基于多视图信息融合与神经网络的目标检测与识别

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:csl721
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现有的三维激光雷达的目标检测算法大多在俯视图上进行目标信息提取,或者在基于三维密度算法进行改进,减少点云的过、欠分割等。前者忽略了信息置信度更高的前视图,且融合多视图置信度的DST算法,其基本概率赋值难以确定;后者改进的算法普适性不高。而采用深度学习融合激光雷达和摄像头信息进行目标检测与识别,由于环境数据信息丰富,使得运算和工作成本激增,耗时长久。为此,本文采用TX2和VLP-16低成本开发应用平台,基于DST-FMVFRA进行目标检测,并提取目标的特征向量用于神经网络进行识别。首先,根据自主研发的自动驾驶汽车情况选定三维激光雷达VLP-16安装位置。通过嵌入式开发板NVIDIA Jetson TX2接收VLP-16扫描的环境数据包,并采集原始点云数据。根据数据包结构将点云数据从原始球坐标解析到空间直角坐标。根据三维点云数据构建体素地图,进行路面分割。然后,根据对三维激光雷达点云数据的详细分析,表明前视图信息更可靠,俯视图信息更完整。为了同时利用前视图和俯视图信息,本文将DST(Dempster-Shafer Theory)融合多视图模糊推理赋值(Fusion Multi-view Fuzzy Reasoning Assignment:FMVFRA),提出一种基于DST-FMVFRA的三维目标检测算法。在体素地图的前视图中,根据目标的距离和高度信息对所属体素进行模糊推理赋值;在俯视图中,根据目标大小特征对所属体素进行模糊推理赋值。由此得到不同视图中某体素属于有效障碍物的两个基本概率赋值。通过DST算法组合两种基本概率赋值以判别某体素是否属于有效障碍物,实现体素地图前视图和俯视图的信息融合,精确分割有效障碍物,从而得到方盒模型参数。在KITTI数据集上和MV3D(FV+BV)算法的对比实验结果分析表明本文算法拥有较好的准确性和实时性。其次,采用识别算法对三维目标检测区域进行识别。根据目标检测结果建立实验数据集,给出了三维目标的特征向量提取方案,包括方盒模型体积、三维体素密度和点云协方差矩阵三维特征值,得到5维特征向量作为识别算法输入数据,分别进行了基于BPNN、基于OVO SVM、基于RBF和基于WNN的三维目标识别对比实验。实验结果表明BPNN在三维目标识别结果上拥有较好的稳定性和准确性。最后,在真实道路环境的三个不同的实验路段进行基于多视图信息融合与神经网络的目标检测与识别实验。基于DST-FMVFRA的目标检测实验的平均检测准确率为93.33%和平均单帧运算时间为124.13ms。在三个不同的实验路段进行连续帧目标检测与识别实验,其有效目标平均识别准确率为93.09%,单帧算法运行平均用时为196.3ms。实验结果表明基于多视图信息融合与神经网络的目标检测与识别算法有较好的实时性和准确性。
其他文献
我国在获得2022年冬季奥运会举办权之后,滑雪产业的升级成为不可逆的历史潮流。而在滑雪产业的全产业链条中,大型滑雪旅游度假村是产业发展的主力,是产业升级的关键环节,处于核心与引领地位,故大型滑雪旅游度假村在这其中应承担重要的历史责任。但我国目前滑雪旅游度假村仍处于“小作坊式”分散经营的局面,且经营活动主要集中于冬季,人才流失严重等问题严重,无论在宏观产业规模还是微观企业效益上都落后于国际滑雪产业强
葡萄糖的浓度可用以衡量人体的代谢程度,是评价人体健康与否的重要指标。对葡萄糖含量的定量测量在生物化学、食品分析和临床化学等领域具有十分重要的意义。将光刻与热解技术结合的碳微机电系统工艺是低成本制备碳结构的有效方法,可获得具有宽的电化学稳定窗口、良好的生物兼容性和导电性的碳微纳结构。碳微纳结构因其大的有效表面积,可缩短电子扩散距离,在能量存储器件和生物传感器等领域表现出巨大的潜力。本文在研究悬浮光刻
