基于改进YOLOv5的鱼眼图像目标检测算法

针对自动驾驶场景下车载鱼眼相机采集到的图像存在畸变严重、场景复杂、尺度变化剧烈、小目标多以及传统的目标检测模型的检测精度不高的问题,提出了一种基于YOLOv5s改进的鱼眼图像检测模型YOLOv5s-R.首先,为解决小目标难识别的问题,提出随机裁剪多尺度训练的数据增强方法,该方法优于消融实验所得的最优数据增强方法.其次,为了提高模型的检测精度,在网络头部添加置换注意力机制与轻量化解耦头,增强模型对特征的提取能力与识别能力,并抑制噪声干扰.最后,模型额外增加角度预测项,实现旋转框目标检测.通过构建环形标签并用高斯函数对标签平滑,解决了旋转框角度的周期性问题;又对损失函数进行了优化,提出了RIOU,在CIOU的基础上增加角度惩罚项,提高了回归精度并加快了模型的收敛.实验结果表明,提出的YOLOv5s-R模型在WoodScape数据集上取得良好的检测效果,相比于原始的YOLOv5s模型,mAP@0.5、mAP@0.5∶0.95分别提升了6.8%、5.6%,达到82.6%、49.5%.     

多元散射校正和逐步回归法建立黑土有机碳近红外光谱定量模型

采用全谱建立近红外校正模型,计算工作量大且冗余信息多。通过特定方法筛选特征波长有可能得到更好的定量校正模型。逐步回归法在波长选取方面起到了重要的作用。多元散射校正技术（Multiple scatter correction,MSC）可以有效剔除由样品颗粒大小、装填密度、湿度等不同引起的散射影响,有效提高光谱的信噪比。以我国东北黑土为研究对象,采集了136个土壤样品3699cm^-1-12000cm^-1范围的近红外光谱,利用多元散射校正技术对近红外原始光谱数据进行预处理,评价MSC的去噪效果,并利用多元线性回归法建立了土壤有机碳含量与校正光谱优选波长点处吸光度之间的关系模型,评价多元逐步回归法优选波长的有效性。结果表明,多元散射校正技术有效降低了散射的影响,提高了相关光谱的信噪比,模型决定系数从0．598提高至0．681。基于手动挑选波长建立的模型决定系数高达0．956,预测样品集模型预测值与实测值之间的相关系数为0．823。手动挑选波长建立的SOC模型预测能力优于基于逐步回归方法建立的定量模型,利用逐步回归分析法优选波长还需要进一步研究。图7,参26。     

背景辐射对拦截器导引头探测性能的影响分析

在综合考虑背景辐射、光学系统近场辐射、探测器及其后续处理电路和焦平面非均匀性噪声影响的基础上,建立了拦截器导引头红外传感器的探测性能模型。根据文献给定的拦截器导引头参数对模型进行了验证,并利用所建立的模型分析了背景辐射对拦截器探测性能的影响。提出的方法和模型具有通用性,可用于分析背景辐射影响下各种拦截器红外导引头的探测能力。     

红外探测器成像仿真

红外探测器是红外成像技术的核心,直接影响着红外成像系统的性能。在分析目标成像尺寸的基础上,详细分析光学弥散、探测器噪声、成像阵列盲元等的形成机理,并进行建模和仿真,最后将这些模型依次叠加。采用此方法得到的仿真图像充分考虑了探测器各种效应的影响,提高了仿真图像的真实性与逼真度,可为红外成像系统的研制及目标检测识别算法提供测试场景与依据。

Abstract：

Infrared detector, which can directly influence the performance of infrared imaging system, plays a key role in infrared imaging technology. The scale of the target image, the causation of optics dispersion, noise of the detector and blind pixels in the imaging arrays were detailed analyzed. More actual infrared images would be simulated by adding the effects mentioned above to the theoretical image model, because the ill effects were calculated. The simulated images could be used to test infrared imaging system or the algorithm of target detecting and recognition.     

基于UKF-IMM的双红外机动目标跟踪算法

为了有效解决红外机动目标跟踪精度问题,提出基于UKF的交互式多模型IMM红外机动目标跟踪算法.该方法采用Markov过程描述多个目标模型间的切换,同时导出滤波器输入输出均加权的交互式算法.滤波器采用UKF,避免计算扩展卡尔曼滤波EKF所需的Jacobi矩阵,适用于非线性、非高斯的目标系统模型和观测模型,同时UKF可供多个模型共用,便于软、硬件实现.最后,用双红外探测器对S型机动目标进行仿真实验,给出应用该方法的具体步骤,验证了IMM-UKF的稳定性、有效性和精确性.     

基于大气传输模型的动态目标红外成像仿真

在建立目标热模型的基础上,考虑了红外辐射的大气吸收模型,进而提出了在动态目标红外仿真中大气透率的计算方法。利用计算机实现了汽车的三维造型,汽车表面红外辐射的计算大,气衰减量的计算,得到了经过大气衰减的红外模拟热像。     

红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型

在红外成象自寻的导弹半实物仿真系统精度分配中 ,各仿真设备对整个系统的仿真精度灵敏度难以计算。本文建立红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型 ,利用数学仿真实验和统计拟合成功地解决了这一难题 ;根据动力学基本定理、图象处理算法和国家仿真设备的规范标准建立了导弹、弹体三轴转台、目标二轴模拟转台、过载模拟器和红外成象系统的数学模型。所建模型 ,不进行刚体运动模型的线性化 ,充分考虑了转台各轴之间的耦合作用和红外成象技术的影响 ,更精确、更全面地反映了仿真系统的实际运行特性 ,并具有较强的通用性     

自动避障三轮管道机器人设计

管道机器人作为一种有效的探测设备,可以深入人类无法到达的狭小空间内执行勘查任务。轮式机器人具有结构简单、运动连续平稳、速度快、可靠性高等诸多优点,因此开发了基于STC系列单片机的三轮轮式结构管道机器人。应用红外传感器电路实现有效避障功能;加入角度传感器模块,确保机器人可以在管道最底端平稳行进;采用脉宽调制技术驱动直流电机,通过改变占空比来控制机器人运动。设计的轮式管道机器人实物具有体积小、可裁剪性强、便捷等特点,能够完成管道内探测、数据收集等功能。     

基于Snake模型的病变CT肺部图像分割

传统的肺实质分割算法大多基于阈值法、区域增长、边缘提取以及形态学等方法,这对健康肺部CT图像可以得到比较理想的分割结果,但临床上所面临的CT图像大多具有各种病变,严重时会导致肺实质大面积缺失或呈区域性离散块状,这使得传统的肺实质分割算法效果不理想.为此,提出一种以生理解剖学知识为基础并基于Snake模型的肺实质分割算法.通过多组CT图像实验表明,无论肺内有无病变,该算法对CT肺部图像分割效果理想,而且速度快、完全自动.     

红外传感器自身效应仿真研究

在实验室里采用硬件闭环方式测试和评估红外导引头信息处理机需要实时、高逼真度的红外光电仿真技术。为了在硬件闭环仿真中更真实有效的评估导引头信息处理机算法的性能，必须在硬件闭环仿真中增加红外传感器效应自身仿真的环节。通过对红外传感器自身效应的仿真方法和需要实现的关键功能进行分析，确定了仿真功能流程。充分考虑到多种处理要求，设计了一种基于FPGA＋DSP的硬件实现方式。最后通过实验结果验证了设计方法的有效性。