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基于YOLOX-drone的反无人机系统抗遮挡目标检测算法

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工程科学学报 2023年第9期45卷 1539-1549页

作者：薛珊王亚博吕琼莹曹国华长春理工大学机电工程学院长春130022 长春理工大学重庆研究院重庆400000

为解决现实场景下无人机目标被部分遮挡,导致不易检测问题,本文提出了基于YOLOX-S改进的反无人机系统目标检测算法YOLOX-drone.首先,建立无人机图像数据集;其次,搭建YOLOX-S目标检测网络,在此基础上引入坐标注意力机制,来增强无人机的... 详细信息

为解决现实场景下无人机目标被部分遮挡,导致不易检测问题,本文提出了基于YOLOX-S改进的反无人机系统目标检测算法YOLOX-drone.首先,建立无人机图像数据集;其次,搭建YOLOX-S目标检测网络,在此基础上引入坐标注意力机制,来增强无人机的目标图像显著度,突出有用特征抑制无用特征;然后,再去除特征融合层中自下而上的路径增强结构,减少网络复杂度,并设计了自适应特征融合网络结构,增强有用特征的表达能力,抑制干扰,提升检测精度.在DUT-AntiUAV数据集上的测试结果表明:YOLOX-drone与YOLOX-S、YOLOv5-S和YOLOX-tiny相比,平均准确率(IoU=0.5)提升了3.2%、4.7%和10.1%;在自建的无人机图像数据集上的测试结果表明:YOLOX-drone与原YOLOX-S目标检测模型相比,在无遮挡、一般遮挡、严重遮挡情况下,平均准确率(IoU=0.5)分别提高了2.4%、2.1%和6.4%,验证了改进的算法具有良好的抗遮挡检测能力.

关键词：反无人机系统目标检测遮挡注意力机制自适应特征融合

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基于二相码的PD雷达解模糊及遮挡方法

系统工程与电子技术 2023年第6期45卷 1667-1674页

作者：严济鸿张欢倪伟涵杨礼何子述电子科技大学信息与通信工程学院四川成都611731 电子科技大学长三角研究院(衢州) 浙江衢州324000

为避免二相编码脉冲多普勒(pulse Doppler,PD)雷达的速度以及距离模糊,采用高脉冲重复频率工作(high pulse repetition frequency,HPRF)模式,并在多个脉冲间采用互相关峰值较低的二相编码信号,在接收端对多个发射脉冲间的回波信号进行... 详细信息

为避免二相编码脉冲多普勒(pulse Doppler,PD)雷达的速度以及距离模糊,采用高脉冲重复频率工作(high pulse repetition frequency,HPRF)模式,并在多个脉冲间采用互相关峰值较低的二相编码信号,在接收端对多个发射脉冲间的回波信号进行数据重排,然后进行脉冲压缩、动目标检测,最终得到的峰值可无模糊体现目标的速度和距离。为减小PD雷达的工作盲区,采用了小的发射脉冲时间宽度,即二相编码信号的码片长度;为避免PD雷达的发射脉冲遮挡,采用两种HPRF发射正交二相编码脉冲信号。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词：脉冲多普勒雷达二相编码信号距离速度模糊遮挡

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无人机小样本条件下遮挡和混淆目标识别方法

国防科技大学学报 2022年第4期44卷 13-21页

作者：吴立珍李宏男牛轶峰国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

针对无人机对地目标识别过程中的小样本问题以及目标存在的遮挡和混淆情况,提出了一种融合自注意力机制的小样本目标识别模型。在利用元学习思想获取小样本学习能力的基础上,将自注意力机制学习目标内部各部分之间的上下文依赖关系引入... 详细信息

针对无人机对地目标识别过程中的小样本问题以及目标存在的遮挡和混淆情况,提出了一种融合自注意力机制的小样本目标识别模型。在利用元学习思想获取小样本学习能力的基础上,将自注意力机制学习目标内部各部分之间的上下文依赖关系引入模型,从而增强目标表征能力,以解决遮挡和混淆情况下有效特征不足的难题。为验证模型效果,通过对基准数据集和无人机航拍数据进一步加工,构建了遮挡和混淆目标数据集,设置了不同的遮挡程度和背景混淆率。通过在不同数据集上的验证,并与深度学习模型对比,证明提出的模型具有更高的学习效率和识别正确率。

