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机器人视觉系统中的物体检测技术研究

机器人视觉系统中的物体检测技术研究

作者：毛玉仁浙江大学

学位级别：硕士

物体检测技术是协助机器人视觉系统感知、定位视野中存在的客观物体的关键技术,是机器人视觉系统完成场景理解等高层视觉任务的基础。研究并提升机器人视觉系统中的物体检测算法的性能对提升机器人的智能程度具有重要意义。本文将机器... 详细信息

物体检测技术是协助机器人视觉系统感知、定位视野中存在的客观物体的关键技术,是机器人视觉系统完成场景理解等高层视觉任务的基础。研究并提升机器人视觉系统中的物体检测算法的性能对提升机器人的智能程度具有重要意义。本文将机器人视觉系统中的物体检测问题根据目标物体的泛化程度划分为三个层次:刚性物体检测、习得物体检测和任意物体检测。然后遵循从简单到复杂、从具体到泛化的顺序对这三类检测问题依次展开研究。针对刚性物体检测,本文结合所在课题组开发的两种机器人(火电厂用温度探头组装机器人和中国象棋对弈机器人)对物体检测的实际工程需求,提出了两种刚性物体检测算法。该两种算法已在各自的机械臂手眼系统中顺利运行。然后,本文对习得物体检测进行探究,尤其关注卷积神经网络在习得物体检测中的应用。针对具有广泛应用前景的自然场景下的二代身份证检测问题,本文提出了一种可用于端到端的习得物体检测的卷积神经网络模型。在自然场景图片中的二代身份证检测任务中,该模型在本文收集的数据集上取得了 79.51%的平均覆盖率。最后,本文对任意物体检测问题展开研究并创新地提出了基于图像分割结构化特征的任意物体检测算法。该算法在候选集容量为1000时在权威数据集PASCAL VOC2007上取得了 96.1%的检测率。在候选集容量小于100时,检测性能优于四种性能突出的经典算法。

关键词：物体检测刚性物体检测习得物体检测任意物体检测

Taylor-Couette波状涡的周期性特征研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 113-120页

作者：毛玉红陈超王敏兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用大涡模拟(LES)方法对Taylor-Couette涡流场进行瞬态数值模拟,研究了波状涡流场中不同旋转雷诺数下环隙子午面上涡流场特征随时间的变化情况,分析了波状涡流场的周期性变化规律.结果表明:Taylor-Couette波状涡流场内的涡旋大小、形... 详细信息

采用大涡模拟(LES)方法对Taylor-Couette涡流场进行瞬态数值模拟,研究了波状涡流场中不同旋转雷诺数下环隙子午面上涡流场特征随时间的变化情况,分析了波状涡流场的周期性变化规律.结果表明:Taylor-Couette波状涡流场内的涡旋大小、形态及涡心位置存在周期性变化规律,相邻涡旋的形态与特征呈现相反的变化趋势;涡旋、涡核的变化周期几乎完全相同,当转速为20 r/min时,涡旋和涡核的周期变化时间分别为6.80 s和6.83 s,当转速为40 r/min时,涡旋和涡核的周期变化时间分别为1.49 s和1.50 s,但涡核的变化趋势在周期变化过程中处于主导地位;随着旋转雷诺数的增大,波状涡的变化周期逐渐减小,说明周期的数值变化一定程度上可以反映并衡量Taylor-Couette涡流场形态的转变过程.

关键词：大涡模拟 Taylor-Couette涡流场波状涡周期性特征

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基于似物性判别的视觉目标检测方法

传感器与微系统 2017年第11期36卷 147-150页

作者：毛玉仁郭松郑阳明林华浙江大学航空航天学院微小卫星研究中心浙江杭州310027 上海航天技术研究院上海200235

提出了一种基于似物性判定理论的单图像视觉目标检测算法。在组合几何学的引导下遴选候选图像窗口;应用创新提出的基于图像分割的结构化特征结合支持向量机对候选窗口的似物性进行评分;根据评分对候选窗口进行排序遴选。在PASCAL VOC200... 详细信息

提出了一种基于似物性判定理论的单图像视觉目标检测算法。在组合几何学的引导下遴选候选图像窗口;应用创新提出的基于图像分割的结构化特征结合支持向量机对候选窗口的似物性进行评分;根据评分对候选窗口进行排序遴选。在PASCAL VOC2007数据集上进行了定量验证,结果表明:当候选集容量为1 000时,算法可达到96.1%的召回率。检测性能优于目标识别领域的4种经典算法。

