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融合点云Transformer与PointRCNN的三维目标检测
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作者 曹捷 彭忆强 +4 位作者 樊利康 何刘 沈安林 刘旭磊 王龙飞 《应用激光》 北大核心 2025年第7期155-165,共11页
针对基于点的激光雷达三维目标检测算法存在检测性能不足的问题,提出了一种融合点云Transformer与PointRCNN的三维目标检测算法。首先,在PointRCNN的点云编码器中额外引入了稳定的局部平均特征,并进行多特征融合去增强网络算法的鲁棒性... 针对基于点的激光雷达三维目标检测算法存在检测性能不足的问题,提出了一种融合点云Transformer与PointRCNN的三维目标检测算法。首先,在PointRCNN的点云编码器中额外引入了稳定的局部平均特征,并进行多特征融合去增强网络算法的鲁棒性。其次,在细化候选框网络中引入一个专注于处理点的Transformer模块去构建感兴趣区域(RoIs)中大范围的点云关系,从而增强算法对场景空间结构的理解能力。在KITTI数据集中的实验表明,与基准算法相比,改进算法对汽车、行人和骑行者的mAP分别提高了3.07%、3.27%和4.37%。与主流的检测算法相比,改进算法也表现出优越的检测性能。最后,将改进算法部署在实车平台上进行在线检测,验证其工业价值。 展开更多
关键词 激光雷达 三维目标检测 TRANSFORMER pointrcnn
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基于改进PointRCNN模型的柑橘树识别算法
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作者 王亭亭 谭德权 +5 位作者 戴宁湘 郭霆峰 吕柯 罗梁梁 胡文武 蒋蘋 《农业工程与装备》 2024年第4期43-49,共7页
针对农业机器人在果园作业中受环境因素影响导致的目标识别不准确等问题,提出了一种基于改进PointRCNN模型的3D目标检测与识别算法。该算法利用激光雷达采集点云数据,建立自制果园场景数据集,并通过高斯滤波对点云数据进行预处理,以去... 针对农业机器人在果园作业中受环境因素影响导致的目标识别不准确等问题,提出了一种基于改进PointRCNN模型的3D目标检测与识别算法。该算法利用激光雷达采集点云数据,建立自制果园场景数据集,并通过高斯滤波对点云数据进行预处理,以去除噪声干扰。为进一步提升检测性能,在算法中引入了交叉注意力(Cross Attention,CA)机制,用于优化点云特征并生成高质量的3D候选框;同时引入CSPNet结构对3D候选框进行优化选择以提高网络检测准确率。实验结果表明,与原始PointRCNN算法相比,该算法在柑橘树树干识别任务中的平均精度值得到了有效提高,并有效缓解了3D点云数据稀疏性和不规则性对检测精度的影响,为农业机器人在复杂果园环境下的精准作业提供了技术支持。 展开更多
关键词 pointrcnn算法 激光雷达 点云识别 深度学习
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融合多注意力机制与PointRCNN的三维点云目标检测 被引量:4
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作者 郑美琳 高建瓴 《电子测量技术》 北大核心 2022年第9期127-132,共6页
针对三维不规则的点云格式和密度不均匀的问题,提出了一种融合多注意力机制与PointRCNN网络用于三维点云目标检测。本实验主要对PointRCNN两阶段网络分别进行改进,首先,把通道注意力与空间注意力机制串行通过调节输入到第一阶段各网络... 针对三维不规则的点云格式和密度不均匀的问题,提出了一种融合多注意力机制与PointRCNN网络用于三维点云目标检测。本实验主要对PointRCNN两阶段网络分别进行改进,首先,把通道注意力与空间注意力机制串行通过调节输入到第一阶段各网络层的分布,批量归一化进一步快速识别三维特征;其次,引入交叉位置注意力机制到第二阶段网络为了避免交叉路径出现位置偏差,从而进一步精细化三维目标位置以进行特征提取。在KITTI数据集上实验结果表明:相比于PointRCNN检测网络,改进的网络在小汽车和行人测试上平均均值精度(mAP)分别提高了1.2%、1.9%。因此改进的方法在解决了点云格式不规则和密度不均匀问题的同时还保证了检测精度。 展开更多
关键词 pointrcnn 三维点云 目标检测 注意力机制 交叉位置
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基于改进PointRCNN的3D点云目标检测 被引量:1
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作者 郑美琳 高建瓴 《智能计算机与应用》 2022年第4期130-134,139,共6页
