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基于多信息融合的驾驶视角下行人轨迹预测

控制与决策 2024年第7期39卷 2354-2362页

作者：桑海峰刘泉恺王金玉陈旺兴沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

行人轨迹预测是实现在城市内完全自动驾驶的重要支撑,并且广泛应用于机器人路径规划、自主巡航等领域.驾驶视角下交通场景复杂多变、行人未来位置不确定性大,只考虑观测轨迹信息预测行人轨迹会有较大位移误差.针对这个问题,提出一种多... 详细信息

行人轨迹预测是实现在城市内完全自动驾驶的重要支撑,并且广泛应用于机器人路径规划、自主巡航等领域.驾驶视角下交通场景复杂多变、行人未来位置不确定性大,只考虑观测轨迹信息预测行人轨迹会有较大位移误差.针对这个问题,提出一种多信息融合网络(multi-information fusion network,MIFNet)来预测驾驶视角下未来行人轨迹的多种可能.MIFNet在观测轨迹信息的基础上引入姿态信息和光流信息,分别采用骨架序列重组和划分局部光流的方法避免遮挡造成的信息失真.为了更有效地融合这些信息,提出一种基于信息评价的跨信息融合注意力机制,综合考虑了预测过程中不同信息间的重要程度和同一信息间不同特征的重要程度.MIFNet在PIE数据集上预测1.5 s的平均位移误差取得了最佳成绩,在JAAD数据集1.5 s的长时轨迹预测任务中预测误差最小,并且模型参数量、推理时间较最新模型大幅度下降.

关键词：行人轨迹轨迹预测驾驶视角多信息融合注意力机制信息评价

基于谐波磁化响应半峰宽模型的非零场点磁性纳米粒子距离层析测量

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 149-157页

作者：白石刘志尧盖伶柯李克文李天舒沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

磁粒子成像技术是一种以生物功能化超顺磁性纳米粒子为示踪剂的全新人体功能层析成像技术,其通常必须构建基于梯度场的零磁场点/线并对其进行空间扫描以实现示踪剂定位,其空间分辨率正比于梯度场强度。而高强度梯度场需大体积电/永磁体... 详细信息

磁粒子成像技术是一种以生物功能化超顺磁性纳米粒子为示踪剂的全新人体功能层析成像技术,其通常必须构建基于梯度场的零磁场点/线并对其进行空间扫描以实现示踪剂定位,其空间分辨率正比于梯度场强度。而高强度梯度场需大体积电/永磁体构建,使其无法用于微创淋巴结术中定位。本研究在不使用梯度定位场条件下,提出基于朗之万函数和激励-磁化场空间分布计算的窄带磁纳米粒子深度定位理论,推导不同深度磁性纳米粒子产生的磁化响应与空间方位角的函数关系,建立半峰宽-距离检测与真实浓度解析模型,并进一步开发了磁粒子深度层析装置(即非梯度式一维磁粒子成像仪),体外实验测量结果表明其空间定位分辨率为15 mm,误差5.21%,浓度模型还原误差为2.61%。对比已获批上市的欧洲Sentimag等静磁场磁粒子定位装置具有显著性能优势,可完全满足术中淋巴结定位等创新临床应用需求。

关键词：磁粒子磁化响应半峰宽距离层析浓度模型前哨淋巴结

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基于自适应空间特征增强的多视图深度估计

系统仿真学报 2024年第1期36卷 110-119页

作者：魏东刘欢张潇瀚李昌恺孙天翼张子优沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870

为了提高多视图深度估计结果精度,提出一种基于自适应空间特征增强的多视图深度估计算法。设计了由改进后的特征金字塔网络(feature pyramid network,FPN)和自适应空间特征增强(adaptive space feature enhancement,ASFE)组成的多尺度... 详细信息

为了提高多视图深度估计结果精度,提出一种基于自适应空间特征增强的多视图深度估计算法。设计了由改进后的特征金字塔网络(feature pyramid network,FPN)和自适应空间特征增强(adaptive space feature enhancement,ASFE)组成的多尺度特征提取模块,获取到具有全局上下文信息和位置信息的多尺度特征图像。通过残差学习网络对深度图进行优化,防止多次卷积操作出现重建边缘模糊的问题。通过分类的思想构建focal loss函数增强网络模型的判断能力。由实验结果可知,该算法在DTU(technical university of denmark)数据集上和CasMVSNet(Cascade MVSNet)算法相比,在整体精度误差、运行时间、显存资源占用上分别降低了14.08%、72.15%、4.62%。在Tanks and Temples数据集整体评价指标Mean上该模型优于其他算法,证明提出的基于自适应空间特征增强的多视图深度估计算法的有效性。