关键词：无人机小样本学习自注意力遮挡混淆目标识别

遮挡条件下基于MSF-PPD网络的绿萝叶片点云补全方法

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农业机械学报 2021年第9期52卷 141-148页

作者：肖海鸿徐焕良马仕航陈玲王江波王浩云华南理工大学自动化科学与工程学院广州510641 南京农业大学人工智能学院南京210095 中国移动通讯集团上海有限公司上海200060 塔里木大学植物科学学院阿拉尔843300

针对在自然场景中,由于遮挡、视角限制和操作不当等问题,导致传感器获取的植物或器官点云不完整,提出了一种基于多尺度特征提取模块结合点云金字塔解码器(Multi-scale feature extraction model with point cloud pyramid decoder,MSF-P... 详细信息

针对在自然场景中,由于遮挡、视角限制和操作不当等问题,导致传感器获取的植物或器官点云不完整,提出了一种基于多尺度特征提取模块结合点云金字塔解码器(Multi-scale feature extraction model with point cloud pyramid decoder,MSF-PPD)的叶片形状补全网络。首先,采用多尺度特征提取模块实现不同维度特征信息的全局提取和融合,其次,通过点云金字塔解码器进行叶片点云的多阶段生成补全,最终得到完整的目标叶片形状。使用曲面参数方程构建绿萝叶片仿真模型库,并将其离散成点云作为网络模型训练的训练集和验证集,使用Kinect v2相机获取绿萝叶片点云作为网络模型补全性能评估的测试集。试验结果表明,本文网络结构对叶片点云补全的效果理想,证明本文方法能够对遮挡情况下的绿萝叶片进行高效、完整的补全。

关键词：绿萝叶片遮挡点云生成补全金字塔解码器

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遮挡图像数据生成系统

光学精密工程 2021年第5期29卷 1136-1144页

作者：梅若恒马惠敏北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

针对当前数据集在遮挡问题下对于目标检测算法系统评价的不足以及现实中部分数据难以获取的问题,本文提出一个遮挡图像数据生成系统来生成遮挡图像以及对应标注信息,并利用该系统构建遮挡图像数据集MOCOD(More than Common Object Datas... 详细信息

针对当前数据集在遮挡问题下对于目标检测算法系统评价的不足以及现实中部分数据难以获取的问题,本文提出一个遮挡图像数据生成系统来生成遮挡图像以及对应标注信息,并利用该系统构建遮挡图像数据集MOCOD(More than Common Object Dataset)。在系统构建方面,设计了场景及全局管理模块、控制模块和数据处理模块用于生成和处理数据从而构建遮挡图像数据集。在数据生成方面,使用模板ID后处理图像生成不透明物体的像素级标注,使用光线步进采样三维时序空间生成半透明物体的像素级标注,综合生成的标注数据计算出图像中目标物体的遮挡率并划分遮挡等级。实验表明,使用遮挡图像数据生成系统能够非常高效地标注实例分割级的标注数据,图像平均标注速度达到了0.07 s。同时系统生成的标注数据提供10个等级的遮挡划分,相较于其他数据集有更为精确的遮挡等级划分和标注精度。系统引入的半透明物体遮挡标注也进一步增强了数据集对于遮挡问题评估的完备性。遮挡图像数据生成系统能够高效地构建遮挡数据集,相较于其他现有数据集,本系统生成的数据集有更精确的标注信息,能够更好地评估目标检测算法在遮挡问题下的瓶颈和性能。

关键词：遮挡仿真数据集计算机视觉

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改进YOLO的遮挡行人检测仿真

系统仿真学报 2023年第2期35卷 286-299页

作者：向南王璐贾崇柳蹇越谋马小霞重庆理工大学两江国际学院重庆401135

针对已有的YOLO(you only look once)模型在行人目标检测中对遮挡及多尺度行人易造成漏检和精度较低的问题,提出改进YOLO行人检测算法YOLO-SSC-s(YOLO-spatial pyramid poolingshuffle attention-convolutional block attention module-simplified)。修改YOLO模型骨干网络,增强跨尺度特征提取能力;在3个YOLO层前的不同位置引入空间金字塔池化模块以及空间与通道、组特征2种注意力机制,加强对不同尺度行人的特征融合;为了缓解网络模型过于复杂而降低检测性能,提高模型训练效率,根据实际情况对网络结构进行简化。实验结果表明:与YOLOv3等检测模型相比,YOLO-SSC-s可有效提高遮挡情形下中、小行人目标的检测精度、速度,降低漏检率。

