关键词： 移动机器人   目标检测   YOLO网络   SPP模块   NMS  

摘要： 目标物体识别与定位技术是在输入图像或视频中识别出目标的种类以及确定其在图像或视频中的位置,进而对空间中目标物体进行定位的研究。目标物体识别与定位技术的研究核心是目标检测技术,基于移动机器人的目标物体定位是利用目标检测技术获得的图像位置,进而进行坐标变换至相应移动机器人需要的物体空间位置。近年来关于目标物体识别与定位方面的研究持续升温,各种应用实例也是层出不穷,比如农业果蔬检测、行人检测、无人机遥感监测等。本文对目前一些典型的目标检测算法进行综合评判,选择YOLOv4模型作为解决方案。同时为了解决YOLOv4模型在目标尺度变化较大情况下的检测精度问题,以及目前目标检测的NMS算法在目标重叠、遮挡情况下容易产生误抑制,造成漏检的问题,研究了一种基于YOLOv4模型的改进目标物体识别与定位方法,该方法提高了目标检测的精度,降低了检测框的误抑制。本文主要研究内容包括:1.针对深度学习算法进行系统性研究,结合移动机器人本身的应用条件,确定本课题适合的深度学习目标检测算法。在目标检测算法的模型部分,为了解决YOLOv4算法在目标尺度变化较大情况下的检测精度问题,本文在YOLOv4模型中新引入了一层SPP层,增大感受野范围,并对SPP层及其池化核的尺度进行了修改,目的在于提高模型在多个尺度上的信息融合能力,降低前馈神经网络在网络递进过程中的信息丢失,从而提高模型的检测精度。最后将改进模型在VOC公开数据集上进行了训练与测试,并利用改进模型在基于Jetson AGX Xavier计算平台的中科深谷移动机器人上进行了实际实物测试,验证本文改进模型的可行性。2.在目标检测的非极大值抑制(NMS)算法部分,为了解决目前的NMS算法在目标重叠、遮挡情况较多时容易产生误抑制造成漏检的问题,本文根据目标检测框所包含的信息以及实时性问题引入了曼哈顿距离这一考察量,提出一种改进的NMS算法,并在COCO数据集上对改进算法进行了测试,最后也在中科深谷移动机器人实物平台上进行了测试,验证算法的有效性和实时性。3.本文将改进方法在中科深谷移动机器人实物平台上进行了实际实验。并且根据机器人应用范畴,模拟农业机器人的水果检测环境,在室内进行了相应的算法实验,在移动机器人平台验证了方法的可行性与实时性。

关键词： 动态场景   视觉惯性里程计   SLAM   物体跟踪及速度估计  

摘要： 随着无人技术的发展,SLAM技术作为核心技术也得到了快速发展,但目前的SLAM技术在动态场景中使用时会存在由运动物体导致的错误数据关联,导致定位与建图效果的下降。针对上述问题,本文对基于物体分割的动态环境视觉惯性定位与建图算法进行了研究,实现了对场景中物体的检测、跟踪、运动状态判别以及速度估计,并在地图中实现了对物体较为稠密的点云建图,提升了SLAM系统的定位精度。本文的主要研究工作如下:(1)设计了动态环境下的双目视觉里程计。在动态场景下使用Mask R CNN算法进行物体检测,将物体和静态背景分割。在静态背景上提取ORB特征点,利用静态视觉里程计得到相机的初始位姿。结合物体检测的结果以及RAFT计算得到的稠密光流信息,设计帧间的物体跟踪算法;结合相机的初始位姿以及物体检测结果,设计了物体运动状态判别以及运动位姿估计算法。最后,将静态物体当做静态背景处理,提取更多的特征点来进一步优化定位的精度。(2)设计了面向动态环境的结合双目视觉和IMU的里程计。利用IMU短时间内漂移较小的特性,结合上一时刻相机的位姿和IMU预积分的结果,快速得到当前时刻下一个较为准确的相机位姿,再利用此相机位姿来进行物体运动状态的判别。并通过添加IMU约束进一步提高了动态物体运动位姿优化的精度。(3)本文对双目视觉里程计及双目视觉惯性里程计均设计的后端优化算法进行了研究。通过维护跟踪过程中的共视关系图和本质关系图,并进一步结合共视关系为相机位姿的优化问题添加更多的约束;在加入IMU时,还将向前一些时刻的IMU预积分约束添加到优化问题之中,进一步提高了定位的精度。本文还设计了针对物体区域的较为稠密的建图算法,使得地图中包含有一定的语义信息。(4)在KITTI数据集和实际动态场景中进行了本文相关算法的测试。本文在KITTI＿03和KITTI＿07两个数据集上进行动态环境双目视觉SLAM算法测试,实验结果证明了本文的算法在动态环境中定位精度较于ORB＿SLAM3有一定的提升。本文进行算法的实际场景包含有一定动态车辆且总长度大约为350m的一个回环,实验结果表明,本文算法在实际场景中的定位精度较于ORB＿SLAM3也得到了一定的提升。

