农业现代化建设具有重要意义。在理论分析的基础上,基于2011—2021年省级面板数据及固定效应模型、中介效应模型、门槛效应模型,实证检验了数字乡村建设对农业高质量发展的影响以及农业技术创新的中介作用。主要结论:(1)理论机理分析及基准回归结果显示,数字乡村建设对中国农业高质量发展具有显著的正向影响,经过一系列稳健性检验并消除内生性问题后,该结论依然成立。(2)异质性检验结果显示,数字乡村建设可以显著促进粮食主产区农业高质量发展,但对粮食主销区和产销平衡区农业高质量发展的影响不显著。(3)中介模型检验结果显示,农业技术创新在数字乡村对农业高质量发展的正向影响中发挥了中介效应。(4)门槛效应检验结果显示,数字乡村建设对农业高质量发展的影响具有边际效应递增的非线性特征。据此,未来应加快完善数字化基础设施和数字化发展环境,挖掘数字乡村赋能农业高质量发展的潜力;基于区域异质性特点,因地制宜推进数字乡村建设;激发农业技术创新的中介作用,尽早跨越数字乡村建设的门槛阈值。

关键词：数字乡村数字经济农业技术创新农业高质量发展粮食主产区

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考虑社会捐赠的疫情应急预算分配优化研究

管理工程学报 2024年第1期38卷 242-252页

作者：朱晓宵刘明杜雨芮曹杰南京理工大学经济管理学院江苏南京210094 徐州工程学院管理工程学院江苏徐州221018

突发公共卫生事件暴发后,如何结合疫情的传播扩散规律,科学合理地分配应急预算资金,是提升应急救援效率和应急治理能力的重要保障。基于此,本文首先结合疫情传播特征构建SEIHRD系统动力学模型用于刻画突发公共卫生事件的演化规律,然后... 详细信息

突发公共卫生事件暴发后,如何结合疫情的传播扩散规律,科学合理地分配应急预算资金,是提升应急救援效率和应急治理能力的重要保障。基于此,本文首先结合疫情传播特征构建SEIHRD系统动力学模型用于刻画突发公共卫生事件的演化规律,然后通过对社会公众向当地红十字会捐款数据的拟合,构建突发公共卫生事件下的社会捐款函数;在此基础上,以未能入院接受治疗的感染人数最少为目标,综合考虑政府固定预算与社会捐款,构建总额可变环境下的应急预算分配混合整数非线性规划模型。算例测试结果表明,社会捐款在疫情应急响应中发挥着重要的作用,而总体应急预算投入则存在边际效用递减效应;随着总应急预算投入的增加,应急预算的分配逐渐趋于稳定;对疫情越早干预效果越好,每推迟一周所需的应急投入成倍增加;此外,控制医疗资源挤兑行为、平稳医疗服务价格,对控制疫情的发展同样有着非常重要的作用。

关键词：突发公共卫生事件社会捐赠应急管理资源分配系统优化

环球遥相关对东南亚低纬高原冬季降水年际变化影响的研究

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高原气象 2024年第4期43卷 1011-1025页

作者：徐铭阳曹杰云南省大湄公河次区域气象灾害与气候资源重点实验室云南大学云南昆明650500

根据欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA5再分析资料、美国地质调查局与加州大学共同开发的气候灾害组融合站点(CHIRPS)月平均降水资料,以及全球降水气候项目提供的全球降水气候数据集(GPCP)月平均降水资料,利用统计诊断方法研究了... 详细信息

