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基于像素差异度注意力机制的轻量化YOLOv5行人检测算法

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计算机工程与应用 2024年

作者：陈高宇王晓军李晓航上海工程技术大学电子电气工程学院

针对实时行人检测场景存在遮挡、形态姿势不同的行人目标，YOLOv5模型对于这些目标检测有明显的漏检问题，提出一种像素差异度注意力机制(Pixel Difference Attention， PDA)，不同于传统的通道注意力机制用全局均值池化(Global Average... 详细信息

针对实时行人检测场景存在遮挡、形态姿势不同的行人目标，YOLOv5模型对于这些目标检测有明显的漏检问题，提出一种像素差异度注意力机制(Pixel Difference Attention， PDA)，不同于传统的通道注意力机制用全局均值池化(Global Average Pooling， GAP)、全局最大值池化(Global Max Pooling， GMP)来概括整张特征图的信息，全局池化将空间压缩成一个值来表征整个通道，造成了空间信息的流失，PDA将空间信息沿高和宽分别压缩，并将其分别与通道信息联系起来做注意力加权操作，同时提出一种新的通道描述指标表征通道信息，增强空间信息与通道信息的交互，使模型更容易关注到综合了空间和通道维度上的特征图的重要信息，在主干网络末端插入PDA后使模型平均精度(mean Average Precision， mAP)0.5提升了2.4%，mAP0.5:0.95提升了4.4%；针对实时检测场景的部署和检测速度要求模型拥有较少的参数量和计算量，因此提出了新的轻量化特征提取模块AC3代替原YOLOv5模型中的C3模块，该模块使插入PDA后的改进模型在仅仅损失0.2%的精度的情况下，参数量(Parameters， Param.)减少了20%左右，浮点运算量(Giga Floating-point Operations， GFLOPs)减少了30%左右。实验结果表明，最终的改进模型比YOLOv5s原模型在VOC行人数据集上mAP0.5提升了2.2%，mAP0.5:0.95提升了3.1%，且参数量减少了20%左右，浮点运算量减少了30%左右，在GTX1050上的检测速度(Frames Per Second， FPS)提升了4点。

关键词： YOLOv5 行人检测注意力机制轻量化模型通道描述指标

动态环境下改进BIT*算法的机器人路径规划

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计算机工程与应用 2024年

作者：王晓军崔锡杰李晓航上海工程技术大学电子电气工程学院

针对批量通知树算法在小样本中搜索路径成功率低、大样本中规划效率低、路径冗余节点多以及无法躲避未知障碍物的问题，提出动态环境批量通知树算法。利用改进批量采样点策略将样本点均匀等间距处理，并改进批量采样点数量以及偏置采样... 详细信息

针对批量通知树算法在小样本中搜索路径成功率低、大样本中规划效率低、路径冗余节点多以及无法躲避未知障碍物的问题，提出动态环境批量通知树算法。利用改进批量采样点策略将样本点均匀等间距处理，并改进批量采样点数量以及偏置采样点位置，弥补搜索路径成功率低的缺点；加入惩罚项改进启发式函数，弥补路径规划效率低的缺点；再引入路径拉伸优化减少路径长度以及冗余节点，缩小采样范围。面对未知障碍物，利用反向生长搜索树先验信息提出临时目标点选取策略，并结合改进随机点、转向角以及新节点的RRT算法，避免重规划路径过分偏离以及不能及时躲避。与其他算法进行对比，结果表明：动态环境批量通知树算法规划路径成功率和效率更高，路径长度和拐点数更少，躲避未知障碍物性能更高，重规划路径更接近全局路径。

关键词：批量通知树算法反向生长搜索树批量采样点策略启发式函数 RRT算法路径重规划

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面向视频编码的前处理技术研究

计算机工程 2024年

作者：吕梦帆商习武李国平王国中上海工程技术大学电子电气工程学院

视频数据量的迅猛增长给有限带宽带来了严峻挑战，为此需提升视频编码效率。视频编码前处理技术能够在不改变编码器核心算法和参数设置的基础上，降低视频的数据量，以达到提升视频编码效率的目的，具备良好的兼容性。为此，提出了退化... 详细信息

视频数据量的迅猛增长给有限带宽带来了严峻挑战，为此需提升视频编码效率。视频编码前处理技术能够在不改变编码器核心算法和参数设置的基础上，降低视频的数据量，以达到提升视频编码效率的目的，具备良好的兼容性。为此，提出了退化补偿多维重建（Degradation Compensation and Multi-dimensional Reconstruction， DCMR）前处理方法，旨在多维度提取视频图像中与后续编码过程密切相关的特征，并将这些特征重建为视频图像。首先，设计了退化补偿模型，在去除编码噪声的同时恢复传输过程中引起的图像退化。其次，构建了轻量级的多维特征重建网络，结合残差学习和特征蒸馏原理，从空间和通道维度提取编码相关特征，并对提取到的特征进行重建。最后，为了恢复去噪过程中丢掉的高频细节，DCMR中还添加了加载着加权引导滤波细节增强卷积模块的辅助分支。在损失函数方面，选择了MAE损失和MS-SSIM损失的组合，通过分配不同的权重实现了多目标优化。在部署阶段，直接将DCMR集成到任何现有的标准视频编码器前即可，无需更改任何编码、流媒体以及解码设置。实验结果表明，DCMR方法可以在H.266/VVC下实现BD-rate（VMAF）平均提高21.6%、BD-rate（MOS）平均提高6.98%的性能增益。

