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基于三类对象投票和语义回环的动态SLAM算法

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信息与控制 2024年

作者：诸葛玥罗海勇陈润泽周姿能林长海宜宾市天珑通讯有限公司中国科学院大学中国科学院计算技术研究所泛在计算系统研究中心北京邮电大学计算机学院(国家示范性软件学院)

同步定位与地图构建（simultaneous localization and mapping，SLAM）技术可以在复杂和不确定的环境中提供自主高精度的定位能力。然而，现实定位场景中存在动态移动目标(如人员和车辆)，这给基于静态环境假设的视觉SLAM技术提出了挑... 详细信息

同步定位与地图构建（simultaneous localization and mapping，SLAM）技术可以在复杂和不确定的环境中提供自主高精度的定位能力。然而，现实定位场景中存在动态移动目标(如人员和车辆)，这给基于静态环境假设的视觉SLAM技术提出了挑战。因此，本文基于深度学习的语义提取技术和视觉SLAM技术相结合，提出了一种新的动态SLAM算法，该算法基于三类对象的投票和语义回环，能够有效地降低动态对象对SLAM系统的性能影响，同时提高定位和建图的精度。本文算法将语义对象分为静态对象、可能动态对象和一定动态对象三类，并使用基于重投影深度误差投票的方法来识别上述语义对象的运动状态，从而消除运动目标对算法的影响。本文进一步地使用语义相似回环优化方法，提高了回环检测的鲁棒性。在TUM的RGB-D动态数据集和KITTI数据集上的实验结果表明，本文算法的平均绝对轨迹误差相比ORB-SLAM3算法分别降低了57.13%和23.39%，验证了算法在动态场景下的鲁棒性。

关键词：动态SLAM 语义分割回环检测

主减速器故障的增强多尺度微分符号熵和优化SVM诊断

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噪声与振动控制 2024年第4期44卷 161-166页

作者：汪会财徐婷婷胡晓锐龙羿池磊唐述国网重庆市电力公司重庆400015 重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065

为准确提取出能够表征车辆主减速器故障的故障特征,同时针对多尺度微分符号熵(Multi-scale Differential Symbolic Entropy,MDSE)粗粒化过程中存在的问题,提出增强多尺度微分符号熵(Enhanced Multi-scale Differential Symbolic Entropy,EMDSE)的概念,并结合蝴蝶算法(Butterfly Optimization Algorithm,BOA)优化的支持向量机(Support Vector Machine,SVM),提出主减速器故障诊断的EMDSE和BOA-SVM方法。EMDSE可解决MDSE粗粒化过程中存在的信息泄露和计算结果不稳定的不足,能够更加有效地利用信号中存在的故障信息。主减速器故障诊断实例结果表明,相比于MDSE,EMDSE的计算结果更稳定,对主减速器不同故障状态的可区分性更强,BOA-SVM得到的诊断精度更高。

关键词：故障诊断主减速器微分符号熵多尺度增强

基于视觉自注意力模型与轨迹滤波器的篮球战术识别

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 615-623页

作者：许国良沈刚梁旭鹏雒江涛重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学体育学院重庆400065

通过机器学习分析球员轨迹数据获得进攻或防守战术,是篮球视频内容理解的关键组成部分。传统机器学习方法需要人为设定特征变量,灵活性大大降低,因此如何自动获取可用于战术识别的特征信息成为关键问题。为此,该文基于美国职业篮球联赛(... 详细信息

通过机器学习分析球员轨迹数据获得进攻或防守战术,是篮球视频内容理解的关键组成部分。传统机器学习方法需要人为设定特征变量,灵活性大大降低,因此如何自动获取可用于战术识别的特征信息成为关键问题。为此,该文基于美国职业篮球联赛(NBA)比赛中球员轨迹数据设计了一个篮球战术识别模型(TacViT),该模型以视觉自注意力模型(ViT)作为主干网络,利用多头注意力模块提取丰富的全局轨迹特征信息,同时并入轨迹滤波器来加强球场线与球员轨迹之间的特征信息交互,增强球员位置特征表示,其中轨迹滤波器以对数线性复杂度学习频域中的长期空间相关性。该文将运动视觉系统(SportVU)的序列数据转化为轨迹图,自建篮球战术数据集(PlayersTrack),在该数据集上的实验表明,TacViT的准确率达到了82.5%,相对未做更改的视觉自注意力S模型(ViT-S),精度上提升了16.7%。

关键词：篮球战术识别球员轨迹轨迹滤波器对数线性复杂度多头注意力

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图像去模糊研究综述

中国图象图形学报 2024年第4期29卷 841-861页

作者：胡张颖周全陈明举崔景程吴晓富郑宝玉南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 四川轻化工大学人工智能四川省重点实验室宜宾644000

