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图像跨尺度特征融合与数据增强的公交客流检测模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 700-708页

作者：黄丽龚志鹏刘凡凡程起敏中南民族大学电子信息工程学院湖北武汉430074 华中科技大学电子信息与通信学院湖北武汉430074

针对目前公交客流目标检测中由于前后排乘客图像尺寸差距大、遮挡严重而难以检测的问题,提出一种改进的目标检测模型YOLOv5s_P。该模型基于YOLOv5基本架构,针对乘客图像尺寸差距大的问题,使用重复加权双向特征金字塔网络结构替换YOLOv5... 详细信息

针对目前公交客流目标检测中由于前后排乘客图像尺寸差距大、遮挡严重而难以检测的问题,提出一种改进的目标检测模型YOLOv5s_P。该模型基于YOLOv5基本架构,针对乘客图像尺寸差距大的问题,使用重复加权双向特征金字塔网络结构替换YOLOv5中的路径聚合网络结构,引入权重机制双向跨尺度融合不同特征,增强提取复杂目标特征的能力;同时针对遮挡问题,结合Mixup数据增强方法,扩充遮挡和重叠图像的训练样本,提高模型泛化能力,减少客流图像残缺导致的漏检。为了验证YOLOv5s_P模型性能,将其应用于实际公交场景,并与Faster R-CNN、SSD300、RetinaNet、YOLOv5s 4种模型进行对比测试。实验结果表明,YOLOv5s_P模型在不影响检测速度的情况下,平均精度均值达到96.9%,平均漏检率较YOLOv5s模型降低了3.43%,提高了公交客流的检测精度。

关键词：深度学习 YOLOv5s_P 公交客流目标检测特征融合数据增强

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城市低空小型无人机目标实时高精度检测算法

计算机工程与应用 2024年第16期60卷 198-205页

作者：崔勇强黄谦高雪梅涛白迪王晓磊中南民族大学电子信息工程学院武汉430074 中南民族大学智能无线通信湖北省重点实验室武汉430074

面向城市低空小型无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)乱飞引发的公共安全隐患,针对目前存在的动小目标检测精度低、实时性差等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的目标检测模型。该模型在主干网络中引入RepVGG轻量化网络,降低计算复杂度... 详细信息

面向城市低空小型无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)乱飞引发的公共安全隐患,针对目前存在的动小目标检测精度低、实时性差等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的目标检测模型。该模型在主干网络中引入RepVGG轻量化网络,降低计算复杂度以满足实时性要求;提出C3m模块以解决无人机小目标在图像中占比小、特征信息有限等问题,从而改善检测精度;在此基础上,将CBAM卷积注意力机制插入到主干网络和特征融合网络之间,提高网络对多尺度无人机目标的敏感度,降低噪声影响。在自构建的城市低空无人机数据集上进行消融实验,结果表明改进后的YOLOv7模型与原始YOLOv7模型相比,参数量减少了6×10^(6),浮点运算量降低了77.9%,检测精度mAP@0.5提高至95.1%,检测速度FPS提高了43.7%,实现了对复杂场景下小型无人机目标的实时高精度检测。

关键词： YOLOv7 无人机检测轻量化网络注意力机制

ZnO:Na纳米晶室温表面光电压气敏机理的研究

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材料工程 2024年第2期52卷 218-226页

作者：隆小芹哈万•阿仁王展梁玉卿平特伍沙王子强孙翼飞余飞袁欢西南民族大学电子信息学院成都610041 电子科技大学光电科学与工程学院成都610054

采用简单溶胶凝胶法在溅射有Au/Ti叉指电极的PET柔性基底上制备出不同Na掺杂浓度的ZnO纳米晶。通过对样品的微结构和光学性质表征,探究光辅助室温NO_(2)气敏机理与表面光电压之间的联系。X射线衍射(XRD)结果显示所有样品均为六方纤锌矿... 详细信息

采用简单溶胶凝胶法在溅射有Au/Ti叉指电极的PET柔性基底上制备出不同Na掺杂浓度的ZnO纳米晶。通过对样品的微结构和光学性质表征,探究光辅助室温NO_(2)气敏机理与表面光电压之间的联系。X射线衍射(XRD)结果显示所有样品均为六方纤锌矿结构,Na的掺杂并没有出现Na及其氧化物的衍射峰。室温气敏测试结果显示Na掺杂ZnO纳米晶具有优良的室温气敏性能,能够检测到0.94 mg/m^(3)浓度的NO_(2),相对于纯ZnO纳米晶体气敏响应明显提高。表面光电压谱(SPV)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)实验结果表明掺杂ZnO样品的室温气敏性可能与其表面缺陷含量和缺陷能级有关。Na掺杂能够显著增强光生电荷的分离,同时也引入了更多的氧空位(Vo)和活性位点,促进了NO_(2)气体与表面吸附电离氧缺陷的反应。另外光学带隙的蓝移和新产生的缺陷能级也进一步提高了对NO_(2)气体的灵敏度。

