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城市道路场景视觉感知神经网络研究

城市道路场景视觉感知神经网络研究

作者：林朝俊武汉理工大学

学位级别：硕士

城市道路场景视觉感知算法对于无人驾驶避障至关紧要,然而由于城市道路场景复杂、困难样本极多,现有算法普遍存在分割定位精度低、运行速度慢的问题。为设计出兼具高实时性和精度的视觉感知算法,本文进行了如下研究:首先,搭建了兼具的... 详细信息

城市道路场景视觉感知算法对于无人驾驶避障至关紧要,然而由于城市道路场景复杂、困难样本极多,现有算法普遍存在分割定位精度低、运行速度慢的问题。为设计出兼具高实时性和精度的视觉感知算法,本文进行了如下研究:首先,搭建了兼具的高实时性和高精度城市道路场景实时视觉感知神经网络架构。优选了Efficient Net-d3作为特征提取模块;引入注意力机制,改进了特征加权融合PA-FPN,并选为特征融合模块;最后简化了多任务输出子网络,并引入了基于射线距离预测的实例分割模式。然后,分析并改善了城市道路场景目标定位质量低问题。先总结归纳了导致定位质量低的两大不匹配问题:包围框回归损失函数与评价指标不匹配和定位预测质量与分类置信度不匹配。针对前者,分析并优选了匹配评价指标的DIo U损失函数,并设计了实例分割子网络射线距离回归损失函数。针对后者,在权衡精度和速度性能的基础上,通过融合多任务输出层特征图改进了定位质量预测子网络,并且加入Io U项改进了中心度计算式。接着,挖掘了视觉感知算法中城市道路场景困难样本,并提出改进策略。先分析了城市道路场景困难样本,归纳为少样本目标错误分类、密集目标漏检和小目标漏检三类检测困难问题,同时结合最具城市道路场景代表性的Cityscapes数据集进行了统计分析。针对这三类问题,本文分别采用了Focal Loss参数优化、改进NMS算法、重采样数据增广方法和多尺度训练的改进策略。最后,在Cityscapes数据集上实验验证本文各改进点的有效性,并与前沿算法Mask R-CNN等对比精度和实时性。城市道路场景实时视觉感知神经网络结构改进有效性实验表明,本文的实例分割网络实时性可达21.4FPS,比Mask RCNN高14.8FPS。城市道路场景目标定位质量改进有效性实验表明,改进后算法实例分割精度提升了8.3%,达到了27.4%。城市道路场景困难样本挖掘改进有效性实验表明改进策略均有效,融合使用可提高实例分割精度5.1%,改善困难样本检测分割效果显著。城市道路场景实例分割算法性能对比实验表明,本文算法实时性可达21.4FPS,实例分割精度可达32.5%,均达到国际前沿算法水平。本文构建了兼具高实时性和精度的城市道路场景视觉感知神经网络,有助于推动无人驾驶视觉感知算法工业化。

关键词：城市道路场景视觉感知神经网络定位质量预测困难样本挖掘

基于改进Transformer的电网防汛风险概率预测

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武汉理工大学学报 2022年第9期44卷 79-88页

作者：龙鑫玉石英林朝俊武汉理工大学自动化学院武汉430070

电网变电站安全运行是关系人民正常生活的重要工程。为提高汛期下电网运行的安全性,作者提出基于改进Transformer的电网防汛风险概率预测模型。首先根据数据特性选出Transformer作为时序数据预测的研究框架,研究位置编码对时序数据的影... 详细信息

电网变电站安全运行是关系人民正常生活的重要工程。为提高汛期下电网运行的安全性,作者提出基于改进Transformer的电网防汛风险概率预测模型。首先根据数据特性选出Transformer作为时序数据预测的研究框架,研究位置编码对时序数据的影响,并提出时序数据位置自适应编码策略。然后针对逐点注意力机制计算方法的缺陷,提出局部数据感知增强策略;最后将两者结合,提出电网防汛风险预测模型。在变电站防汛数据集上的有效性实验结果表明,改进策略单一作用时有效,且共同作用时精度提高29.73%,实时性也没有下降。对比实验表明,基于改进Transformer的电网防汛风险概率预测算法优于其他多种深度学习时序预测算法,该模型在电网防汛预测方面表现出较好性能。

