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基于多传感器融合的无人驾驶车辆避障方法研究

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基于多传感器融合的无人驾驶车辆避障方法研究

作者：金佳男河南科技大学

学位级别：硕士

无人驾驶车辆自主避障技术可以控制车辆避开障碍物,保证车辆行驶安全性,所以一直是无人驾驶领域的研究热点。其中,环境感知作为车辆实现避障的第一步,其获取的障碍物信息对避障效果有着重大影响,因此本文基于多传感器融合对无人驾驶车... 详细信息

无人驾驶车辆自主避障技术可以控制车辆避开障碍物,保证车辆行驶安全性,所以一直是无人驾驶领域的研究热点。其中,环境感知作为车辆实现避障的第一步,其获取的障碍物信息对避障效果有着重大影响,因此本文基于多传感器融合对无人驾驶车辆避障方法展开研究,主要研究工作包括以下内容:(1)基于视觉传感器进行目标检测算法的研究。本文针对YOLOv4-tiny算法小目标检测精度较差的问题,在改进算法中采用比Leaky Relu函数性能更优的Mish函数作为激活函数,并在网络结构中构建小目标检测头,完成算法改进。在构建的数据集中进行算法模型训练和对比实验,结果表明相较于原YOLOv4-tiny算法,本文改进算法的平均准确率(Average Precision,AP)提升5.4%,检测精度与检测速度更加均衡。(2)针对视觉传感器在光线条件较差的情况下检测精度降低的问题,本文将激光雷达传感器与视觉传感器进行数据融合以提高目标检测精度。对激光雷达点云数据进行预处理、聚类以及检测边框提取,完成点云检测器的设计,并进行传感器联合标定,使多传感器数据在统一的空间和时间维度内。将点云检测框投影到图像,在图像上进行决策层数据融合。进行多传感器融合目标检测实验,结果表明在阴天环境下,多传感器融合检测算法的AP相比于图像检测和点云检测分别提升23.7%和6.1%。(3)为了防止检测目标丢失,基于DeepSORT算法进行目标跟踪算法研究。在检测器中使用检测精度和速度更高的多传感器融合算法,并针对原算法使用的卡尔曼滤波在目标非线性状态下鲁棒性差的问题,在跟踪器中使用无迹卡尔曼滤波算法对轨迹进行预测和更新,使用距离交并比(Distance-Intersection over Union,DIOU)代替交并比(Intersection over Union,IOU)来更好地度量检测框与预测框的匹配度。校园跟踪实验结果表明相比于原DeepSORT算法,本文跟踪算法的多目标跟踪准确度(Multiple Object Tracking Accuracy,MOTA)和多目标跟踪精度(Multiple Object Tracking Precision,MOTP)分别提升9.2%和5.7%,帧速率(Frames Per Second,FPS)提升20.3 f/s。(4)获得周围障碍物信息之后,本文基于模型预测控制理论(Model Predictive Control,MPC)提出一种无人驾驶车辆避障方法。在轨迹跟踪控制层基于车辆运动学三自由度模型和魔术轮胎模型建立线性时变预测模型,设立约束条件,并将目标函数的优化问题变成二次规划问题并对其进行求解。在轨迹重规划层使用车辆点质量模型,同时引入避障函数,并使用五次多项式拟合避障曲线,完成避障系统设计。通过Matlab/Simulink、Carsim与Pre Scan联合仿真平台进行仿真验证,试验结果表明本文提出的基于多传感器融合的无人驾驶车辆避障方法具有良好的性能。

关键词：目标检测传感器融合目标跟踪 MPC 无人驾驶车辆避障

pN2期非小细胞肺癌临床病理学特征对于预后预测和术后放疗选择的意义

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pN2期非小细胞肺癌临床病理学特征对于预后预测和术后放疗选择的...

作者：金佳男浙江中医药大学

学位级别：硕士

目的寻找合适的指标以预测pN2期非小细胞肺癌患者术后复发风险及生存期,了解其失败模式及复发特征,探讨术后辅助放疗的作用同时筛选潜在获益于术后放疗的患者。方法收集浙江省肿瘤医院2009年-2016年符合条件的pN2期NSCLC患者,所有患... 详细信息

