针对实时行人检测场景存在遮挡、形态姿势不同的行人目标,YOLOv5模型对于这些目标检测有明显的漏检问题,提出一种像素差异度注意力机制(pixel difference attention,PDA),不同于传统的通道注意力机制用全局均值池化(global average pooling,GAP)、全局最大值池化(global max pooling,GMP)来概括整张特征图的信息,全局池化将空间压缩成一个值来表征整个通道,造成了空间信息的流失,PDA将空间信息沿高和宽分别压缩,并将其分别与通道信息联系起来做注意力加权操作,同时提出一种新的通道描述指标表征通道信息,增强空间信息与通道信息的交互,使模型更容易关注到综合了空间和通道维度上的特征图的重要信息,在主干网络末端插入PDA后使模型平均精度(mean average precision,mAP)0.5提升了2.4个百分点,mAP0.5:0.95提升了4.4个百分点;针对实时检测场景的部署和检测速度要求模型拥有较少的参数量和计算量,因此提出了新的轻量化特征提取模块AC3代替原YOLOv5模型中的C3模块,该模块使插入PDA后的改进模型在精度仅仅损失0.2个百分点的情况下,参数量(parameters,Param.)减少了20%左右,浮点运算量(giga floating-point operations,GFLOPs)减少了30%左右。实验结果表明,最终的改进模型比YOLOv5s原模型在VOC行人数据集上mAP0.5提升了2.2个百分点,mAP0.5:0.95提升了3.1个百分点,且参数量减少了20%左右,浮点运算量减少了30%左右,在GTX1050上的检测速度(frames per second,FPS)提升了4。
针对RRT(rapidly exploring random tree)路径规划算法搜索范围大、目标导向差、容易陷入局部最小值以及路径曲折等问题,提出了一种限制自适应采样区域的改进RRT路径规划算法。将整个搜索空间划分成均匀的等级,根据新节点所在等级和该等级内采样点数量动态调整采样区域,减小搜索范围;利用新节点改进策略使随机树根据环境信息自适应地向目标点调整,并改变扩展步长生成新节点;利用障碍物躲避策略提高算法的目标导向性和躲避障碍物的性能;利用改进的逆向寻优和插入节点并减小转向角的三次B样条曲线对路径进行优化处理。该算法在不同的路径环境中相较于RRT算法的搜索时间和迭代次数均减少了70%以上,且经过优化的路径更短、更平滑。
