基于迭代注意力归一化流的低光图像增强

1

作者 张祥银 胡立坤 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第8期131-137,共7页

针对网络层级间特征融合不足并缺乏高频特征的精准定位和获取,以及低光图像和多个正常曝光图像之间的不确定映射问题,提出一种迭代注意力归一化流(Iterative attention normalization flow,IANFlow)网络。迭代注意力模块使用空间和通道... 针对网络层级间特征融合不足并缺乏高频特征的精准定位和获取,以及低光图像和多个正常曝光图像之间的不确定映射问题,提出一种迭代注意力归一化流(Iterative attention normalization flow,IANFlow)网络。迭代注意力模块使用空间和通道注意力对输入特征图的高频特征区域定位后进行特征获取,通过递进式层级定位和融合促使深层特征图包含更多的高频特征;可逆归一化流模块学习低光照图像和正常曝光图像之间复杂的条件分布以及将负对数似然(negative log likelihood,NLL)最小化建立低光图像和参考图像之间一对多的映射。在三个数据集上分别对比LLFlow网络,IANFlow网络的峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)分别提高了1.1 dB、1.27 dB、2.14 dB。 展开更多

关键词 低光增强 迭代注意力 条件归一化流 可逆网络

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基于全局注意力动态联合增强的图像超分重建 被引量：1

2

作者 张祥银 胡立坤 《国外电子测量技术》 北大核心 2023年第7期22-30,共9页

针对注意力机制的移位窗口建立的长程依赖不能使全局信息得到充分交互以及多层级特征如何有效融合问题,提出一种全局动态联合增强注意力算法(global dynamic union enhances attention, GDUEA)。首先,使用叠加卷积聚合模块用于在网络的... 针对注意力机制的移位窗口建立的长程依赖不能使全局信息得到充分交互以及多层级特征如何有效融合问题,提出一种全局动态联合增强注意力算法(global dynamic union enhances attention, GDUEA)。首先,使用叠加卷积聚合模块用于在网络的浅层聚合图像局部低频特征;其次,提出的深层全局注意力算法将注意力机制只用于进行全局信息的获取;最后,使用动态联合增强模块对不同层级的特征进行动态联合均衡以及深层特征增强。通过在Urban100、B100、Set5、Set14测试集上对比SwinIR网络,GDUEA获得了更快更稳定的训练并使得网络的性能在峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio, PSNR)上显著提高了0.075~0.32 dB。 展开更多

关键词 全局窗口 深层特征增强 动态特征联合 叠加卷积聚合

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采用自适应变异粒子群优化SVM的行为识别 被引量：11

3

作者 张国梁 贾松敏 +1 位作者 张祥银 徐涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1669-1678,共10页

为了提高对视频序列中人体行为的识别能力,建立了基于局部特征的动作识别框架。通过时空特征提取及编码和SVM分类器参数优化两部分对该框架所涉及算法进行了研究。首先,采用Harris3D检测器获取时空兴趣点(STIP),以方向梯度直方图(HOG)... 为了提高对视频序列中人体行为的识别能力,建立了基于局部特征的动作识别框架。通过时空特征提取及编码和SVM分类器参数优化两部分对该框架所涉及算法进行了研究。首先,采用Harris3D检测器获取时空兴趣点(STIP),以方向梯度直方图(HOG)和光流方向直方图(HOF)对STIP进行描述,并引入Fisher向量实现对特征描述子的编码;由于固定参数下SVM动作分类模型存在泛化能力不足的问题,将粒子群算法应用于各动作分类器参数寻优过程中,针对种群多样性逐代变化的特点,构建粒子聚集度模型,并利用其动态调节各代粒子的变异概率;最后,利用KTH和HMDB51数据集对所提方法进行验证。结果表明,所提自适应变异粒子群算法(AMPSO)能够有效避免种群陷入局部最优,具备较强的全局寻优能力;在KTH和HMDB51数据集上的识别准确率分别为87.50%和26.41%,优于其余2种识别方法。实验证明,AMPSO算法收敛性能良好且整体识别框架具有较高的实用性和准确性。 展开更多

关键词 人体行为识别 自适应变异粒子群算法 时空兴趣点 特征编码 支持向量机

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基于RTM的自主服务机器人智能化分散控制 被引量：9

4

作者 张国梁 李秀智 +4 位作者 徐涛 张辉 张祥银 李明爱 贾松敏 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期969-977,共9页