关键词：变电站防汛时序预测 Transformer 位置编码注意力机制

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基于数据增广的道路场景小目标检测

武汉理工大学学报 2022年第11期44卷 79-87页

作者：黄紫旗刘小珠石英林朝俊武汉理工大学自动化学院武汉430070

道路场景目标检测技术受限于数据集及目标检测算法,不同尺度目标检测精度差异显著,其中小目标检测性能较差。数据增广是解决该问题的主要手段,增加道路场景小目标训练样本,改变各尺度训练样本不均衡分布,提升其检测性能。针对等概率重... 详细信息

道路场景目标检测技术受限于数据集及目标检测算法,不同尺度目标检测精度差异显著,其中小目标检测性能较差。数据增广是解决该问题的主要手段,增加道路场景小目标训练样本,改变各尺度训练样本不均衡分布,提升其检测性能。针对等概率重采样存在局限性,提出随机概率重采样策略,增加了对小目标性能影响显著的训练图像。针对各尺度目标训练样本数量分布不均衡,提出自适应尺度均衡策略(Adaptive Scale matching Cutout,AdaSMC),缓解了大、中等目标被过度增广的问题。融合随机概率重采样和AdaSMC两种增广策略,提出应用于道路场景的融合增广算法。在Cityscapes数据集实验结果表明,该融合算法在保证实时性的前提下,APs提升1.9%,ARs提升1.7%。

关键词：小目标检测随机概率重采样自适应尺度均衡数据增广

用于多尺度道路目标检测的优化定位置信度改进算法

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小型微型计算机系统 2023年第9期44卷 2030-2037页

作者：刘悦张璐罗文广叶洪涛石英林朝俊武汉理工大学自动化学院武汉430070 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430070 广西汽车零部件与整车技术重点实验室(广西科技大学) 广西柳州545006

为了提高多尺度道路目标的检测性能,本文针对目标检测算法在非极大值抑制阶段的检测质量表征不合理问题,提出了一种优化定位置信度改进算法.首先基于RepPoints构建研究框架,研究定位置信度对多尺度道路目标的敏感性.在敏感性研究结果的... 详细信息

为了提高多尺度道路目标的检测性能,本文针对目标检测算法在非极大值抑制阶段的检测质量表征不合理问题,提出了一种优化定位置信度改进算法.首先基于RepPoints构建研究框架,研究定位置信度对多尺度道路目标的敏感性.在敏感性研究结果的基础上,本文提出了混合定位置信度.然后针对IoU定位置信度无法区分重叠程度相同的包围框的缺陷,提出了CIoU定位置信度.最后将这两种定位置信度结合得到优化定位置信度改进算法,解决了检测质量表征不合理问题.在道路场景数据集Cityscapes上的实验结果表明,混合定位置信度和CIoU定位置信度单一作用时均有效,共同作用时精度提高2.4%,多尺度目标检测精度均有显著提升,且实时性没有下降.相较于主流道路场景检测算法如Cascade-RCNN、FCOS等,本文算法取得了最高的mAP、AP M和AP L.

关键词：目标检测多尺度道路目标定位置信度 RepPoints 非极大值抑制

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城市道路环境目标快速识别算法

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2021年第6期45卷 1039-1044页

作者：林朝俊石英武汉理工大学自动化学院武汉430070

文中选择anchor-free的FCOS网络作为基础检测算法,引入深度可分离卷积,大幅减少网络参数,进一步压缩了算法的特征金字塔网络,并优化了目标分层识别方案以提高特征金字塔的利用率.基于输入图像分辨率对算法精度和速度影响的分析,优化了... 详细信息

文中选择anchor-free的FCOS网络作为基础检测算法,引入深度可分离卷积,大幅减少网络参数,进一步压缩了算法的特征金字塔网络,并优化了目标分层识别方案以提高特征金字塔的利用率.基于输入图像分辨率对算法精度和速度影响的分析,优化了输入图像的长宽比和分辨率,增大了行人与车辆目标的区分度.实验表明:改进算法速度可达23帧/s,精度可达26.5%.

