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基于改进YOLOv5的复杂环境下葡萄果实识别算法研究

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天津理工大学学报 2024年

作者：邵磊牛隆基刘宏利李季天津理工大学天津市新能源电力变换传输与智能控制重点实验室天津理工大学电气工程与自动化学院

为了使采摘机器人能够适应复杂的果园环境，降低采摘过程中的漏检率和误检率，本文对现有的YOLOv5检测模型进行改进，加入了卷积注意力模块（convolutional block attention module， CBAM），提高了网络的表征能力；增加多尺度路径聚... 详细信息

为了使采摘机器人能够适应复杂的果园环境，降低采摘过程中的漏检率和误检率，本文对现有的YOLOv5检测模型进行改进，加入了卷积注意力模块（convolutional block attention module， CBAM），提高了网络的表征能力；增加多尺度路径聚合模块，构建了四种不同尺度的检测头来识别葡萄的多尺度目标，提高了检测精度；优化损失函数，使用Soft-CIOU作为损失函数来提高被遮挡和小目标葡萄的检测精度。改进后的模型准确率为87.3%，比原模型提高了1.5个百分点；召回率为77.7%，比原模型提高了5.2个百分点，平均精度均值为84.9%，比原模型提高了1.5个百分点。改进后的模型与其他算法模型相比在各项指标上均有很大优势，具有很强的鲁棒性。

关键词：深度学习 YOLOv5s 葡萄检测复杂环境

一种基于改进YOLOv5的安全帽佩戴检测方法

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天津理工大学学报 2024年

作者：史涛刘海鑫天津理工大学电气工程与自动化学院天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室

针对现有安全帽佩戴检测算法精度低，在复杂环境下对小目标、密集目标和遮挡目标存在漏检和误检等问题，提出了一种基于改进YOLOv5的安全帽佩戴检测算法。采用超级下采样模块CPC，获取更多纹理特征，关注感兴趣的区域，减少重要信息丢... 详细信息

针对现有安全帽佩戴检测算法精度低，在复杂环境下对小目标、密集目标和遮挡目标存在漏检和误检等问题，提出了一种基于改进YOLOv5的安全帽佩戴检测算法。采用超级下采样模块CPC，获取更多纹理特征，关注感兴趣的区域，减少重要信息丢失；融合全新空间金字塔池化模块S-SPPF，不同尺度的池化进行融合，对特征进行有效挑选，一定程度解决目标小的问题；修改网络中的Neck结构，增加小目标检测层，拓展网络的深度对特征进行提取，提升小目标检测精度；借鉴密集网络的思想，使用多并联网络CC3模块，改进了特征提取过程中相似度损失问题，提高对特征的表达能力。在安全帽数据集上实验结果表明，改进的YOLOv5模型具有良好的检测性能，平均检测精度达到了94.6%，相比原YOLOv5模型平均检测精度提高了2.2%，其他各项指标都有提高，能够解决漏检和误检问题，满足在复杂环境下对安全帽佩戴检测的要求。

关键词：深度学习安全帽佩戴检测目标检测 YOLOv5算法

基于改进SSD和多聚焦图像融合的车辆目标识别

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天津理工大学学报 2024年

作者：刘宏利王健邵磊李季天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津理工大学电气工程与自动化学院

针对自动驾驶车辆对交通状况进行图像采集，因成像设备的对焦不同而造成车辆目标特征模糊进而导致车辆无法被有效识别的问题，提出了引入注意力机制的改进单发多箱探测器（single shot multibox detector， SSD）目标检测算法和多聚焦... 详细信息

针对自动驾驶车辆对交通状况进行图像采集，因成像设备的对焦不同而造成车辆目标特征模糊进而导致车辆无法被有效识别的问题，提出了引入注意力机制的改进单发多箱探测器（single shot multibox detector， SSD）目标检测算法和多聚焦图像融合的图像预处理方法。首先将传统SSD算法的VGG-16主干网络替换为Xception网络，以提高检测速率，增强了目标识别的实时性，然后引入压缩和激励网络（squeeze and excitation networks， SENet）注意力机制提高目标检测网络的准确性，保证检测精度。同时对因对焦不同而造成不同目标特征模糊的图像，以8×8 离散余弦变换（discrete cosine tranform， DCT）块中反映能量方向性的纹理区域作为图像融合单位，根据纹理区域的频谱相似度，选择能量较大的区域或以区域加权叠加的方式获得融合区域，来实现识别图像的预处理。实验结果表明：在车辆目标识别过程中，改进的目标检测网络相比传统SSD网络，每秒帧数（frames per second， FPS）提高了19，平均精度均值（mean average precision， mAP）提高了0.57%，同时对经过预处理的图像，可以有效识别原来模糊的目标特征。