针对PointRCNN(3D Object Proposal Generation and Detection from Point Cloud)在面对不规则点云时很难提取出有区别特征的问题,提出了一种Point-ANN(3D Object Proposal Generation and Aggregation Neural Network)的方法。整个框... 针对PointRCNN(3D Object Proposal Generation and Detection from Point Cloud)在面对不规则点云时很难提取出有区别特征的问题,提出了一种Point-ANN(3D Object Proposal Generation and Aggregation Neural Network)的方法。整个框架分为2个阶段。第一个阶段是自下而上生成3D建议,第二阶段执行建议的RoI的感知点云汇集操作,对每个3D方案中的点云信息进行分组,并在坐标中改进3D建议。引入RoI感知点云汇集模块来消除点云上进行区域合并时的模糊性,从而更容易地提取出有区别的特征。通过在KITTI数据集上证明了改进的Point-ANN方法相比于其他网络在3D点云目标检测时精度更高。 展开更多
关键词 pointrcnn Point-ANN RoI感知点云模块 3D目标检测
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基于改进PointRCNN的激光雷达三维目标检测 被引量:5
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作者 高寒 陈颖 +3 位作者 倪力政 邓修涵 钟凯 颜承志 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第22期211-221,共11页
针对当前在点云三维(3D)目标检测算法中存在的误检率高、远处物体与较小物体检测效果差等问题,在PointRCNN算法的基础上提出一种改进的三维目标检测算法。在训练阶段的数据预处理方面,利用空间自相关算法对数据进行降维处理,有效去除无... 针对当前在点云三维(3D)目标检测算法中存在的误检率高、远处物体与较小物体检测效果差等问题,在PointRCNN算法的基础上提出一种改进的三维目标检测算法。在训练阶段的数据预处理方面,利用空间自相关算法对数据进行降维处理,有效去除无关点与噪声点,优化了网络对关键目标的特征提取和识别能力。提出了MGSA-PointNet模块对PointRCNN的点云编码网络进行改进,引入了流形自注意力以更精确地提取原始点云中空间结构信息,同时还融入了分组自注意力机制,旨在减少自注意力权重编码层的参数数量,从而提高了模型的效率和泛化能力,增强了网络的特征提取能力。本文改进算法与基准网络PointRCNN在KITTI数据集上的对比表明,对汽车与骑行者目标在困难场景下3D检测的精度提升了2.10百分点和2.14百分点,对行人的3D检测精度提升了5.21百分点,证明了本文算法的有效性。 展开更多
关键词 三维目标检测 点云 pointrcnn 小目标检测 自注意力机制
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基于点云深度学习的无序堆放特钢样棒位姿估计
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作者 和晓民 张赫威 +4 位作者 陈明 李俊慧 孙帅奇 聂宏涛 张付祥 《河北冶金》 2025年第8期89-96,共8页
在特钢棒材轧制生产线取样工位用取样机器人代替人工搬运样棒的自动化改造中,针对样棒无序堆放且存在遮挡导致传统算法难以适用的问题,提出了一种基于点云深度学习的无序堆放特钢样棒位姿估计算法。本算法以特钢样棒点云为输入,建立自... 在特钢棒材轧制生产线取样工位用取样机器人代替人工搬运样棒的自动化改造中,针对样棒无序堆放且存在遮挡导致传统算法难以适用的问题,提出了一种基于点云深度学习的无序堆放特钢样棒位姿估计算法。本算法以特钢样棒点云为输入,建立自制样棒数据集,包含斜置样棒和竖直样棒端面,采用“先识别,后估计”的策略,在PointRCNN基础模型上,增加SE注意力机制,通过特征通道的动态加权增强模型对样棒特征的提取能力,搭建样棒位姿估计模块,根据识别样棒的点云计算样棒的质心、轴线与法线,在计算样棒法线时将样棒端面与圆弧面分割,得到准确的样棒弧面法向量,实现了无序堆放特钢样棒的识别、定位与位姿估计。实验结果表明,在自制样棒数据集上,相较于基础模型本文模型的召回率从67.83%提升至89.22%,提高了21.39%;斜置样棒的识别精度从67.75%提升至88.85%,提高了21.1%;竖直样棒端面的识别精度从30.74%提升至48.63%,提高了17.89%,适用于钢厂复杂环境下的特钢样棒识别与位姿估计。本文算法为开发取样机器人奠定了机器视觉算法的基础。 展开更多
关键词 深度学习 点云 pointrcnn 注意力机制 位姿估计
