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复杂交通场景下基于DeepSort的多目标多类别跟踪算法研究

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复杂交通场景下基于DeepSort的多目标多类别跟踪算法研究

作者：牟亮青岛大学

学位级别：硕士

随着社会的快速发展,人们对交通出行的多样化需求愈发强烈,导致了交通的复杂程度越来越高,在复杂的交通环境中容易发生交通拥堵以及交通安全问题,并且准确获取该场景的交通信息是一项非常必要以及非常困难的任务。在计算机视觉领域,目... 详细信息

随着社会的快速发展,人们对交通出行的多样化需求愈发强烈,导致了交通的复杂程度越来越高,在复杂的交通环境中容易发生交通拥堵以及交通安全问题,并且准确获取该场景的交通信息是一项非常必要以及非常困难的任务。在计算机视觉领域,目标跟踪是一个热门的研究方向,应用到交通领域中可以为通过视觉传感器来获取交通的实时状况,为及时做出交通决策避免交通问题的发生提供技术理论支持。主要选择基于检测的目标跟踪策略进行研究,使用具有代表性的简单的在线和实时深度关联度量算法(Deep Sort),在其基础上提出一种针对复杂交通场景的多目标多类别跟踪算法。目标检测部分,使用Vis Drone数据集,该数据集中包含城市交通场景中常见的十个目标类别,是使用无人机拍摄得到的,为研究对于该场景下多目标多类别跟踪算法提供数据支持。将该数据集应用到目标检测和目标跟踪算法的实验部分,目标检测作为获取场景中目标信息的第一步,其性能好坏直接影响跟踪算法。本文对比Faster-RCNN、YOLO v3以及YOLO v5检测算法,其中YOLO v5共有从小到大四种规模的网络模型:YOLO v5s、YOLO v5m、YOLO v5l和YOLO v5x,在Vis Drone数据集上训练及检测的性能,综合评价各种算法检测精度及速度,选择YOLO v5m模型作为跟踪算法的检测器。目标跟踪部分,目前的跟踪算法无法在复杂的交通场景中对目标类别信息进行准确跟踪,这是没有意义的,针对目前的多目标跟踪策略中缺乏对于目标类别信息判别的问题,提出一种多目标多类别跟踪算法。Deep Sort算法的原始表观模型是基于行人数据集训练完成的,对于其他类别的特征提取能力较差,构建数据集来对其表观模型进行重训练,提高算法对于目标位置信息跟踪的准确率。将类别信息融入到Kalman滤波器中,重新对状态变量、观测变量等进行定义;然后基于Deep Sort跟踪得到的类别共现矩阵,使用Jaccard指数构建类别相似度网络,结合该网络统计分析当检测类别发生错误检测时的置信度变化,通过曲线拟合获得动态阈值函数,构建了类别匹配模块,完成对类别的匹配以及修正任务,提高算法对目标类别信息跟踪的准确率。经过实验验证,本文建立的多目标多类别跟踪算法在复杂交通场景中,跟踪准确度(MOTA)相比YOLO v5m+Deep Sort算法提升5.5%,跟踪类别准确度(MOTCA)提高8.3%,阈值25下的目标中心精准度提升5%,阈值0.5的重合率提升9%。该结果表明,多目标多类别跟踪算法可以更加准确、完善的在复杂交通场景中完成目标跟踪任务,这对智能交通系统的发展具有重要意义。

关键词：智能交通系统复杂交通场景深度学习多目标多类别跟踪

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基于微带谐振结构的金属裂纹检测传感器设计

基于微带谐振结构的金属裂纹检测传感器设计

作者：牟亮南京理工大学

学位级别：硕士

微带谐振金属裂纹检测传感器是一种将待测金属平面作为微带结构地平面的传感器,与传统传感器相比,微带谐振传感器具有灵敏度高、体积小、成本低、易于测量等优点。本文对多种微带谐振金属裂纹检测传感器进行了研究,具体内容如下:针对传... 详细信息