为提高智能服务机器人的服务质量及智能化水平,基于机器人技术中间件(robot technology middleware,RTM),对室内环境下的机器人定点物体传送任务及其相关技术进行了深入研究.首先,为了提高系统的稳定性及开发效率,建立功能模块集,并结... 为提高智能服务机器人的服务质量及智能化水平,基于机器人技术中间件(robot technology middleware,RTM),对室内环境下的机器人定点物体传送任务及其相关技术进行了深入研究.首先,为了提高系统的稳定性及开发效率,建立功能模块集,并结合模糊树图与DS(Dempster-Shafer)证据理论实现模块的粒度划分;对于机器人定点物体传送过程中所面临的即时定位与地图创建问题,采用Rao-Blackwellized粒子滤波算法完成底层栅格地图的创建,进而构造动态精简式混合地图,并利用记忆循迹规则实现机器人定点导航;通过改进的显著性区域提取算法实现对空间物体坐标的提取,并利用智能机械臂平台完成对物体的抓取及传送任务.以机器人移动平台和UR5机械臂为基础对设计系统进行实际测试,结果验证了所提分散控制方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 模块划分 地图创建 显著性区域提取 机器人技术中间件

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基于仿鹰眼视觉的无人机自主空中加油 被引量：19

5

作者 段海滨 张奇夫 +1 位作者 邓亦敏 张祥银 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1450-1458,共9页

自主空中加油是提高无人机作战能力的重要技术支撑,而鹰在所有的动物中以视觉最为敏锐而著称。针对无人机自主空中加油中的精确对接需求,设计了基于仿鹰眼视觉原理的无人受油机视觉测量方法及半物理试验平台。采用鹰眼视觉注意机制提取... 自主空中加油是提高无人机作战能力的重要技术支撑,而鹰在所有的动物中以视觉最为敏锐而著称。针对无人机自主空中加油中的精确对接需求,设计了基于仿鹰眼视觉原理的无人受油机视觉测量方法及半物理试验平台。采用鹰眼视觉注意机制提取虚拟视景中的兴趣区域,剔除噪声和干扰。在对受油机上的颜色标志点进行识别的基础上采用P3P算法,对加油机和受油机之间的相对位姿进行精确估计,并设计了基于比例-积分-微分的硬式加油伸缩管控制律。基于上述技术,在实验室环境下设计开发了无人机自主空中加油半物理仿真平台。实验结果表明:所设计的仿鹰眼视觉测量方法和自主控制律能满足无人机自主空中加油的性能要求,具有较强的实时性、准确性和鲁棒性。 展开更多

关键词 无人机 自主空中加油 鹰眼视觉 位姿估计

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车载惯性稳定平台的神经网络滑模控制 被引量：4

6

作者 贾桐 李秀智 张祥银 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期13-22,共10页

三轴车载惯性稳定平台为复杂的MIMO非线性系统,针对其在不确定扰动下的伺服控制问题,本文设计了一种神经网络反演滑模控制器(NNBSMC).首先,选用反演法对其解耦,同时引入滑模控制律增加系统的抗干扰性;其次针对框架间的非线性摩擦力与系... 三轴车载惯性稳定平台为复杂的MIMO非线性系统,针对其在不确定扰动下的伺服控制问题,本文设计了一种神经网络反演滑模控制器(NNBSMC).首先,选用反演法对其解耦,同时引入滑模控制律增加系统的抗干扰性;其次针对框架间的非线性摩擦力与系统耦合选用RBF神经网络作为扰动估计器,以便实时估计与补偿;然后采用前向增稳通道应对建模参数不精确以保证系统的稳定性.最后,利用Lyapunov定理分析了闭环系统的稳定性,在伺服控制与姿态锁定的仿真实验中分别与双环PID、滑模控制和反演滑模控制作对比,结果验证了提出的控制算法的有效性和鲁棒性. 展开更多

关键词 神经网络控制 反演控制 滑模控制 斯特里贝克模型 惯性稳定平台

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基于量子行为烟花算法的移动机器人路径规划及平滑 被引量：12

7

作者 薛裕颖 张祥银 +1 位作者 张国梁 贾松敏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1398-1408,共11页

