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基于LSTM-PID的热封机温度控制算法研究 被引量:1
1
作者 栾浩 费敏锐 +1 位作者 王源昊 陈永慧 《自动化仪表》 2025年第11期72-77,共6页
针对包装热封机温度控制中存在的非线性、时滞及工况变化导致的参数漂移等问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)的自学习比例积分微分(PID)控制算法。该算法对PID控制器的参数进行自学习优化。创新采用了参数生成-控制执行双回路控制结构... 针对包装热封机温度控制中存在的非线性、时滞及工况变化导致的参数漂移等问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)的自学习比例积分微分(PID)控制算法。该算法对PID控制器的参数进行自学习优化。创新采用了参数生成-控制执行双回路控制结构。通过引入温度误差、包装速率等多维输入,并设计专用损失函数,以增强学习过程的稳定性与系统的抗干扰能力。仿真结果表明,该算法在响应速度、超调抑制和稳态误差方面显著优于传统PID及遗传算法(GA)优化的PID控制器,且在系统参数漂移时表现出更强的适应性与稳定性。该研究为包装热封机等工业被控对象提供了智能化解决方案,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 热封机 温度控制 长短期记忆神经网络 参数漂移 比例积分微分控制 自学习
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基于深度卷积网络的多目标动态三维抓取位姿检测方法 被引量:8
2
作者 杨傲雷 曹裕 +2 位作者 徐昱琳 费敏锐 陈灵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期135-142,共8页
在非结构化环境机器人抓取任务中,获取稳定可靠目标物体抓取位姿至关重要。本文提出了一种基于深度卷积网络的多目标动态三维抓取位姿检测方法。首先采用Faster R-CNN进行多目标动态检测,并提出稳定检测滤波器,抑制噪声与实时检测时的抖... 在非结构化环境机器人抓取任务中,获取稳定可靠目标物体抓取位姿至关重要。本文提出了一种基于深度卷积网络的多目标动态三维抓取位姿检测方法。首先采用Faster R-CNN进行多目标动态检测,并提出稳定检测滤波器,抑制噪声与实时检测时的抖动;然后在提出深度目标适配器的基础上采用GG-CNN模型估算二维抓取位姿;进而融合目标检测结果、二维抓取位姿以及物体深度信息,重建目标物体点云,并计算三维抓取位姿;最后搭建机器人抓取平台,实验统计抓取成功率达到95.6%,验证了所提方法的可行性及有效性,克服了二维抓取位姿固定且单一的缺陷。 展开更多
关键词 深度卷积网络 抓取位姿 目标检测 稳定检测滤波器
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基于机器视觉的复杂环境下精确手势识别算法研究 被引量:4
3
作者 徐胜 冯文宇 +3 位作者 刘志诚 涂鑫涛 费敏锐 张堃 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2460-2469,共10页
针对新冠疫情期间电梯公共按键会导致交叉感染的问题,设计了一种基于机器视觉的无接触式电梯按键控制手势识别算法。为提高手势识别检测精度,结合注意力机制设计了一种Ghost模块,并将YOLOv4中的ResBlock模块改进为Ghost模块,提出改进型Y... 针对新冠疫情期间电梯公共按键会导致交叉感染的问题,设计了一种基于机器视觉的无接触式电梯按键控制手势识别算法。为提高手势识别检测精度,结合注意力机制设计了一种Ghost模块,并将YOLOv4中的ResBlock模块改进为Ghost模块,提出改进型YOLOv4算法。经测试,在识别手势的任务中,改进型YOLOv4算法的检测速度较原模型提高了14%,检测精度较原模型提高了0.1%。以改进型YOLOv4算法为核心,设计了一种能应用于电梯按键控制的手势算法,实验数据表明,控制电梯按键的手势识别精度达到98%,可满足公共电梯实施无接触控制的要求。 展开更多
关键词 手势识别 YOLOv4 注意力机制 Ghost模块
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大视场大规模目标精确检测算法应用研究 被引量:5
4
作者 张堃 姜朋朋 +2 位作者 华亮 费敏锐 周挥宇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期191-199,共9页