微带谐振金属裂纹检测传感器是一种将待测金属平面作为微带结构地平面的传感器,与传统传感器相比,微带谐振传感器具有灵敏度高、体积小、成本低、易于测量等优点。本文对多种微带谐振金属裂纹检测传感器进行了研究,具体内容如下:针对传统规则矩形贴片传感器无法检测与电场方向平行的缝隙,即存在检测盲区的问题,提出了一种基于改进矩形贴片结构的单端口金属裂纹检测传感器。该结构通过在规则矩形贴片中心开孔的方式,实现了在一个谐振贴片上获得两个谐振频率且两个谐振频率的电场极化方向相互垂直,达到了无盲区检测金属裂纹的目的。实际实验结果表明,该传感器可实现对金属板上不同宽度裂纹的检测,在两个电场极化方向上的灵敏度分别为83MHz/0.2mm和114MHz/0.2mm。考虑到单端口金属裂纹检测传感器在两个谐振频率上的模式纯度不高,不利于对缝隙角度的确定,提出了一种双端口传感器结构。该结构通过两个端口耦合馈电的方式,实现了两个谐振频率上的电场极化方向相互垂直且有较高的模式纯度,达到了在一定程度上对金属裂纹角度进行判断的目的。实际实验结果表明,该传感器可实现对金属板上不同宽度裂纹的检测,在两个电场极化方向上的灵敏度分别为11MHz/0.2mm和20MHz/0.2mm,并且结合两谐振频率的变化能在一定程度上对裂纹角度进行判断。此外,针对可实现金属裂纹较高精度定位的传感器设计需求,提出了一种基于开口谐振环的金属裂纹检测传感器结构。该结构通过合理设计开口谐振环的激励方式,使得传感器的谐振频率与金属裂纹相对位置相关,实现了通过谐振频率对金属裂纹的定位。实际实验结果表明,该传感器可实现对金属板上的裂纹进行扫描定位,且定位误差在1mm以内。最后,针对基于单个开口谐振环的金属裂纹检测传感器存在的检测范围有限的问题,提出了一种阵列传感器方案。通过用阶梯状开路微带线同时耦合四个开口谐振环的方式,实现了用一个端口测量四个不同尺寸开口谐振环的谐振频率,达到了在不增加端口数量的前提下有效提高传感器覆盖面积的目的。实际实验结果表明,该传感器可实现覆盖范围为单个开口谐振环传感器四倍的金属裂纹检测。

关键词：传感器金属裂纹检测谐振微带

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高家堡煤矿褶皱区冲击危险性预测方法研究

高家堡煤矿褶皱区冲击危险性预测方法研究

作者：牟亮中国矿业大学

学位级别：硕士

冲击矿压是煤矿开采中最为典型的煤岩动力灾害之一。随着煤炭开采深度和开采强度的不断增加,冲击地压日益严重,对煤矿安全生产造成了一定的威胁。冲击矿压监测预警能够对煤矿可能出现重大动力灾害事故做出一定判别,进而对其做出相应减... 详细信息

冲击矿压是煤矿开采中最为典型的煤岩动力灾害之一。随着煤炭开采深度和开采强度的不断增加,冲击地压日益严重,对煤矿安全生产造成了一定的威胁。冲击矿压监测预警能够对煤矿可能出现重大动力灾害事故做出一定判别,进而对其做出相应减灾措施,对煤矿安全具有重大意义,也是目前比较热门的研究领域。为此,本文采用多元信息的深度挖掘、数据处理、工程实践等方法,研究回采工作面褶皱区冲击矿压前兆信息特征,建立了基于褶皱区矿震前兆特征的冲击危险预测方法,并将其运用于现场实践当中,最终取得了良好的预测效果。以高家堡煤矿204工作面的矿震数据为依据,总结了高家堡煤矿工作面回采过程中的矿震时空演化规律,确定了不同开采阶段矿震分布范围及其与顶板主关键层相对位置关系;统计分析了工作面采动超前影响范围及顶底板影响范围;确定了工作面采空区矿震活动稳定时间;分析了工作面矿震活动时序特征;分析了工作面推进速度与矿震活动间的关系,确定了临界推进速度。分析了回采工作面发生危险性矿震的相关因素,研究了危险性矿震的特征及发生危险性矿震的影响因素。高家堡煤矿冲击地压发生的主要因素有:回采速度、开采面积、周期来压、褶皱区等因素。其中,褶皱区对对矿震的发生影响较大。工作面在靠近向斜区域时,采动应力对高应力集中区的扰动逐渐加大,随着工作面的推进,矿震能量逐渐升高,矿震频次呈现“低频高能”状态;褶皱区的开采面积对矿震影响较大,与工作面其他开采区域相比,矿震分布的差异性较大;在向斜轴前后250m范围内,距向斜轴越近,矿震能量与频次越高,距向斜轴越远矿震能量与频次逐渐降低。分析了高家堡煤矿204工作面褶皱区冲击地压前兆特征,主要是分析了高家堡煤矿冲击事件发生前两个月的矿震分布规律。冲击事件发生前一个月,能量与频次波动较小,在冲击前一周能量与频次迅速增加,并且冲击前一周的矿震能量变化趋势呈现“∧”型,矿震频次变化趋势呈现“/”型,最大能量值的出现早于频次峰值的出现。其中冲击发生前两周的矿震具有明显的波动性。冲击前一天能量整体走势呈现“W”型,并且表现为“高频低能”状态,其余时间段内表现为“高能低频”状态。最后,对冲击前一周的矿震数据进行了定量化分析,得到了四种相应的矿震前兆响应指标:矿震能量动态变化率N、矿震频次动态变化率N、矿震能量偏差值D、矿震频次偏差值D。基于回采工作面褶皱区矿震演化规律以及矿震的前兆特征,建立了以偏差值和动态变化率为指标的冲击危险预测方法,并应用该方法对高家堡煤矿205工作面进行了效果验证,结果表明该预测方法预测效果较好,预测准确率达71%。本论文有图55幅,表14个,参考文献82篇。