关键词： 超宽带雷达   频带宽度   雷达系统   运动物体检测   穿透能力   计算机技术   检测定位   信息获取  

摘要： 0引言随着计算机技术日趋完善,雷达技术也得到了充分的发展。传统的雷达技术具有一定的局限性,在各大领域中难以发挥出较好的检测定位性能,而日常的生产生活发展也对现代化技术提出了更高的要求。在此条件下,超宽带雷达系统应运而生。作为一种创新型的雷达系统,超宽带雷达具有极大的频带宽度,表现出较强的穿透能力与抗干扰能力,可在信息获取中发挥出更为优越的性能,实现对运动物体检测定位精确性的提升。

关键词： 单像素成像   质心   几何矩  

摘要： 针对快速实时定位运动物体的需求,提出了一种使用几何矩探测的单像素快速定位运动物体的方法。该方法的核心是通过探测运动物体的质心实现快速定位运动物体。根据几何矩性质构造3个几何矩照明光,并照射运动物体,利用单像素探测器收集运动物体与调制光相互作用后的反射或透射光的强度值。根据单像素成像理论,探测强度值与物体的零阶和一阶几何矩值相对应。标识物体位置的质心参数可由物体的零阶和一阶几何矩值获取。结合数字微镜调制器(DMD)和时间抖动的方法产生几何矩照明光,利用所提方法在不成像的前提下分别实现了帧频约为500 fps和1 000 fps运动物体定位。所提方法获取质心的误差在1.63个像素以内,均方误差为0.118 3个像素。文中所提方法为使用单像素探测器实现快速追踪运动物体提供了一种新思路。

关键词： 数据传输   北斗   GPS   定位检测  

摘要： 文章研究设计户外多品种、快速移动物体的监测和控制复合系统,该系统针对全球移动定位系统和数据传输技术,实现分布式信息采集统一管理的思路,运用云平台服务器对数据进行统一管理,建立数学模型和算法对监控目标对象进行分析并触发相关安全机制;采用同时支持美国GPS和我国北斗导航的双系统定位方案,可实现地理信息采集、存储、转换、接收等功能,最终形成基于全球移动定位系统平台的具有共性的移动物体检测和数据传送基础理论和关键技术,满足了对户外移动物体进行定位检测和控制的功能要求。

关键词： 射频识别   移动式读写器   接收信号强度   物体定位   仓储管理   智能仓库  

摘要： 针对仓储管理中盘点物品数量和确定物品是否在指定货位的需求,提出了一种基于射频识别的仓库物品定位方法。通过在货架上安装货架标签,在盘点物品的同时获取货架标签和物品标签的射频信号反射强度,利用两类标签的信号反射强度计算物品所属的货位。实验结果表明,所提出的方法简单可行。

关键词： 海面物体   测距交汇   定位模型   高精度   仿真分析  

摘要： 为了利用主动雷达的现有能力,提高海面物体的定位精度,同时使系统的组成尽可能简单,提出了基于测距交会的海面物体高精度定位方法。首先基于海面物体零高程假设,建立了基于测距交会的海面物体高精度定位模型,利用主动雷达的高精度测距信息解算出海面物体的位置,然后根据定位模型推导出精度表达式,并对定位精度及其影响因素进行了仿真分析,结果显示,利用测距交会定位方法可以显著提升目标定位精度,且对精度影响最大的是主动雷达的测距误差,其次是平台位置误差,影响最小的是海浪高度误差。

关键词： DW1000芯片   超宽带   室内定位   TDOA算法   STM32F103   卡尔曼滤波  

摘要： 为了解决高精度室内定位这一难题,文中提出了基于DW1000芯片的超宽带(UWB)定位方案,设计并制作了一款室内定位系统,完成了通信模块、电源管理模块、存储器模块以及处理器模块的硬件电路设计,并利用处理器结合TDOA算法进行嵌入式软件开发,实现了室内移动标签的精准定位,定位精度达到厘米级,具有一定的实用价值和市场前景。

关键词： 颈部(Neck)   异物(Foreign Bodies)   治疗   计算机辅助(Therapy,Computer-Assisted)  

摘要： 颈部异物在临床工作中比较少见,可分为金属异物和非金属异物,多见于颈部外伤后异物的存留。某些异物在颈部的位置会改变,目前颈部异物的取出多依赖于术中多普勒超声、X线摄片、CT或计算机导航系统等技术的引导,其取出的关键在于对异物的解剖定位、合理的手术入路及对颈部解剖的掌握。1 临床资料患者,女,49岁,"进食时误吞针灸针1 d"于2019-05-28入院。

关键词： 驻波声场控制空间定位   稳定空间悬浮   悬浮物在空间内整体位移   嵌入式系统控制  

摘要： 通过嵌入式系统单片机编程控制,采用整体3D打印设计实验用支架,基于声学原理,利用空间驻波场波节处的高声压实现轻小固体物质的空间悬浮定位,对影响悬浮性能的发生器频率、控制电路电流、电压等变量进行研究与调整,最终实现轻小物体在空间的稳定悬浮。通过嵌入式系统硬件程序调整超声波发生器发射波形的相位,使全部悬浮物在空间内实现整体位移。