关键词：目标检测特征提取网络注意力机制单发多箱探测器图像融合

面向无人船视觉感知的几何结构保护视差图像拼接

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系统仿真学报 2024年第8期36卷 1749-1763页

作者：杨志林尹勇张如凯景乾峰姜森朱文锋大连海事大学航海动态仿真和控制实验室辽宁大连116026 天津海运职业学院航海技术系天津300350

针对海上低纹理、大视差图像拼接过程中由于误对齐产生的伪影问题,提出一种基于点线特征配准和最佳接缝线融合的几何结构保视差图像拼接算法。在传统的基于点特征求解单应变换的基础上引入线段特征,并将潜在的共面局部线段合并为全局线... 详细信息

针对海上低纹理、大视差图像拼接过程中由于误对齐产生的伪影问题,提出一种基于点线特征配准和最佳接缝线融合的几何结构保视差图像拼接算法。在传统的基于点特征求解单应变换的基础上引入线段特征,并将潜在的共面局部线段合并为全局线段,为接缝线融合提供精准对齐的条件;在图像融合过程中,利用tanh度量的颜色差异和梯度差异以及引入显著性检测权重来设计接缝切割方法的能量函数,引导最佳接缝线避开图像中显著海上结构,从而确保结构边缘的连续性;使用SIFT flow方法校正拼接缝上的错位像素,实现几何结构准确的海上图像拼接。在20对不同场景数据上的拼接实验表明,与基准方法相比,所提算法的基于SSIM的接缝质量误差平均降低了44.6%,最多降低66.7%,基于ZNCC(zero mean normalized cross-correlation)的接缝质量误差平均降低了24.7%,最多降低了51.6%,能够有效地避免伪影,从而得到观感自然的拼接结果,满足无人船航行过程中对宽视场的需求。

关键词：无人船视觉感知图像拼接点线一致性配准几何结构保护最佳接缝线融合

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被测物场空间分布对电磁测量系统相位检测的影响分析

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中国电机工程学报 2014年第20期34卷 3362-3368页

作者：付妍董峰谭超天津市过程检测与控制重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

电磁层析成像技术在过程检测中因其低成本与非侵入性而具有广泛的潜在应用价值。研究显示,相位测量的精确度与成像质量具有密切联系。为了深入了解与相位测量相关的制约因素,进而优化测量系统,提高系统敏感性和测量精度,提高成像质量,... 详细信息

电磁层析成像技术在过程检测中因其低成本与非侵入性而具有广泛的潜在应用价值。研究显示,相位测量的精确度与成像质量具有密切联系。为了深入了解与相位测量相关的制约因素,进而优化测量系统,提高系统敏感性和测量精度,提高成像质量,利用有限元仿真软件(COMSOL Multiphysics)对电磁层析成像系统的空间分布相位测量影响进行仿真分析,包括改变物场内电性参数分布以及改变物体自身空间位置,且对仿真结果进行实验验证,对电磁层析成像测量系统工作状态下场的分布情况及状态给予估计,为图像重建的优化使用提供参考。

关键词：电磁层析成像技术电磁测量相位检测敏感场分布电导率

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电磁层析成像系统敏感场激励特性仿真研究

中国电机工程学报 2011年第8期31卷 73-79页

作者：付妍董峰谭超天津市过程检测与控制重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

电磁层析成像(electromagnetic tomography,EMT)技术在过程检测中具有潜在的价值。电磁传感器阵列是电磁层析成像系统的前端,由于激励信号直接作用于电磁传感器阵列,因此激励模式、激励信号的频率和幅值特性直接影响检测线圈获取物场信... 详细信息

电磁层析成像(electromagnetic tomography,EMT)技术在过程检测中具有潜在的价值。电磁传感器阵列是电磁层析成像系统的前端,由于激励信号直接作用于电磁传感器阵列,因此激励模式、激励信号的频率和幅值特性直接影响检测线圈获取物场信息的质量,进而影响后续物场信息特征提取的精度。为了提高传感器阵列对物场信息分布变化的敏感程度,提高系统的敏感性和精确度,保证实验数据的高精度与高稳定性,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对电磁层析成像系统的激励模式和激励频率特性进行仿真分析,并获得激励模式及激励频率与传感器输出之间的关系,为电磁传感器阵列的优化使用奠定基础。