关键词：冲击矿压褶皱区指标值预测方法

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基于电流变减振器的半主动悬架控制研究

基于电流变减振器的半主动悬架控制研究

作者：牟亮重庆交通大学

学位级别：硕士

汽车悬架系统性能优劣直接影响着汽车行驶平顺性和操纵安全性。本文主要目标是改善汽车行驶平顺性，基于电流变减振器的半主动悬架系统控制策略是研究重点，主要通过使用MATLAB和ADAMS的联合仿真功能对其进行研究和分析。 ①简述本文选... 详细信息

汽车悬架系统性能优劣直接影响着汽车行驶平顺性和操纵安全性。本文主要目标是改善汽车行驶平顺性，基于电流变减振器的半主动悬架系统控制策略是研究重点，主要通过使用MATLAB和ADAMS的联合仿真功能对其进行研究和分析。 ①简述本文选题的目的和意义，以及电流变减振器研究现状，及介绍现代半主动悬架控制理论，最后提出本文主要研究内容。 ②简要描述电流变液的流变机理和其具有的力学性能和电学性能。阐述电流变减振器的工作原理与设计原则，分析两种筒式电流变减振器数学模型，从中选三筒式电流变减振器为本文联合仿真对象，并运用MATLAB软件对电流变减振器做出仿真模型。 ③阐述悬架系统主要性能评价指标（车身加速度、悬架动挠度、轮胎动变形）的重要性。通过路面不平度及功率谱，做出了随机路面模型及其仿真结果。由二自由1/4车电流变半主动悬架的简化模型确定出动力学方程，最后使用ADAMS软件对其建立机械仿真模型。 ④基于电流变减振器的半主动悬架控制策略研究设计。通过对控制理论的综合研究，结合电流变减振器特点，以改善行驶平顺性为主要目标，选择设计出半主动悬架的控制策略。并使用MATLAB/Simulink模块分别对PID单独控制、模糊-PID复合控制、自适应模糊-PID综合控制做出仿真模型。 ⑤MATLAB和ADAMS通过ADAMS/Controls接口连接后，完成半主动悬架与被动悬架的联合仿真模型并对其仿真。结果表明，对于行驶平顺性三种控制策略下的半主动悬架对比被动悬架都有不同程度提升，其中自适应模糊-PID综合控制策略取得最佳效果。利用联合仿真能避免悬架建模时繁琐的动力学方程组，为汽车许多复杂的系统进行控制和仿真提供了新的思考方向。对基于电流变减振器的半主动悬架的研究和设计具有一定的指导意义。

关键词：平顺性半主动悬架电流变减振器控制策略联合仿真

基于控制论的学习理论及其在学习型军队建设中的应用

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基于控制论的学习理论及其在学习型军队建设中的应用

作者：牟亮国防科学技术大学

学位级别：硕士

本文以学习型军队建设为应用背景,建立了以学习系统、学习模型和学习机制为中心内容的控制论学习理论;依据学习过程是一个信息与控制过程的基本观点,综合运用控制论原理、以及系统论与信息论的思想建立了非线性反馈、自适应和自组织的... 详细信息

本文以学习型军队建设为应用背景,建立了以学习系统、学习模型和学习机制为中心内容的控制论学习理论;依据学习过程是一个信息与控制过程的基本观点,综合运用控制论原理、以及系统论与信息论的思想建立了非线性反馈、自适应和自组织的学习机理。从军队组织是一类特殊的学习系统的观点,将其抽象为具有自学习能力、高级智能的、人机结合的控制论系统模型;根据所建立的学习原理,针对军队建设中的实际问题,对改进军队信息化建设中的信息与控制问题、作战中的适应能力问题和组织化问题,提出了作者的改进设想、意见和对策。