关键词： ZnO 掺杂表面光电压谱气敏叉指电极

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观察机制对囚徒困境博弈合作水平的影响

控制与决策 2024年第1期39卷 311-318页

作者：蒋贤惠蒋玉莲黄勤珍西南民族大学电气工程学院成都610041 西南民族大学国家民委电子信息重点实验室成都610041

在演化博弈论中,合作有利于增加群体收益.目前,大量的研究工作都在关注合作水平的提高,但忽视了理论与实际的相关性,同时策略更新时间仅限于一个点上的收益.为此,引入完全同步、相对同步、高斯异步、指数异步4种观察机制模型,考虑智能... 详细信息

在演化博弈论中,合作有利于增加群体收益.目前,大量的研究工作都在关注合作水平的提高,但忽视了理论与实际的相关性,同时策略更新时间仅限于一个点上的收益.为此,引入完全同步、相对同步、高斯异步、指数异步4种观察机制模型,考虑智能体观察期内所获得的平均收益.随后,采用蒙特卡洛方法进行实验仿真,并分析各观察机制对囚徒困境博弈合作水平的影响.结果表明:在4种模型中都存在观察时间阈值,此时合作水平将达到峰值;最高合作水平在指数异步模型中实现;高斯异步模型中,合作水平与方差成正相关;智能体间的异质性也对合作产生积极影响.这项研究有助于打破传统研究收益的局限,促进合作水平的提高.仿真实验结果为支持社会群体合作提供了一定的理论依据.

关键词：观察机制囚徒困境博弈异质性合作水平平均收益蒙特卡洛方法

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利用惯性传感器与多模态网络解析跑步参数

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1079-1087页

作者：向勉易本顺周丙涛谭建军朱黎湖北民族大学智能科学与工程学院湖北恩施445000 武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

实时检测跑步时的速度与步幅在避免运动者受伤、提升运动效率上有着重要意义。提出了一种利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来检测这两个指标的方法。首先,招募了10名志愿者,并将3个IMU模块安置在足部、小腿、大腿处,采... 详细信息

实时检测跑步时的速度与步幅在避免运动者受伤、提升运动效率上有着重要意义。提出了一种利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来检测这两个指标的方法。首先,招募了10名志愿者,并将3个IMU模块安置在足部、小腿、大腿处,采集了5 137个步态周期的数据;然后,利用主成分分析法分析数据,结合皮尔逊相关系数探讨了速度步幅与传感器位置、物理参数之间的关系;提出了一种多模态架构的长短期记忆特征提取网络(multi-modal-attention-long short-term memory,M-Att-LSTM),利用两个引入注意力机制的长短期记忆网络(att-long short-term memory,AttLSTM)对加速度和角度变化分别做特征提取,最后进行回归拟合。实验结果表明,M-Att-LSTM在速度上误差为0.058m/s,标准偏差为0.013 m/s,而在步幅上误差为0.023 m,标准偏差为0.022 m,两项指标都优于单纯的Att-LSTM。

关键词：惯性传感器主成分分析皮尔逊系数长短期记忆网络多模态

面对分布式多域电磁态势感知的射频传感器设计

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科学技术与工程 2024年第11期24卷 4567-4573页

作者：雷瑶瑶白迪杨春勇周威任崔勇强中南民族大学电子信息工程学院武汉430074 中南民族大学智能无线通信湖北省重点实验室武汉430074

射频传感器是电磁态势感知的一种重要手段,通过对射频信号进行探测和分析,为电磁态势感知提供必要的数据支撑。针对现有射频传感器存在的获取信息不全面、集成度差等问题,提出基于分布式架构,以时、频、空、能等多域为切入点,设计一款... 详细信息

射频传感器是电磁态势感知的一种重要手段,通过对射频信号进行探测和分析,为电磁态势感知提供必要的数据支撑。针对现有射频传感器存在的获取信息不全面、集成度差等问题,提出基于分布式架构,以时、频、空、能等多域为切入点,设计一款分布式的多域电磁态势感知射频传感器,对射频信号进行多域协同侦测,为分析和评估战场电磁态势提供重要参考。首先基于Zynq多进程(Zynq multi-processor,ZynqMP)处理器和ADRV9009射频收发芯片,设计了传感器的硬件方案,并完成了系统实物制作与测试,然后在软件算法方面,从时、频、空、能四个方面入手,分别就各域的关键特征指标,设计了相应的提取算法,最后设计了相应的功能和性能对比测试内外场实验。实测结果表明,传感器在时域所获得波形的震荡次数的误差小于1.92%,频域中对信号带宽和中心频率的测量误差分别小于3.2%和0.04%,能域中对能量的计算存在小于5.6%的误差,空域中来波方向角的测量误差小于2.7%,达到了预期设计要求。