提出了一种基于深度学习的大视场大规模目标精确检测算法。以香烟滤棒为检测对象,研究具有强粘连、强阴影遮挡、强畸变、低对比度的大规模目标精确识别问题。提出一种SAAU-net模型,在U型网络基础上引入具有空间感知的自注意力增强模块... 提出了一种基于深度学习的大视场大规模目标精确检测算法。以香烟滤棒为检测对象,研究具有强粘连、强阴影遮挡、强畸变、低对比度的大规模目标精确识别问题。提出一种SAAU-net模型,在U型网络基础上引入具有空间感知的自注意力增强模块和焦点损失函数有效地解决了精确语义分割问题。在精确识别环节中,根据圆相切几何规律设计了结构元匹配算法定位圆心并利用隐马尔可夫链优化搜索方向最终实现目标精确快速识别。在实验部分,分别对比了语义分割和目标识别环节中几种主流的算法。并在工业现场进行了50 000盒滤棒应用测试。试验结果表明,所提方法在语义分割、目标识别以及工业应用测试中都展现出强大竞争力,目标识别精度达到99.95%。 展开更多
关键词 大视场 大规模目标 自注意力增强 U型网络 焦点损失函数 隐马尔科夫模型
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基于多元回归的人体动态视觉定位方法 被引量:3
5
作者 杨傲雷 任海燕 +2 位作者 费敏锐 徐昱琳 陈灵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期252-260,共9页
提出了一种低精度视觉设备布置环境下的单目视觉人体动态定位方法,通过构建的人体定位多元回归预测模型,建立人体从2D图像空间到3D位置空间的映射关系,无需对视觉相机进行内外参数标定。首先,采集人体的2D图像序列和3D坐标位置序列,构... 提出了一种低精度视觉设备布置环境下的单目视觉人体动态定位方法,通过构建的人体定位多元回归预测模型,建立人体从2D图像空间到3D位置空间的映射关系,无需对视觉相机进行内外参数标定。首先,采集人体的2D图像序列和3D坐标位置序列,构建时间同步的视觉人体定位样本集;其次,通过人体骨架检测算法提取样本集中2D图像的人体骨架信息,进而选取并构建适用于人体定位的关键特征;然后,训练基于多元回归的人体定位模型,采用基于L1惩罚项的嵌入型特征选择方法和K-fold交叉验证方法,在模型训练过程中实现特征选择和超参数估计;最后,对获取的人体定位模型进行定位误差评估,实验结果表明模型的均方根定位误差为2.95 cm,验证了所提方法的可行性及有效性。 展开更多
关键词 视觉人体定位 多元回归 特征构造 特征选择
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基于手势识别的手部康复智能评估算法研究 被引量:4
6
作者 徐胜 刘志诚 +3 位作者 涂鑫涛 周轩阳 费敏锐 张堃 《自动化仪表》 CAS 2021年第12期23-27,32,共6页
针对手部疾病患者康复成本较高和康复训练不便的问题,开发了一种非穿戴式的基于手势识别的手部康复智能评估算法。为了提高手势识别检测能力,参照GhostNet原理,并结合自注意力机制,设计了全新的网络模块Lwblock。将YOLOv4算法中的模块Re... 针对手部疾病患者康复成本较高和康复训练不便的问题,开发了一种非穿戴式的基于手势识别的手部康复智能评估算法。为了提高手势识别检测能力,参照GhostNet原理,并结合自注意力机制,设计了全新的网络模块Lwblock。将YOLOv4算法中的模块Resblock改进为网络模块Lwblock,提出了Hand-YOLOv4算法。基于RexNet在Hand-YOLOv4算法框选的矩形区域内深度学习,识别出手部21个关键点。以自主手势识别技术为核心,结合动态时间规整(DTW)算法,设计了手部康复智能评估算法。试验结果表明,在手势识别任务中,检测速度较原模型提高了14%,且检测精度不会降低。该智能评估算法检测精度可达到90%以上,完全能够胜任手部康复评估工作,将促使手部医疗康复领域向舒适化、便捷化方向发展。 展开更多
关键词 手势识别 非穿戴式 Hand-YOLOv4算法 自注意力机制 Lwblock RexNet网络 康复评估 动态时间规整
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基于稀疏特征的小视场高速检测算法应用研究 被引量:4
7
作者 张堃 王震 +2 位作者 华亮 费敏锐 周挥宇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期179-189,共11页