关键词：行人检测 YOLO(you only look once) 遮挡注意力机制

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遮挡对太阳能热水器热性能的影响

Journal of Central South University 2020年第4期27卷 1273-1289页

作者：李大鹏王宇凡刘刚廖胜明刘仙萍 School of Mechanical and Electrical Engineering Central South University of Forestry and TechnologyChangsha 410004China School of Energy Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China School of Civil Engineering Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201China

太阳能热水器由于在减少能源消耗和温室气体排放方面的优势而被广泛应用于城市地区,但是,建筑遮挡对其热性能的影响尚不清楚。本文选取中国4个纬度不同的地区(哈尔滨、北京、长沙和广州),分别对三种典型遮挡情形下立面安装太阳能热水器... 详细信息

太阳能热水器由于在减少能源消耗和温室气体排放方面的优势而被广泛应用于城市地区,但是,建筑遮挡对其热性能的影响尚不清楚。本文选取中国4个纬度不同的地区(哈尔滨、北京、长沙和广州),分别对三种典型遮挡情形下立面安装太阳能热水器的热性能进行了对比研究。遮挡情形利用日照持续时间来进行定义。热性能采用太阳能保证率来进行评价。结果表明,对于所有研究地点,即使在4 h日照持续时间情况下,遮挡也会严重降低年太阳能保证率;而且仅延长标准日的日照时间(例如从2h延长至4h)可能不会明显提升年太阳能保证率。而对于每月热性能而言,遮挡会引起1月和12月的太阳能保证率显著下降,除广州外的3个城市5月至8月的太阳能保证率仅略有下降,而广州的太阳能保证率迅速下降。本研究阐明了遮挡环境下太阳能热水器的运行特性,有利于促进其在城市建筑中的合理应用。

关键词：太阳能热水器热性能遮挡模拟

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遮挡环境下室内定位系统的信标节点布局优化

传感器与微系统 2022年第5期41卷 72-75,83页

作者：焦侃冯刘涛张磊胡志新长安大学工程机械学院陕西西安710064 成都国光电气股份有限公司四川成都610051

面向智能移动终端的室内位置服务具有广阔的市场应用前景。针对复杂室内遮挡环境中基于测距的定位系统的信标节点布局优化问题,基于几何精度因子(GDOP),提出了一种新的适用于遮挡环境条件的适应度函数。基于粒子群优化(PSO)算法进行求解... 详细信息

面向智能移动终端的室内位置服务具有广阔的市场应用前景。针对复杂室内遮挡环境中基于测距的定位系统的信标节点布局优化问题,基于几何精度因子(GDOP),提出了一种新的适用于遮挡环境条件的适应度函数。基于粒子群优化(PSO)算法进行求解,并对其详细计算过程进行了阐述。数值仿真结果表明:所提出的适应度函数能够有效解决遮挡环境中的信标节点布局优化问题,并能够通过适应度函数的权重对信标节点布局优化的结果进行控制。实际场景的实验结果表明:所提出方法能够有效提高系统的定位性能和稳定性。

关键词：室内定位遮挡粒子群优化信标布局优化

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遮挡场景的光场图像深度估计方法

控制与决策 2018年第12期33卷 2122-2130页

作者：张旭东李成云汪义志熊伟合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009

光场相机通过单次拍摄可获取立体空间中的4维光场数据,利用光场的多视角特性可从中提取全光场图像的深度信息.然而,现有深度估计方法很少考虑场景中存在遮挡的情况,当场景中有遮挡时,提取深度信息的精度会明显降低.对此,提出一种新的基... 详细信息

光场相机通过单次拍摄可获取立体空间中的4维光场数据,利用光场的多视角特性可从中提取全光场图像的深度信息.然而,现有深度估计方法很少考虑场景中存在遮挡的情况,当场景中有遮挡时,提取深度信息的精度会明显降低.对此,提出一种新的基于多线索融合的光场图像深度提取方法以获取高精度的深度信息.首先分别利用自适应散焦算法和自适应匹配算法提取场景的深度信息;然后用峰值比作为置信以加权融合两种算法获取的深度;最后,用具有结构一致性的交互结构联合滤波器对融合深度图进行滤波,得到高精度深度图.合成数据集和真实数据集的实验结果表明,与其他先进算法相比,所提出的算法获取的深度图精度更高、噪声更少、图像边缘保持效果更好.

关键词：光场相机深度估计全光场图像遮挡多线索融合联合滤波器