关键词：多视图深度估计自适应空间特征增强残差学习网络卷积操作 focal loss函数

基于Transformer网络多模态融合的密集视频描述方法

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系统仿真学报 2024年第5期36卷 1061-1071页

作者：李想桑海峰沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870

针对目前的密集视频描述模型大多使用两阶段的方法存在效率较低、忽略音频及语义信息,描述结果不全面的问题。提出了一种基于Transformer网络多模态和语义信息融合的密集视频描述方法。提取自适应R(2+1)D网络提取视觉特征,设计了语义探... 详细信息

针对目前的密集视频描述模型大多使用两阶段的方法存在效率较低、忽略音频及语义信息,描述结果不全面的问题。提出了一种基于Transformer网络多模态和语义信息融合的密集视频描述方法。提取自适应R(2+1)D网络提取视觉特征,设计了语义探测器生成语义信息,加入音频特征进行补充,建立了多尺度可变形注意力模块,应用并行的预测头,加快模型收敛速度,提高模型精度。实验结果表明:模型在2个基准数据集上性能均有很好的表现,评价指标BLEU4上达到了2.17。

关键词：密集事件描述 Transformer网络语义信息多模态融合可变形注意力

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基于压缩感知的AT温度场重建算法

计量学报 2024年第5期45卷 671-677页

作者：魏元焜颜华周英钢沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870

为提高声学层析成像(AT)的温度场重建能力,提出了基于压缩感知(CS)的AT温度场重建算法(CS-AT算法)。算法利用信号稀疏性,减少待求数据量,降低逆问题求解难度。首先选择适当字典,构建基于CS的AT温度场重建正逆问题框架;然后以正交匹配追... 详细信息

为提高声学层析成像(AT)的温度场重建能力,提出了基于压缩感知(CS)的AT温度场重建算法(CS-AT算法)。算法利用信号稀疏性,减少待求数据量,降低逆问题求解难度。首先选择适当字典,构建基于CS的AT温度场重建正逆问题框架;然后以正交匹配追踪(OMP)算法进行CS重构,得到温度场重建待求量在稀疏域的解;最后将其变换回原始域,通过三次样条插值得到37×37像素的细致温度分布。通过数值仿真,分别以经典的最小二乘法(LSM)和CS-AT算法在有噪声和无噪声条件下重建了均温、单峰、双峰和四峰模型温度场;在自主研发的实验系统上重建了均温、单峰和双峰实际温度场。仿真和实验表明:CS-AT算法可有效降低温度场重建误差;四峰温度场下,CS-AT算法的最高重建误差最低,仅为LSM的25.5%。

关键词：温度测量声学层析成像温度场重建压缩感知正交匹配追踪

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帧间方向梯度直方图特征关联的行人检测方法

电子测量与仪器学报 2024年

作者：宁爽宋辉沈阳工业大学信息科学与工程学院

当前行人检测算法是无人驾驶领域的研究热点，但行人遮挡问题由于样本量相对比较少、遮挡情况多样、可视特征减少等因素，仍未得到很好的解决。针对行人之间相互遮挡或行人被其他物体遮挡导致的漏检问题，给出一种帧间方向梯度直方图特... 详细信息

当前行人检测算法是无人驾驶领域的研究热点，但行人遮挡问题由于样本量相对比较少、遮挡情况多样、可视特征减少等因素，仍未得到很好的解决。针对行人之间相互遮挡或行人被其他物体遮挡导致的漏检问题，给出一种帧间方向梯度直方图特征关联的行人检测方法。首先，在YOLOv7基线网络模型的基础上添加跟踪的方法，以发现漏检行人并估计其位置信息；将含有漏检行人的最新局部图像作为新的信息，利用方向梯度直方图特征，采用支持向量机的方法，在漏检目标估计位置处进行行人检测，以改善由于部分遮挡所导致的漏检问题。实验结果与基线网络相比，该方法的精确度（P）值提高了6.25%，被遮挡行人的平均精度（AP）由26.67%提升到了53.42%。实验表明帧间方向梯度直方图特征关联的行人检测方法可以提高行人检测准确率，计算复杂度低，不明显增加原方法的计算开销，具有一定的应用价值。

