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Enhancing train position perception through Al-driven multi-source information fusion 被引量:2
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作者 Haifeng Song Zheyu Sun +3 位作者 Hongwei Wang Tianwei Qu Zixuan Zhang Hairong Dong 《Control Theory and Technology》 EI CSCD 2023年第3期425-436,共12页
This paper addresses the challenge of accurately and timely determining the position of a train,with specific consideration given to the integration of the global navigation satellite system(GNSS)and inertial navigati... This paper addresses the challenge of accurately and timely determining the position of a train,with specific consideration given to the integration of the global navigation satellite system(GNSS)and inertial navigation system(INS).To overcome the increasing errors in the INS during interruptions in GNSS signals,as well as the uncertainty associated with process and measurement noise,a deep learning-based method for train positioning is proposed.This method combines convolutional neural networks(CNN),long short-term memory(LSTM),and the invariant extended Kalman filter(IEKF)to enhance the perception of train positions.It effectively handles GNSS signal interruptions and mitigates the impact of noise.Experimental evaluation and comparisons with existing approaches are provided to illustrate the effectiveness and robustness of the proposed method. 展开更多
关键词 Train positioning Deep learning multi-source information fusion Dynamic adaptive model
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煤矿井下移动机器人多传感器自适应融合SLAM方法
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作者 马艾强 姚顽强 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第5期107-117,共11页
基于同时定位与建图(SLAM)技术的移动机器人能够快速、准确、自动化地采集空间数据,进行空间智能感知和环境地图构建,是实现煤矿智能化和无人化的关键。针对目前煤矿井下多传感器融合SLAM方法存在机器人前端位姿估计退化失效和后端融合... 基于同时定位与建图(SLAM)技术的移动机器人能够快速、准确、自动化地采集空间数据,进行空间智能感知和环境地图构建,是实现煤矿智能化和无人化的关键。针对目前煤矿井下多传感器融合SLAM方法存在机器人前端位姿估计退化失效和后端融合精度不足的问题,提出了一种煤矿井下移动机器人激光雷达(LiDAR)−视觉−惯性(IMU)自适应融合SLAM方法。对LiDAR点云数据进行聚类分割,提取线面特征,利用IMU预积分状态进行畸变校正,采用基于自适应Gamma校正和对比度受限的自适应直方图均衡化(CLAHE)的图像增强算法处理低照度图像,再提取视觉点线特征。用IMU预积分状态为LiDAR特征匹配与视觉特征跟踪提供位姿初始值。根据LiDAR相邻帧的线面特征匹配得到移动机器人位姿,之后进行视觉点线特征跟踪,分别计算LiDAR、视觉、IMU位姿变化值,通过设定动态阈值来检测前端里程计的稳定性,自适应选取最优位姿。对不同传感器构建残差项,包括点云匹配残差、IMU预积分残差、视觉点线残差、边缘化残差。为了兼顾精度与实时性,基于滑动窗口实现激光点云特征、视觉特征、IMU测量的多源数据联合非线性优化,实现煤矿井下连续可用、精确可靠的SLAM。对图像增强前后效果进行试验验证,结果表明,基于自适应Gamma校正和CLAHE的图像增强算法能显著提升背光区和光照区的亮度和对比度,增加图像中的特征信息,大幅提升特征点提取数量和匹配质量,匹配成功率达90.7%。为验证所提方法的性能,在狭长走廊和煤矿巷道场景下进行试验验证,结果表明,所提方法在狭长走廊场景的定位均方根误差为0.15 m,构建的点云地图一致性较高;在煤矿巷道场景中的定位均方根误差为0.19 m,构建的点云地图可真实地反映煤矿井下环境。 展开更多
关键词 煤矿井下移动机器人 同时定位与建图 激光雷达−视觉−惯性自适应融合 图像增强 位姿估计 多传感器数据融合 滑动窗口紧耦合优化 SLAM
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Self-consistent analysis of sub-barrier fusion enhancement effect in Ca+Ca and Ni+Ni
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作者 马南茹 贾会明 +8 位作者 林承键 杨磊 徐新星 孙立杰 杨峰 吴振东 张焕乔 刘祖华 王东玺 《Chinese Physics C》 SCIE CAS CSCD 2016年第11期63-66,共4页
The fusion dynamic mechanism of heavy ions at energies near the Coulomb barrier is complicated and still not very clear up to now. Accordingly, a self-consistent method based on the CCFULL calculations has been develo... The fusion dynamic mechanism of heavy ions at energies near the Coulomb barrier is complicated and still not very clear up to now. Accordingly, a self-consistent method based on the CCFULL calculations has been developed and applied for an ongoing study of the effect of the positive Q-value neutron transfer (PQNT) channels in this work. The typical experimental fusion data of Ca + Ca and Ni + Ni is analyzed within the unified calculation scheme. The PQNT effect in near-barrier fusion is further confirmed based on the self-consistent analysis and extracted quantitatively. 展开更多