针对移动机器人全局路径规划问题,提出一种基于量子行为烟花算法(quantum-behaved fireworks algorithm,QFWA)的路径规划方法.改进算法在基本烟花算法(fireworks algorithm,FWA)的基础上增加了基于量子行为的烟花爆炸策略.该策略使得种... 针对移动机器人全局路径规划问题,提出一种基于量子行为烟花算法(quantum-behaved fireworks algorithm,QFWA)的路径规划方法.改进算法在基本烟花算法(fireworks algorithm,FWA)的基础上增加了基于量子行为的烟花爆炸策略.该策略使得种群在接近全局最优时具有较强的局部搜索能力,同时在种群远离全局最优位置时具有较强的全局搜索能力.改进算法提高了烟花爆炸产生火花的多样性和算法的收敛速度.在Benchmark测试函数上将改进算法与其他几种优化算法进行了对比,结果表明改进算法的性能优于其他算法.将QFWA应用于求解移动机器人路径规划问题,并采用均值滤波结合人工势场法对规划出的路径进行路径平滑处理.仿真实验结果表明改进方法在移动机器人路径规划问题上的可行性和有效性. 展开更多

关键词 路径规划 量子行为 烟花算法 人工势场法 均值滤波 路径平滑

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基于深度学习的机器人最优抓取姿态检测方法 被引量：32

8

作者 李秀智 李家豪 +1 位作者 张祥银 彭小彬 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期108-117,共10页

服务型机器人在抓取任务中面临的是非结构化的场景。由于物体放置方式的不固定以及其形状的不规则,难以准确计算出机器人的抓取姿态。针对此问题,提出一种双网络架构的机器人最优抓取姿态检测算法。首先,改进了YOLO V3目标检测模型,提... 服务型机器人在抓取任务中面临的是非结构化的场景。由于物体放置方式的不固定以及其形状的不规则,难以准确计算出机器人的抓取姿态。针对此问题,提出一种双网络架构的机器人最优抓取姿态检测算法。首先,改进了YOLO V3目标检测模型,提升了模型的检测速度与小目标物体的识别性能;其次,利用卷积神经网络设计了多目标抓取检测网络,生成图像中目标物体的抓取区域。为了计算机器人的最优抓取姿态,建立了IOU区域评估算法,筛选出目标物体的最优抓取区域。实验结果表明,改进后的YOLO V3目标检测精度达到91%,多目标抓取检测精度达到86%,机器人最优抓取姿态检测精度达到90%以上。综上所述,所提方法能够高效、精确地计算出目标物体的最优抓取区域,满足抓取任务的要求。 展开更多

关键词 深度学习 目标检测 抓取检测 机器人最优抓取

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室内场景下实时地三维语义地图构建 被引量：7

9

作者 单吉超 李秀智 +1 位作者 张祥银 贾松敏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期240-248,共9页

移动机器人自主建图是完成智能行为的前提。为提高机器人智能水平和直观的用户交互,地图需要扩展超出几何和外观信息的语义信息。研究了将基于深度残差网络(DRN)的像素级图像语义分割和三维同时定位与建图(SLAM)相融合的三维语义地图构... 移动机器人自主建图是完成智能行为的前提。为提高机器人智能水平和直观的用户交互,地图需要扩展超出几何和外观信息的语义信息。研究了将基于深度残差网络(DRN)的像素级图像语义分割和三维同时定位与建图(SLAM)相融合的三维语义地图构建方法。首先,采用一种联合中值滤波算法进行深度图像的修复,使用改进的迭代最近点(ICP)算法得到相机估计位姿以及基于随机蕨类的闭环检测构建出三维环境地图;其次,采用优化的深度残差网络对输入的图像实现较精准的像素语义级别的预测与分割;最后,采用贝叶斯更新方法,渐进式的将图像分割获取的语义分类标签迁移到重建的室内三维模型中,获得完整的三维语义地图。实验表明,所设计的方法可以在实际的、复杂环境下实时地构建语义地图。 展开更多

关键词 闭环优化 同时定位与建图 图像语义分割 贝叶斯更新 三维语义地图

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蔬菜轮作技术原理简介

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作者 张祥银 《农业与技术》 2015年第8期162-162,共1页

文章以云南宣威地区的几种主栽蔬菜作物为例,提出了6种蔬菜轮作的技术原理,以期为宣威地区的蔬菜轮作栽培提供理论依据。

关键词 蔬菜 技术原理 轮作

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4WD-4WS型床椅一体化机器人室内定位与点镇定控制研究

