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基于改进YOLOv5s的车载人员安全带行为检测

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计算机测量与控制 2024年第4期32卷 22-28,53页

作者：焦波焦良葆吴继薇祝阳高阳南京工程学院人工智能产业技术研究院南京211167 江苏省智能感知技术与装备工程研究中心南京211167

车载人员佩戴安全带行为的检测对于人的生命安全保障具有重要作用;针对目前车内复杂环境下车载人员佩戴安全带检测精度不高的问题,提出一种基于改进的YOLOv5s车载人员佩戴安全带的检测方法;该检测方法将YOLOv5s作为基础网络,在此基础上... 详细信息

车载人员佩戴安全带行为的检测对于人的生命安全保障具有重要作用;针对目前车内复杂环境下车载人员佩戴安全带检测精度不高的问题,提出一种基于改进的YOLOv5s车载人员佩戴安全带的检测方法;该检测方法将YOLOv5s作为基础网络,在此基础上进行改进;为改善深度模型对特征信息的提取能力,采用RFB模块增大网络的感受野,并利用RFB模块多分支结构获得混合的感受野;加入ECA注意力通道模块,使得整个网络更加专注特征信息的提取;将原YOLOv5s的损失函数替换为EIOU,进一步提高网络对安全带的检测精度;经过实验结果表明,改进后网络与原YOLOv5s网络相比,其平均精度均值mAP提高了2.2%,查准率提升了5.1%;改进后的网络具有良好的提升效果,表明了该方法的有效性。

关键词：安全带 YOLOv5s 感受野 RFB模块注意力机制损失函数

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双碳目标下城市固废焚烧过程智能优化控制研究进展及展望

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中国科学基金 2024年第4期 593-602页

作者：乔俊飞蒙西汤云涛北京工业大学信息学部智慧环保北京实验室智能感知与自主控制教育部工程研究中心北京工业大学环境科学与工程学院北京首钢生态科技有限公司

城市固废焚烧是固废污染治理的主要方式，也是可再生能源的来源之一，能为国家生态文明建设和“双碳”战略提供重要支撑。城市固废焚烧过程内嵌了系列物理、化学反应，运行机理复杂、演化机制不清，尤其是我国固废含水率高、热值低、随... 详细信息

城市固废焚烧是固废污染治理的主要方式，也是可再生能源的来源之一，能为国家生态文明建设和“双碳”战略提供重要支撑。城市固废焚烧过程内嵌了系列物理、化学反应，运行机理复杂、演化机制不清，尤其是我国固废含水率高、热值低、随时空动态波动，难以实施智能优化控制，导致固废燃烧不完全、烟气排放不稳定、能源转化率低、运行成本高等问题时有发生，制约城市固废焚烧行业高质量发展。本文分析了实施城市固废焚烧过程智能优化控制所面临的难点问题，梳理了城市固废焚烧过程智能优化控制关键理论与核心技术的主要进展，凝练出实现高效化和绿色化运行待解决的关键科学问题，探讨了未来研究方向。

关键词：双碳目标城市固废焚烧智能优化控制数字孪生

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地下空间无人系统研究综述

智能系统学报 2024年第1期19卷 2-21页

作者：王军王佳慧李玉莲陈世海吴保磊中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 江苏省地下空间智能感知与无人系统创新平台江苏徐州221116

地下空间作为人类活动空间不可分割的部分,是继宇宙空间、海洋资源外可开拓的第三大领域,也是继陆、海、空、天、电、网之后的第七维战略空间。无人系统通过跨域协同合作可涌现出单个主体难以实现的智能水平,在地下空间发挥关键作用。... 详细信息

地下空间作为人类活动空间不可分割的部分,是继宇宙空间、海洋资源外可开拓的第三大领域,也是继陆、海、空、天、电、网之后的第七维战略空间。无人系统通过跨域协同合作可涌现出单个主体难以实现的智能水平,在地下空间发挥关键作用。本文针对地下空间无人系统相关需求,围绕地下空间各领域相关研究进展,梳理其关键技术研究现状及未来发展趋势。介绍了地下矿井无人开采系统、地下轨道交通无人系统、地下管廊综合管理系统、地下空间无人作战系统的国内外研究现状;对地下空间通信、地下空间态势感知、自主导航定位及集群协同控制关键技术进行概述,并指出现存的问题;对地下空间无人系统未来发展趋势进行了展望。

关键词：地下空间无人系统跨域协同可靠通信态势感知集群协作自主规划智能交互

考虑群体决策差异冲突解决机制的配电站房健康状态评估方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 167-178页

作者：罗昆高伟洪翠福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福建福州350108

针对配电站房缺乏健康评估机制、运维周期设置不合理的问题,提出了一种考虑群体决策差异冲突解决机制的配电站房健康状态综合评估方法。首先,建立配电站房指标体系和专家评价框架,设计了一种新型的二元冲突测量函数来量化全局冲突。然后... 详细信息