关键词 sub-barrier fusion enhancement coupled-channels calculation positive Q-value neutron transfer resid-ual enhancement
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图像感兴趣区域多源颜色信息融合算法 被引量:7
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作者 许刚 闫欣 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第10期2728-2732,2758,共6页
针对SUN算法在纹理背景下存在假阳性的问题,提出一种基于多源颜色信息融合的感兴趣区域提取算法。进行样本图像的特征提取和特征分析,分别从LMS空间和RGB空间上得到图像的形状特征信息以及颜色特征信息;利用聚类分析方法,对不同空间上... 针对SUN算法在纹理背景下存在假阳性的问题,提出一种基于多源颜色信息融合的感兴趣区域提取算法。进行样本图像的特征提取和特征分析,分别从LMS空间和RGB空间上得到图像的形状特征信息以及颜色特征信息;利用聚类分析方法,对不同空间上的特征信息进行融合;从全局和局部上对样本图显著性进行提取,增加感兴趣区域图像的细节信息,实现对假阳性问题的修正。实验结果表明,该算法有效改善假阳性问题,增强感兴趣区域的图像质量,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 SUN算法 信息融合 感兴趣区域 图像增强 假阳性
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低光照条件下的鲁棒视觉惯性SLAM算法 被引量:4
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作者 高扬 王兴奔 +1 位作者 徐永贵 张传玺 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第6期39-44,共6页
针对低光照条件下视觉惯性同步定位与地图构建(VI-SLAM)算法易发生漂移甚至跟踪失败的问题,提出一种改进的VI-SLAM算法。通过增强低光照度条件下的视觉效果提升VI-SLAM的鲁棒性,提出一种新的图像增强算法。首先对图像进行多尺度Retinex... 针对低光照条件下视觉惯性同步定位与地图构建(VI-SLAM)算法易发生漂移甚至跟踪失败的问题,提出一种改进的VI-SLAM算法。通过增强低光照度条件下的视觉效果提升VI-SLAM的鲁棒性,提出一种新的图像增强算法。首先对图像进行多尺度Retinex处理,然后分别进行自适应Gamma校正和对比度受限的直方图均衡化(CLAHE)处理,并采用提出的融合策略进行图像融合;同时采用改进的FAST角点提取算法和随机采样一致(RANSAC)算法提高前端鲁棒性。根据EuRoC数据集上的实验结果,相比于VINS-Mono算法,该算法的轨迹跟踪均方根误差平均降低了23.98%,根据实际场景下的实验结果,该算法的运动轨迹相比于VINS-Mono更接近真实轨迹。实验结果表明,该算法可以有效提升低光照条件下的定位精度。 展开更多
关键词 低光照SLAM 图像增强 角点提取 位姿估计 融合定位
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基于深度学习的数据级多源融合定位增强算法
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作者 丛迅超 《电子质量》 2020年第4期13-16,共4页
针对不同定位体制的多系统协同定位能力不足的问题,提出一种基于深度学习的数据级多源融合定位增强方法。该方法从多源定位数据出发,以空间关联行为更加丰富的二阶特征矩阵作为网络输入,通过设计的5L-CNN多源融合定位增强网络一体化完... 针对不同定位体制的多系统协同定位能力不足的问题,提出一种基于深度学习的数据级多源融合定位增强方法。该方法从多源定位数据出发,以空间关联行为更加丰富的二阶特征矩阵作为网络输入,通过设计的5L-CNN多源融合定位增强网络一体化完成数据特征自主提取和融合预测,实现多源信息融合的目标定位精度提升。仿真结果表明该算法至少可对两种以上不同定位体制的多源定位数据进行融合增强,且具备实时融合定位能力。 展开更多
关键词 深度学习 数据级 多源融合定位增强 卷积神经网络(CNN)
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低可见度环境下基于同步定位与构图的无人驾驶汽车定位算法 被引量:3
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作者 高扬 曹王欣 +1 位作者 夏洪垚 赵亦辉 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期251-262,共12页
为在大范围低可见度环境下实现无人驾驶汽车的高精度定位,基于VINS-Mono算法的系统框架,在系统的前端与后端分别增添了RFAST弱光图像增强模块与VG融合定位模块,提出了一种融合定位算法LVG_SLAM;RFAST弱光图像增强模块采用小波变换将原... 为在大范围低可见度环境下实现无人驾驶汽车的高精度定位,基于VINS-Mono算法的系统框架,在系统的前端与后端分别增添了RFAST弱光图像增强模块与VG融合定位模块,提出了一种融合定位算法LVG_SLAM;RFAST弱光图像增强模块采用小波变换将原始输入图像的细节信息与亮度信息分离,对于包含原始图像噪声的细节信息通过统一阈值和均值滤波2种方式实现噪声抑制,并利用双边纹理滤波算法进行细节增强,在此基础上,根据多尺度Retinex算法增强图像的对比度,提高低可见度环境下角点提取的成功率,从而保证图像跟踪的稳定性,改善定位算法的鲁棒性;基于无迹卡尔曼滤波算法,VG融合定位模块将GNSS定位信息与惯性导航测量信息进行松耦合,融合定位结果作为约束引入VI-SLAM后端,通过联合非线性优化的方式减少累积误差对算法定位精度的影响。计算结果表明:相较于VINS-Mono算法,改进的LVG_SLAM融合定位算法在EuRoC与Kitti公开数据集上表现更加出色,均方根误差分别降低了38.76%与58.39%,运动轨迹更贴近真实轨迹;在实际夜晚道路场景下,LVG_SLAM算法将定位误差控制在一定范围内,顺利检测到闭环使得定位表现得到大幅改善,均方根误差、平均误差、最大误差、中位数误差分别降低了79.61%、82.50%、71.31%、83.77%,与VINS-Mono算法相比,在定位精度与鲁棒性方面具有明显的优势。 展开更多
关键词 智能交通 环境感知 同步定位与构图 弱光图像增强 噪声抑制 融合定位
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