11

作者 李秀智 杨宇 +1 位作者 贾桐 张祥银 《计算机测量与控制》 2021年第1期71-76,共6页

以床椅一体化机器人为研究对象,通过设计相应的运动控制器,并结合所搭建的组合导航定位测控系统,实现了室内环境下的点镇定控制;首先,设计了一种四轮转向-四轮驱动模式的全向床椅机器人样机,并对其运动学进行分析;其次,通过不连续坐标变... 以床椅一体化机器人为研究对象,通过设计相应的运动控制器,并结合所搭建的组合导航定位测控系统,实现了室内环境下的点镇定控制;首先,设计了一种四轮转向-四轮驱动模式的全向床椅机器人样机,并对其运动学进行分析;其次,通过不连续坐标变换,用极坐标形式表示当前位姿与目标位姿间的全局控制误差,并选取合适的位姿误差变量对系统模型进行描述,设计出一种基于位置闭环的全局反馈控制器;继而,根据控制器的需要,设计搭建基于卡尔曼滤波的IMU/UWB组合导航定位系统,实现床椅一体化机器人的全局实时精确定位;最后,采用Lyapunov函数法,对所设计控制器中的控制律进行稳定性分析;MATLAB仿真实验与现场实验均表明所设计的点镇定方法控制效果良好。 展开更多

关键词 床椅一体化机器人 点镇定 室内定位 卡尔曼滤波

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基于单片机的家用可燃气泄漏监测装置 被引量：2

12

作者 卢建军 张祥银 《湖北农机化》 2020年第18期121-123,共3页

设计一套可燃气泄漏监测装置,该装置主要包括MQ-5传感器监测模块、STC89C52单片机模块、GSM串口通信模块、LCD1602液晶显示模块、声光报警模块等。

关键词 可燃气泄漏监测 报警 GSM串口通信

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基于自适应遗传学习粒子群算法的多无人机协同任务分配 被引量：7

13

作者 张祥银 夏爽 张天 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期3103-3111,共9页

研究救援场景下的多无人机协同任务分配问题,考虑幸存者所需援助类型的不同,建立更贴合实际的组合优化模型.针对该模型,提出一种自适应遗传学习粒子群算法(adaptive genetic learning particle swarm optimization,AGLPSO).首先,根据无... 研究救援场景下的多无人机协同任务分配问题,考虑幸存者所需援助类型的不同,建立更贴合实际的组合优化模型.针对该模型,提出一种自适应遗传学习粒子群算法(adaptive genetic learning particle swarm optimization,AGLPSO).首先,根据无人机与幸存者之间的救援关系,采用一种实向量编码机制处理决策变量约束,以简化模型求解.然后,通过两层级联结构提高算法搜索能力:第1层通过遗传学习策略生成高质量的精英粒子,并对进化停滞的粒子采用精英学习策略进行更新,以跳出局部最优;第2层利用精英粒子指导种群的搜索方向,并根据粒子群的进化速度和粒子的聚集程度,采用自适应进化策略提高算法在不同进化时期的寻优能力.仿真实验表明,所提出的AGLPSO算法能快速、有效地找到合理的救援分配方案. 展开更多

关键词 协同任务分配 粒子群算法 实向量编码 遗传学习 精英学习 自适应

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基于微分进化的多UAV紧密编队滚动时域控制 被引量：10

14

作者 张祥银 段海滨 余亚翔 《中国科学：信息科学》 CSCD 2010年第4期569-582,共14页

多无人机(UAV)协同控制可在一定程度上提高单UAV执行任务的效率,而多UAV紧密编队是多UAV协同控制中的一个关键性技术难题.在构建多UAV紧密编队非线性模型的基础上,利用滚动时域控制方法,将UAV紧密编队问题转化为滚动时域内的一系列在线... 多无人机(UAV)协同控制可在一定程度上提高单UAV执行任务的效率,而多UAV紧密编队是多UAV协同控制中的一个关键性技术难题.在构建多UAV紧密编队非线性模型的基础上,利用滚动时域控制方法,将UAV紧密编队问题转化为滚动时域内的一系列在线优化问题,然后采用微分进化策略在每个滚动时域内进行控制量的优化求解.此外,还给出了基于Markov链的微分进化算法数学描述及收敛性证明,且从理论角度分析了所设计多UAV滚动时域控制器的稳定性.仿真实验结果验证了文中所提出方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 无人机 紧密编队 滚动时域控制 微分进化 MARKOV链