目的寻找合适的指标以预测pN2期非小细胞肺癌患者术后复发风险及生存期,了解其失败模式及复发特征,探讨术后辅助放疗的作用同时筛选潜在获益于术后放疗的患者。方法收集浙江省肿瘤医院2009年-2016年符合条件的pN2期NSCLC患者,所有患者均未接受新辅助治疗同时均接受至少4周期辅助化疗。统计全组患者的失败模式及局部区域复发位置。利用Kaplan-Meier法进行生存分析并对放疗组和未放疗组的生存结局进行log-rank检验。利用Cox回归判断变量是否为显著的预后因素。随后根据患者的纵隔淋巴结转移情况展开分层分析,比较不同亚组内放疗组与未放疗组患者的生存结局。结果共纳入253位患者,放疗组和未放疗组分别为153人和100人。在全组患者中,共有162位患者出现进展,其中41人出现局部复发,140人出现远处转移。多因素回归提示腺癌与脑转移发生显著相关（P=0.045）。左右肺癌发生对侧纵隔复发的患者占比在全组中为47.1%和31.3%,在未放疗组中为54.5%和36.4%。与无病生存期相关的独立危险因素包括较高的国际肺癌研究协会再分期（P=0.005）、阳性淋巴结对数比＞-0.85（P=0.008）和脏层胸膜侵犯（P=0.005）;与OS相关的独立预后因素仅为国际肺癌研究协会再分期（P=0.023）。辅助放疗可显著改善局部区域控制率（P＜0.01）,未改善无病生存率（P=0.256）和无远处转移生存率（P=0.742）,但辅助放疗组总生存率相较未放疗组提高（P=0.008）。进一步分析发现辅助放疗组进展后生存期显著优于未放疗组（P=0.005）。根据患者纵隔淋巴结转移情况展开分层分析,结果提示辅助放疗未改善N2a1（单站跳跃转移）患者的局部区域控制率（P=0.238）和无病生存期（P=0.822）,可改善N2a2（单站非跳跃转移）患者的局部区域控制率（P＜0.001）、无病生存期（P=0.047）和总生存期（P=0.005）,同时可改善N2b（多站转移）患者的局部控制率（P=0.005）但未改善其无病生存期（P=0.103）。分析后发现,多站转移患者远处转移率明显高于单站转移患者（P＜0.001）。结论对数淋巴结转移率和脏层胸膜侵犯可有效预测患者的复发风险;国际肺癌研究协会再分期对于无病生存期和总生存期均可作出有效的分层。腺癌患者更倾向于发生脑转移。左肺癌更倾向于发生对侧纵隔复发。辅助放疗并不适用于全组pN2患者,但可能使N2a2患者获益。

关键词：非小细胞肺癌手术治疗放射治疗纵隔淋巴结

非小细胞肺癌脑转移预后预测及其对脑部放疗的意义

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中国肿瘤 2020年第8期29卷 608-613页

作者：金佳男王谨陈明浙江中医药大学第二临床医学院浙江杭州310053 中国科学院大学附属肿瘤医院(浙江省肿瘤医院) 浙江杭州310022 中国科学院肿瘤与基础医学研究所浙江杭州310022

发生脑转移的非小细胞肺癌患者为一特殊亚组,其预后差异明显。脑部放疗曾是脑转移患者最主要的治疗手段之一,但近年药物的发展为脑转移患者提供了更多选择。因此,如何预测此类患者的预后并结合药物制定合适的脑部放疗策略显得至关重要... 详细信息

发生脑转移的非小细胞肺癌患者为一特殊亚组,其预后差异明显。脑部放疗曾是脑转移患者最主要的治疗手段之一,但近年药物的发展为脑转移患者提供了更多选择。因此,如何预测此类患者的预后并结合药物制定合适的脑部放疗策略显得至关重要。本文总结了目前已构建的脑转移预后预测模型,同时讨论了预后预测在指导脑部放疗中的作用。

关键词：非小细胞肺癌脑转移预后预测放射治疗

放疗联合免疫检查点抑制剂治疗非小细胞肺癌研究进展

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中华放射肿瘤学杂志 2020年第6期29卷 477-481页

作者：金佳男徐裕金陈梦圆陈明浙江中医药大学第二临床医学院杭州310053 中国科学院肿瘤与基础医学研究所中国科学院大学附属肿瘤医院/浙江省肿瘤医院胸部放疗科杭州310022

免疫检查点抑制剂(ICI)的出现为非小细胞肺癌的治疗提供了新方法。而单用ICI的局限性促使临床医生开始探索放疗联合ICI的可行性。近期有关联合治疗的各项研究已初步揭示了其改变非小细胞肺癌治疗体系的巨大前景。本文从联合治疗的机制出... 详细信息

免疫检查点抑制剂(ICI)的出现为非小细胞肺癌的治疗提供了新方法。而单用ICI的局限性促使临床医生开始探索放疗联合ICI的可行性。近期有关联合治疗的各项研究已初步揭示了其改变非小细胞肺癌治疗体系的巨大前景。本文从联合治疗的机制出发,综述有关联合治疗的基础研究和不同放疗方式联合ICI的临床进展。

