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基于域泛化的轻量化图像分类算法

计算机工程 2024年

作者：张倡倡吕卫东蔡子杰刘炎奎中国矿业大学计算机科学与技术学院

针对现有睡岗数据集少，现阶段分类算法泛化性差，推理速度慢等问题，构建了一份包含4708张图像的睡岗数据集，用于验证模型识别精度和泛化能力，并提出了一种基于域泛化的轻量化图像分类算法Stable＿MobileNet。首先，对输入的图片填... 详细信息

针对现有睡岗数据集少，现阶段分类算法泛化性差，推理速度慢等问题，构建了一份包含4708张图像的睡岗数据集，用于验证模型识别精度和泛化能力，并提出了一种基于域泛化的轻量化图像分类算法Stable＿MobileNet。首先，对输入的图片填充短边，使其保持图像中的人物比例，然后再进行图像增强和随机擦除，用于扩充数据集；其次，引入高效的ECA注意力模块改进MobileNetv3＿large网络；最后，使用稳定学习StableNet方法提高模型的泛化性，通过学习训练样本的权重来消除特征之间的依赖关系，这有助于模型摆脱环境的变化，更专注于人物特征。在睡岗数据集上的实验结果表明，Stable＿MobileNet平均推理速度更快，识别精度可达93.56%，比MobileNetv3＿large提高了2.23%；在样本分布异于训练样本分布的测试集中，该算法的识别精度提高了2.23%。

关键词：域泛化轻量化网络睡岗识别 ECA模块 StableNet

面向人机协作装配场景的操作者装配意图预测研究

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面向人机协作装配场景的操作者装配意图预测研究

作者：刘倡荣西安理工大学

学位级别：硕士

随着机器人技术的发展,人机协作方式正被逐渐应用于产品装配环节,但是,目前机器人的智能化程度尚不能满足人机协作装配的需求,机器人很难准确识别操作者复杂多变的装配动作,难以根据操作者的行为预测操作者的意图,对复杂装配场景中零件... 详细信息

随着机器人技术的发展,人机协作方式正被逐渐应用于产品装配环节,但是,目前机器人的智能化程度尚不能满足人机协作装配的需求,机器人很难准确识别操作者复杂多变的装配动作,难以根据操作者的行为预测操作者的意图,对复杂装配场景中零件的准确识别能力还有待提高。针对人机协作装配中的上述问题,本文基于深度学习技术,研究操作者装配动作识别与分割问题;基于隐马尔科夫模型,研究操作者装配意图预测问题;基于三维视觉和点云技术,研究装配过程中零件的识别问题。主要工作及成果如下:1.基于深度学习的装配动作识别与分割研究。针对目前公开数据集中没有涉及到装配动作的问题,以减速器装配为例,通过装配过程数据采集、动作划分等方式构建了装配动作数据集。针对连续装配动作难以精确识别与分割的问题,构建了一个两阶段动作识别与分割模型,第一阶段是基于TSM-ResNet50的视频特征提取网络,用于从装配视频中提取时空特征。第二阶段是基于Refined-MS-TCN的动作识别与分割网络,其作用是对第一阶段获取到的时空特征进行进一步处理和分类。在自建装配动作数据集上的实验结果表明,该网络能够实现对装配动作的逐帧分类,较精确地识别和分割装配过程中的各个装配动作。本文的方法可以在自建的减速器装配动作数据集上达到83%的帧准确率。2.基于隐马尔科夫模型的操作者装配意图预测研究。提出了一种动作序列处理方法,对动作识别结果中的过度分割错误与连续分割错误进行处理,降低了装配动作识别错误对后续研究的影响。提出了一种结合装配任务约束的隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM),该模型将装配任务作为HMM的隐状态,将观测装配动作状态作为HMM的观测状态。通过HMM的状态概率转移矩阵与装配任务约束实现对操作者下一步装配意图的预测。实验结果表明,本文提出的操作者装配意图方法准确率可以达到91.7%,相比于不引入装配任务约束的HMM提升了 13.3%。同时将增量学习方法引入了HMM,使得HMM的参数可以在每次完成装配后进行调整,进而适应不同操作者的装配习惯。提出了一种装配经验池方法,作为HMM失效时,替代的操作者装配意图预测方法。其通过当前操作者的零件使用记录与装配经验池中操作者零件使用记录匹配的方式,预测操作者的下一步装配意图(下一步抓取的零件)。3.基于三维点云的零件识别。针对第2部分基于装配经验池的操作者装配意图预测方法对零件识别方法的需求,设计了基于点云全局特征的零件识别方法。针对VFH(Viewpoint Feature Histogram)中距离分量对点云表面形貌敏感、VFH对空间特征描述能力弱的问题,通过使用轮廓分量替代距离分量的方式,提升了 VFH的空间特征描述能力。针对相似零件点云在部分视角下难以区分的问题,提出了结合改进VFH与GRSD(Global Radius-based Surface Descriptor)的识别方法。实验结果表明,基于改进VFH与GRSD的识别方法可以达到91.1%的识别准确率,相对于基于VFH的识别方法提升了8.9%。

