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基于单目SLAM稀疏特征的避障方法

计算机工程与设计 2024年第6期45卷 1735-1742页

作者：江明曾碧刘建圻彭泽鑫林中文广东工业大学计算机学院广东广州510006

为在使用单目相机的低成本移动机器人上实现避障,提出一种基于现有单目SLAM系统生成的稀疏特征的可通行区域检测方法。通过使用单目SLAM生成的稀疏地标点标识障碍物,根据环境信息恢复构建三维体素地图,生成二维栅格代价地图。为解决单目... 详细信息

为在使用单目相机的低成本移动机器人上实现避障,提出一种基于现有单目SLAM系统生成的稀疏特征的可通行区域检测方法。通过使用单目SLAM生成的稀疏地标点标识障碍物,根据环境信息恢复构建三维体素地图,生成二维栅格代价地图。为解决单目SLAM中尺度不明确的问题,提出一种基于视觉-轮式编码器的尺度求解器。通过直接使用机器人已有的SLAM框架生成的地标点,在降低系统整合成本同时降低计算量。实验结果表明,在KITTI和DRE数据集上构图的耗时在10 ms~20 ms,可以很好满足在性能受限的设备上的实时避障需求。

关键词：单目视觉同步定位与地图构建代价地图可通行区域避障稀疏特征尺度恢复

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全光纤超宽带电光频梳

光学学报 2024年

作者：赵瑞程李建平秦玉文先进光子技术研究院信息工程学院广东工业大学通感融合光子技术教育部重点实验室广东省信息光子技术重点实验室广东工业大学

近年来，光频梳因为其优越的频率相干特性在光通信、光谱学和微波信号处理等众多领域得到了广泛应用。但是，如何产生覆盖范围宽、载波平坦度高且梳齿间隔灵活可调的光频梳仍然是一个关键挑战。本文提出一种飞秒全光纤宽带电光调制光频... 详细信息

近年来，光频梳因为其优越的频率相干特性在光通信、光谱学和微波信号处理等众多领域得到了广泛应用。但是，如何产生覆盖范围宽、载波平坦度高且梳齿间隔灵活可调的光频梳仍然是一个关键挑战。本文提出一种飞秒全光纤宽带电光调制光频梳产生技术，基于电光调制种子光频梳，通过时频域联合整形、精确色散补偿以及非线性混频等过程，在满足平坦度优于10dB情况下，实现载波间隔12.5GHz，载波覆盖范围超过145nm、即梳齿数目超过1450，覆盖了多波段光纤通信S、C、L波段范围，并且光频梳整体输出功率超过2.3W，即单根梳齿功率大于0dBm。研究结果表明，本文所提全光纤宽带电光调制光频梳在超大容量光纤通信、超快并行信号处理等领域有着良好的应用前景。

关键词：光频梳飞秒脉冲脉冲整形电光调制多波段光纤通信

GRACE/GRACE-FO重力卫星揭示近20年河西走廊陆地水储量时空变化

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地球物理学进展 2024年第1期39卷 100-110页

作者：禤键豪张兴福陈秋杰同济大学测绘与地理信息学院上海200092 广东工业大学土木与交通工程学院广州510006

河西走廊由疏勒河流域、黑河流域和石羊河流域组成,水资源保护对河西走廊生态平衡和经济发展有着重要意义.本文利用JPL GRACE/GRACE-FO Mascon模型反演该区域陆地水储量的时空变化,结合GLDAS模型、实测地下水位和冰川水模型等数据对陆... 详细信息

河西走廊由疏勒河流域、黑河流域和石羊河流域组成,水资源保护对河西走廊生态平衡和经济发展有着重要意义.本文利用JPL GRACE/GRACE-FO Mascon模型反演该区域陆地水储量的时空变化,结合GLDAS模型、实测地下水位和冰川水模型等数据对陆地水储量进行水平衡分析及时空特征变化分析,结果表明:(1)2002-04—2020-01间由于降水和冰川融水的补充,疏勒河流域南部和黑河大部分区域陆地水储量空间变化呈上升趋势,而蒸散消耗与农业扩张则导致疏勒河流域北部和石羊河流域陆地水储量下降;(2)通过水平衡研究发现人类耗水是疏勒河流域、黑河流域和石羊河流域陆地水储量变化的重要因素,平均贡献率分别为-24.49%、-47.20%和-43.29%;(3)河西走廊水资源治理政策的实施减少了农业灌溉耗水量、控制了耕地面积的扩张、抑制了地下水储量的消耗.