关键词：肺肿瘤/放射治疗肺肿瘤/免疫治疗免疫检查点抑制剂研究进展

550例局限期小细胞肺癌放化疗达缓解者预防性脑照射后脑转移风险评估

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中华放射肿瘤学杂志 2022年第2期31卷 138-142页

作者：陈梦圆金佳男季永领胡晓陈明中国科学院基础医学与肿瘤研究所中国科学院大学附属肿瘤医院浙江省肿瘤医院放疗科杭州310022

目的评价影响放化疗后达完全缓解、部分缓解(CR/PR)的局限期小细胞肺癌(SCLC)患者预防性脑照射(PCI)后脑转移(BM)风险、预后因素。方法收集2002—2017年间在浙江省肿瘤医院治疗疗效达CR/PR且经PCI治疗的550例局限期SCLC患者的基本资料,... 详细信息

目的评价影响放化疗后达完全缓解、部分缓解(CR/PR)的局限期小细胞肺癌(SCLC)患者预防性脑照射(PCI)后脑转移(BM)风险、预后因素。方法收集2002—2017年间在浙江省肿瘤医院治疗疗效达CR/PR且经PCI治疗的550例局限期SCLC患者的基本资料,回顾分析PCI后BM风险因素及预后。采用Kaplan-Meier法生存分析,Cox模型多因素预后分析。结果PCI后总体BM率为15.6%(86/550),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期的分别为9%(4/43)、13%(7/52)、16.5%(75/455)。总体中位总生存(OS)期为27.9个月,5年OS率为31.0%;BM与未BM患者中位OS期分别为24.9个月与30.2个月,5年OS率分别为8.9%与36.1%(P0.05)。结论初治肿瘤最大直径≥5 cm是放化疗后CR/PR的SCLC患者PCI后发生BM的高危因素,年龄<60岁者OS更好。

关键词：癌,小细胞肺/放化疗法预防性脑照射脑转移预后

克唑替尼上调TGF-β1通路对小鼠急性放射性肺损伤的影响

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中华放射医学与防护杂志 2022年第6期42卷 408-415页

作者：杭青青应航洁金佳男方敏包勇陈明彭芳中国科学院大学附属肿瘤医院(浙江省肿瘤医院)胸部放疗科中国科学院基础医学与肿瘤研究所浙江省放射肿瘤学重点实验室杭州310022 中国科学院大学附属肿瘤医院(浙江省肿瘤医院)I期临床试验病房中国科学院基础医学与肿瘤研究所杭州310022 中山大学附属第一医院放射治疗科广州510080 中山大学肿瘤防治中心广州510060

目的:研究克唑替尼对小鼠急性放射性肺损伤的影响及其可能机制。方法:应用随机数表法将72只小鼠分成4组:健康对照组(NC组)12只、单纯给药组(CRZ组)12只、单纯照射组(RT组)24只、克唑替尼+照射组(RT+CRZ组)24只。采用全肺单次12 Gy X射... 详细信息

目的:研究克唑替尼对小鼠急性放射性肺损伤的影响及其可能机制。方法:应用随机数表法将72只小鼠分成4组:健康对照组(NC组)12只、单纯给药组(CRZ组)12只、单纯照射组(RT组)24只、克唑替尼+照射组(RT+CRZ组)24只。采用全肺单次12 Gy X射线照射。分别于照射后1、2、4、8周处死获取肺组织标本及肺泡灌洗液,光学显微镜下计数有核细胞的总数,聚氰基丙烯酸正丁酯(BCA)蛋白检测法检测蛋白质浓度,HE染色和MASSON染色观察肺组织病理变化,实时荧光定量(qPCR)检测转化生长因子β1(TGF-β1)、细胞间黏附分子1(ICAM-1)mRNA水平表达,免疫组织化学法观察髓过氧化物酶(MPO)和ICAM-1的定位和表达,Western blot法检测TGF-β1、Smad3、p-Smad3及ICAM-1蛋白表达情况。结果:在各个时间点上,RT+CRZ组肺组织炎症、渗出表现显著加重,肺泡灌洗液中的细胞总数及蛋白浓度均较其他3组增多,与RT组相比,第4周差异具有统计学意义( t=-5.031、-2.814, P0.05);RT+CRZ组小鼠肺组织内的TGF-β1、p-Smad3、ICAM-1蛋白含量及p-Smad3/Smad3均高于其他3组,差异具有统计学意义( F=14.74、10.03、35.29、22.94, P<0.05)。结论:克唑替尼联合照射会加重急性放射性肺损伤,其机制可能与通过上调TGF-β1信号通路增加ICAM-1表达有关。

