多维分类(multi-dimensional classification,MDC)模型在处理高维特征时面临计算效率与泛化性能的挑战。特征选择通过筛选有效特征子集,可同时降低维度并提升分类器性能。已有的MDC研究主要集中于显式地建模类空间之间的依赖关系,而面向...多维分类(multi-dimensional classification,MDC)模型在处理高维特征时面临计算效率与泛化性能的挑战。特征选择通过筛选有效特征子集,可同时降低维度并提升分类器性能。已有的MDC研究主要集中于显式地建模类空间之间的依赖关系,而面向MDC的特征选择方法仍需深入探索。针对MDC数据的特点,设计了一种互信息与遗传算法融合的多维分类特征选择算法MIGA(multi-dimensional classification feature selection algorithm based on fusion of mutual information and genetic algorithm)。该算法设计基于类空间综合相关性的种群初始化策略,以增加种群的多样性并加速收敛;提出自适应变异策略,依据特征综合得分动态调整变异概率以平衡全局探索与局部开发能力;融合MDC三项指标构建负加权和形式的适应度函数以适配GA优化框架。在10个MDC数据集上的实验结果表明:相较于特征映射降维方法(PCA、MDS)、监督式MDC降维方法SDeM(supervised dimensionality reduction for MDC)以及专用于MDC的过滤式特征选择算法MIFS(mutual information feature selection),MIGA所获特征子集显著提升了多维分类模型的泛化性能。展开更多
针对RandLA-Net网络进行点云语义分割存在局部特征提取模块缺乏细粒度特征描述能力、缺乏全局上下文信息,影响分割精度和效率问题,提出了融合点云多维特征的点云语义分割方法。该方法首先利用传统的点云特征算法计算点云的单点特征、形...针对RandLA-Net网络进行点云语义分割存在局部特征提取模块缺乏细粒度特征描述能力、缺乏全局上下文信息,影响分割精度和效率问题,提出了融合点云多维特征的点云语义分割方法。该方法首先利用传统的点云特征算法计算点云的单点特征、形状特征和快速点特征直方图(fast point feature histograms,FPFH)特征,然后利用LightGBM作为基本分类器,提出改进的递归特征选择算法,从而获得最重要的t个特征,然后,将筛选出的t个特征和点云数据输入到点云语义分割网络进行训练,该网络是RandLA-Net网络架构改进形式,通过局部特征聚合模块得到最终的聚合特征,利用4层解码层和3层全连接层实现室内点云的语义分割,输出点云语义标签。在S3DIS数据集上实验验证,结果表明:与PointNet、PointNet++、RandLA-Net算法相比,该算法充分利用了点云数据的多维特征,有效的提高了点云语义分割的准确性。展开更多
在复杂梨园环境中,传统视觉导航方法容易受到光照变化、杂草遮挡等因素的干扰。针对此问题,本文提出了一种基于改进YOLO v8模型的梨园导航线提取方法。该方法在YOLO v8模型中集成了多尺度大核注意力(Multi-scale large kernel attention...在复杂梨园环境中,传统视觉导航方法容易受到光照变化、杂草遮挡等因素的干扰。针对此问题,本文提出了一种基于改进YOLO v8模型的梨园导航线提取方法。该方法在YOLO v8模型中集成了多尺度大核注意力(Multi-scale large kernel attention,MLKA)模块以增强对树干特征的感知。设计了多帧特征点融合机制,通过记录并利用连续5帧图像中检测到的特征点,有效弥补了单帧图像特征点不足的问题。此外,引入随机抽样一致性(Random sample consensus,RANSAC)算法,分别对左右两侧树行的特征点进行降噪处理,并使用最小二乘法进行树行线拟合。通过计算左右两侧树行线的角平分线生成果园导航线。实验结果表明:改进模型在复杂的果园环境中,树干检测的精确率(Precision)达到89.8%,召回率(Recall)达到79.9%,平均精度均值(mean average precision,mAP50-95)达到了55.1%。结合多帧特征点融合与RANSAC降噪生成的导航线与手动标注的参考导航线之间的角度偏差均值为1.17°,位置偏差均值为20.40像素,均方根偏差均值为0.27。本文方法为梨园环境中的视觉导航提供了一种低成本、高适应性的技术方案。展开更多
摘要多维分类(multi-dimensional classification,MDC)模型在处理高维特征时面临计算效率与泛化性能的挑战。特征选择通过筛选有效特征子集,可同时降低维度并提升分类器性能。已有的MDC研究主要集中于显式地建模类空间之间的依赖关系,而面向MDC的特征选择方法仍需深入探索。针对MDC数据的特点,设计了一种互信息与遗传算法融合的多维分类特征选择算法MIGA(multi-dimensional classification feature selection algorithm based on fusion of mutual information and genetic algorithm)。该算法设计基于类空间综合相关性的种群初始化策略,以增加种群的多样性并加速收敛;提出自适应变异策略,依据特征综合得分动态调整变异概率以平衡全局探索与局部开发能力;融合MDC三项指标构建负加权和形式的适应度函数以适配GA优化框架。在10个MDC数据集上的实验结果表明:相较于特征映射降维方法(PCA、MDS)、监督式MDC降维方法SDeM(supervised dimensionality reduction for MDC)以及专用于MDC的过滤式特征选择算法MIFS(mutual information feature selection),MIGA所获特征子集显著提升了多维分类模型的泛化性能。
摘要针对RandLA-Net网络进行点云语义分割存在局部特征提取模块缺乏细粒度特征描述能力、缺乏全局上下文信息,影响分割精度和效率问题,提出了融合点云多维特征的点云语义分割方法。该方法首先利用传统的点云特征算法计算点云的单点特征、形状特征和快速点特征直方图(fast point feature histograms,FPFH)特征,然后利用LightGBM作为基本分类器,提出改进的递归特征选择算法,从而获得最重要的t个特征,然后,将筛选出的t个特征和点云数据输入到点云语义分割网络进行训练,该网络是RandLA-Net网络架构改进形式,通过局部特征聚合模块得到最终的聚合特征,利用4层解码层和3层全连接层实现室内点云的语义分割,输出点云语义标签。在S3DIS数据集上实验验证,结果表明:与PointNet、PointNet++、RandLA-Net算法相比,该算法充分利用了点云数据的多维特征,有效的提高了点云语义分割的准确性。
摘要在复杂梨园环境中,传统视觉导航方法容易受到光照变化、杂草遮挡等因素的干扰。针对此问题,本文提出了一种基于改进YOLO v8模型的梨园导航线提取方法。该方法在YOLO v8模型中集成了多尺度大核注意力(Multi-scale large kernel attention,MLKA)模块以增强对树干特征的感知。设计了多帧特征点融合机制,通过记录并利用连续5帧图像中检测到的特征点,有效弥补了单帧图像特征点不足的问题。此外,引入随机抽样一致性(Random sample consensus,RANSAC)算法,分别对左右两侧树行的特征点进行降噪处理,并使用最小二乘法进行树行线拟合。通过计算左右两侧树行线的角平分线生成果园导航线。实验结果表明:改进模型在复杂的果园环境中,树干检测的精确率(Precision)达到89.8%,召回率(Recall)达到79.9%,平均精度均值(mean average precision,mAP50-95)达到了55.1%。结合多帧特征点融合与RANSAC降噪生成的导航线与手动标注的参考导航线之间的角度偏差均值为1.17°,位置偏差均值为20.40像素,均方根偏差均值为0.27。本文方法为梨园环境中的视觉导航提供了一种低成本、高适应性的技术方案。