关键词：人机协作装配深度学习动作识别点云识别意图预测

2200 MPa低涡轴用钢析出相及低周疲劳性能研究

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2200 MPa低涡轴用钢析出相及低周疲劳性能研究

作者：姚倡达钢铁研究总院

学位级别：硕士

目前以GE1014、ML340等钢种为代表的复合二次硬化超高强度钢已经成为国际上新一代航空发动机轴用材料的主流技术方向。本文以M2C合金碳化物和β-Ni Al金属间化合物复合析出强化型2200 MPa航空发动机低压涡轮轴用钢为研究对象,针对其在... 详细信息

目前以GE1014、ML340等钢种为代表的复合二次硬化超高强度钢已经成为国际上新一代航空发动机轴用材料的主流技术方向。本文以M2C合金碳化物和β-Ni Al金属间化合物复合析出强化型2200 MPa航空发动机低压涡轮轴用钢为研究对象,针对其在服役环境要求的室温/高温低周疲劳和动态冲击等使用性能,利用OM、SEM、XRD、TEM等测试方法对试验钢显微组织进行了微观表征分析;测试了相应状态的室温、高温力学性能,分析拉伸、冲击过程曲线,得到了试验钢力学性能的变化规律和内在机理;探究了试验钢低周疲劳循环响应行为、断口形貌以及循环过程中的结构演变;利用分离式霍普金森压杆（SHPB）对试验钢的动态力学性能进行研究,并构建了其动态性能本构方程。2200 MPa低涡轴用钢经淬火+深冷后,在495°C回火过程中,（Mo,Cr）2C合金碳化物、β-Ni Al金属间化合物以及薄膜状逆转变奥氏体同步复合析出;随着回火时间的延长,（Mo,Cr）2C合金碳化物和β-Ni Al金属间化合物逐渐长大,逆转变奥氏体含量增加,马氏体基体位错密度下降,导致了试验钢的室温抗拉强度逐渐降低;而试验钢室温低周疲劳寿命随回火时间延长呈增加趋势,回火10h后低周疲劳寿命可达12617次;随着低周循环次数的增加,试验钢中的位错密度不断降低,发生循环软化,室温低周疲劳裂纹主要起裂于试样表面缺陷。2200 MPa低涡轴用钢经淬火+深冷+495°C短时回火（1h、5h）后,在400°C高温拉伸过程发生动态应变时效,随着回火时间延长,由于碳化物的长大消耗大量间隙碳原子,动态应变时效逐渐减弱;回火10h后在400°C高温拉伸过程不再发生动态应变时效,此时试验钢400°C低周疲劳寿命最长,εmax=0.93%条件下,可达178091次;而由于动态应变时效的影响,试验钢回火1h、5h后,其在400°C低周疲劳循环过程中后期发生循环硬化并最终迅速断裂;试验钢400°C高温低周疲劳裂纹主要起裂于试样表面或内部的氧化物夹杂物。在450 s-1～4000 s-1应变速率动态加载下,2200 MPa低涡轴用钢的动态屈服强度随应变速率的增大不断增加,表现出较强的应变率强化效应;并建立了反映试验钢动态屈服强度与应变速率之间关系的C-S本构模型以及反映流变应力-应变关系的J-C本构模型,为2200 MPa低涡轴用钢的工程应用提供了理论依据。

