车辆检测--DAVE: A Unified Framework for Fast Vehicle Detection and Annotation

提出了一种名为DAVE的统一框架,用于快速车辆检测和属性学习。该框架包括两个主要模块:fastvehicleproposalnetwork(FVPN)用于车辆检测,attributeslearningnetwork(ALN)用于提取车辆属性。FVPN包含多个卷积层和池化层,而ALN基于GoogLeNet,并增加了用于表示车辆、姿态、颜色和类型的全连接层。

DAVE: A Unified Framework for Fast Vehicle Detection and Annotation
ECCV2016

本文使用深度学习进行车辆检测和属性学习。提出的系统为 Detection and Annotation for Vehicles (DAVE)
DAVE 可以干什么了?如下图所示:

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DAVE 由两个模块构成:车辆检测模块 fast vehicle proposal network (FVPN),车辆属性提取模块 attributes learning network (ALN)。
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对于 FVPN 检测模块,有三个卷积层,两个池化层,随后分叉为三个 1×1 卷积层,这三个 1×1 卷积层分别对应Conv_fc_class 检测有无车辆, Conv_fc_bbr 坐标回归, Conv_fc_knowledge 从 ALN 学习到的信息,辅助检测。

对于 ALN,我们使用 GoogLeNet,在GoogLeNet后面加了4个全链接层 表示:V , P, C and T,V表示是否是车辆, P, C 和 T分别表示 pose, color and type。

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结果对比:
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### Unified MPC Framework for Whole-Body Dynamic Locomotion and Manipulation 在机器人学中,整体身体动态运动和操作的统一模型预测控制(MPC)框架是一种先进的控制策略,用于同时优化移动机械手或仿人机器人的运动和操纵任务。这种框架通过将多个任务整合到一个统一的优化问题中,能够实现复杂的动态行为,例如跳跃、跑步、抓取和平衡等[^1]。 #### 1. 统一MPC框架的核心思想 统一MPC框架的核心思想是通过定义一组任务优先级和约束条件,将多个子任务(如末端执行器运动、力控制、碰撞避免和姿势稳定性)集成到一个单一的优化问题中。这种方法允许控制器在实时环境中高效地解决复杂的多目标优化问题,从而实现动态和敏捷的运动[^2]。 #### 2. MPC框架的数学描述 统一MPC框架通常基于以下优化问题: ```math \min_{u} \sum_{k=0}^{N} J(x_k, u_k) + J_f(x_N) ``` 其中: - \(x_k\) 表示系统状态; - \(u_k\) 表示控制输入; - \(J(x_k, u_k)\) 表示阶段成本函数; - \(J_f(x_N)\) 表示终端成本函数; - \(N\) 表示预测时域长度。 此外,框架还包括一系列约束条件,例如动力学约束、接触力限制和任务优先级约束[^3]。 #### 3. 实现细节与应用 为了实现高效的计算性能,统一MPC框架通常结合了以下技术: - **稀疏优化**:通过稀疏矩阵技术减少计算复杂度。 - **并行计算**:利用GPU加速训练过程,例如CoRL 2022中的legged-gym框架展示了这一点[^2]。 - **模块化运动技能**:通过预定义的运动技能库提高控制器的适应性。 #### 4. 优势与挑战 统一MPC框架的主要优势在于其能够处理复杂的多任务场景,并确保系统的稳定性和鲁棒性。然而,该方法也面临一些挑战,例如高计算需求和对精确模型的依赖。为了解决这些问题,研究者们正在探索基于学习的方法来增强传统MPC框架的性能[^2]。 ```python # 示例代码:简单的MPC优化问题 import numpy as np def mpc_optimization(x0, N, Q, R, A, B): # 初始化变量 x = [x0] u = [] # 迭代求解 for k in range(N): K = np.linalg.inv(R + B.T @ Q @ B) @ B.T @ Q @ A uk = -K @ x[-1] xk_next = A @ x[-1] + B @ uk x.append(xk_next) u.append(uk) return np.array(u), np.array(x) # 参数设置 x0 = np.array([1, 0]) N = 10 Q = np.eye(2) R = np.eye(1) A = np.array([[1, 1], [0, 1]]) B = np.array([[0], [1]]) # 调用优化函数 u, x = mpc_optimization(x0, N, Q, R, A, B) print("Control Inputs:", u) print("States:", x) ```
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