关键词：河西走廊 GRACE/GRACE-FO 水储量变化水平衡

基于transformer的生成对抗网络的柔印标签在线检测

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计算机工程与应用 2024年

作者：龙进良蓝学深蔡念燕舒乐肖盼许少秋周映红广东工业大学信息工程学院广东工业大学精密电子制造技术与装备国家重点实验室佛山缔乐视觉科技有限公司

为了及时把控柔印标签的生产质量，本文融合transformer设计了一种生成对抗网络，提出了一种柔印标签在线检测方法。为了解决实际生产中缺陷样品稀少、样本分布不均的问题，本文提出了一种新颖的噪声添加方案模拟缺陷样本，仅使用合格... 详细信息

为了及时把控柔印标签的生产质量，本文融合transformer设计了一种生成对抗网络，提出了一种柔印标签在线检测方法。为了解决实际生产中缺陷样品稀少、样本分布不均的问题，本文提出了一种新颖的噪声添加方案模拟缺陷样本，仅使用合格的柔印标签样本训练模板生成器。结合跳连接和transformer block设计了一种生成对抗网络，设计了相应的损失函数，以提高生成器对模板的表示能力。最后，本文设计了一种基于自适应阈值的缺陷评估方案实现柔印标签检测。实验结果表明，本文提出的检测方法可以在每个样本38ms的合理检测时间下，达到2.23%平均误检率、0%平均漏检率、0.983 F1-score的检测性能，在本文的数据集上优于现有异常检测深度学习方法。

关键词：图像处理缺陷检测生成对抗网络柔印标签随机噪声

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递归投影融合对比机制的少样本目标检测方法

计算机工程与设计 2024年第2期45卷 508-515页

作者：陈瀚雷亮朱锦相王冬广东工业大学物理与光电工程学院广东广州510006

针对少样本场景中尺度混乱、特征关联性差导致检测不精准的问题,提出一种基于多尺度融合对比机制的检测算法。相比先前方法仅关注表层特征迁移,该方法深刻探讨基类与新类特征空间的潜在联系。通过多尺度递归投影增加特征关联性,利用对... 详细信息

针对少样本场景中尺度混乱、特征关联性差导致检测不精准的问题,提出一种基于多尺度融合对比机制的检测算法。相比先前方法仅关注表层特征迁移,该方法深刻探讨基类与新类特征空间的潜在联系。通过多尺度递归投影增加特征关联性,利用对比机制充分挖掘基类空间和通道信息,最大化引导新类特征的提取、筛选以及匹配,取得显著性能提升。在Pascal VOC和MS COCO数据集实验中验证了该方法的优越性,为少样本目标检测研究提供了新的理论支撑和研究方向。

关键词：目标检测少样本学习微调范式多尺度递归机制特征投影融合对比机制

基于注意力机制和视触融合的机器人抓取滑动检测

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信息与控制 2024年第2期53卷 191-198页

作者：黄兆基高军礼唐兆年宋海涛郭靖广东工业大学自动化学院广州510006 华南理工大学工商管理学院广州510640

机器人抓取滑动检测对于抓取任务而言具有重要的意义。在抓取过程中,视觉和触觉作为判断抓取状态的关键模态信息,实现其高效融合仍具有挑战性。基于视触觉模态信息融合理念,提出一种新型视触觉融合模型,用于高效解决机器人抓取滑动检测... 详细信息

机器人抓取滑动检测对于抓取任务而言具有重要的意义。在抓取过程中,视觉和触觉作为判断抓取状态的关键模态信息,实现其高效融合仍具有挑战性。基于视触觉模态信息融合理念,提出一种新型视触觉融合模型,用于高效解决机器人抓取滑动检测问题。首先,该模型通过卷积神经网络、多尺度时序卷积网络提取视触觉数据的空间和时序特征信息;然后,使用注意力机制为视触觉特征分配权重,并通过多尺度时序卷积网络进行多模态信息融合;最后,通过全连接层输出机器人抓取状态的检测结果。使用7自由度XArm机械臂、D455 RGB摄像头和XELA触觉传感器进行数据采集。实验结果表明,基于该模型的机器人抓取滑动检测的准确率高达98.98%,该模型在可靠、顺利执行机器人抓取任务方面具有较好的研究与应用价值。