关键词：电磁层析成像技术敏感场激励模式激励频率传感器阵列

基于非接触光声成像的碳纤维增强复合材料冲击损伤检测方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 37-45页

作者：丁凯旋陈冀景皮一涵李娇田震天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学佐治亚理工深圳学院深圳518067

为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)的损伤机制并对其制造过程进行质量监控,对CFRP的冲击损伤区域进行了高分辨无损检测。构建了全光式非接触光声显微(AONC-PAM)成像系统,利用自主开发的光学吸收结合背向散射的双对比度成像模式,对CFRP... 详细信息

为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)的损伤机制并对其制造过程进行质量监控,对CFRP的冲击损伤区域进行了高分辨无损检测。构建了全光式非接触光声显微(AONC-PAM)成像系统,利用自主开发的光学吸收结合背向散射的双对比度成像模式,对CFRP在不同冲击能量下的损伤区域进行高分辨率无损检测。实验结果显示,AONC-PAM系统的空间分辨率为2.9±0.5μm;双对比度成像策略能以2 s/帧的速率同时获得基于光学吸收和表面散射特性的图像及两者叠加的双对比度图像;AONC-PAM系统显示了比通用明场显微镜系统更多的成像细节,包括碳纤维分布和其他微观缺陷如纤维断裂、错位、缺束和褶皱,可检测的微观缺陷尺寸达10~20μm,并实现了损伤区域的精准量化。

关键词：无损检测非接触光声显微镜双对比度成像碳纤维增强复合材料冲击损伤

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铁路测绘技术发展与创新研究综述

铁道勘察 2024年第5期50卷 1-7,19页

作者：李平苍中国铁路设计集团有限公司天津300308 天津市轨道交通导航定位及时空大数据技术重点实验室天津300308

铁路测绘是我国铁路工程建设的重要工作之一,经过数代铁路测绘工作者的不懈努力,已从建国初期的纯手工测绘发展到现在的数字化和自动化测绘,并向智能化方向迈进。系统总结和回顾我国铁路勘测过程中首级控制测量、1∶10000地形图测绘、1... 详细信息

铁路测绘是我国铁路工程建设的重要工作之一,经过数代铁路测绘工作者的不懈努力,已从建国初期的纯手工测绘发展到现在的数字化和自动化测绘,并向智能化方向迈进。系统总结和回顾我国铁路勘测过程中首级控制测量、1∶10000地形图测绘、1∶2000地形图测绘、中线测量、横断面测绘、工点地形测绘和既有线测量等测绘技术的发展历程;研究利用无人机激光雷达技术开展新建铁路中线测量、交叉测量等专项测量工作,其精度满足10 cm的限差要求;介绍基于车载移动激光扫描技术和无人机倾斜摄影测量技术开展既有铁路各项测量工作的新方法,其测量精度可满足既有线中线测量平面检测限差≯3 cm,一般地段高程检测限差≯5 cm的精度要求。

关键词：铁路工程测绘技术地形图测量中线测量既有线测量

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两相流测量中环形电导传感器特性研究

中国电机工程学报 2010年第17期30卷 62-66页

作者：施艳艳董峰谭超天津市过程检测与控制重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

环形电导传感器在两相流参数测量中具有广泛的应用价值,研究两相流场中环形电导传感器的敏感场分布和响应特性,对于明确传感器感应机制、提高参数测量的精度具有重要的意义。针对气液两相流相含率的测量问题,应用有限元数值分析方法确... 详细信息

环形电导传感器在两相流参数测量中具有广泛的应用价值,研究两相流场中环形电导传感器的敏感场分布和响应特性,对于明确传感器感应机制、提高参数测量的精度具有重要的意义。针对气液两相流相含率的测量问题,应用有限元数值分析方法确定了环形电导传感器结构;通过物理模拟静态标定实验,验证了典型两相流动状态下液相含率的无量纲电压值表示形式与理论推导一致;并通过实际流动状态下实验测试,得出传感器测量的相含率无量纲电压值与入口处液相含量测量值基本一致,相对误差±10%。

关键词：气液两相流环形电导传感器有限元数值分析液相含率