关键词：控制论学习学习型军队非线性反馈自适应自组织

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基于密度法原油含水率在线测量技术研究

基于密度法原油含水率在线测量技术研究

作者：牟亮中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

原油含水率是石油开采、石油生产行业中的一个重要参数,是油田生产和油品商业交易中的关键数据,对原油的采出、脱水、储运贸易及原油炼化加工等都具有重要的意义。原油含水量测量精确度对于确定油井出水、出油位置,估计原油产量,预测油... 详细信息

原油含水率是石油开采、石油生产行业中的一个重要参数,是油田生产和油品商业交易中的关键数据,对原油的采出、脱水、储运贸易及原油炼化加工等都具有重要的意义。原油含水量测量精确度对于确定油井出水、出油位置,估计原油产量,预测油井的开发寿命等方面有非常重要的指导意义。本课题来源于胜利油田河口采油厂和山东新大通石油环保科技股份有限公司。本文以胜利油田集输站外输管线中原油为研究对象,在查阅国内外相关文献的基础上,对已经开发出的几种原油含水率测量方法进行了总结归纳和对比,分析了各种原油含水率测量方法的基本原理、应用范围和优缺点。为更好的利用已有的设备,并结合当地集输站的生产实际,用密度法在线实时的测量原油含水率,实现了在实际生产中获得实时的数据,由此测量方法而带来的测量方式是有效可行的。根据所建数学模型公式,本论文由所测得的原油混合液密度值计算出外输原油的含水率,并对该测量方法进行了误差分析,提出了减小误差的措施。测量装置使用PLC数据采集系统实现动态的实时测量测量外输原油含水率,通过室内和现场实验,该系统所测量的原油含水率的精确度小于±5%,符合实验装置整体误差与实际化验偏离值<5%的要求。

关键词：密度法外输原油原油含水率误差分析测量装置

秋季西北太平洋沿150°E断面碳酸盐体系分布特征及海洋碱化对增强碳汇效应初探

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秋季西北太平洋沿150°E断面碳酸盐体系分布特征及海洋碱化对增强...

作者：牟亮山东大学

学位级别：硕士

太平洋是全球最大的大洋,在碳循环及其它化学要素的生物地球化学循环方面发挥着重要作用。西北太平洋作为太平洋的一部分,对其海水碳酸盐体系各参数的分布及影响因素的研究具有重要意义。本文根据2019年11月西北太平洋沿150°E断面（40... 详细信息

太平洋是全球最大的大洋,在碳循环及其它化学要素的生物地球化学循环方面发挥着重要作用。西北太平洋作为太平洋的一部分,对其海水碳酸盐体系各参数的分布及影响因素的研究具有重要意义。本文根据2019年11月西北太平洋沿150°E断面（40°N-13°N）共享航次所采集的pH和总碱度（TA）数据,结合现场温度和盐度的观测数据,利用CO2SYS软件计算了碳酸盐体系的另外两个参数（DIC、pCO2）以及碳酸钙饱和度等参数。分析了碳酸盐体系沿150°E断面的分布特征,探究了温度和pCO2对pH及Ωarag的影响并预测了本世纪末海水表层pHT及Ωarag沿150°E断面的变化趋势;此外,还通过船基围隔方式在4个站位开展了向表层海水中添加不同质量比（0.5‰和1.0‰）的碱性矿物的实验,探究了添加以硅酸盐为主要成分的碱性矿物对海水碳酸盐体系参数和营养盐指标的影响。研究结果表明,西北太平洋沿150°E调查区域的表层海水DIC和TA的变化范围分别为1915-2014 μmol/kg和2243-2291 μmol/kg,其中DIC整体上随纬度的降低而减小,而TA的纬度梯度不明显。pHT的变化范围为8.044-8.110,随纬度的降低而降低。narg随纬度降低而增加,pCO2变化范围为2.61-3.88,随纬度降低而增加,且都低于大气pCO2,变化范围为332-387 μatm。海一气CO2分压差（ΔpCO2）变化范围为25-80μatm,随纬度降低而降低。pH、Ωarag及pCO2在调查区域的分布呈现出较强的经向规律性,其中Ωarag及pCO2随纬度降低而升高,而pHT随纬度降低而降低,TA和DIC的分布可能受盐度的影响因而规律性较弱,将盐度归一化至35后,调查区域最北边的两个站位的nDIC和nTA较高,其余站位间差异较小。对本世纪末该调查区域表层海水的pHT及Ωarag的预测结果表明,二者的值与现在相比分别降低了 0.3和1.2左右,且pHT和Ωarag越高的区域,二者的下降幅度越大。4个站位处的碱性矿物添加实验的结果表明海水的TA、pH和DIC不同程度增加,pCO2降低。TA和pH的增加最为明显,添加质量比为0.5‰（实验组A）和1.0‰（实验组B）的海水的TA的平均增量分别为76和127 μmol/kg,pHT的增量分别为0.082和0.118。此外,碱性矿物添加对海水中Si、P、NO2-和NO3-等营养盐参数也造成了一定的影响,其中Si的量明显增加,NO2-和NO3-的量基本上呈现出前期快速增加,后期逐渐降低的趋势,P的量不同程度降低。添加碱性矿物后,海水TA和pH显著的升高以及pCO2的降低表明了通过海水碱化手段来缓解海洋酸化以及增强海洋碳汇这一方法的可行性。

