水下通信中时差法定位算法的应用研究

为进一步探讨水下声频传感器网络中声频传感器定位的精度问题,以目标位置为研究对象,应用噪音模型实现模拟产生时差法的测量值,采用迭加法,建立目标位置系统偏差的数学模型。通过改变系统方差、测量次数和目标至初始位置的距离等条件,可验证系统偏差的存在。对各模型算法的仿真结果表明,R.Bucher算法的定位精度更高,而最小二乘定位算法所需的传感器节点更少。通过对计算结果的比较分析可得出两种算法的应用条件和适宜范围。

基于金字塔多尺度融合的交通标志检测算法

为了解决传统交通标志检测算法针对小目标交通标志检测时存在误检与漏检的问题,提出了一个基于金字塔多尺度融合的交通标志检测算法;为了提高算法对交通标志的特征提取能力,引入ResNet残差结构搭建算法的主干网络,并增加网络浅层卷积层数,以提取较小尺度交通标志目标更准确的语义信息;基于特征金字塔结构的思想,在检测结构中引入4个不同预测尺度,增强深层和浅层特征融合;为了进一步提高算法检测精度,引入GIoU损失函数定位交通标志的锚点框,利用k-means算法对交通标志标签信息进行聚类分析并生成更精准的先验框;为了验证算法的泛化性与解决试验所用数据集TT100K的类间不平衡问题,增强与扩充了数据集。试验结果表明:本文算法的精确率、召回率与平均精度均值分别达到了86.7%、89.4%与87.9%,与传统目标检测算法相比有显著提高;多尺度融合检测机制、GIoU损失函数与k-means的引入能够不同程度提高算法的检测性能,使算法检测精确率分别提升4.7%、1.8%与1.2%;提出算法针对不同尺度交通标志检测时均有更优越的性能表现,在TT100K数据集中的(0,32]、(32,96]与(96,400]尺度下的检测召回率分别达到90%、93%与88%;与YOLOv3相比,提出算法在不同天气、噪声与几何变换等干扰下均能实现对交通标志的正确定位与分类,证明了提出算法具有良好的鲁棒性与泛化性,适用于道路交通标志检测。

基于PReNet和YOLOv4融合的雨天交通目标检测网络

为提高恶劣雨天交通环境下车辆目标检测精度,提出一种基于PReNet和YOLOv4融合的深度学习网络DTOD-PReYOLOv4,融合了改进的图像复原子网D-PReNet和改进的目标检测子网TOD-YOLOv4;将多尺度膨胀卷积融合模块和添加了挤压激励块的注意机制残差模块引入PReNet,获得的D-PReNet可更有效提取雨纹特征;使用轻量化的CSPDarknet26代替YOLOv4骨干模块CSPDarknet53,为YOLOv4的颈部路径聚合网络模块添加复合残差块,同时采用k-means++算法取代原始网络聚类算法,获得的TOD-YOLOv4可在改善交通小目标检测精度的同时进一步提高检测效率;基于构建的雨天交通场景车辆目标数据集VOD-RTE对DTOD-PReYOLOv4进行了验证。研究结果表明:与当前YOLO系列主流网络相比,提出的DTOD-PReYOLOv4对原浅层ResBlock_body1叠加残差块,可以更好地提取分辨率较小的特征;对原深层ResBlock_body3、ResBlock_body4和ResBlock_body5进行裁剪,获得ResBlock_body3×2、ResBlock_body4×2和ResBlock_body5×2,可以有效降低卷积层冗余,提高内存利用率;为PANet中的Concat+Conv×5添加跳跃连接形成CRB模块,可以有效缓解网络层数加深引起的小目标检测效果退化问题;采用k-means++算法,在多尺度检测过程中为较大的特征图分配更加适合的较小先验框,为较小的特征图分配更加适合的较大先验框,进一步提高了目标检测的精度;与MYOLOv4相比,精确率和召回率的调和平均值、平均精度、检测速度分别提升了5.02%、6.70%、15.63帧·s^(-1),与TOD-YOLOv4相比,分别提升了3.51%、4.31%、2.17帧·s^(-1),与YOLOv3相比,分别提升了46.07%、48.05%、18.97帧·s^(-1),与YOLOv4相比,分别提升了31.06%、29.74%、16.26帧·s^(-1)。