分区基于密度的聚类算法在激光雷达行人检测系统中的应用

行人检测过程中原始DBSCAN算法不能正确地对密度不均匀的激光点云聚类,产生错误的聚类结果导致行人检测系统出现误检和漏检。为解决这一问题,基于激光雷达的行人检测系统在原始密度聚类算法DBSCAN的基础上提出了分区DBSCAN算法。该算法将密度不均匀的点云数据划分为若干个密度相对均匀的分区,从而能实现对行人的快速准确检测。实验结果表明原始DBSCAN算法行人检测率为62.47%,使用分区DBSCAN算法的激光雷达行人检测系统行人检测率达到82.21%,相对于原始DBSCAN算法检测精度提高了19.74%;而且在时间消耗上也比原始DBSCAN算法降低了16.22%。     

改进的DBSCAN空间聚类算法研究

DBSCAN算法是一种基于密度的空间数据聚类方法, 聚类速度快, 且能够有效处理噪声点和发现任意形状的空间聚类.但是数据量大时要求较大的内存支持和IO消耗, 当空间聚类的密度不均匀,聚类间距离相差很大时, 聚类质量较差.本文在DBSCAN算法的基础上提出一个划分不同密度分别聚类的算法.测试结果表明可以改善聚类效果.     

一种基于距离的聚类和孤立点检测算法

提出了一种基于距离的聚类和孤立点检测算法(DBCOD),根据距离阈值对数据点进行聚类,在聚类过程中记录每个数据点的密度,并根据密度阈值确定数据点是否为孤立点.实验结果表明,该算法不仅能够对数据集进行正确的聚类,可以发现任意形状的聚类,算法执行效率优于DBSCAN,具有对噪音数据、数据输入顺序不敏感等优点,同时还能有效地进行孤立点检测.     

一种改进的汽车雷达数据实时聚类算法

为了更好地在复杂多目标环境下进行汽车雷达数据的实时聚类,使用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)对基于密度的聚类算法(DBSCAN)进行改进,并通过仿真和实测实验进行验证。结果表明:新算法在进行增量聚类时每次耗时可以保持在一个稳定且较低的水平;新聚类在不增加时间复杂度的情况下进行自适应聚类,可以解决汽车雷达数据密度不均匀的情况。可见新算法同时实现了增量和自适应DBSCAN聚类,同时保证聚类的效率和准确度。     

基于密度噪声应用空间聚类算法的机载激光雷达建筑物点云提取与单体化

针对机载激光雷达建筑物点云提取过程中自动化提取困难,以及提取后的建筑物单体化过程繁琐等问题,提出一种基于DBSCAN算法的机载雷达建筑物点云提取与单体化的方法。该方法对预处理后的点云数据基于DBSCAN算法进行去噪与初步的提取,通过三维密度聚类,将建筑物的点云进行提取与自动单体化。根据建筑物点云密度的特点,进行二维的密度聚类,结合DOM进行点云分割。最后将处理后的点云数据进行优化处理,并将建筑物单体化簇类进行提取,得到单体化建筑物点云。结果表明：本文采用的提取方法提取的建筑物点云数量正确率为97.36%,轮廓边长的中误差为0.077,可以有效的提取出建筑物点云并将其单体化。     

一种改进的毫米波雷达聚类算法

针对毫米波雷达数据均匀性差,数据量小,噪点多等问题,提出一种基于DBSCAN (density-based spatial clustering of applications with noise)的雷达自适应聚类算法.改进算法能够根据K近邻距离和目标反射截面自适应调整聚类半径.首先给出一种聚类半径根据K近邻距离动态调整的机制:目标第K个近邻的距离与阈值相比较,以确定阈值半径取值.再提取雷达提供的目标反射截面,基于该值计算目标假象半径作为聚类半径的补充量.实现根据目标反射截面与数据稀疏程度自适应聚类的效果.将改进算法与不同参数的DBSCAN聚类算法在真实雷达点云数据进行实验对比.相较于选取合适参数的DBSCAN算法,改进算法能够更好适应毫米波雷达点云特征,对行人目标识别准确率提高4.18％,对车辆目标识别准确率提高5.63％.     

基于点云与图像决策级融合的道路行人检测

现有基于点云与图像融合的行人检测要求高算力的处理平台,应用于低算力低功耗的嵌入式平台时,无法满足行人检测的准确率和实时性.基此提出一种融合点云与图像的道路行人检测方法,该方法采用DBSCAN算法对点云进行聚类,然后,运用概率数据关联算法将行人点云与图像的行人检测结果进行决策级融合,最后,在嵌入式计算平台上进行软硬件集成与测试验证.实验结果表明,相比于其他目标检测算法,设计的融合点云与图像的道路行人检测方法,不仅提高了道路行人方位的检测精度,而且检测用时降低了46.6％以上.     

基于改进DBSCAN算法的激光雷达车辆探测方法

结合车辆行驶的实际环境,提出了一种基于改进DBSCAN快速聚类算法的激光雷达车辆探测方法.建立激光雷达与摄像机传感器坐标与车辆坐标之间的转换模型,进行数据融合,通过改进DBSCAN算法对雷达数据进行去噪声和聚类处理,根据车辆在激光雷达探测中的形状特征模型进行形状匹配,实时完成车辆探测,并将探测结果投影至图像上.实车实验结果证明,改进的DBSCAN算法在车辆探测应用中具有良好的准确性和实时性.     

