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基于深度学习的暗光环境下物体抓取检测研究与应用

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基于深度学习的暗光环境下物体抓取检测研究与应用

作者：张焜齐鲁工业大学

学位级别：硕士

暗光环境下的物体抓取检测是机器人技术领域的一项关键挑战,对于实现高效且精准的机器人抓取至关重要。在暗光环境下,复杂物体、动态物体以及变形物体时,暗光条件会导致图像质量严重下降,物体特征变得模糊,从而增加了抓取检测的难度。... 详细信息

暗光环境下的物体抓取检测是机器人技术领域的一项关键挑战,对于实现高效且精准的机器人抓取至关重要。在暗光环境下,复杂物体、动态物体以及变形物体时,暗光条件会导致图像质量严重下降,物体特征变得模糊,从而增加了抓取检测的难度。同时机器人系统还需应对暗光环境中其他复杂因素的影响,如噪声干扰、光照不均、阴影遮挡以及表面反射等。这些因素会导致机器人抓取检测系统出现误判或漏检,从而影响整个机器人系统的性能和稳定性。研究基于深度学习的暗光环境下物体抓取检测技术,对于提升机器人抓取系统的适用性和鲁棒性具有重要意义。本文主要研究如下:(1)提出了基于注意力机制的暗光下抓取检测神经网络算法(Manipulator Grasping Pose Detector Based On Attention Mechanism In Dark Light Scene,AM-GPD),旨在提升机器人在暗光环境下对物体的精准检测与抓取能力。算法通过引入SE注意力机制模块,可以有效识别暗区并强化其亮度,显著提升图像质量。随后,通过构建高效的神经网络抓取检测模型,用于生成视野内目标对象的抓取姿态估计。通过在公开数据集上进行实验,抓取准确率达到98%,同时对在暗光下采集的图像进行处理后,多项图像质量评价指标数据证明了算法的优越,以此证明了该算法的可靠性。(2)提出基于稀疏卷积金字塔注意力的暗光下抓取检测算法(Sparse Convolutional Pyramid Attention Network for Grasping Detection in Low-light Conditions,SPANet),旨在应对暗光场景下的抓取挑战,实现暗光增强和目标物体检测抓取等任务。在特征提取环节,结合了稀疏卷积层、Coordinate Attention(CA)注意力模块以及金字塔池化模块,形成高效的特征提取模型,显著提升图像质量,并通过算法最终生成抓取姿态估计。在公开数据集上的实验验证表明,检测精度分别达到了98.38%,多项图像质量评价指标实验中数据突出,充分证明了其在实际应用中的有效性。(3)在真实暗光环境下进行机器人抓取实验。通过构建完整的机器人抓取实验平台,详细记录整体架构以及软硬件系统的配置,并对平台的视觉系统进行了标定。基于该平台,对本文所提算法进行了真实场景下抓取实验验证,实验结果表明,所提出的算法在真实环境中表现出色,不仅抓取效果显著,而且具有较高的鲁棒性能,充分验证了其在实际应用中的价值。

关键词：机械臂视觉抓取暗光环境深度学习注意力机制

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暗光环境下油菜种子发芽率自动监测系统

种子 2022年第11期41卷 133-137页

作者：屠礼芬彭祺吴雪妮顾建伟李春生湖北工程学院物理与电子信息工程学院湖北孝感432000 湖北工程学院湖北省新农村发展研究院湖北孝感432000

发芽率是种子质量检测的重要指标,采用高发芽率的种子用于生产,是确保农业生产安全的重要举措。传统的种子发芽率检测方法需要耗费大量专业技术人员的劳动力,且存在主观不确定性。针对这一问题,引入图像分析方法,在培养箱中构建图像实... 详细信息

发芽率是种子质量检测的重要指标,采用高发芽率的种子用于生产,是确保农业生产安全的重要举措。传统的种子发芽率检测方法需要耗费大量专业技术人员的劳动力,且存在主观不确定性。针对这一问题,引入图像分析方法,在培养箱中构建图像实时采集系统,获取种子图像;并针对培养箱中的暗光环境,设计相应的种子发芽检测算法,分析当前图像中种子的总数和已经发芽的种子数,计算发芽率。以油菜种子发芽为例进行了实验验证,证明了该系统的有效性。可应用于种子的选育工作,也可用于当前种子质量评价方法的验证工具,有效提高育种工作人员的工作效率。

关键词：种子发芽率图像分析培养箱暗光环境

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暗光环境战术战伤救治培训模式研究

华南国防医学杂志 2022年第7期36卷 572-575,583页

作者：张伟王伟宋明芳吴晓青孟昭刚海军青岛特勤疗养中心疗养三科山东青岛266071

目的探索部队暗光环境下战术战伤救治技能培训模式,提升卫勤保障能力。方法基于战术战伤救治规则及最新救治理念,结合暗光环境下救治实际情况,重点着眼于战场必备救护技能,以战伤急救6大技术为核心,形成暗光环境下战术战伤救治技能培训... 详细信息

