【摘要】：計算機視覺技術(shù)現(xiàn)如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),如視覺測量、事件監(jiān)測、目標(biāo)檢測、場景重建等等。其中目標(biāo)檢測技術(shù)作為計算機視覺領(lǐng)域的重要研究方向之一,它在軍事偵察、智慧城市、智能交通、視頻監(jiān)控等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。常用的目標(biāo)檢測算法有光流法、幀差法、背景差分法、匹配法等。隨著近些年來硬件性能的不斷提升以及新的算法的提出,基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法通過自主學(xué)習(xí)目標(biāo)特征,在目標(biāo)檢測領(lǐng)域中表現(xiàn)出了強大的魯棒性,甚至一些目標(biāo)檢測算法可以在服務(wù)器上實時的進行靜態(tài)或者動態(tài)目標(biāo)檢測。本文嘗試在嵌入式平臺NVIDIA Jetson TX1上開發(fā)一套多功能的硬件系統(tǒng),用于無人機上的實時車輛目標(biāo)檢測,并且可以通過慣性測量傳感器以及GPS傳感器,獲取當(dāng)前無人機飛行姿態(tài)以及地理位置坐標(biāo)。全文的主要內(nèi)容包括:第一章闡述了本文研究的背景以及意義,分析了動態(tài)目標(biāo)檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,給出了本文的主要研究內(nèi)容。第二章分析了移動端動態(tài)目標(biāo)檢測系統(tǒng)的需求,給出了系統(tǒng)的總體軟硬件方案,完成傳感器、嵌入式平臺等硬件的選型。第三章對比分析了光流法、幀差法、背景差分法、匹配法、深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)檢測等算法,選擇深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)檢測算法用于多種情況下的動態(tài)場景目標(biāo)檢測。第四章,主要基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實時目標(biāo)檢測方法進行了訓(xùn)練,并改進模型,在嵌入式上移植部署。首先制作車輛數(shù)據(jù)集VOCcar,進行訓(xùn)練;接著對目標(biāo)檢測模型tiny-yolo進行改進;最后將深度學(xué)習(xí)模型遷移部署在NVIDIA Jetson TX1上,實現(xiàn)了移動端的動態(tài)車輛目標(biāo)檢測,其中檢測幀率穩(wěn)定在20幀左右。第五章實現(xiàn)硬件系統(tǒng)與目標(biāo)檢測算法的集成,開發(fā)了原型系統(tǒng)。利用Arduino對無人機的姿態(tài)信息數(shù)據(jù)以及地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行采集,并采用卡爾曼濾波算法對數(shù)據(jù)進行濾波解算,獲取無人機更為準(zhǔn)確的姿態(tài)信息。第六章總結(jié)與展望,總結(jié)了論文的主要工作和成果,并展望了未來嵌入式人工智能硬件系統(tǒng)的研究以及發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V279
【圖文】：

隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多深度學(xué)習(xí)開發(fā)框架得到了眾多研究者的逡逑認(rèn)可，典型的代表有邋Ｔ0ｒｃｈ［２＂、Ｔｈｅａｎｏ［２２］、Ｃａｆｆｅ［２３］、Ｐｙｌｅａｍ２［２４］、ＴｅｎｓｏｒＦ丨ｏｗ［２５］、逡逑０龜也［２６］等。這些框架極大方便了研究者的學(xué)習(xí)與開發(fā)，部分框架如圖１．２所示。逡逑Ｃａｆｆｅ邋Ｐｙｌｅａｒｎ２逡逑ＰＹＴ６ＲＣＨ逡逑ＩＴ邋Ｔｅｎｓｏｒ邋Ｈｏ逡逑圖１．２深度學(xué)習(xí)開發(fā)框架逡逑伴隨著深度學(xué)習(xí)的浪潮，國內(nèi)外各大公司都早已開始進行相關(guān)研究。早在逡逑２０１２年，Ｇｏｏｇｌｅ就開展了一個利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)來識別視頻中貓臉的項目，利逡逑用１６０００個ＣＰＵ服務(wù)器在１０００萬個ＹｏｕＴｕｂｅ視頻上進行訓(xùn)練，最終使得程序逡逑可以自己識別貓臉。２０１４年，Ｇｏｏｇｌｅ在ＩＬＳＶＲＣ競賽中利用ＧｏｏｇｌｅＮｅｔ將分類逡逑的錯誤率降低至６．６６％。谷歌早期使用的是深度學(xué)習(xí)平臺是基于大規(guī)模ＣＰＵ集逡逑群的ＤｉｓｔＢｅｌｉｅｆ，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為超過８０００個ＧＰＵ組成的Ｔｅｓｏｒｆｌｏｗ上。谷歌的逡逑深度學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域主要包括：語音識別、圖像識別、圖像搜索、自然語言理解、逡逑谷歌翻譯等。著名的社交網(wǎng)站公司Ｆａｃｅｂｏｏｋ，于２０１６年公開了其深度學(xué)習(xí)平臺逡逑Ｔｏｒｃｈｎｅｔ以及自然語言理解引擎ＤｅｅｐＴｅｘｔ。Ｔｏｒｃｈｎｅｔ是建立在Ｔｏｒｃｈ上的外層框逡逑架，它提供模塊化設(shè)計，提高代碼的重用性，使得深度學(xué)習(xí)的實驗和應(yīng)用變得更逡逑加簡單、快速、高效。Ｔｏｒｃｈｎｅｔ可以用于圖像識別、自然語言處理等。此外

無人機的飛行姿態(tài)，以便掌握無人機當(dāng)前飛行狀況；搭載地理坐標(biāo)定位傳感器，逡逑可以將發(fā)現(xiàn)車輛目標(biāo)的地理位置進行保存，形成數(shù)據(jù)報表，以供后期數(shù)據(jù)分析。逡逑總體方案架構(gòu)如圖２．１所示。逡逑邐．邋？邐邐總~#統(tǒng)■姞邐逡逑＃機．云臺ｉｓ性傳感器逡逑邐ｉｚ邐＼７逡逑ｉ邐嵌入式移動端平臺逡逑ｉ邐邐邐邐邐邐：邐逡逑ｊ邐＾邐ＵＳＢ、ＩＩＣ、ＵＡＲＴ通信協(xié)議邐｜逡逑目標(biāo)檢測逡逑；邐軟ｆ邋數(shù)據(jù)曰志邋Ｑ邋｜逡逑地理坐標(biāo)提取逡逑圖２．１系統(tǒng)整體框架逡逑根據(jù)系統(tǒng)的功能需求將其分為硬件系統(tǒng)部分與軟件系統(tǒng)部分，兩者通過通訊逡逑協(xié)議相互聯(lián)系，組成冤整的系統(tǒng)。逡逑８逡逑

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本文編號：2741512