关键词：城市道路环境目标检测卷积神经网络特征金字塔

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面向无人驾驶道路场景的FCOS改进算法

武汉理工大学学报 2022年第12期44卷 97-104页

作者：陈悦石英周申培林朝俊陈卓武汉理工大学自动化学院武汉430070

城市道路环境目标检测是无人驾驶研究的重要内容,深度卷积神经网络算法有着良好的检测精度,被广泛用于城市道路的车辆与行人目标检测。针对道路场景目标尺度多样问题,在特征融合模块提出Strengthened-FPN特征融合,增加自下而上的分支,... 详细信息

城市道路环境目标检测是无人驾驶研究的重要内容,深度卷积神经网络算法有着良好的检测精度,被广泛用于城市道路的车辆与行人目标检测。针对道路场景目标尺度多样问题,在特征融合模块提出Strengthened-FPN特征融合,增加自下而上的分支,均衡目标检测器对不同大小目标的检测能力;针对道路场景样本基于真值框非中心分布的问题,提出了基于Loss Score正负样本分配策略,提供模型更优质的正样本实例;最后针对无人驾驶场景数据集KITTI,提出损失函数适应性策略,调整分类损失函数参数,并采用DIoU取代IoU加速模型的收敛,提升FCOS在无人驾驶场景的性能。实验结果表明,改进后的FCOS算法比基准算法mAP提升了3.1%,更适合于无人驾驶道路场景。

关键词：无人驾驶目标检测卷积神经网络多尺度检测

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DX中等职业学校预算管理的优化研究

DX中等职业学校预算管理的优化研究

作者：林朝枭西安理工大学

学位级别：硕士

国家的发展与教育的发展紧密相关,教育经费的合理规划对于高校的发展起着至关重要的作用。随着中等职业学校办学质量的逐步提高,国家对于中等职业学校政策逐步倾斜,这些中等职业学校开始逐步探索更加多元化的经费来源。同时,对于经费的... 详细信息

国家的发展与教育的发展紧密相关,教育经费的合理规划对于高校的发展起着至关重要的作用。随着中等职业学校办学质量的逐步提高,国家对于中等职业学校政策逐步倾斜,这些中等职业学校开始逐步探索更加多元化的经费来源。同时,对于经费的合理管理也成为中等职业学校关注的重点。预算管理制度不断改革,中等职业学校预算管理体系不断完善,能够更加科学合理的分配各项资金的使用,优化资金分配,提高资金利用率,进一步提高学校的预算管理质量。本文借鉴国内外预算管理研究情况,基于中等职业学校预算管理相关概念界定和理论研究,确保在后续的研究中有明确的理论基础和指向。阐述中等职业学校预算编制方法,主要有零基预算法、增量预算法、滚动预算法和定期预算法,结合内部控制理论、委托代理理论、全面预算管理理论和预算绩效管理理论,建立理论框架。分析DX中等职业学校现状,通过了解DX中等职业学校财务现状和预算管理运行模式,分析该学校预算管理存在的问题。通过分析,得出DX中等职业学校在预算编制方面编制中存在方法不科学、内容不合理,预算管理中没有建立一个完善的考核评估体系,且预算编制方法有待修正,在执行与控制中存在执行监管乏力、控制力度缺失等,预算考核中缺乏完善的预算项目评价体系、监督执行,认识不清等情况,究其原因是DX中等职业学校预算管理缺乏足够的数据支撑和有效的统筹管理,缺乏专门预算管理机构和有效的预算管理制度,以及缺乏对项目评价的重要性认识不足和绩效目标设置不够明确等。建立全面预算管理体系,完善预算管理流程与制度,强化预算控制与执行,落实预算评价与考核机制。要达到以上效果,还需要制度、人员和技术支持。