关键词：视频编码前处理技术高频信息细节增强 H.266/VVC

基于改进Complex-YOLO激光雷达的行人检测算法研究

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激光技术 2024年

作者：许立凌铭王若铭上海工程技术大学电子电气工程学院

激光雷达点云表现出明显的离散性，其信息密度远低于图像，从而导致行人检测在此背景下面临较大挑战，表现出较低的检测精度。为了解决上述问题，提出了一种基于改进Complex-YOLO的激光雷达行人检测方法。首先设计了一种新的网络特征提... 详细信息

激光雷达点云表现出明显的离散性，其信息密度远低于图像，从而导致行人检测在此背景下面临较大挑战，表现出较低的检测精度。为了解决上述问题，提出了一种基于改进Complex-YOLO的激光雷达行人检测方法。首先设计了一种新的网络特征提取结构，旨在增强主干网络的特征学习能力，以便在数据稀缺的情况下更充分地挖掘信息。使用的级联特征金字塔网络及其多分支线性融合方法能够融合不同尺度、不同深度的特征，提升网络的泛化性能，以应对数据特征畸变的情况。在训练过程中还采用了EIoU（Enhanced Intersection over Union）以加速网络的收敛速度。实验结果表明，改进后的算法检测精度提升了3.03%。该研究对在稀疏数据情况下提高行人检测精度是有帮助的。

关键词：激光技术行人检测深度学习点云

基于增材制造的“猫耳形”气膜孔冷却性能研究

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机械工程学报 2024年第15期60卷 334-345页

作者：张立浩钱波茅健樊红日张朝瑞李旭鹏上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 北京德荟智能科技有限公司北京102300

针对目前气膜冷却存在的冷却效果不理想,冷却效率较低等问题,提出基于双曲线的“猫耳形”气膜孔,对“猫耳形”气膜孔的结构参数及平板模型分布参数进行优化,并通过金属增材制造技术打印气膜孔样品进行实验。通过实验分析得到了气膜孔优... 详细信息

针对目前气膜冷却存在的冷却效果不理想,冷却效率较低等问题,提出基于双曲线的“猫耳形”气膜孔,对“猫耳形”气膜孔的结构参数及平板模型分布参数进行优化,并通过金属增材制造技术打印气膜孔样品进行实验。通过实验分析得到了气膜孔优化后的最佳结构参数和平板模型的最佳分布参数,并对冷却气流的射出速度进行了合理优化,单个气膜孔的最优冷却效率为55.56%,多列气膜孔的最高冷却效率达到73.10%,较相关文献中气膜孔平均冷却效率提升了6.10%,最优列间距R为15 mm。实验研究为涡轮叶片气膜孔的设计优化及气膜孔在涡轮叶片上的分布参数提供了重要的参考价值和设计经验。

关键词：涡轮叶片气膜冷却实验研究参数优化增材制造

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基于注意力机制改进的疲劳驾驶检测方法

传感器与微系统 2024年第4期43卷 115-118页

作者：徐敬一田瑾刘翔龚利上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 华东师范大学通信与电子工程学院上海200062

由于疲劳驾驶采集过程中存在因识别角度不佳,部分区域遮挡等原因,在不同时间段丢失了不同特征的时间信息,导致算法的泛用性较差。此外,驾驶疲劳的检测需要在保证综合准确率的同时,需要具有更低的漏检率。针对以上问题,提出了一种基于注... 详细信息

由于疲劳驾驶采集过程中存在因识别角度不佳,部分区域遮挡等原因,在不同时间段丢失了不同特征的时间信息,导致算法的泛用性较差。此外,驾驶疲劳的检测需要在保证综合准确率的同时,需要具有更低的漏检率。针对以上问题,提出了一种基于注意力机制和长短期记忆(LSTM)神经网络的疲劳驾驶检测模型。通过对不同特征定位点计算多维特征向量,并对特征向量的时间序列进行学习,同时引入注意力机制,赋予各维度隐含状态不同的概率权重,加强重要信息对疲劳状态判定的影响和降低丢失特征信息的历史数据对参数的影响。根据实验可得,该方法在更普遍的检测环境下有着92.19%的准确率和1.9%的漏检率,同时在丢失部分特征的环境下漏检率仅有3.07%。