快速鲁棒的密度基聚类算法

为有效改善基于密度的聚类算法的聚类效果,提出了判定顺序聚类算法的聚类合理性的形式判据,简述了其神经生物学证据,并据此给出了可有效改善DBSCAN算法的聚类精度和时间效率的新算法DBSCANJZPoll．该算法首先以随机处理次序多次执行一个顺序依赖的子进程;再根据子进程的各次执行结果,由“合理聚类”的形式判据和简单的统计原则确定最终聚类结果．在聚类精度方面,仿真实验表明,DBSCANJZPoll可有效处理密度不均匀的样本集,聚类效果显著优于DBSCAN．在时间效率方面,理论分析表明,对于中高维样本集,DBSCANJZPoll的时间复杂性渐近于O(N),优于DBSCAN算法族中其他算法至少O(N log N)的复杂性;对于低维样本集的仿真也表明, DBSCANJZPoll具有相对优化的时间效率．     

裂纹图像分割与提取的聚类分析方法

提出了一种模糊C均值聚类和密度聚类算法相结合的方法对裂纹图像进行分割提取.使用标准的模糊C均值聚类算法来对原始图像进行初始聚类,得到包含裂纹区域的候选点.本文还提出裂纹狭长度与区域向量2种概念,并用来去除候选点中的伪裂纹.然后,利用密度聚类算法(DBSCAN算法)对候选点进行裂纹聚类,提取出最终的裂纹图像.实验结果证明,使用上述方法对裂纹图像进行分割提取可以得到很好的效果.     

基于改进YOLOv5的拥挤行人检测算法

针对密集场景下行人检测的目标重叠和尺寸偏小等问题，提出了基于改进YOLOv5的拥挤行人检测算法。在主干网络中嵌入坐标注意力机制，提高模型对目标的精准定位能力；在原算法三尺度检测的基础上增加浅层检测尺度，增强小尺寸目标的检测效果；将部分普通卷积替换为深度可分离卷积，在不影响模型精度的前提下减少模型的计算量和参数量；优化边界框回归损失函数，提升模型精度和加快收敛速度。实验结果表明，与原始的YOLOv5算法相比，改进后YOLOv5算法的平均精度均值提升了7.4个百分点，检测速度达到了56.1帧/s，可以满足密集场景下拥挤行人的实时检测需求。     

基于图像变换的递归式行人错检校验算法

针对现有HOG特征行人检测器容易受到复杂背景环境的干扰而降低检测效率的问题,提出一种基于图像的递归式行人错检校验算法。在保持行人检测器原有结构不变的基础上,对行人检测器的检测结果进行图像变换,变换结果作为新的输入图像,将原有检测器构成一个递归式错检校验处理结构。采用尺寸归一化、均衡和锐化图像变换方法,对行人检测器检测结果不断迭代校验,以达到降低错检率的目的。同时引入模糊决策判决终止条件,实现合理的迭代退出。经INRIA数据集和实测图片的仿真分析表明,该方法能够有效去除行人检测器输出的错误检测结果,正确检测率在原有基础上提高7.6%,在复杂背景条件下仍有效。     

动态卷积的3D点云目标检测算法

针对不规则且稀疏的点的提取特征问题,提出一种以动态卷积作为特征提取的3D点云目标检测算法.首先,以一种新型的动态卷积的方式自适应学习点的位置特征,分类出前景点与背景点,同时对提取出的前景点逐一做回归框;然后,用非极大值抑制选出分数值最好的回归框.其次,进行粒度的细化,得到修正规范的3D回归框,完成3D物体的目标检测.最后,在KITTI数据集上验证算法的有效性.结果表明：文中所提算法在汽车类、行人类、自行车类数据集上的3D点云目标检测精度更高.     

利用行人运动特性的TLD快速检测算法

针对TLD目标检测时需全局穷举搜索耗时较高的问题,提出一种基于行人运动特性的区域优化算法。该算法可有效预测行人在图像中的可能区域,从而减小检测计算复杂度,提高算法效率。经仿真分析表明,该算法在原有目标检测性能不变的情况下,检测耗时较原算法平均降低81.54 %,跟踪速率平均提升4倍,跟踪实时性明显提高。     

基于目标检测的激光雷达道路边缘检测算法

道路边缘检测是自动驾驶车辆环境感知的重要组成部分,有效地从点云数据中提取道路边缘信息,有利于进行目标检测以及可行驶区域检测。针对点云道路边缘检测问题,提出了一种考虑车辆等道路参与者对道路边缘检测带来干扰的解决方案。首先,采用地面点云分割算法,将原始点云分割成地面点云和非地面点云;其次,根据车辆等道路参与者的固有特性,采用点云聚类算法对点云进行聚类,并将符合车辆等道路参与者特性的非地面点云进行滤除;再次,根据道路边缘点云在二维平面内,能够有效的遮挡激光发射中心点与非道路边缘点之间的连线,从而提取道路边缘点云;最后,采用随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法对道路边缘点云进行多项式拟合,并使用扩展卡尔曼滤波器对道路边缘进行跟踪。实验结果表明,所提点云道路边缘检测算法能够消除车辆等道路参与则对点云道路边缘检测的影响,且算法满足实车实时性和鲁棒性要求。     

基于自适应DBSCAN的雷达目标跟踪算法

直接对三坐标航管一次雷达点迹录取器中录取到的点迹进行航迹起始、跟踪等处理后,会形成大量虚警,运算量大。进行目标跟踪时,候选点迹集合数量庞大是造成目标跟踪过程运算量大的主要原因。文中基于动态自适应DBSCAN聚类算法,结合经典卡尔曼滤波跟踪算法,提出了动态自适应DBSCAN聚类跟踪混合算法,来减少候选点迹集合数量。实验结果证明,本文提出的算法实现了无效点迹数的减少、航迹质量的提高以及运算时间的下降。通过动态自适应DBSCAN聚类跟踪混合算法,能迅速跟踪到三坐标航管一次雷达探测到的目标并形成目标航迹,可以及时发现黑飞目标,将对正常民航飞机飞行的干扰降到最低。