针对高速流水线上小视场目标检测中特征不易挖掘、毫秒级周期快速响应等问题,以香烟滤棒爆珠流水线检测为例,提出了一种基于稀疏特征的小视场高速检测算法。首先通过调整光源,设计出具有强鲁棒性的光斑特征;其次采用稀疏表示和字典学习... 针对高速流水线上小视场目标检测中特征不易挖掘、毫秒级周期快速响应等问题,以香烟滤棒爆珠流水线检测为例,提出了一种基于稀疏特征的小视场高速检测算法。首先通过调整光源,设计出具有强鲁棒性的光斑特征;其次采用稀疏表示和字典学习获得光斑的投影直方图特征。为了克服非结构化背景的干扰,还结合了马尔可夫-贝叶斯推理从而减少了光斑误检率,最终实现了低对比度情况下爆珠的高速精准识别。基于稀疏特征的小视场高速检测算法分别在仿真和实验平台上进行了验证测试,结论表明提取的光斑特征可以克服爆珠颜色、尺寸和环境低对比度等干扰,保持特征的稳定性。融合的马尔可夫-贝叶斯的稀疏表示算法可以提高光斑的识别精度。该方法可以实现3 000次/min检测,检测精度可达到99.5%。 展开更多
关键词 高速机器视觉 光斑 稀疏表示 字典学习 马尔可夫-贝叶斯
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一种轻量化实时人体姿势检测模型研究与应用 被引量:10
8
作者 朱洪堃 殷佳炜 +3 位作者 冯文宇 华亮 费敏锐 张堃 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2155-2165,共11页
传统的OpenPose模型在人体姿势检测方面精度较好但速度较慢。为了在保证检测精度的前提下加快检测速度、缩小模型,在传统OpenPose模型基础上,使用添加二阶项融合的残差网络提取底层特征,再通过L1范数权值对训练后的模型进行权值修剪,提... 传统的OpenPose模型在人体姿势检测方面精度较好但速度较慢。为了在保证检测精度的前提下加快检测速度、缩小模型,在传统OpenPose模型基础上,使用添加二阶项融合的残差网络提取底层特征,再通过L1范数权值对训练后的模型进行权值修剪,提出了改进型OpenPose模型。实验结果表明,在检测精度大致等同原模型情况下,模型大小缩小至约8%,参数减少近83%,检测速度提升约5倍。将改进的OpenPose模型应用到仰卧起坐体育健康测试中,结果表明该模型对仰卧起坐动作检测精度达到97%。 展开更多
关键词 人体姿势检测 OpenPose模型 残差网络 权值修剪
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面向人机交互的手势指向估计方法 被引量:8
9
作者 陈仁钧 费敏锐 杨傲雷 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期200-208,共9页
针对人机共融环境中机器人与人之间的交互问题,提出了一种面向人机交互场景的手势指向估计方法,通过人体指向手势,以实现机器人对工作平面上指向目标点的信息交互。首先,基于RGB-D相机与VICON人体动作捕捉系统,构建时间同步的视觉指向... 针对人机共融环境中机器人与人之间的交互问题,提出了一种面向人机交互场景的手势指向估计方法,通过人体指向手势,以实现机器人对工作平面上指向目标点的信息交互。首先,基于RGB-D相机与VICON人体动作捕捉系统,构建时间同步的视觉指向手势位姿数据集,其中的每个样本包含人体指向手势的RGB-D图像和指向手势的位姿真值;其次,提出融合语义与几何信息的指向手势位姿估计多层次神经网络模型;然后,设计融合位置点误差ΔP和方向角度误差Δθ的射线近似损失函数,并基于构建的数据集,对指向手势位姿估计模型进行训练;最后,在实验室环境中进行了人机交互实验与模型验证。实验结果表明,在距离相机5 m的范围内,指向手势检测的平均精度为98.4%,指向手势位姿的平均位置误差为34 mm,平均角度误差为9.94°,进而实现工作平面上的手势指向目标点的平均误差为0.211 m。 展开更多
关键词 人机交互 指向手势 目标检测 位姿估计
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复杂环境下课堂多人状态检测算法研究 被引量:6
10
作者 冯文宇 张宇豪 +2 位作者 张堃 费敏锐 徐胜 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期53-62,共10页
新冠肺炎疫情背景下课堂多人佩戴口罩及姿态识别问题,提出了基于YOLO和OpenPose模型的课堂多人状态检测算法。提出的Efficient-YOLO模型,通过采用CBAM注意力模块、SPNET-NEW模块,解决了多人遮挡和无规则化目标的口罩佩戴检测精度问题。... 新冠肺炎疫情背景下课堂多人佩戴口罩及姿态识别问题,提出了基于YOLO和OpenPose模型的课堂多人状态检测算法。提出的Efficient-YOLO模型,通过采用CBAM注意力模块、SPNET-NEW模块,解决了多人遮挡和无规则化目标的口罩佩戴检测精度问题。此外,提出了一种轻量化的Class-OpenPose模型检测学生上课姿态,该算法在OpenPose模型基础上,使用ShuffleNetV2-NEW对传统模型在底层特征提取方面进行改进,实现了复杂环境下关键姿态点的实时准确检测。实验表明,在课堂多人异常状态检测任务中,Class-OpenPose模型平均准确率高于传统模型,为79.0%,检测速度达到13.5 F/s;Efficient-YOLO口罩识别模型达到83.1%的平均准确率,检测时间仅需31.54 ms,为课堂学生状态检测提供了不错的算法思路。 展开更多