根据欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA5再分析资料、美国地质调查局与加州大学共同开发的气候灾害组融合站点(CHIRPS)月平均降水资料,以及全球降水气候项目提供的全球降水气候数据集(GPCP)月平均降水资料,利用统计诊断方法研究了冬季环球遥相关(circumglobal teleconnection,CGT)对东南亚低纬高原地区同期降水年际变化的影响。相关分析的结果表明,CGT呈现方差贡献大致相当的两个主要模态,垂直方向上呈现相当正压结构,水平方向上的四个异常中心分别为位于地中海附近和印度半岛附近的负异常中心,以及位于阿拉伯半岛附近和东南亚低纬高原附近的正异常中心。CGT第一模态与东南亚低纬高原冬季降水呈现显著的正相关关系,在年际时间尺度上,当冬季CGT处于正位相时,欧洲西部、阿拉伯半岛西北部、阿拉伯海和东南亚低纬高原分别为异常“反气旋、气旋、反气旋、气旋”控制。异常气旋东侧的西南风将增加孟加拉湾和中国南海进入东南亚低纬高原的水汽输送,并在东南亚低纬高原地区辐合上升,最终促使东南亚低纬高原地区冬季降水偏多;反之,当冬季CGT处于负位相时,欧洲西部、阿拉伯半岛西北部、阿拉伯海和东南亚低纬高原为异常“气旋、反气旋、气旋、反气旋”控制。异常反气旋东侧的东北风减弱了由孟加拉湾和中国南海进入东南亚低纬高原的水汽,加之东南亚低纬高原处于异常辐散下沉区,最终导致东南亚低纬高原地区冬季降水偏少。东南亚低纬高原12月、1月和2月的降水与同期CGT之间也呈现显著的正相关关系,联系两者的关键物理过程与整个冬季的一致。典型个例分析的结果进一步验证了相关分析所揭示的环球遥相关影响东南亚低纬高原冬季降水年际变化的关键物理过程。

关键词：环球遥相关东南亚低纬高原冬季降水年际变化

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高速动车组齿轮箱轴承载荷特性研究

机械工程学报 2024年第15期60卷 173-184页

作者：曹杰任尊松查浩徐宁杨超北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 株洲中车时代电气股份有限公司株洲412001

齿轮箱是高速动车组的重要部件之一,通过多种类型轴承分别与车轴和联轴器联结,这些轴承对齿轮箱实现动力传递和确保列车的运行安全和稳定性具有重要作用。由于工程测试难度,目前难以直接测试这些轴承承受的载荷。基于轴承动力学理论和... 详细信息

齿轮箱是高速动车组的重要部件之一,通过多种类型轴承分别与车轴和联轴器联结,这些轴承对齿轮箱实现动力传递和确保列车的运行安全和稳定性具有重要作用。由于工程测试难度,目前难以直接测试这些轴承承受的载荷。基于轴承动力学理论和齿轮传动动力学理论,建立了包含三类轴承、齿轮啮合及齿轮箱箱体的耦合动力学模型,结合线路实测激励,采用数值方法,获取了齿轮箱轴承滚子滚道接触载荷。在验证轴承滚子滚道载荷分布特性的基础上,分析了多种工况下齿轮箱轴承的滚子滚道接触载荷。结果表明,齿轮箱小齿轮轴圆柱滚子轴承滚子滚道接触载荷均值主要受牵引力矩影响,牵引力亦会影响受载滚子数量。齿轮啮合力影响滚子滚道接触载荷局部波动幅值,在外部激励作用下,NU214轴承滚子滚道接触载荷最大值最高增大35.0%。列车上下行工况改变滚子滚道接触载荷分布区域以及载荷均值,但接触区位置不受列车速度等级的影响。建立的齿轮箱耦合模型,详细考虑了齿轮箱各轴承的受载特点,对深入研究齿轮箱轴承受载特性具有重要作用。

关键词：高速动车组齿轮箱传动系统动力学模型轴承载荷

不同组织来源的外泌体在非酒精性脂肪性肝病发展中的作用

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华中科技大学学报（医学版） 2024年第2期53卷 256-261页

作者：曹杰袁莉华中科技大学同济医学院附属协和医院内分泌科武汉430022

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一种受多种肝外器官影响的慢性肝脏疾病,尚无有效治疗药物,严重威胁人类健康。其发病机制复杂,目前尚未完全阐明。近年来的研究提示外泌体在肝脏糖脂代谢、炎症反应和慢... 详细信息

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一种受多种肝外器官影响的慢性肝脏疾病,尚无有效治疗药物,严重威胁人类健康。其发病机制复杂,目前尚未完全阐明。近年来的研究提示外泌体在肝脏糖脂代谢、炎症反应和慢性纤维化发展过程中发挥着至关重要的作用,逐渐被认为是NAFLD发生发展中的新型关键信号调节因素。作为一种多细胞来源的信号载体,不同细胞或组织来源的外泌体在NAFLD的病理发展过程中起到不同的作用。该文探讨了不同细胞或组织来源的外泌体在NAFLD发病中的作用,为未来临床防治NAFLD开辟新方向提供理论基础。