目的探索部队暗光环境下战术战伤救治技能培训模式,提升卫勤保障能力。方法基于战术战伤救治规则及最新救治理念,结合暗光环境下救治实际情况,重点着眼于战场必备救护技能,以战伤急救6大技术为核心,形成暗光环境下战术战伤救治技能培训模式。结果完成标准暗光环境构建,并从火线、战术以及战术后送3大阶段,涉及暗光搜救、检伤、止血包扎固定、搬运、通气、胸腔穿刺减压、液体复苏等模块内容,形成全流程、全要素暗光环境下战场伤员救治培训及考核模式。结论暗光条件下战术战伤救治技能训练重要且必要,暗光战救培训模式有助于提升医护人员的暗适应能力及在暗光环境下的救治技术水平,提升卫勤保障能力。

关键词：暗光环境卫勤保障技能培训战术战伤救治现代战场

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暗光环境对木薯叶片蛋白质组的影响

植物生理学报 2017年第5期53卷 785-794页

作者：吕亚安飞飞李开绵陈松笔中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部木薯种质资源保护与利用重点实验室海南儋州571737 云南省热带作物科学研究所云南景洪666100

以木薯(Manihot esculenta)栽培种‘华南5号’(SC5)为研究材料,利用双层黑塑料袋造成暗光环境,木薯在暗光环境分别生长0、1、3、9 d和暗光环境9 d后见光4 h,采用蛋白质组学方法,揭示与光合作用相关的蛋白质表达水平变化。结果表明:随着... 详细信息

以木薯(Manihot esculenta)栽培种‘华南5号’(SC5)为研究材料,利用双层黑塑料袋造成暗光环境,木薯在暗光环境分别生长0、1、3、9 d和暗光环境9 d后见光4 h,采用蛋白质组学方法,揭示与光合作用相关的蛋白质表达水平变化。结果表明:随着暗光环境处理天数的增加,叶绿素总含量整体呈下降趋势;以0 d暗光环境处理的木薯叶片蛋白质图谱为对照,通过其他暗光环境处理共得到45个平均差异表达量为对照±2.0倍以上的蛋白质,它们的生物学功能涉及光合作用、碳和能量代谢、结构、解毒、抗氧化等。而ATP合酶、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RuBisCO)活化酶、RuBisCO大亚基、磷酸核酮糖激酶前体、光系统I亚基及RuBisCO小亚基前体随着暗光环境处理天数延长而下调,显示这些蛋白质的表达水平与光合作用强弱密切相关。

关键词：木薯叶片暗光环境叶绿素含量蛋白质组

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暗光环境对化疗患者的影响

护士进修杂志 2008年第22期23卷 2057-2058页

作者：徐永琼四川省人民医院肿瘤科四川成都610072

目前临床上使用的抗肿瘤药物均有不同程度的毒副反应,在这些毒副反应中胃肠道反应的发生率最高,其中呕吐是最常见的毒性反应,给病人带来很大痛苦,成为影响病人治疗的重要原因.

关键词：暗光环境化学治疗护理

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运动模糊图像复原算法的研究

运动模糊图像复原算法的研究

作者：刘波武汉科技大学

学位级别：硕士

作为一项基础性的研究工作,运动模糊图像的复原是数字图像复原研究领域的一个重要分支,也因此被广大学者们深入研究。该技术能够复原出图像的细节信息,在医学、天文观测以及计算机视觉等对图像质量要求较高的应用场景中起着至关重要的... 详细信息

作为一项基础性的研究工作,运动模糊图像的复原是数字图像复原研究领域的一个重要分支,也因此被广大学者们深入研究。该技术能够复原出图像的细节信息,在医学、天文观测以及计算机视觉等对图像质量要求较高的应用场景中起着至关重要的作用。本文针对前人的研究成果,从理论和算法实现上对基于最大后验概率的运动模糊图像复原算法进行了详细地讨论,深入分析了算法中所使用的噪声、清晰图像和模糊核的先验估计模型,提高了复原图像的质量。本文使用变分贝叶斯方法,通过KL散度来度量清晰图像的分布与引入分布之间的距离,对于这一过程中涉及到的多个未知参数,本文采用交替最小化方法,在求解一个变量时固定其他变量,轮流求取每个变量。同时,对模糊图像采取下采样操作,在迭代过程中用来约束模糊核的估计方向。实验部分验证了本文算法能够有效的抑制复原图像中的振铃效应,对比结果也表明本文算法能够取得较高质量的复原效果。此外,本文在对暗光环境下的运动模糊图像特点进行分析,发现图像中的光条纹轨迹很大程度上反映出模糊核的方向,从而给出一种暗光环境下运动模糊像的复原方法。在图像中人为选择出几组主观上质量较好的包含光条纹的区域,通过L1范数的正则化方法计算提取模糊核。对图像中存在的影响复原效果的饱和像素进行区分处理,使用改进的R-L算法进行去卷积计算,得到复原图像。实验证明本文算法对于暗光环境下的运动模糊图像具有较好复原效果,能有效的抑制饱和像素干扰而产生的振铃效应。

关键词：图像复原运动模糊 KL距离暗光环境 R-L算法