关键词 多人异常检测 姿态识别 口罩识别 YOLO模型 OpenPose模型
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一种基于机器视觉的精准注意力追踪系统 被引量:5
11
作者 刘纪元 祁瀚文 +2 位作者 刘志诚 费敏锐 张堃 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2087-2100,共14页
针对学生注意力分配困难和对学习影响等问题,提出一种基于机器视觉的精准注意力追踪系统。该系统包括图像采集装置和精准的注意力追踪算法。图像采集装置可以获得更清晰的眼部区域图像。瞳孔中心定位算法用轻量级的MobileNet v3替换VGG1... 针对学生注意力分配困难和对学习影响等问题,提出一种基于机器视觉的精准注意力追踪系统。该系统包括图像采集装置和精准的注意力追踪算法。图像采集装置可以获得更清晰的眼部区域图像。瞳孔中心定位算法用轻量级的MobileNet v3替换VGG16(visual geometry group network),采用两级特征融合和中心关键点预测技术,提高了检测速度和准确率。该算法检测速度可达36帧/s,准确率为97.42%。视线追踪算法旨在解决头部偏移的影响,实现对视线的精确追踪。研发了一款面向学龄儿童的阅读认知评价交互软件。该软件利用采集到的视线坐标计算相关眼动指标,再通过心理学理论分析建模来评估学龄儿童的思维认知能力,为心理学和教育学相关领域研究提供了参考和借鉴。 展开更多
关键词 瞳孔定位 改进型SSD(single shot multibox detector)算法 Eye-ORB(oriented FAST and rotated brief)算法 阅读认知 注意力追踪
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大型反应堆堆芯空间控制技术发展趋势 被引量:2
12
作者 方愿捷 费敏锐 +2 位作者 钱虹 王灵 杜大军 《自动化仪表》 CAS 2019年第8期1-7,共7页
堆芯作为大型反应堆的核心,容易受到氙诱导的空间振荡效应影响。在堆芯控制策略影响下,通常堆芯的平均功率能够保持恒定,但堆芯功率分布并不一致。特别在极端恶劣情形下,会引发核电站事故。堆芯功率空间控制技术通过对反应堆进行区域划... 堆芯作为大型反应堆的核心,容易受到氙诱导的空间振荡效应影响。在堆芯控制策略影响下,通常堆芯的平均功率能够保持恒定,但堆芯功率分布并不一致。特别在极端恶劣情形下,会引发核电站事故。堆芯功率空间控制技术通过对反应堆进行区域划分,建立堆芯节点模型实现状态空间表达;借助奇异摄动方法降阶模型,基于输出/状态反馈架构设计控制系统调节器,最终达到抑制反应堆的空间振荡、精确控制各子区域功率的目标。针对大型反应堆堆芯控制方法的不同区域划分堆芯节点模型和状态空间进行综述,并从反馈形式上对空间控制方法进行分类与分析。对比和总结了系统模型和控制技术,为该领域的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 核电 加压重水堆 先进重水堆 堆芯功率控制 空间振荡 堆芯节点模型 空间控制
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无人CT智能姿态识别算法研究 被引量:8
13
作者 冯文宇 朱洪堃 +2 位作者 殷佳炜 费敏锐 张堃 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期188-195,共8页
针对新冠肺炎疫情中肺部CT检查需要医生人工指导矫正姿态和交叉感染风险大的问题,提出基于人体姿态识别的无人CT智能姿态识别算法。通过CT-OpenPose模型检测人体姿势,该算法在OpenPose模型基础上,解决了传统模型硬件性能要求高、检测速... 针对新冠肺炎疫情中肺部CT检查需要医生人工指导矫正姿态和交叉感染风险大的问题,提出基于人体姿态识别的无人CT智能姿态识别算法。通过CT-OpenPose模型检测人体姿势,该算法在OpenPose模型基础上,解决了传统模型硬件性能要求高、检测速度慢和复杂环境下检测精度下降等问题,使用带自适应软阈值残差网络、跨层连接机制和权值修剪的方法对传统模型在底层特征提取方式、底层特征处理流程、模型训练和压缩方面进行改进。实验结果表明,在无人CT姿态识别任务中,CT-OpenPose模型检测精度高于传统模型,为83.6%,尤其在人体关键部位被臃肿的衣物或防护衣物遮挡的情况下,检测速度是传统模型的近3倍,达到42.2 f/s,具备较高的实用性。 展开更多
