基于深度学习的无人机航拍目标检测研究综述

目标检测是提高无人机（UAV）感知能力的关键技术之一,其研究对于无人机的应用有着重要意义。与基于手工特征的传统方法相比,基于卷积神经网络的深度学习方法具有强大的特征学习和表达能力,成为目前目标检测任务的主流算法。近年来,目标检测技术已经在自然场景图像上取得了一系列突破性进展,在无人机领域的研究也逐渐成为热点。首先系统阐述了基于深度学习的目标检测算法的研究进展,并总结了相关算法的优缺点。对常见的航空影像数据集进行了梳理并介绍了迁移学习的方法;从无人机影像背景复杂、目标较小、视场大、目标具有旋转性的特点出发,对无人机目标检测在近期的研究进行了归纳和分析。最后讨论了存在的问题和未来可能的发展方向。     

无人机空中对接中的视觉导航方法

无人机空中加油是一种能有效提升巡航里程及续航时长的技术手段,近距相对位置和姿态测量技术是其中需要解决的关键问题之一。针对该问题研究了无人机自主空中对接中的视觉导航方法,完成了近距对接的地面实验。首先,利用移动对接图标和无人机的GPS/INS信息进行无人机的粗略导航,完成会合;再充分利用视觉图标的颜色与形状信息,通过颜色分割选取目标可能区域,在这些区域中进行快速椭圆检测,针对椭圆检测算法存在误检测及边缘不重合的问题,提出了椭圆检测与轮廓检测相结合的方法,能够更准确地描述图标边缘;最后,利用改进的OI算法进行相对位姿的估计,实现近距的精确导航。实验结果表明,无人机在较高速度下的跟踪效果良好,采用的视觉导航方法能够满足空中对接中精度与实时性的要求。     

基于深度学习的小目标检测研究进展

随着深度学习方法的快速发展,目标检测作为计算机视觉领域中最基本、最具有挑战性的任务之一,已取得了令人瞩目的进展。现有的算法大多针对于具有一定尺寸或比例的大中型目标,但由于待测目标尺寸小、特征弱等原因,对小目标的检测性能还远远不能令人满意。小目标检测（SOT）作为一种广泛应用于室外远程拍摄和航空遥感场景的技术,近年来受到了广泛的关注,各种方法层出不穷,但是目前对该问题的全面综述较少。从问题定义、算法分析、应用介绍、方向展望等方面对基于深度学习的小目标检测研究进展进行了综述。首先,给出了小目标检测问题的定义,阐述了其技术难点及在实际应用中面临的挑战;接着,从8个不同角度分析了检测器对小目标检测精度较低的主要原因及相应的改进方法,详细归纳总结了小目标检测在各技术方面的研究工作;然后介绍了几个特定场景下小目标检测算法的典型应用;最后,对小目标检测未来的发展趋势进行展望,提出可行的研究方向,期望为该领域的研究工作提供可借鉴和参考的思路。     

无人机自动着陆中的机器视觉辅助技术

设计了一套辅助无人机自动着陆的机器视觉系统。该系统由机载硬件设备和用户开发软件共同组成,用以完成数字图像处理任务和无人机运动参数估计任务。系统传感器包括一个单目摄像机和机载惯性陀螺;数字图像处理使用的主要算法有图像的轮廓提取、角点检测和模版匹配。基于角点处各个方向上灰度差变化较大的特征,依据最小核值相似(SUSAN)算法和角点几何结构分析,提出一种改进的角点特征提取算法;根据任务开发的位置参数估计算法依据摄像机透视投影理论,运用摄像机成像标定方法导出了一种高精度的位置测量模型。通过计算机仿真表明,所提出的计算机视觉位置参数估计算法可以达到无人机着陆过程的精度要求。     

基于多尺度分割注意力的无人机航拍图像目标检测算法

随着无人机（UAV）遥感技术的发展,无人机航拍图像目标检测逐渐成为无人机应用领域的一项核心技术,在交通规划、军事侦查及环境监测等领域具有重要应用价值。针对无人机图像中小目标实例多、背景复杂及特征提取困难的问题,提出一种基于多尺度分割注意力的无人机航拍图像目标检测算法MSA-YOLO。首先,利用嵌入在骨干网络瓶颈层的多尺度分割注意力单元建立多尺度特征间的远程依赖关系,从而强化关键特征的表达能力并抑制背景噪声干扰;其次,设计了一种自适应加权特征融合方法,该方法动态的优化各输出特征层权重,实现浅层特征与深层特征的深度融合;最后,在VisDrone公开数据集上的实验结果表明：该方法取得了34.7%的平均均值精度（mAP）,相比于基线算法YOLOv5提高了2.8%,在复杂背景下仍能显著提升无人机图像目标检测性能。     

基于多尺度深度学习的自适应航拍目标检测

无人机已经被广泛应用到各个领域,目标检测成为无人机视觉领域关键技术之一。针对无人机图像中场景复杂、尺度多变、小目标丰富等问题,提出了一种基于多尺度深度学习的自适应航拍目标检测算法。首先,构建自适应特征提取网络MSDarkNet-53,引入多尺度卷积方式,采用不同类型卷积核对不同尺寸目标进行运算,有效扩大感受野。其次,结合注意力机制的优点设计卷积模块,自适应优化特征权重,增强有效特征,抑制无效特征,得到表征能力更强的特征。最后,构建基于多尺度特征融合的预测网络,根据小目标的特点,选取多层级特征映射融合成高分辨率特征图,在单一尺度上进行目标分类和边界框回归。实验表明：本文算法提升了无人机图像的目标检测精度,具有良好的鲁棒性。     

