多尺度水上船舶目标视觉检测

水上交通场景环境复杂,通过普通光学摄像设备获取的水面图像,面临着视觉目标清晰度低、尺度多样化等问题,使得可见光视觉信号里中、小尺度目标检测相对困难。为服务于各类智慧海事应用,提出了一个旨在提高复杂水域背景下多尺度水上船舶目标检测性能的算法(multi-scale ship object detection,MS-SOD)。该算法基于当前计算机视觉技术中主流的单阶段目标检测模型框架,在其主干网络中嵌入卷积注意力模块,来优化船舶特征提取能力;在多尺度特征融合网络中引入富含细节信息的浅层特征,并使用跨阶段局部残差结构,来优化多尺度船舶特征的融合机制;同时,使用焦点损失函数,来优化模型的学习过程;并设计自适应锚框聚类算法优化先验锚框,以提高多尺度船舶目标检测能力。为验证提出算法的有效性和实效性,在构建较大规模水上船舶目标数据集的基础上,开展了广泛实验验证。结果表明:提出的算法在测试数据集上的检测准确度超过了各主流的对比方法;特别是对于大、中、小各尺度船舶目标的检测精度,相对于主流的YOLOv4算法,提出的算法分别提升了11.3%、6.0%和10.5%。

梅花鹿林下养殖对林地土壤理化性质的影响

通过测定梅花鹿林下养殖林地土壤的容重、总孔隙度、含水量、全氮、全磷、速效磷和速效钾等物理化学指标,确定梅花鹿养殖对林地土壤理化性质的影响及干扰程度,并探究土壤对梅花鹿林下养殖干扰的响应。研究发现随着梅花鹿林下养殖密度的增大,林地土壤容重随之增加,孔隙度减小,含水量降低,土壤中全氮、全磷、速效磷、速效钾含量呈现先增加后随之减小的现象。梅花鹿养殖区域林下土壤的理化性质的变化受到梅花鹿养殖及其密度影响,适度的放养有利于土壤物理性质的改善,增加土壤营养成分的沉积。养殖密度一但超过承载量,将造成土壤的物理性质下降以及营养成分的流失。

卡尔曼滤波单目相机运动目标定位研究

单目相机运动目标定位是视觉跟踪的基本任务之一,视觉传感器对目标点位置的获取至关重要。根据单目相机针孔模型,将运动目标图像二维坐标,通过几何关系映射为相机坐标系的三维坐标。标定相机高度和旋转参数,在此基础上求得目标位置坐标。当运动目标被遮挡时,以匀变速运动为模型,根据先前位置信息确定加速度和速度,并对加速度进行自适应更新,建立运动目标状态方程,利用卡尔曼滤波算法预测目标位置。以预估位置代替真实位置,继续估计后续运动状态,在预估位置搜索运动目标,实现运动目标遮挡定位跟踪。实验结果表明,该定位方法具有可行性,当运动目标发生遮挡时,能够完成对目标的定位和跟踪。

眼科手术机器人双目视觉标定方法研究

双目视觉系统通过相机模拟人眼,基于视差原理,从不同角度采集被测物体的两幅图像获取其二维信息,建立特征点的对应关系,计算出位置偏差,从而实现三维重建。眼科手术机器人双目视觉系统选用的标定方法是以张正友摄像机标定方法为基础,利用Harris角点检测方法实现亚像素点的精确化,对采集图像进行畸变矫正。将得出的标定结果与常用传统标定方法MATLAB相机标定工具箱Toolbox_calib的标定结果进行比较,分析像素误差。结果表明:使用新算法标定后的结果更加稳定,像素误差更小,精度更高,适用情况更加广泛,可用于眼科手术机器人的双目视觉标定系统中。

Numerical and Experimental Study on Aerodynamic Performance of Small Axial Flow Fan with Splitter Blades

To improve the aerodynamic performance of small axial flow fan, in this paper the design of a small axial flow fan with splitter blades is studied. The RNG k-e turbulence model and SIMPLE algorithm were applied to the steady simulation calculation of the flow field, and its result was used as the initial field of the large eddy simulation to calculate the unsteady pressure field. The FW-H noise model was adopted to predict aerodynamic noise in the six monitoring points. Fast Fourier transform algorithm was applied to process the pressure signal. Experiment of noise testing was done to further investigate the aerodynamic noise of fans. And then the results obtained from the numerical simulation and experiment were described and analyzed. The results show that the static characteristics of small axial fan with splitter blades are similar with the prototype fan, and the static characteristics are improved within a certain range of flux. The power spectral density at the six monitoring points of small axial flow fan with splitter blades have decreased to some extent. The experimental results show sound pressure level of new fan has reduced in most frequency bands by comparing with prototype fan. The research results will provide a proof for parameter optimization and noise prediction of small axial flow fans with high performance.