关键词：低涡轴用钢复合析出强化低周疲劳动态力学性能

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具有分类器机制的高光谱图像特征提取方法

遥感学报 2024年第2期28卷 511-527页

作者：邢长达汪美玲徐雍倡王志胜中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 南京航空航天大学自动化学院南京211106

高光谱图像分类是图像解译任务的重要技术之一,已经在遥感观测、智慧医疗等诸多领域得到广泛的应用。本质上,高光谱图像分类由特征提取与基于分类器的标签预测这两阶段操作组成。现有分类方法在特征提取时,大多不考虑分类器的影响,会导... 详细信息

高光谱图像分类是图像解译任务的重要技术之一,已经在遥感观测、智慧医疗等诸多领域得到广泛的应用。本质上,高光谱图像分类由特征提取与基于分类器的标签预测这两阶段操作组成。现有分类方法在特征提取时,大多不考虑分类器的影响,会导致提取的特征与所用分类器之间的兼容性较差,难免出现预测结果差的情况。针对此问题,本文提出具有分类器机制的高光谱图像特征提取方法,保证特征提取与分类器之间的兼容性,使特征能更易于被分类器准确计算,改善分类预测结果。本文给出了两种具有分类器机制的高光谱图像特征提取模型的形式:(1)以稀疏表示和支持向量机为例,将支持向量机特性集成到稀疏表示形式中,建立了能够与支持向量机分类器相兼容的SRS特征提取模型;(2)以深度自编码网络与softmax函数为例,将softmax分类器特性嵌入到深度自编码网络中,构建能与softmax分类器相兼容的DAES特征提取模型。为获得SRS和DAES模型的解,本文还给出了对应的求解策略与优化过程。在遥感高光谱图像和医学高光谱图像数据上开展实验验证,结果表明,本文SRS和DAES算法具有明显的有效性和优越性,在高光谱图像分类指标OA (Overall Accuracy)、AA (Average Accuracy)、Kappa上分别提升约5.03%、5.13%、7.30%。

关键词：高光谱图像分类特征提取分类器机制稀疏表示深度自编码网络

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面向水体浅水区遥感识别的水体指数NMBWI研究

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自然资源遥感 2024年

作者：罗鑫王崇倡孙尚宇辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院

针对传统水体指数模型易受水体边界浅水区的水体底质的影响,导致在提取水体时容易产生水体错分和遗漏等问题,为此以汤河水库、桐湖和近海浅水区为研究对象,基于Landsat影像的典型地物光谱信息构建了一种新型多波段水体指数(new multi ba... 详细信息

针对传统水体指数模型易受水体边界浅水区的水体底质的影响,导致在提取水体时容易产生水体错分和遗漏等问题,为此以汤河水库、桐湖和近海浅水区为研究对象,基于Landsat影像的典型地物光谱信息构建了一种新型多波段水体指数(new multi band water index,NMBWI)。通过与传统水体指数模型NDWI、MNDWI、EWI及RNDWI进行对比分析,结果表明:NMBWI对于水体边界的浅水区水体强化效果更佳,提取的水域范围更为完整,总体精度和Kappa系数总体优于传统水体指数模型;并且,NMBWI对不同类型水体边界的浅水区水体提取具有较好的普适性和稳定性。

关键词：新型多波段水体指数水体提取水体浅水区水体指数模型

社交聊天机器人的性别偏见——基于小冰系列的对话测试研究

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国际新闻界 2024年第4期46卷 72-89页

作者：马中红吴熙倡苏州大学传媒学院

当人工智能社交聊天机器人被视作具有人性特征的通信者，了解它们与人类进行交互过程中的性别偏见问题十分重要。本文使用对话测试的方法，设计了一系列用于测试机器人性别偏见的问题，对国内三款主流社交聊天机器人进行测试，并基于交... 详细信息