图像模糊是指在图像捕捉或传输过程中,由于镜头或相机运动、光照条件等因素导致图像失去清晰度和细节,从而影响图像的质量和可用性。为了消除这种影响,图像去模糊技术应运而生。其目的在于通过构建计算机数学模型来衡量图像的模糊信息,... 详细信息

图像模糊是指在图像捕捉或传输过程中,由于镜头或相机运动、光照条件等因素导致图像失去清晰度和细节,从而影响图像的质量和可用性。为了消除这种影响,图像去模糊技术应运而生。其目的在于通过构建计算机数学模型来衡量图像的模糊信息,从而自动预测去模糊后的清晰图像。图像去模糊算法的研究发展不仅为计算机视觉领域的其他任务提供了便利,同时也为生活领域提供了便捷和保障,如安全监控等。1)回顾了整个图像去模糊领域的发展历程,对盲图像去模糊和非盲图像去模糊中具有影响力的算法进行论述和分析。2)讨论了图像模糊的常见原因以及去模糊图像的质量评价方法。3)全面阐述了传统方法和基于深度学习方法的基本思想,并针对图像非盲去模糊和图像盲去模糊两方面的一些文献进行了综述。其中,基于深度学习的方法包括基于卷积神经网络、基于循环神经网络、基于生成式对抗网络和基于Transformer的方法等。4)简要介绍了图像去模糊领域的常用数据集并比较分析了一些代表性图像去模糊算法的性能。5)探讨了图像去模糊领域所面临的挑战,并对未来的研究方法进行了展望。

关键词：图像去模糊卷积神经网络(CNN) 循环神经网络(RNN) 生成式对抗网络(GAN) Transformer 深度学习

高效稳定的Cr^(3+)离子激活石榴石型宽带近红外荧光粉的发光特性及应用研究

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发光学报 2024年第4期45卷 591-602页

作者：卜庆州汪永杰李东朔严应菊常瑛相国涛周贤菊重庆邮电大学理学院重庆400065

近红外荧光粉转换型发光二极管(NIR pc-LEDs)作为一种紧凑型光源,在近红外光谱技术领域具有广泛的应用前景。然而,开发高效稳定的近红外荧光粉一直面临巨大挑战。本研究报道了一种高效且热稳定优异的Cr^(3+)离子激活Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(... 详细信息

近红外荧光粉转换型发光二极管(NIR pc-LEDs)作为一种紧凑型光源,在近红外光谱技术领域具有广泛的应用前景。然而,开发高效稳定的近红外荧光粉一直面临巨大挑战。本研究报道了一种高效且热稳定优异的Cr^(3+)离子激活Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG∶Cr)石榴石近红外荧光粉。在450 nm蓝光激发下,其近红外发射覆盖620~1100 nm范围,最高峰位于740 nm,半高宽为97 nm,内量子效率达54.6%。同时,该荧光粉表现出优异的热稳定性,即在425 K温度时,其近红外发射光谱积分强度为室温的106%(106%@425 K),呈负热猝灭特性。此外,通过Nd^(3+)-Yb^(3+)稀土离子共掺策略,成功实现了材料近红外发射谱带的有效拓宽和热稳定性增强(115%@425 K)。最后,将目标材料与蓝光芯片结合,封装成近红外LED器件,在320 mA电流驱动下,近红外最大输出功率可达55.5 mW,光电转换效率约为6%。以上结果表明,GGG∶Cr,Nd,Yb石榴石荧光粉是一种潜在的高功率近红外LED光源用近红外发光材料。

关键词：铬宽带近红外石榴石结构热稳定性近红外LED

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基于Na_(3)Y(VO_(4))_(2):Yb^(3+)/Er^(3+)实现高灵敏度的双模式光学测温

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发光学报 2024年第6期45卷 952-958页

作者：相国涛易园园张羽熊明徐秦玉陈红豆常瑛姚璐重庆邮电大学理学院重庆400065

基于高温固相法合成了Na_(3)Y(VO_(4))_(2):Yb^(3+)/Er^(3+)上转换发光材料,该材料在绿光区和近红外二区均表现出较强的发光强度。在绿光区,基于Er^(3+)的~2H_(11/2)→^(4)I_(15/2)和^(4)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)跃迁进行荧光强度比光学测温,其最佳的绝对灵敏度、相对灵敏度和温度分辨率可分别达到1.7%·K^(-1)、1.2%·K^(-1)和0.027 K;在近红外二区,基于Er^(3+):^(4)I_(13/2)→^(4)I_(15/2)跃迁的Stark劈裂所进行的光学测温,其最佳的绝对灵敏度、相对灵敏度和温度分辨率分别为3.01%·K^(-1)、0.59%·K^(-1)和0.06 K。更为重要的是,在生理温度范围内,以上两种光学温度计均表现出较高的测温准确性。所有数据均表明,Na_(3)Y(VO_(4))_(2):Yb^(3+)/Er^(3+)是一种优异的光学测温材料,可在可见区和近红外二区实现高灵敏度的双模式光学测温。