基于机器视觉的目标识别分类方法

工业现场生产的产品批量小、更新快、品种多,存在工作效率低、检测或识别质量得不到保证等问题。为了解决此问题,提出了一种基于机器视觉的目标识别分类方法。采用线阵相机,通过控制产品运动,获取产品表面完整的信息图像,利用多层感知器对图像拼接和处理后的字符进行识别,确定产品型号及批次,引导机器人完成产品的准确分类。实验结果表明,方法识别时间18 ms,识别准确率98%,可有效解决人工作业的各种问题。     

带通信约束的多无人机协同搜索中的目标分配

为了研究通信约束对多无人机(UAV)协同搜索中目标分配任务的影响,提出了一种带通信约束的多无人机协同搜索中的目标分配方法,研究在通信约束条件下多无人机在协同搜索中如何进行目标分配。首先,基于无人机数学模型和搜索模型,建立了目标分配模型。其次,分析了通信约束条件,如通信距离限制、通信角度限制和通信时间延迟等对目标分配的影响,限定多无人机在通信距离和角度范围内才能通信,使用蒙特卡罗法来验证通信距离和角度对目标分配的影响,同时采用基于状态估计的无人机状态信息补偿方法来消除通信延迟的影响。仿真验证了带通信约束的多无人机协同搜索中的目标分配方法的合理性。     

Pre-locate net for object detection in high-resolution images

Small-object detection has long been a challenge. High-megapixel cameras are used to solve this problem in industries. However, current detectors are inefficient for high-resolution images. In this work, we propose a new module called Pre-Locate Net, which is a plug-and-play structure that can be combined with most popular detectors. We inspire the use of classification ideas to obtain candidate regions in images, greatly reducing the amount of calculation, and thus achieving rapid detection in ...     

A man-made object detection algorithm based on contour complexity evaluation

Man-made object detection is of great significance in both military and civil areas, such as search-and-rescue missions at sea, traffic signs recognition during visual navigation, and targets location in a military strike. Contours of man-made objects usually consist of straight lines, corner points, and simple curves. Motivated by this observation, a man-made object detection method is proposed based on complexity evaluation of object contours. After salient contours which keep the crucial information of objects are accurately extracted using an improved mean-shift clustering algorithm, a novel approach is presented to evaluate the complexity of contours. By comparing the entropy values of contours before/after sampling and linear interpolation, it is easy to distinguish between man-made objects and natural ones according to the complexity of their contours.Experimental results show that the presented method can effectively detect man-made objects when compared to the existing ones.     

GroupNet: Learning to group corner for object detection in remote sensing imagery

Due to the attractive potential in avoiding the elaborate definition of anchor attributes,anchor-free-based deep learning approaches are promising for object detection in remote sensing imagery. Corner Net is one of the most representative methods in anchor-free-based deep learning approaches. However, it can be observed distinctly from the visual inspection that the Corner Net is limited in grouping keypoints, which significantly impacts the detection performance. To address the above problem, ...     

基于概率模型运动检测技术的视频对象分割技术研究

MPEG-4最重要的特点是用音频-视频对象来描述内容和进行编码。这就需要按照视频对象进行视频图像分割,而视频对象具有时域和空域这两大特点,而时域分割又占主要的地位。研究了一种时域分割算法,即研究了一种运动检测技术方案,采用Til Aach,Andre Kaup提出的基于概率模型的运动检测技术,用Gauss模型描述噪声引起的像素值变化,将运动目标和有噪声的背景区别开来。最后,采用二值开闭重建滤波器来去除前景和背景中的“小洞”,从而获取了最终的运动检测掩码。     

Multi-block SSD based on small object detection for UAV railway scene surveillance

A method of multi-block Single Shot Multi Box Detector(SSD) based on small object detection is proposed to the railway scene of unmanned aerial vehicle surveillance. To address the limitation of small object detection, a multi-block SSD mechanism, which consists of three steps, is designed. First, the original input images are segmented into several overlapped patches.Second, each patch is separately fed into an SSD to detect the objects. Third, the patches are merged together through two stages...     

Cooperative fault detection and recovery in the GNSS positioning of mobile agent swarms based on relative distance measurements

Relative measurements are exploited to cooperatively detect and recover faults in the positioning of Mobile Agent(MA) Swarms(MASs). First, a network vertex fault detection method based on edge testing is proposed. For each edge, a property that has a functional relationship with the properties of its two vertices is measured and tested. Based on the edge testing results of the network, the maximum likelihood principle is used to identify the vertex fault sources. Second, an edge distance testing...     

舰空导弹武器系统协同作战能力试验中协同目标指示模拟

针对舰空导弹武器系统协同作战能力试验中亟需解决的协同目标指示难题,借鉴美海军实际经验,提出了不动用舰艇条件下的协同目标指示模拟总体方案。介绍了协同目标指示模拟采用的测控信息预处理、时空同步和信息融合跟踪方案,重点研究了测控信息实时精度匹配方案,提出了基于误差合成分配技术的卡尔曼滤波实时精度匹配方法,并分析了协同目标信息传输性能需求。运用Simulink仿真技术验证了提出的目标指示模拟方案的有效性。     

协同设计中的版本管理解决方案

版本管理是计算机协同设计系统的重要组成部分。本文提出了一种基于对象的版本管理模型,讨论了在该模型下版本管理的解决方案和应用。     

在JTable对象表格中实现输入校验

通过对JTdble及相应Swing组件的内部机制的研究，较为详细地介绍了在用JTable制作表格型编辑器时，对指定列的单元编辑器实现输入校验的技术；并对所涉及的类及自定义扩展类作了说明。