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农田激光智能除草系统的设计与试验
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作者 刘晓雅 苏赟翌 《农业工程与装备》 2024年第6期36-40,共5页
针对激光除草技术在复杂环境下由背景复杂、光照变化及植株相似性等因素导致的目标识别不准、除草效率低等问题,基于可编程逻辑和ARM架构的硬件系统,结合改进PointRCNN算法设计了一种农田激光智能除草系统。该系统通过激光雷达采集数据... 针对激光除草技术在复杂环境下由背景复杂、光照变化及植株相似性等因素导致的目标识别不准、除草效率低等问题,基于可编程逻辑和ARM架构的硬件系统,结合改进PointRCNN算法设计了一种农田激光智能除草系统。该系统通过激光雷达采集数据,经高斯滤波预处理后,利用共享卷积减少运算时间,采用CSPNet架构优化候选框以提升检测精度。试验表明,该方法的杂草识别平均精度较原始算法显著提高,可有效缓解点云数据稀疏性与不规则性对检测的影响,为农田精准除草提供了可靠的技术方案。 展开更多
关键词 激光智能除草 pointrcnn算法 共享卷积 CSPNet结构
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基于彩色点云图像的不同成熟阶段番茄果实数量的测定方法 被引量:1
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作者 张先洁 汪小旵 +3 位作者 孙国祥 施印炎 魏天翔 陈昊 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期105-112,共8页
【目的】为测定温室中番茄不同成熟阶段的果实数量,提出一种基于彩色点云图像的测定方法。【方法】在移动平台上搭载KinectV2.0采集温室中行栽番茄的图像信息合成番茄植株点云,再将二视角的番茄植株点云合成1个点云,并通过深度信息截取... 【目的】为测定温室中番茄不同成熟阶段的果实数量,提出一种基于彩色点云图像的测定方法。【方法】在移动平台上搭载KinectV2.0采集温室中行栽番茄的图像信息合成番茄植株点云,再将二视角的番茄植株点云合成1个点云,并通过深度信息截取得到近处番茄植株点云,将标注的点云数据输入到PointRCNN目标检测网络训练预测模型,并识别番茄植株点云中的番茄果实,最后利用基于特征矩阵训练的支持向量机(Support vector machine,SVM)分类器对已经识别出来的果实进行成熟阶段分类,获得不同成熟阶段番茄果实的数量。【结果】基于PointRCNN目标检测网络的方法识别番茄果实数量的精确率为86.19%,召回率为83.39%;基于特征矩阵训练的SVM分类器,针对番茄果实成熟阶段的预测结果在训练集上准确率为94.27%,测试集上准确率为96.09%。【结论】基于彩色点云图像的测定方法能够较为准确地识别不同成熟阶段的番茄果实,可以为评估温室番茄产量提供数据支撑。 展开更多
关键词 番茄果实 彩色点云 pointrcnn 支持向量机 成熟阶段
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基于激光雷达点云的车辆目标检测算法改进研究 被引量:11
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作者 王庆林 李辉 +2 位作者 谢礼志 谢剑斌 彭石林 《电子测量技术》 北大核心 2023年第1期120-126,共7页
本文提出了一种基于PointRCNN的改进目标检测算法。该方法针对原始PointRCNN对远距离处的车辆检测效果较差的问题进行了优化,并提高了算法目标检测的平均精度值。改进算法第1阶段先将激光雷达点云进行伪图像处理,降维至二维,然后利用Poi... 本文提出了一种基于PointRCNN的改进目标检测算法。该方法针对原始PointRCNN对远距离处的车辆检测效果较差的问题进行了优化,并提高了算法目标检测的平均精度值。改进算法第1阶段先将激光雷达点云进行伪图像处理,降维至二维,然后利用Point-Focus结构对其进行处理并还原至三维点云。再将其送入PointNet++主干网络中进行特征提取,得到点的分类与回归结果并进行第1阶段的3D框生成。第2阶段对3D框进行优化选择,引入Point-CSPNet结构进一步提升网络学习能力和鲁棒性。本文合理借鉴了YOLO系列算法中的Focus、CSPNet结构,充分提取了原始点云中的有效信息,有效整合了网络运算过程中的特征及梯度变化,提高网络的检测准确率。本文的改进算法在KITTI数据集的3D场景下平均精度值从81.10%提升至81.74%;BEV场景下平均精度值从86.87%提升至88.20%,可视化效果中远距离处的车辆目标检测效果也得到了一定程度的优化,对无人驾驶技术进一步优化和完善具有一定的积极意义。 展开更多
关键词 点云数据 目标检测 pointrcnn KITTI数据集
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