关键词 无人CT姿态识别 OpenPose模型 残差网络 跨层连接 权值修剪
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针对电力系统蓄意攻击的简要技术分析(英文) 被引量:1
14
作者 闫茹 费敏锐 杜大军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2507-2517,共11页
电力系统担负着为社会各行各业提供电能的重要责任,它能否安全可靠地运行直接关系到经济民生和国家安全。总结了近年来世界各地针对电力系统的蓄意网络攻击事件,对攻击事件的攻击流程和结果进行了简要分析,对各个攻击事件的特点进行了... 电力系统担负着为社会各行各业提供电能的重要责任,它能否安全可靠地运行直接关系到经济民生和国家安全。总结了近年来世界各地针对电力系统的蓄意网络攻击事件,对攻击事件的攻击流程和结果进行了简要分析,对各个攻击事件的特点进行了对比研究,分析了针对电力系统的蓄意攻击所采用的攻击手段的复杂性和多样性。分别阐述了目前电力系统的安全漏洞并提出了相应的防御措施来保证电力系统安全稳定的运行,设计实验仿真来分析研究攻击的方法并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 电力系统 网络攻击 安全漏洞 蓄意攻击 防御
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海南自贸港综合科技服务模式及应用研究 被引量:2
15
作者 吴限 易开祥 +5 位作者 李晨辉 仵大奎 周文举 费敏锐 文德 姜艳梅 《中国科技资源导刊》 2022年第3期100-110,共11页
为解决海南自贸港综合科技服务能力不足、全岛域科技资源平台薄弱、科技服务发展模式落后等问题,面向海南自贸港科技服务型产业体系建设的重点领域,开展海南特色、可持续迭代发展的综合科技服务发展模式研究。在结合海南发展现状的基础... 为解决海南自贸港综合科技服务能力不足、全岛域科技资源平台薄弱、科技服务发展模式落后等问题,面向海南自贸港科技服务型产业体系建设的重点领域,开展海南特色、可持续迭代发展的综合科技服务发展模式研究。在结合海南发展现状的基础上,提出5种海南自贸港特色科技服务模式,以支撑岛内外资源汇聚,推进海南综合科技服务能力提升。基于所提出的科技服务模式,围绕海南现代服务业、海洋经济、文化旅游及国际医疗保健四大特色实体经济产业群开展模式应用探索与实践,以期形成海南综合科技服务发展的良性循环。 展开更多
关键词 科技服务 服务模式 海南全岛域 资源整合
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预测控制策略在核电站应用研究进展 被引量:1
16
作者 方愿捷 费敏锐 +1 位作者 钱虹 陈凯 《自动化仪表》 CAS 2022年第7期1-5,16,共6页
核电站具有多个关键的典型非线性控制环节。在核电站“堆跟机”的背景下,反应堆的变功率跟踪成为核电站控制的新要求。作为典型追踪控制策略,预测控制在反应堆堆芯控制研究中得到了广泛关注。从堆芯模型出发,阐述了核电站的堆芯功率、... 核电站具有多个关键的典型非线性控制环节。在核电站“堆跟机”的背景下,反应堆的变功率跟踪成为核电站控制的新要求。作为典型追踪控制策略,预测控制在反应堆堆芯控制研究中得到了广泛关注。从堆芯模型出发,阐述了核电站的堆芯功率、冷却剂温度以及蒸汽发生器水位的预测控制策略,总结了预测控制在核电应用中的最新进展,分析了现有技术的不足,并就未来预测控制在核电站的应用发展方向提出了建议。 展开更多
关键词 反应堆 堆芯功率 蒸发器水位 冷却剂温度 预测控制
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Two-layer networked learning control using self-learning fuzzy control algorithms 被引量:3
17
作者 Du Dajun fei minrui +1 位作者 Hu Huosheng Li Lixiong 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2124-2131,共8页