关键词：疲劳检测特征丢失注意力机制长短期记忆

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车用小功率电子水泵性能测试平台设计

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第6期38卷 234-241页

作者：龚元明王磊吴长水上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

车用电子水泵性能测试方法目前存在自动化程度低、精度不足、功能单一等问题,为此,以工控机为载体,开发了一种车用电子水泵性能测试平台。以LabVIEW为基础开发上位机软件,下位机采用PLC控制阀门和水泵等电气元件,基于RS485进行数据采集... 详细信息

车用电子水泵性能测试方法目前存在自动化程度低、精度不足、功能单一等问题,为此,以工控机为载体,开发了一种车用电子水泵性能测试平台。以LabVIEW为基础开发上位机软件,下位机采用PLC控制阀门和水泵等电气元件,基于RS485进行数据采集并传输给上位机,通过上位机与下位机协同控制的方式,实现数据交互处理、生成水泵性能测试报表等功能。在该平台对EWP8040-H型水泵进行性能测试,结果表明:当电子水泵的阀门开度处于最优工作区间(25%左右)时,水泵的额定流量为13 L/min,实测流量为12.92 L/min;额定扬程为4.38 m,实测扬程为4.07 m。测试结果在合理误差范围内,表明平台可保证测试结果的准确性。

关键词： LabVIEW 电子水泵性能测试数据采集 RS485

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成形磨削人字齿轮齿面扭曲消减设计方法

机械传动 2024年第3期48卷 161-169页

作者：张鑫刘欣荣王慧鹏上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

齿面扭曲是螺旋线修形人字齿轮成形磨削时产生的一种加工误差,为了消减齿面扭曲,提高磨削精度,基于逆向思维提出了一种齿轮反扭曲加工计算方法来消减齿面扭曲引起的加工误差。根据成形磨削人字齿轮空间啮合坐标系,求解标准齿轮齿面、齿... 详细信息

齿面扭曲是螺旋线修形人字齿轮成形磨削时产生的一种加工误差,为了消减齿面扭曲,提高磨削精度,基于逆向思维提出了一种齿轮反扭曲加工计算方法来消减齿面扭曲引起的加工误差。根据成形磨削人字齿轮空间啮合坐标系,求解标准齿轮齿面、齿面扭曲和齿面反扭曲多位置处的接触线,并通过计算齿面法曲率和螺旋线修形量,建立人字齿轮齿面反扭曲模型;联合蒙特卡洛法对修形前后人字齿轮进行接触线优化,通过有限元方法分析齿面反扭曲和齿面扭曲的传动误差、齿面接触应力;最后,比较了修形后齿面扭曲和齿面反扭曲的动态特性。结果表明,齿面反扭曲加工能够有效消减人字齿轮齿面加工原理性误差,提高人字齿轮磨削精度。

关键词：成形磨削人字齿轮齿面扭曲齿面反扭曲蒙特卡洛法

基于改进PSPnet-MobileNetV2的煤岩界面快速精准识别

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振动．测试与诊断 2024年第4期44卷 793-800,832,833页

作者：王海舰刘丽丽赵雪梅张强桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004 山东科技大学机械电子工程学院青岛266590

针对短时间主动热激励作用下煤岩介质表征差异不明显,不易快速、准确识别煤岩界面的难题,提出一种基于改进金字塔场景解析网络(pyramid scene parsing network,简称PSPnet)模型-MobileNetV2的煤岩界面快速精准识别方法。通过搭建煤岩主... 详细信息

针对短时间主动热激励作用下煤岩介质表征差异不明显,不易快速、准确识别煤岩界面的难题,提出一种基于改进金字塔场景解析网络(pyramid scene parsing network,简称PSPnet)模型-MobileNetV2的煤岩界面快速精准识别方法。通过搭建煤岩主动红外试验平台,采集并获取短时主动热激励作用下的煤岩界面红外热图像,构建了煤岩红外图像数据集;对传统PSPnet模型进行改进,采用轻量级网络模型MobileNetV2作为主干网络提取特征,大幅降低了网络模型所占内存和训练时间,同时将注意力机制模块(convolutional block attention module,简称CBAM)与金字塔场景解析(pyramid scene parsing,简称PSP)模块的上采样特征层和PSPnet网络模型的浅层特征层进行融合,有效提升模型对特征的细化能力。试验结果表明:基于改进的PSPnet-MobileNetV2网络模型所占内存仅为9.12 MB,较原始PSPnet模型减少了94.88%;煤和岩的交并比为96.52%和96.87%,分别提升了8.29%和7.7%;像素准确度分别为97.25%和99.15%,较原始网络模型分别提升了7.32%和1.64%;测试时间降低了53.70%。该方法为煤岩界面的快速和预先精准识别提供了一种有效技术手段。

关键词：煤岩识别主动红外激励金字塔场景解析网络(PSPnet) MobileNetV2 注意力机制模块