由于无线信号传输时可能存在障碍物影响,致使信号最终通过反射或者折射的方式到达接收端。反射和折射的传播方式不仅会造成接收信号到达时间(TOA,time of arrival)大于发送端到接收端的直线距离传输时间,而且信号到达角度(AOA,angle of arrival)也与直线传播到达角度不同。将无线信号非直线距离传播的方式定义为非视距(NLOS,non-line-of-sight)传播,同时,由
随着通信技术的发展,WiFi产业链逐渐成熟,WiFi设备和产品的成本开始降低,WiFi迎来了新的发展机遇:尤其是在一些偏远地区,受蜂窝网络基站成本因素影响,小区宽带接入和数据回传等业务成为了一个不小的难题,而WiFi凭借低成本的优势脱颖而出,在这些应用场景中得到了人们的关注。机遇往往伴随着挑战,在这些应用场景中,对WiFi网络提出了更高的要求,例如,需要WiFi网络提供更远的传输距离,更小的链路抖
无线保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)是新技术时代最伟大的成功技术应用案例之一,其带来的社会效益为世界大多数人所熟知。Wi-Fi能使人们的相互交流和娱乐更加便捷,并在全球范围内创建了新的技术、提供了新的职业。由Wi-Fi带来的经济价值令人叹为观止,Wi-Fi已成为人们生活必不可少的一部分,并且是企业和运营商网络的关键互补技术,因此,对于IEEE的802.11系列的未来技术和发展
近年来机器学习技术取得了长足的发展,成为诸多软件的创新驱动力,其质量与可靠性问题正逐渐引起人们的高度关注。软件测试是保障软件质量的重要手段,将软件测试技术应用于机器学习软件的质量保障与评估具有重要研究价值。而区别于传统软件,机器学习软件一般规模庞大、结构复杂;软件行为具有不确定性,预期输出难以构造;其数据驱动特性和内部行为分析方法的缺失使得其往往被当作无法解释的黑盒。因此,传统软件测试技术难以直接
在现代游泳竞技比赛中,只有把游泳速度力量分配控制好,才能够展现出比较完美的竞技水平以及优异的成绩。所以,设计出一种游泳项目训练速度诱导仪,在游泳项目训练中作为辅助训练器材使用,对提高游泳运动员的竞技水平具有积极意义。而且为我国游泳这项竞技运动增添更多的科技因素,可以促进我国游泳运动的科学发展,对缩小与世界上游泳项目传统大国如澳大利亚、美国等国家之间的差距有着重要意义。运用游泳项目训练电子速度诱导仪
语音合成技术的迅猛发展对自动说话人验证系统构成了威胁。为了提高自动说话人验证系统的安全性,我们需要研究如何鉴别自然语音和合成语音。本文在分析现有合成语音检测技术的基础上,研究了基于倒谱系数特征的合成语音检测技术。论文的主要研究工作如下:1.提出了基于Gammatone频率修正群延时倒谱系数(GFMGDCC)的合成语音检测算法。该方法对语音信号提取GFMGDCC特征,并使用长短时记忆(LSTM)分类
工业领域向自动化的发展使得伺服控制系统在数控机床、航空航天、机器人等领域不可或缺,永磁材料和控制策略的发展使得永磁同步电机可以在性能和控制算法的简易程度上媲美直流电机,新型电力电子器件和高性能微控制器的诞生则使伺服系统由分立向集成、模拟向数字、低频向高频发展。在此背景下,本文完成对永磁同步电机伺服控制器的研发,所实现的伺服控制器可以完成速度控制和位置控制两种控制方式。首先,本文从永磁同步电机的数学
柔性无酶葡萄糖传感器因在临床诊断、柔性可穿戴设备和体内植入器件等方面的重要性和潜在应用引起人们的广泛关注。目前,低成本地制备具有低检测限、高稳定性和高灵敏度的柔性无酶葡萄糖传感器仍存在一定的局限性。与此同时,仿生微纳分级结构因其大的比表面积逐步被研究者发现和应用,其在柔性无酶葡萄糖传感器方面的潜在应用也不容小觑。低成本和大面积地制备微纳分级结构的方法一直是研究的热点和难点所在。因此,本研究面向柔性