关键词：机器人抓取视触融合多尺度时序卷积网络注意力机制

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梯度聚合增强对抗样本迁移性方法

计算机工程与应用 2024年第14期60卷 275-282页

作者：邓诗芸凌捷广东工业大学计算机学院广州510006

基于深度神经网络的图像分类模型容易受到对抗样本的攻击。现有研究表明,白盒攻击已经能够实现较高的攻击成功率,但在攻击其他模型时对抗样本的可迁移性较低。为提高对抗攻击的可迁移性,提出一种梯度聚合增强对抗样本迁移性方法。将原... 详细信息

基于深度神经网络的图像分类模型容易受到对抗样本的攻击。现有研究表明,白盒攻击已经能够实现较高的攻击成功率,但在攻击其他模型时对抗样本的可迁移性较低。为提高对抗攻击的可迁移性,提出一种梯度聚合增强对抗样本迁移性方法。将原始图像与其他类别图像以特定比例进行混合,得到混合图像。通过综合考虑不同类别图像的信息,并平衡各类别之间的梯度贡献,可以避免局部振荡的影响。在迭代过程中聚合当前点的邻域其他数据点的梯度信息以优化梯度方向,避免对单一数据点的过度依赖,从而生成具有更强迁移性的对抗样本。在ImageNet数据集上的实验结果表明,所提方法显著提高了黑盒攻击的成功率和对抗样本的可迁移性。在单模型攻击上,该方法在四种常规训练模型的平均攻击成功率为88.5%,相比Admix方法提升了2.7个百分点;在集成模型攻击上平均攻击成功率达到了92.7%。此外,该方法可以与基于转换的对抗攻击方法相融合,在三种对抗训练模型上平均攻击成功率相较Admix方法提高了10.1个百分点,增强了对抗攻击的可迁移性。

关键词：深度神经网络对抗攻击可迁移性梯度聚合

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考虑动态预维护与绿色调度的协同优化问题

系统仿真学报 2024年

作者：江雨燕马宁李艳甘如美江王付宇安徽工业大学管理科学与工程学院安徽工业大学电气与信息工程学院

针对传统柔性作业车间调度问题，考虑将机器动态预维护与绿色调度进行联合优化，以最小化最大完工时间、总碳排放量、总成本为优化目标建立集成优化模型。提出了一种改进的NSGA-II算法用于求解该模型，采用基于工序、机器和预维护的三... 详细信息

针对传统柔性作业车间调度问题，考虑将机器动态预维护与绿色调度进行联合优化，以最小化最大完工时间、总碳排放量、总成本为优化目标建立集成优化模型。提出了一种改进的NSGA-II算法用于求解该模型，采用基于工序、机器和预维护的三层编码方式，设计了考虑工序分配、机器选择以及机器预维护策略的同步解码方案。为了提高种群的多样性，算法改进了精英保留策略，设计了随着代数变化的自适应交叉变异函数以及基于邻域搜索的变异算子。实验通过13组基准算例和6组拓展算例验证了改进算法在求解不同规模调度问题的有效性，并利用实际案例对比分析，验证了所提出的动态预维护策略较其他维护策略能更有效地求解预维护与柔性作业车间绿色调度协同优化问题。

关键词：预维护绿色调度 INSGA-II 协同优化柔性作业车间

基于自适应平衡静动态联合网络的公交客流预测

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计算机应用研究 2024年第8期41卷 2360-2365页

作者：黄来安朱杭雄栗波广东工业大学自动化学院广州510006

为解决现有公交客流预测方法多数利用预定义的图结构进行空间建模,对交通状况变化所引起客流波动考虑不充分,无法捕捉短时动态的空间依赖关系问题,提出一种自适应平衡静动态联合网络(ASDNet)模型。首先,利用时间卷积网络捕获序列的时间... 详细信息

为解决现有公交客流预测方法多数利用预定义的图结构进行空间建模,对交通状况变化所引起客流波动考虑不充分,无法捕捉短时动态的空间依赖关系问题,提出一种自适应平衡静动态联合网络(ASDNet)模型。首先,利用时间卷积网络捕获序列的时间相关性;其次,利用图卷积捕捉站点之间整体空间信息,采用动态图同构网络捕捉相邻时隙动态图之间隐藏的动态依赖关系;最后,通过自适应平衡机制自适应地调节静动态联合网络之间的信息传递。在广州市真实公交数据集上进行了实验,结果表明,与多个基准模型相比,该模型在MAE、RMSE和MAPE预测误差指标上平均降低了12.2%、9.9%和15%,R2精确度指标上平均提高了6.3%。表明该模型能够有效地捕捉客流数据的时空变化规律,可为公交运营管理提供技术参考。

关键词：公交客流预测时间卷积网络图卷积动态图同构网络自适应平衡静动态联合网络时空变化

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