关键词：目标检测似物性判定基于图像分割的结构化特征

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数据驱动的指定变形非均质多胞结构优化设计

机械工程学报 2024年第1期60卷 85-95页

作者：许思远张卫东毛玉明牛斌大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 大连理工大学机械工程学院大连116024 上海宇航系统工程研究所上海201109

针对包含大量异质微结构的非均质多胞结构设计难题,提出了可指定结构变形方式的多胞结构宏微观优化设计方法。该方法在宏观结构设计中采用梯度类方法优化属性分布,引入可行性约束保证微结构确实存在,在微结构设计中引入数据驱动的方法,... 详细信息

针对包含大量异质微结构的非均质多胞结构设计难题,提出了可指定结构变形方式的多胞结构宏微观优化设计方法。该方法在宏观结构设计中采用梯度类方法优化属性分布,引入可行性约束保证微结构确实存在,在微结构设计中引入数据驱动的方法,利用深度学习实现微结构逆向设计并映射到宏观结构,同时采用微结构偏移和兼容性算法解决相邻微结构连接不兼容的问题,最终通过指定变形问题的多个数值算例验证了该方法的有效性,并讨论了单元尺寸、微结构偏移次数以及微结构映射密度对结构性能的影响。建立的多胞结构设计方法引入数据驱动方法和考虑了微结构连接兼容性要求,成功实现多样化指定变形的非均质多胞结构优化设计。

关键词：多胞结构指定变形深度学习微结构偏移

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针对联邦学习隐私保护及恶意检测的联合算法

计算机工程与应用 2024年

作者：徐宜航毛玉星重庆大学输变电装备技术全国重点实验室

针对联邦学习中同时存在的数据隐私保护与恶意对手检测问题，提出同态加密-阈值秘密共享联合加密算法（HE-SS）。该算法基于消息向量映射为明文多项式插值原理，在同态加密复平面单位圆编码插槽之外确定一组阈值共享密钥，将梯度信息隐... 详细信息

针对联邦学习中同时存在的数据隐私保护与恶意对手检测问题，提出同态加密-阈值秘密共享联合加密算法（HE-SS）。该算法基于消息向量映射为明文多项式插值原理，在同态加密复平面单位圆编码插槽之外确定一组阈值共享密钥，将梯度信息隐式地转化为密文片段，并利服务器协同计算，建立抵抗性聚合协议。该算法在多方密文运算中保持线性同态性，支持不揭露隐私的向量相似度判别，解决了多方计算问题中隐私保护与恶意检测间的内在矛盾，实现了特定环境下匿名化恶意节点识别。对于同时存在推理攻击和拜占庭攻击的联邦学习场景，测试结果表明，HE-SS算法能够良好保护客户端敏感原始信息，并在全局模型收敛性以及准确率表现上，优于现有主流防御方案。

关键词：联邦学习隐私保护对手检测同态加密阈值密钥共享

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水电主导现货市场优化出清研究

工程科学与技术 2024年第3期56卷 52-60页

作者：朱燕梅毛玉鑫陈仕军黄炜斌胡杨四川大学水利水电学院四川成都610065 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443000

针对传统以购电经济性为唯一目标的市场出清中梯级水电一边缺水一边弃水的水-电不匹配问题,本研究结合梯级水电运行特性,提出一种水力、电力、价格3因素耦合的出清方法。首先,梳理了梯级水电出清后缺水和弃水两种水-电不匹配的工况,提... 详细信息

针对传统以购电经济性为唯一目标的市场出清中梯级水电一边缺水一边弃水的水-电不匹配问题,本研究结合梯级水电运行特性,提出一种水力、电力、价格3因素耦合的出清方法。首先,梳理了梯级水电出清后缺水和弃水两种水-电不匹配的工况,提出用水-电耦合度指标来度量水量与电量匹配的程度,并给出了水-电耦合度的计算方法。其次,建立了适用于水电主导电力市场的水力、电力和价格耦合出清模型,设计了购电成本最小化和水-电耦合度最大化两个目标函数。为了提高模型求解效率,提出模型结构分层、搜索空间缩减和计算时段合并的模型求解综合降维策略,并基于价格排序-粒子群耦合优化算法实现模型求解。最后,以四川省串并混联开发的“3梯8站”组成的虚拟市场进行日前模拟出清。结果表明:与传统以经济性为唯一目标的出清模型相比,水-电-价耦合出清模型的购电费用不变,但水-电耦合度提高了1.57%,证明水-电耦合度最大化目标的加入不会增加购电成本,但对减少出力不足、提升出清结果的可执行率和降低弃水都有显著成效;所提求解策略降低了模型复杂度,提高了求解效率,为解决梯级水电现货市场出清中水-电-价的不耦合问题提供了新思路。