Since the existing single-layer networked control systems have some inherent limitations and cannot effectively handle the problems associated with unreliable networks, a novel two-layer networked learning control sys... Since the existing single-layer networked control systems have some inherent limitations and cannot effectively handle the problems associated with unreliable networks, a novel two-layer networked learning control system (NLCS) is proposed in this paper. Its lower layer has a number of local controllers that are operated independently, and its upper layer has a learning agent that communicates with the independent local controllers in the lower layer. To implement such a system, a packet-discard strategy is firstly developed to deal with network-induced delay and data packet loss. A cubic spline interpolator is then employed to compensate the lost data. Finally, the output of the learning agent based on a novel radial basis function neural network (RBFNN) is used to update the parameters of fuzzy controllers. A nonlinear heating, ventilation and air-conditioning (HVAC) system is used to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed system. 展开更多
关键词 自学习模糊控制算法 双层网络学习控制系统 径向基函数神经网络 三次样条校对机
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Walking aids for elderly people: a systematic overview
18
作者 Zhou Huiyu Hu Huosheng fei minrui 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期216-224,共9页
Reduction of falls of elderly people has been an active research area for many years.Falls of older people can be signicantly reduced through the smart use of technologies.Such technologies can help older people to re... Reduction of falls of elderly people has been an active research area for many years.Falls of older people can be signicantly reduced through the smart use of technologies.Such technologies can help older people to regain mobility and reduce their reliance on community care services.Therefore,mobility aids,as one of the main components of these assistive technologies,are mainly discussed in this paper.Recent obstacle detection systems and mobility aids will be reviewed in this paper,where different features are explicitly addressed. 展开更多
关键词 障碍绕射 中老年人 传感器 行走辅助工具 跌倒伤
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