关键词：稀土离子上转换发光光学测温荧光强度比

正交约束域适应的跨工况滚动轴承剩余使用寿命预测方法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 1043-1050页

作者：韩延林志超黄庆卿向敏文瑞张焱重庆邮电大学自动化学院重庆400065 重庆邮电大学工业互联网研究院重庆401122

针对跨工况轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型的决策边界不明显、特征可辨识性低的问题,该文提出一种正交约束的最大分类器差异方法(MCD_OC)。首先,将采集的轴承原始振动信号进行快速傅里叶变换,得到振动信号的频域信号作为模型的输入;然后... 详细信息

针对跨工况轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型的决策边界不明显、特征可辨识性低的问题,该文提出一种正交约束的最大分类器差异方法(MCD_OC)。首先,将采集的轴承原始振动信号进行快速傅里叶变换,得到振动信号的频域信号作为模型的输入;然后,通过卷积神经网络(CNN)和门控循环神经网络(GRU)提取轴承信号的深层时空特征,利用最大分类器差异将源域和目标域特征对齐,并对目标域轴承深层特征进行正交约束,增大无标签目标域样本特征之间的可辨识性;最后,基于轴承寿命数据集开展了跨工况轴承寿命预测对比实验,对该文所提方法进行评估,并在多组实验中取得最优结果。

关键词：滚动轴承剩余使用寿命正交约束最大分类器差异

基于改进随机森林的工业互联网安全态势评估方法

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电子学报 2024年第3期52卷 783-791页

作者：胡向东万润楠重庆邮电大学现代邮政学院重庆400065 重庆邮电大学自动化学院/工业互联网学院重庆400065

针对工业互联网安全态势评估存在数据特征提取困难和安全态势评估准确率低等难题,提出一种基于改进随机森林的工业互联网安全态势评估方法.基于随机采样技术平衡原始数据集以减小不平衡数据集对实验的影响;利用梯度提升决策树确定工业... 详细信息

针对工业互联网安全态势评估存在数据特征提取困难和安全态势评估准确率低等难题,提出一种基于改进随机森林的工业互联网安全态势评估方法.基于随机采样技术平衡原始数据集以减小不平衡数据集对实验的影响;利用梯度提升决策树确定工业互联网流量数据中不同特征的权重系数,结合递归特征消除法提取其关键特征;构建基于改进随机森林的工业互联网多分类攻击检测模型,识别网络受到的攻击类别,并结合安全态势量化指标确定其风险程度.实验结果表明,本文算法的检测准确率和F1值分别达到89.19%和89.68%,相较于传统随机森林算法、支持向量机和K最近邻算法,其准确率和F1值分别至少提高2.91%和1.7%,平均分别提高8.38%和9.33%.

关键词：工业互联网态势评估特征提取梯度提升决策树随机森林

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光伏直流系统故障电弧检测方法研究综述

电测与仪表 2024年第2期61卷 10-16页

作者：李松浓晏尧向菲吕小红王毅谭聪国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123 国网重庆市电力公司数字化部重庆400015 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

直流故障电弧,特别是串联故障电弧是光伏系统(PV)发生火灾的重要原因。如果不及时发现和中断,此类危险事件可能导致灾难性火灾,将对人身安全和财产构成严重威胁。文中分析了直流故障电弧发生的机理和故障特征;综述了近几年光伏发电系统... 详细信息

直流故障电弧,特别是串联故障电弧是光伏系统(PV)发生火灾的重要原因。如果不及时发现和中断,此类危险事件可能导致灾难性火灾,将对人身安全和财产构成严重威胁。文中分析了直流故障电弧发生的机理和故障特征;综述了近几年光伏发电系统中直流故障电弧检测、定位方法。对近年发表的论文进行技术细节的总结和讨论;最后,针对直流系统,从实际应用的角度出发指出了当前亟需解决的问题,并展望了未来直流故障电弧检测以及故障电弧定位的应用场景和研究方向。

关键词：光伏系统直流故障电弧串联故障电弧故障电弧定位