关键词：放射性肺损伤克唑替尼小鼠靶向药物放疗

面向校园复杂环境的无人车前方多目标跟踪算法研究

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现代制造工程 2023年第8期 44-52页

作者：金佳男吴延峰史振宁高建平河南科技大学车辆与交通工程学院洛阳471000

针对无人车使用传统多目标跟踪算法在复杂的校园场景中跟踪效果不好、实时性差等问题,提出了一种面向校园复杂环境的无人车前方多目标跟踪算法。首先,基于YOLOv4-tiny目标检测算法设计检测器,增加算法的检测层以提高小目标检测精度;随... 详细信息

针对无人车使用传统多目标跟踪算法在复杂的校园场景中跟踪效果不好、实时性差等问题,提出了一种面向校园复杂环境的无人车前方多目标跟踪算法。首先,基于YOLOv4-tiny目标检测算法设计检测器,增加算法的检测层以提高小目标检测精度;随后在筛选出的数据集上进行模型训练和试验,试验结果表明,改进后检测器的检测精度AP提高了5.4%,运行速率FPS达到114.3 f/s。其次,在获取检测框后,以检测结果为输入,使用无迹卡尔曼滤波器预测目标轨迹,解决卡尔曼滤波在目标非线性状态下鲁棒性差的问题。然后,将预测得到的新轨迹通过匈牙利算法和当前检测视频帧数进行匹配,并使用IOU匹配算法对匹配不成功的轨迹和检测结果进行关联匹配。最后,进行无迹卡尔曼滤波更新。无人车校园跟踪试验表明,与原DeepSORT算法相比,改进跟踪算法的多目标跟踪准确度MOTA提升数值为4.1%,多目标跟踪精度MOTP提升数值为3.4%,FPS提升了33.8 f/s,有效提高了无人车的安全性。

关键词：校园无人车多目标跟踪 YOLOv4-tiny目标检测算法 DeepSORT算法无迹卡尔曼滤波算法匈牙利算法 IOU匹配算法

证券市场环境下风险偏好测度及其影响因素——对18个国家和地区的实证分析

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经营与管理 2016年第1期 100-103页

作者：金佳男杨肖易浙江工业大学经贸管理学院

以18个国家与地区为研究对象,采用Marcowit z模型计算其风险偏好系数,通过对5个影响因素的识别和探究,分析影响风险偏好的影响因素,为我国制定相关政策提供依据,具有较强的理论意义和实践意义。

关键词：风险偏好测度影响因素实证分析

非小细胞肺癌术后肺内复发灶立体定向放疗与手术的疗效比较

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中华放射医学与防护杂志 2022年第11期42卷 857-864页

作者：吴晴董百强金佳男杭青青刘晓慧徐裕金陈明浙江中医药大学第二临床医学院杭州310053 中山大学肿瘤防治中心放疗科广州510060 中国科学院大学附属肿瘤医院浙江省肿瘤医院I期病房杭州310022 中国科学院大学附属肿瘤医院浙江省肿瘤医院胸部放疗科杭州310022

目的:对比立体定向放疗(SBRT)和手术治疗非小细胞肺癌(NSCLC)根治术后肺内复发的疗效。方法:回顾性分析中国科学院大学附属肿瘤医院2012年11月至2018年12月,NSCLC患者接受根治性手术后出现肺内复发而接受SBRT或再次手术的病例。Kaplan-M... 详细信息

目的:对比立体定向放疗(SBRT)和手术治疗非小细胞肺癌(NSCLC)根治术后肺内复发的疗效。方法:回顾性分析中国科学院大学附属肿瘤医院2012年11月至2018年12月,NSCLC患者接受根治性手术后出现肺内复发而接受SBRT或再次手术的病例。Kaplan-Meier法计算生存结局,Log-rank法进行组间对比,Cox回归法进行单因素和多因素分析。结果:共62例患者符合条件,33例接受SBRT,29例接受再次手术。两组患者中位随访时间分别为45.8和37.4个月。SBRT和手术患者的3年局部区域控制率(LRCR)分别为79.8%vs.90.2%(P>0.05);无进展生存期(PFS)分别为58.5%vs.42.3%(P>0.05);总生存期(OS)分别为78.0%vs.85.5%(P>0.05)。多因素分析提示,治疗方式、查尔森指数(CCI)、辅助药物治疗为PFS的独立预后因素(P=0.027、0.013、0.001)。结论:对于NSCLC根治术后肺内复发的患者,SBRT与手术的疗效相当。

关键词：非小细胞肺癌体部立体定向放射治疗手术治疗肺内复发