针对配电站房缺乏健康评估机制、运维周期设置不合理的问题,提出了一种考虑群体决策差异冲突解决机制的配电站房健康状态综合评估方法。首先,建立配电站房指标体系和专家评价框架,设计了一种新型的二元冲突测量函数来量化全局冲突。然后,使用专家评价结果的虚假度、可信度、可用度等测度指标构造专家修正因子,以改进D-S证据理论,通过聚合不同专家的评价意见来量化评价指标的权重。接着,建立改进灰色关联度-逼近理想解法(grey relation analysis-technique for order preference by similarity to an ideal solution, GRA-TOPSIS)评估模型,引入灰色关联接近度,与距离接近度融合得到综合接近度,改善TOPSIS评价判据片面性的缺陷。最后,计算每个配电站房的评价值与理想解之间的综合接近度,反映配电站房的健康状态。实验分析表明该方法能兼容专家评价之间的冲突性、差异性、不确定性,与现有方法相比评估结果更具准确性和合理性,对运维人员制定合理的检修决策具有一定的指导价值。

关键词：配电站房专家评价框架改进D-S证据理论专家修正因子改进GRA-TOPSIS评估方法

基于改进YOLOv5s的输电线路防外力破坏行为检测识别

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计算机测量与控制 2024年第2期32卷 42-49页

作者：郑良成曹雪虹焦良葆高阳王彦生南京工程学院人工智能产业技术研究院南京211167 江苏省智能感知技术与装备工程研究中心南京211167

电力系统的安全对于整个能源传输过程至关重要;针对输电线路下超大工程车辆和烟火为主要的外力破坏行为,对单阶段目标检测算法YOLOv5s进行改进,首先针对输电线路多雨雾烟尘等工作环境,引入限制对比度自适应直方图均衡算法CLAHE对图片进... 详细信息

电力系统的安全对于整个能源传输过程至关重要;针对输电线路下超大工程车辆和烟火为主要的外力破坏行为,对单阶段目标检测算法YOLOv5s进行改进,首先针对输电线路多雨雾烟尘等工作环境,引入限制对比度自适应直方图均衡算法CLAHE对图片进行去雾处理,提升图片对比度;针对检测目标距离较远的问题,在YOLOv5s网络的基础上添加CA注意力机制,提升了模型对目标的定位能力;将原网络中的最邻近差值采样方式替换为轻量级通用上采样算子CARAFE,更好地捕捉特征图的同时引入较小的参数量;最后在网络的特征融合层,使用具有通道混洗思想的GSConv卷积模块代替标准卷积模块,减少模型参数量,再利用slim_neck特征融合结构,强化目标关注度,达到减少模型参数量同时提升检测精度的效果;实验结果表明:改进后的YOLOv5s网络,mAP提升了4.4%,参数量减少了3.4%,权重模型内存减小了2.7%,证明了算法的有效性。

关键词：目标检测外力破坏 YOLOv5s CA注意力 CARAFE GSConv_slimneck

故障相桥臂转移接地消弧装置直流侧电压控制方法

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电力系统保护与控制 2024年第19期52卷 1-14页

作者：郭谋发刘鑫斌张彬隆赵国军郑泽胤福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福建福州350108

为解决传统三相直挂式柔性消弧装置非故障相桥臂承担线电压的问题,提出一种故障相桥臂转移接地的消弧方法。该方法通过开关控制故障相桥臂转移接地,母线电压由故障相桥臂与非故障相桥臂共同承担,三相桥臂共同输出电流,以实现消弧。针对... 详细信息

为解决传统三相直挂式柔性消弧装置非故障相桥臂承担线电压的问题,提出一种故障相桥臂转移接地的消弧方法。该方法通过开关控制故障相桥臂转移接地,母线电压由故障相桥臂与非故障相桥臂共同承担,三相桥臂共同输出电流,以实现消弧。针对级联H桥直流侧需独立供电的问题,提出分布式电压平衡换流调制方法。该调制方法根据H桥输出状态和电流方向对直流侧电容充放电的影响,有选择地改变H桥的输出状态,进而实现直流侧电压的稳定。使用该调制方法的消弧装置无须在直流侧配备独立供电电源,在消弧过程中能保持H桥直流侧电压稳定。最后,采用Matlab/Simulink仿真软件对所提方法进行验证,仿真结果证明了所提方法的有效性。

关键词：单相接地故障级联H桥变流器直流侧电压消弧转移接地

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重大装备制造多机器人任务分配与运动规划技术研究综述

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基于图像与点云融合的巷道锚护孔位识别定位方法

自动化学报 2024年第1期50卷 21-41页

作者：张振国毛建旭谭浩然王耀南张雪波江一鸣湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心长沙 410082 湘江实验室长沙 410205 南开大学人工智能学院天津 300350 机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心长沙 410082 湘江实验室长沙 410205 湖南大学机器人学院长沙 410082