关键词：方向梯度直方图支持向量机行人检测无人驾驶帧间关联

钬离子掺杂氟氧钇亚微米晶的荧光量子化表征与温度传感特性研究

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光子学报 2024年第4期53卷 187-197页

作者：赵昕于婧李德胜林海大连工业大学信息科学与工程学院大连116034

采用水热合成法和高温煅烧法相结合制备了Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺杂三方晶系的YOF亚微米晶体,该晶体具有较强的量子产率和良好的灵敏度。在977 nm激光泵浦下对晶体颗粒的上转换发光性能进行表征,利用荧光光谱测试系统绘制出样品的光谱功率... 详细信息

采用水热合成法和高温煅烧法相结合制备了Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺杂三方晶系的YOF亚微米晶体,该晶体具有较强的量子产率和良好的灵敏度。在977 nm激光泵浦下对晶体颗粒的上转换发光性能进行表征,利用荧光光谱测试系统绘制出样品的光谱功率分布。计算了光量子数分布和量子产率等绝对荧光参量。展示了在303~433 K温度范围内的荧光上转换发光性能并计算了灵敏度。测试结果表明,在977 nm激光激发下泵浦功率密度为73 m W/mm~2时,总光通量达到3.35 mlm,Ho^(3+)的绿光和红光的量子产率分别为2.97×10^(-5)和1.40×10^(-5),较高的量子产率确保了足够的荧光强度来实现温度反馈。在303 K时有最大相对灵敏度为0.437%K^(-1),当温度升至433 K时相对灵敏度仍能保持在0.331%K^(-1)。因此Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YOF亚微米晶体作为一种高效发光和高温度灵敏度材料为温度传感领域提供了一种潜在的选择。

关键词：稀土掺杂 YOF亚微米晶体上转换光子定量量子产率实时温度反馈

基于混合注意力机制的多信息行人过街意图预测

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控制与决策 2024年

作者：桑海峰刘玉龙刘泉恺沈阳工业大学信息科学与工程学院

提前预测道路两旁的行人是否存在过街意图或一段时间后是否会出现过街行为是自动驾驶汽车面临的重要挑战之一.行人过街与否受到道路上多种因素的影响,对于自动驾驶汽车而言,可以根据车载前置摄像机来观察并记录行人历史轨迹、行人周围... 详细信息

提前预测道路两旁的行人是否存在过街意图或一段时间后是否会出现过街行为是自动驾驶汽车面临的重要挑战之一.行人过街与否受到道路上多种因素的影响,对于自动驾驶汽车而言,可以根据车载前置摄像机来观察并记录行人历史轨迹、行人周围环境等来分析该行人未来一段时间后是否会出现过街行为.如何有效融合这些不同模态的多元信息是准确预测行人过街意图的重要问题,本文提出了一种基于混合注意力机制的多信息融合预测模型,该模型使用了一种基于交叉注意力机制的图像特征融合网络来提取原始图像与语义图像之间的互补信息并使模型更加关注与对行人过街行为有关的图像部分.本文还提出了一种融合注意力机制的分级GRU模块用以捕捉不同模态的非视觉信息对行人过街意图的影响.本文在PIE与JAAD数据集上对所提出模型进行对比试验且达到了领先于同类研究的性能,并针对所提出模块进行了广泛的消融实验证明了其有效性.

关键词：行人过街意图预测交叉注意力机制自动驾驶视频分析计算机视觉多信息融合

基于PointCloudTransformer和优化集成学习的三维点云分类

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：于喜俊段勇沈阳工业大学信息科学与工程学院

针对三维点云的不规则性和无序性所导致的难于提取特征并进行分类的问题，本文提出了一种融合深度学习和集成学习的三维点云分类方法。首先，训练深度学习点云分类网络PointCloudTransformer，并使用主干网络提取点云特征，进而训练基... 详细信息

针对三维点云的不规则性和无序性所导致的难于提取特征并进行分类的问题，本文提出了一种融合深度学习和集成学习的三维点云分类方法。首先，训练深度学习点云分类网络PointCloudTransformer，并使用主干网络提取点云特征，进而训练基分类器，获得基分类器集合；然后，针对集成学习算法设计基分类器选择模型，模型的优化目标为基分类器组合的差异性和平均总体精度。为了降低集成规模，本文基于增强后的白鲸优化算法提出了二元多目标白鲸优化算法，并使用该算法优化基分类器选择模型，获得集成剪枝方案集合；最后，采用多数投票法集成每个基分类器组合在测试集点云特征上的分类结果，获得最优基分类器组合，从而构建基于多目标优化剪枝的集成学习点云分类模型。在点云分类数据集上的实验结果表明，本文方法使用了更小的集成规模，获得了更高的集成精度，能够对多类别三维点云进行准确分类。

关键词：三维点云分类深度学习集成学习白鲸优化算法多目标优化