当人工智能社交聊天机器人被视作具有人性特征的通信者，了解它们与人类进行交互过程中的性别偏见问题十分重要。本文使用对话测试的方法，设计了一系列用于测试机器人性别偏见的问题，对国内三款主流社交聊天机器人进行测试，并基于交互文本展开质性编码分析。结果表明，社交聊天机器人在自我性别认知、性别刻板印象、性别平等、应对性别骚扰等方面均表现出明显的性别偏见，且与社交聊天机器人本身被赋予的男女性别角色无关。作为人机交互技术产物的社交聊天机器人的性别偏见，由用户参与、对话系统技术支持、科技公司和程序开发者共同建构，而以社交聊天机器人为代表的AI在学习和模仿中复刻与强化了人类社会性别结构性力量的性别偏见。

关键词：人工智能社交聊天机器人小冰系列性别偏见对话测试

“基于海洋解决方案倡议”在应对气候变化领域的应用思考

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气候变化研究进展 2024年第1期20卷 121-128页

作者：许艳路文海曾容刘倡国家海洋信息中心天津300171

海洋在减缓和适应全球气候变化中发挥着重要作用,“基于海洋解决方案倡议”,旨在通过采取海洋相关的措施来应对气候变化和减少气候变化对海洋生态系统及其服务功能产生的影响。国内外对于海洋在应对气候变化方面的作用开展了大量研究和... 详细信息

海洋在减缓和适应全球气候变化中发挥着重要作用,“基于海洋解决方案倡议”,旨在通过采取海洋相关的措施来应对气候变化和减少气候变化对海洋生态系统及其服务功能产生的影响。国内外对于海洋在应对气候变化方面的作用开展了大量研究和实践,结果证明海洋可再生能源利用、海洋生态保护修复和海洋保护地建设等均可有效缓解气候变化造成的负面影响。基于海洋解决方案可进一步用于国家减缓和适应气候变化,考虑纳入国家履行自主贡献目标之一,并通过进一步强化基于海洋解决方案的相关技术研究,建立跨部门协调机制,积极开展国际合作,推动基于海洋解决方案应用本土化和主流化。

关键词：基于海洋解决方案气候变化应对海洋

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知行合一的现象学阐释——张祥龙论王阳明的知行合一说

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哲学动态 2024年第1期 93-99页

作者：黄启祥海南大学马克思主义学院

张祥龙将王阳明的知行合一说的重要性提升到前所未有的高度,认为它是阳明学成立的首要标志,在王阳明所有学说中最为重要。这个评价基于他对王阳明知行合一说所作的现象学阐释。张祥龙通过辨析“知”与“行”,将王阳明的“知行合一”解... 详细信息

张祥龙将王阳明的知行合一说的重要性提升到前所未有的高度,认为它是阳明学成立的首要标志,在王阳明所有学说中最为重要。这个评价基于他对王阳明知行合一说所作的现象学阐释。张祥龙通过辨析“知”与“行”,将王阳明的“知行合一”解释为认知与价值共生并在的原发知行合一,界说了它的原创性与独特性;他借助现象学的方法,从意识结构上阐析了原发知行合一的根据,以及对象呈现和价值赋意相分离的意向行为(即私欲隔断)所导致的知行分离;在此基础上,他运用现象学的洞见,将王阳明的“知行合一”与“致良知”有机地统一起来,以显示由知行不一返归知行合一的本心回复之路。这个阐释既拓展了现象学方法及其运用领域,又将我们对王阳明知行合一说的理解推至一个新的境界。

关键词：心学知行合一现象学

基于NSGA-Ⅱ的光伏工业厂房多目标优化设计研究

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基于NSGA-Ⅱ的光伏工业厂房多目标优化设计研究

作者：黄启安徽理工大学

学位级别：硕士