关键词：态势感知频谱感知射频传感器信号分析与处理

基于全局相关性网络的文物安防复合感知数据融合分析

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中南民族大学学报(自然科学版) 2024年

作者：项俊农高峰李旭锋中南民族大学电子信息工程学院

传感器感知技术在文物安防领域得到了广泛应用.然而，由于文物安防场景的复杂性，基于单一线索感知的装备监测误报率较高，制约了要地保护的智能化应用推广.提出了一种装备复合感知数据融合分析方法，设计基于自注意力机制的全局相关性... 详细信息

传感器感知技术在文物安防领域得到了广泛应用.然而，由于文物安防场景的复杂性，基于单一线索感知的装备监测误报率较高，制约了要地保护的智能化应用推广.提出了一种装备复合感知数据融合分析方法，设计基于自注意力机制的全局相关性神经网络，对要地多传感器异常事件的联动触发规律进行时空域建模，实现多传感器数据的联合优化和互补，提升系统状态监测精度.在三星堆祭祀坑示范地测试结果表明：融合了多种传感器数据的成套复合装备误报率从原来的10.24%下降为1.10%，验证了所提方法的有效性.

关键词：文物安防复合感知融合分析神经网络

一种基于三轴正交接收线圈的磁感应透地通信方案

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 973-981页

作者：王羿帆杨维戴蒙天北京交通大学电子信息工程学院北京100044

为提高磁感应透地通信系统的灵活性和覆盖范围,提出了一种新型透地通信方案,该方案采用单轴空气线圈作为地面发射机天线,用3个相同参数的空气线圈作为接收机天线。首先,对通信信号进行空间分集接收,使通信系统的井下接收机能够以任意姿... 详细信息

为提高磁感应透地通信系统的灵活性和覆盖范围,提出了一种新型透地通信方案,该方案采用单轴空气线圈作为地面发射机天线,用3个相同参数的空气线圈作为接收机天线。首先,对通信信号进行空间分集接收,使通信系统的井下接收机能够以任意姿态地摆放于巷道之中,并能实现更广范围的信号覆盖;其次,为消除因接收线圈间近场耦合作用而产生的信号干扰,将接收机3个天线设置成共用1个圆心且两两相互正交的空间结构;最后,以远距离通信场景下收发线圈间的弱耦合情况为依据,建立一套与接收方案相对应的等效电路模型,并搭建仿真实验平台,分析提出的方案的通信性能。研究结果表明:三轴正交磁感应透地通信接收方案的信号接收强度可达到同等通信距离下理想信号强度的57.7%以上,接收功率可达到最优接收功率的33.33%以上。本文提出的方案解决了单轴线圈接收方案中的通信盲区问题,且有效提高了远距离磁感应透地通信系统的覆盖范围和对应急救援场景的适应性。

关键词：透地通信磁感应远距离应急通信

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多辅助任务下的单幅深度图像修复

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：范志伟李滔罗松宁周群兵林宏伟西华大学电气与电子信息学院西北民族大学电气工程学院

深度图像修复是由稀疏深度图像恢复出密集深度图像. 针对目前单幅深度图像修复算法存在边界模糊、语义信息缺失等问题，提出一种多辅助任务下的单幅深度图像修复算法. 采用由粗到精的修复模式，粗修复网络采用核选择卷积有效地提取输... 详细信息

深度图像修复是由稀疏深度图像恢复出密集深度图像. 针对目前单幅深度图像修复算法存在边界模糊、语义信息缺失等问题，提出一种多辅助任务下的单幅深度图像修复算法. 采用由粗到精的修复模式，粗修复网络采用核选择卷积有效地提取输入信息，精修复网络由深度图像修复主任务和相关辅助任务构成; 灰度重建辅助任务旨在从灰度图像中学习到丰富的语义信息，并由特征融合分支将所学语义信息传递到深度图像修复主任务，有效地解决深度图像修复中细节缺失、结构混乱等问题; 边界预测辅助任务侧重于提高密集深度图像的边界准确性和清晰度; 深度图像修复主分支和灰度重建辅助分支间的特征融合分支中，使用空间和通道注意力机制实现多任务特征的自适应融合，增强相关特征和抑制无关特征. 在NYUv2数据集上的实验结果表明，所提算法的修复视觉效果良好，在200采样点数下，客观评价指标RMSE和REL分别取得0.199和0.033的结果，均优于对比算法.

关键词：深度图像修复辅助任务特征融合注意力机制