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轮子打滑状态下全向移动机器人轨迹跟踪控制 被引量：20

15

作者 贾松敏 卢兴阳 +1 位作者 张祥银 张国梁 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期833-842,共10页

针对全向移动机器人轨迹跟踪控制中存在未知轮子打滑干扰问题,设计自抗扰反步控制器.首先,建立存在轮子打滑扰动的全向移动机器人的运动学模型;然后,融合自抗扰控制技术与反步控制技术,设计基于全向移动机器人运动学模型的轨迹跟踪控制... 针对全向移动机器人轨迹跟踪控制中存在未知轮子打滑干扰问题,设计自抗扰反步控制器.首先,建立存在轮子打滑扰动的全向移动机器人的运动学模型;然后,融合自抗扰控制技术与反步控制技术,设计基于全向移动机器人运动学模型的轨迹跟踪控制器,该控制器分别从纵向控制、横向控制及姿态控制上对打滑干扰进行实时估计与补偿;最后,利用Lyapunov定理分析闭环系统的稳定性并通过仿真实验验证了所提出控制算法的有效性和鲁棒性. 展开更多

关键词 全向移动机器人 自抗扰控制 反步控制 轮子打滑 运动学模型

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一种室内移动机器人自主探索方法 被引量：9

16

作者 李秀智 龚月 +2 位作者 张祥银 贾松敏 梁兴楠 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1227-1233,共7页

研究室内未知环境下的移动机器人自主探索问题,并提出改进策略.首先,提出一种基于可通行区域的探索目标点快速提取方法,以补充原有方法在特殊环境结构下出现的提取探索目标点失败的缺陷;然后,提出一种基于激光数据和栅格地图信息的实时... 研究室内未知环境下的移动机器人自主探索问题,并提出改进策略.首先,提出一种基于可通行区域的探索目标点快速提取方法,以补充原有方法在特殊环境结构下出现的提取探索目标点失败的缺陷;然后,提出一种基于激光数据和栅格地图信息的实时拓扑地图构建与优化方法,使得探索地图更加精简,探索过程更加高效;最后,通过改进的避障模块实现机器人的运动控制,以到达机器人安全探索的目标.同时,该系统采取机器人操作系统(Robot operating system, ROS)下的分布式结构,将整体算法合理分配到客户端和服务器,降低系统实现的硬件要求.现场实验表明,所提出方法具有良好的自主导航性能,在较复杂的室内未知环境下,仍能保持良好的地图构建能力和避障能力. 展开更多

关键词 自主探索 拓扑地图优化 目标点提取 避障 机器人操作系统分布式结构 移动机器人

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基于复合式协同策略的移动机器人自主探索 被引量：14

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作者 李秀智 赫亚磊 +2 位作者 孙炎珺 张祥银 张晓凡 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期44-53,共10页

为了有效地解决机器人在空旷的厅堂环境下的探索难题以及RRT(快速扩展随机树)难以在含有狭窄入口的环境下快速扩展的问题,提出了一种将RRT与前沿法协同实施的复合式候选目标点检测策略;此外,提出一种有效的代价值计算方法,以代价值作为... 为了有效地解决机器人在空旷的厅堂环境下的探索难题以及RRT(快速扩展随机树)难以在含有狭窄入口的环境下快速扩展的问题,提出了一种将RRT与前沿法协同实施的复合式候选目标点检测策略;此外,提出一种有效的代价值计算方法,以代价值作为最优候选目标点的评价准则;并且设计了改进的TEB(时间弹性带)算法以实现机器人的局部路径规划,确保机器人顺利到达目标点.在同样的实验条件下,在实际环境下所提方法的探索时间、行驶距离、探索次数3个参数分别为1187.465 s、97.551 m、41,在仿真环境下分别为275.119 s、130.051 m、32,较GTM(栅格-拓扑地图)、RRT的探索性能均有所提升.结果表明该方法有效地解决了机器人在空旷的厅堂环境下的探索难题以及RRT难以在含有狭窄入口的环境下快速扩展的问题. 展开更多

关键词 自主探索 代价评价 候选目标点检测 避障 ROS(机器人操作系统) 移动机器人

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