关键词：预算管理优化方案预算绩效评价中等职业学校

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钢筋混凝土轴压圆柱耐火性能的尺寸效应

建筑结构学报 2024年第10期45卷 42-53页

作者：张海燕巩俊林万莹吴波华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室华南理工大学土木与交通学院中南建筑设计院股份有限公司

为研究钢筋混凝土缩尺模型柱与足尺原型柱耐火性能的关系，对几何相似的若干不同尺寸钢筋混凝土圆柱开展了明火试验和有限元分析，考察轴压比、体积配箍率、纵筋配筋率和升温条件等因素对柱耐火性能尺寸效应的影响，分析不同缩尺比柱的... 详细信息

为研究钢筋混凝土缩尺模型柱与足尺原型柱耐火性能的关系，对几何相似的若干不同尺寸钢筋混凝土圆柱开展了明火试验和有限元分析，考察轴压比、体积配箍率、纵筋配筋率和升温条件等因素对柱耐火性能尺寸效应的影响，分析不同缩尺比柱的受火时间等效关系及热力响应相似性。结果表明：截面尺寸越大，随轴压比增加，钢筋混凝土柱的高温爆裂越严重；箍筋间距减小会加剧混凝土的爆裂程度，从而削弱混凝土柱的耐火性能；随轴压比增大、纵筋配筋率减小，柱的耐火极限降低，且轴压比和配筋率对大尺寸柱耐火性能的影响更显著；小尺寸柱的耐火性能受升温条件影响较大，但大尺寸柱的耐火性能对升温条件变化较为不敏感；在ISO 834标准升温条件下，当柱轴压比不超过0.4、混凝土高温爆裂不明显时，不同缩尺比柱受火时间服从缩尺比的1.46次幂的等效关系，在该关系下不同缩尺比柱的纵筋温度发展、截面平均温度发展、轴向变形发展以及耐火极限均呈现良好的相似性；而当混凝土高温爆裂较为严重、轴压比超过0.4,或升温条件为非标准升温时，采用小尺寸柱的耐火极限及该时间等效关系预测大尺寸柱耐火极限可能偏于不安全。

关键词：钢筋混凝土圆柱明火试验有限元模拟耐火性能尺寸效应

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宽带柔性透明超材料吸波体设计

光子学报 2024年第8期53卷 91-101页

作者：黄晓俊高丽娜曹苗姚旺杨河林西安科技大学通信与信息工程学院西安710054 西北工业大学电子信息学院西安710072 华中师范大学物理科学与技术学院武汉430079

基于阻抗匹配原理提出一种具有宽带微波吸收、高灵活性和高透光性的超薄反射型超材料吸波体,该吸波体由硬度小且高度光学透明的导电膜和介质基板构成,可实现柔性和高透光性。电磁仿真结果表明:在8.22~22.76 GHz的频率范围内,吸波体的吸... 详细信息

基于阻抗匹配原理提出一种具有宽带微波吸收、高灵活性和高透光性的超薄反射型超材料吸波体,该吸波体由硬度小且高度光学透明的导电膜和介质基板构成,可实现柔性和高透光性。电磁仿真结果表明:在8.22~22.76 GHz的频率范围内,吸波体的吸收率大于90%,吸收总带宽为14.54 GHz,相对吸收带宽达93.9%。由于谐振层图案的中心对称特点,吸波体表现出对电磁波极化不敏感的特性。此外,对于入射角小于60°的电磁波,它仍然表现出良好的吸收性能。该研究结果表明所提出的超材料吸波体在医疗设备、航空航天以及雷达隐身方面具有巨大的应用潜力。

关键词：超材料宽带吸波体阻抗匹配柔性结构极化不敏感光学透明导电膜