飞机蒙皮、船舶舱体、高铁车身等大型复杂部件高效高品质制造是航空航天、海洋舰船、轨道交通等领域重大装备发展的根基.大型复杂部件具有尺寸超大、型面复杂等特点,传统的人工、单机制造面临着效率低、一致性差、空间有限等问题,多机... 详细信息

飞机蒙皮、船舶舱体、高铁车身等大型复杂部件高效高品质制造是航空航天、海洋舰船、轨道交通等领域重大装备发展的根基.大型复杂部件具有尺寸超大、型面复杂等特点,传统的人工、单机制造面临着效率低、一致性差、空间有限等问题,多机器人具有高鲁棒性、高效性等优点,为大型复杂部件制造提供了良好的制造基础.任务分配与运动规划是多机器人制造系统的决策中枢,其性能影响整个系统的运行效率.考虑到重大装备部件制造任务分配与运动规划过程中任务工序多、冲突干涉多、精度需求高等挑战,本文首先对复杂环境下多机器人任务分配与运动规划的重要性进行了说明;然后阐述了目前主要的任务分配与运动规划方法,包括其在智能制造领域下的应用;在此基础上,对现阶段复杂场景下任务分配和运动规划存在的问题进行了分析,并使用强化学习与混合优化算法等方法提出了解决思路;最后对重大装备大型复杂部件制造过程多机器人任务分配和动态规划技术及应用的发展进行了总结与展望.

关键词：重大装备制造多机器人任务分配运动规划

来源：博看期刊评论

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 249-261页

作者：王宏伟李进闫志蕊郭军军张夫净李超太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心山西太原030024 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对... 详细信息

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对煤矿井下低照度、水雾和粉尘等环境因素导致的锚孔轮廓成像模糊的问题,采用IA(Image-Adaptive)-SimAM-YOLOv7-tiny网络对巷道待锚护孔位进行视觉识别,该网络能够自适应地增强图像亮度和对比度,恢复锚孔边缘的高频信息,并使模型重点关注锚孔特征,提高锚孔检测的成功率;②求解激光雷达和工业相机联合标定的外参矩阵,将图像检测的锚孔边界框通过透视投影关系生成锥形感兴趣区域(Region Of Interest,ROI),获得对应的目标点云团簇;③采用点云处理算法提取锚护孔位边界点云,获得孔位中心坐标及其法向量,并通过坐标深度差比较判断锚孔识别的正确性。文中搭建了锚杆台车机械臂钻孔定位系统,对算法自主定位的精度以及准确度进行验证,试验结果表明:IA-SimAM-YOLOv7-tiny模型的平均精度均值(Mean Average Precision,mAP)为87.3%,较YOLOv7-tiny模型提高了4.6%;提出的融合算法定位误差为3 mm,单锚孔情况下系统平均识别时间为0.77 s,与单一视觉方法相比,采用激光与视觉多源融合不仅可以降低环境和小样本训练对定位性能的影响,而且可以获得锚护孔位的法向量,为机械臂调整钻孔位姿实现精准锚固提供依据。

关键词：锚孔精准定位图像识别点云处理激光雷达和相机联合标定数据融合

基于高光谱激光雷达的多视角木叶三维重建研究

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量子电子学报 2024年第4期41卷 659-670页

作者：曹铮邵慧孙龙胡玉霞陈杰徐恒陈冲安徽建筑大学电子与信息工程学院安徽合肥230601 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心安徽合肥230601

高光谱激光雷达(HSL)能实现空间-光谱信息的同步采集,为树木的木叶三维重建提供了可能。利用自研的HSL系统获取不同视角的树木点云数据,进行了多视角下的木叶分离,并根据分离结果完成了的木叶三维重建。针对传统最近邻迭代(ICP)算法严... 详细信息

高光谱激光雷达(HSL)能实现空间-光谱信息的同步采集,为树木的木叶三维重建提供了可能。利用自研的HSL系统获取不同视角的树木点云数据,进行了多视角下的木叶分离,并根据分离结果完成了的木叶三维重建。针对传统最近邻迭代(ICP)算法严格的点云初始条件需求,提出了改进的点云配准方法。首先,采用快速点特征直方图(FPFH)描述点云的局部特征,然后基于随机抽样一致性(RANSAC)算法实现不同视角点云的粗配准,最后利用ICP算法实现精配准。在选出特征通道的基础上,利用随机森林(RF)和支持向量机(SVM)完成木叶分离,最终完成木叶三维重建。实验表明,在15°和30°的视角差下,提出的改进点云配准方法均达到较好的配准精度,同时基于特征通道选择的RF方法木叶分离准确度分别达到98.17%和98.87%。

关键词：遥感高光谱激光雷达空间-光谱信息三维重建