关键词：西北太平洋碳酸盐体系海洋碱化海洋碳汇

基于成组技术的简约桌类家具加工成本相似度研究

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基于成组技术的简约桌类家具加工成本相似度研究

作者：牟亮亮南京林业大学

学位级别：硕士

本论文选取了15款典型的简约板式桌子为研究对象，运用成组技术从材料成本、人工成本、加工时间、生产批次量等几个方面研究其加工成本的相似性，并取得了阶段性成果如下：（1）“相同材料不同结构”桌子间的相似性：增加相同... 详细信息

本论文选取了15款典型的简约板式桌子为研究对象，运用成组技术从材料成本、人工成本、加工时间、生产批次量等几个方面研究其加工成本的相似性，并取得了阶段性成果如下：（1）“相同材料不同结构”桌子间的相似性：增加相同规格不同数量的抽屉，仅增加1个抽屉时，其桌子整体板材材料成本平均增加59%，继续增加时，桌子整体板材材料成本保持不变;随相同规格抽屉数量的增加，桌子整体人工成本呈线性变化：y=5.143x+5.5943R2=0.991;桌子整体加工时间呈线性变化，y=1227.1x+284.37R2=0.9928。增加相同数量不同规格的抽屉，增加中间抽屉的桌子与仅增加单侧抽屉的桌子相比较，平均增加的材料成本高62%，人工成本高23%，加工时间高25%。增加单个抽屉或单个柜体，增加单个抽屉的桌子与增加单个柜体的桌子相比较，平均增加的材料成本高59%，人工成本高22%，加工时间高24%。（2）“相同结构不同材料”桌子间的相似性：中纤板贴木皮类桌子与三聚氰胺板类桌子相比较，基础桌的材料成本增加了3.8%，人工成本增加了150%，加工时间增加了130%;抽屉桌材料成本增加2.69%，人工成本增加了100%，加工时间增加了59%;柜桌材料成本增加了10.9%，人工成本增加了130%，加工时间增加了79%。（3）应用成组技术生产时生产批量的变化对加工成本的影响：生产10件中纤板贴木皮类桌子，以10件为批次量组织生产与以1件为批次量组织生产相比较，平均每件基础桌的总材料成本下降47%，人工成本保持不变，加工时间缩短62%;平均每件单抽屉桌的总材料成本下降37%，人工成本保持不变，加工时间缩短26%;平均每件单柜桌的总材料成本下降27%，人工成本保持不变，加工时间缩短34%。

关键词：成组技术板式桌子材料成本人工成本加工时间

不确定性下C2组织结构的“任务—平台”关系设计模型及算法

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系统工程与电子技术 2010年第12期32卷 2576-2583页

作者：牟亮张维明陈涛修保新国防科学技术大学信息系统工程重点实验室湖南长沙410073

针对经典"任务—平台"关系设计(task-platform relation design,TPRD)中忽视了指挥控制(com-mand and control,C2)组织所处战场环境不确定性的不足,研究了更符合作战实际的不确定性下C2组织结构的"任务—平台"关系设计(task-platform re... 详细信息

针对经典"任务—平台"关系设计(task-platform relation design,TPRD)中忽视了指挥控制(com-mand and control,C2)组织所处战场环境不确定性的不足,研究了更符合作战实际的不确定性下C2组织结构的"任务—平台"关系设计(task-platform relation design under uncertainty,TPRDU)问题。考虑了使命成功不确定性、使命执行时间不确定性和平台的能力损耗不确定性,建立了以使命成功概率(mission success probability,MSP)最大为目标的机会约束规划模型。设计了用于求解该模型的分散搜索(scatter search,SS)算法,该算法在生成新解时采用平台冗余设计(platform redundancy design,PRD)策略。最后的计算实验表明了TPRDU问题的实际意义和分散搜索算法的有效性,并验证了PRD策略对MSP的提高作用。

关键词： “任务—平台”关系设计不确定性机会约束规划模型分散搜索算法平台冗余设计