关键词：非酒精性脂肪性肝病外泌体炎症反应胰岛素抵抗发病机制

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一种基于算法机制设计的社会法则合成方法

软件学报 2024年第3期35卷 1440-1465页

作者：吴骏曹杰王崇骏谢俊元南京财经大学江苏省电子商务重点实验室江苏南京210023 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

社会法则是在多Agent系统中为确立某种目标属性而对各个Agent实施的行为限制集合.在Agent具有“个体理性”及“私有信息”的“策略情况”下,社会法则合成问题不应建模成通常的优化问题,而应建模成算法机制设计问题.“最小化副作用”经... 详细信息

社会法则是在多Agent系统中为确立某种目标属性而对各个Agent实施的行为限制集合.在Agent具有“个体理性”及“私有信息”的“策略情况”下,社会法则合成问题不应建模成通常的优化问题,而应建模成算法机制设计问题.“最小化副作用”经常是社会法则需要满足的基本要求.从博弈论的角度来看,“最小化副作用”与“最大化社会福利”的概念紧密相关,可以将“最小化副作用的社会法则合成”建模为一种效率机制设计问题.不仅需要为给定目标属性找到有效且社会福利最大的社会法则,还需要向Agent支付适当的金额,以实现激励相容性和个体理性.首先基于VCG机制设计一种名叫VCG-SLM的效率机制,证明它可满足所有必需的形式属性.然而,由于发现可证明该机制的计算是一个FP^(NP)-完全问题,针对性地提出该机制的一种基于整数规划的实现方式VCG-SLM-ILP,基于ATL语义将分配及支付的计算转化为整数规划,并严格地证明其正确性,从而可有效利用目前已非常成熟的工业级整数规划求解器,成功解决棘手的机制计算问题.

关键词：多Agent系统社会法则算法机制设计

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轻量级多任务的苹果成熟度分类模型研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：张莉王晓格鲍春曹杰郝群北京理工大学光电学院山东理工大学机械学院北京理工大学长三角研究院长春理工大学

苹果成熟度等级和外观缺陷，是判断其品质等级的两项重要依据。为实现在采摘任务中自动剔除未成熟、有缺陷的苹果，本文提出一种轻量级多任务的成熟度分类模型L-MTCNN。该模型由D-Net和M-Net两个子网络构成，实现苹果外观缺陷与成熟度... 详细信息

苹果成熟度等级和外观缺陷，是判断其品质等级的两项重要依据。为实现在采摘任务中自动剔除未成熟、有缺陷的苹果，本文提出一种轻量级多任务的成熟度分类模型L-MTCNN。该模型由D-Net和M-Net两个子网络构成，实现苹果外观缺陷与成熟度等级分类的多任务判别。该模型利用一个主干网络提取特征信息，并将特征信息分别应用于D-Net和M-Net，提升了模型特征的利用率，减少整体识别计算时间。通过引Triplet-Loss作为M-Net的损失函数，增大不同等级间差距，减少相同等级内的差距。此外，在行业标准的基础上，通过研究多种苹果成熟过程的外观变化，构建苹果成熟度的数据集。针对图像采集过程中遇到的光线过强和光线过暗而造成所采集的苹果图像与真实苹果的外观颜色的不一致情况，提出了一种基于亮度的颜色恢复算法，实现对采集的图像颜色恢复，建立基于苹果成熟度的数据集。最终实验结果表明，D-Net、M-Net相较于AlexNet、ResNet18、ResNet34、VGG16在平均准确率方面都有较大幅度的提升。此外，在召回率、精准率、F1值方面，证明所提出模型对成熟度等级、缺陷与否的分类任务都具有更优的表现，证明了该模型可实现不同类型苹果的高准确率成熟度等级判断，为实现一体化作业机器人提供一定的借鉴和参考。

关键词：轻量化多任务成熟度分类卷积神经网络果实品质