关键词：梯级水电现货电力市场出清水-电-价耦合

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主旋律电视剧的价值引领

中国广播电视学刊 2024年第8期 59-61页

作者：李妍裴佳阁毛玉荣燕京理工学院

主旋律电视剧以展现中国共产党领导下的中国人民在革命、建设和改革中取得的伟大成就,弘扬社会主义核心价值观,传播正能量为主要目的,展现了中国人民的历史认知、时代精神和价值坐标。本文结合近五年热播的多部主旋律电视剧,以案例分析... 详细信息

主旋律电视剧以展现中国共产党领导下的中国人民在革命、建设和改革中取得的伟大成就,弘扬社会主义核心价值观,传播正能量为主要目的,展现了中国人民的历史认知、时代精神和价值坐标。本文结合近五年热播的多部主旋律电视剧,以案例分析的方法阐述其价值引领,尤其是青年群体的价值引领作用。主旋律电视剧的价值引领是通过“温和”的“劝服”方式实现的,要做到内容文以载道、剧情绘声绘色、思想润物无声。

关键词：主旋律电视剧价值引领意识形态

Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)催化剂氧空位对二氧化碳低温甲烷化的影响

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化工进展 2024年第4期43卷 1840-1850页

作者：郭潇东毛玉娇刘相洋邱丽于峰闫晓亮太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024

通过水热合成法将Mn、Sm和Ce作为助剂,掺入水滑石(LDHs)前体后经焙烧-还原分别得到Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)和Ni/MnO_(x)-Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)催化剂,研究了两种结构催化剂的二氧化碳低温甲烷化反应。研究结果表明,相较于Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3),MnO_(x)的引入使Ni/MnO_(x)-Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)在225℃以下表现出优异的性能,CO_(2)转化率达到68%,CH4选择性达到100%,且在100h内具有良好的稳定性,150℃时TOF为0.087s^(-1),大于Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)(0.013s^(-1))。这主要是由于引入MnO_(x),在保持金属颗粒高度分散的同时,借助MnO_(x)在催化剂表面连续还原,提高了Ni/MnO_(x)-Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)表面氧空位浓度且增加了催化剂的碱性位点,促进了二氧化碳的吸附和活化。原位红外结果进一步表明,低温下催化剂表面氧空位促进甲酸盐和甲氧基中间物种的生成,进而提高了二氧化碳甲烷化活性。

关键词：二氧化碳加氢甲烷催化剂催化(作用)

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不含金属矿物的饱和多孔介质激发极化机理与模型综述

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地球物理学进展 2024年第1期39卷 305-318页

作者：马铭赵建国毛玉蓉中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100

实验室研究发现不含金属矿物的饱和多孔介质激发极化参数受岩石物理特性影响,建立岩心尺度的低频(<10^(6)Hz)复电导率与孔隙结构参数、流体属性等因素之间的定量关系对解释激发极化数据具有重要指导意义.然而,产生激发极化效应的原因还... 详细信息

实验室研究发现不含金属矿物的饱和多孔介质激发极化参数受岩石物理特性影响,建立岩心尺度的低频(<10^(6)Hz)复电导率与孔隙结构参数、流体属性等因素之间的定量关系对解释激发极化数据具有重要指导意义.然而,产生激发极化效应的原因还未形成统一的物理/化学过程认识,现有理论未能完全解释激发极化数据,激电参数与多孔介质结构参数之间的定量关系缺少深入的机理研究.为此,本文首先阐述了双电层理论和用以解释激发极化效应的机理,包括Stern层极化、膜极化、Maxwell-Wagner极化和动电效应等;其次,总结了现有激发极化模型研究的最新进展,包括等效电路模型、Stern层极化模型、膜极化模型、等效介质模型等.综述表明:(1)低频激发极化效应的微观机理仍未达成统一认知,在特定条件下,膜极化模型与Stern层极化模型都能解释低频激发极化数据;(2)特征弛豫时间受孔径或粒径控制仍存在争议.

关键词：激发极化岩石物理复电导率激电参数机理