• 宋琢, 卢德辉, 黄志超, 田时雨, 颜嵘龙, 邓逸川
    图学学报. 2026, 47(1): 68-77.

    施工现场的组织管理是工程管理的关键环节,但传统的人力监管方法限制多、效率低。近年国家多部委发布有关政策,呼吁促进人工智能与实体经济深度融合,以人工智能推动经济高质高效发展。计算机视觉(CV)技术的准确性、高效性和自动化等优点使CV技术在施工监理领域的应用逐渐广泛,特别是无人机能高效获取复杂多变的施工场景视觉数据的特性显示出其在基于CV技术的施工监管任务中的应用潜力。但当前基于无人机的施工场景目标检测研究有限,且稀缺的无人机视角下的施工场景图像数据集限制着有关研究的深入发展。因此,采用大疆Mavic 3T无人机用于获取施工现场图像,以建立开源的施工场景俯拍图像数据集UB-CSD。选用多种先进目标检测算法在UB-CSD数据集上进行对比实验,从模型流程设计、计算原理和任务场景特性等维度分析各算法性能差异原因。各算法的mAP检测结果为YOLOv8和YOLOv10 (96.1%),YOLOv9 (96.0%),YOLO11 (95.7%),DETR (95.3%),Faster-RCNN (76.3%)和RetinaNet (72.1%)。分析结果表明,YOLO系列算法是基于无人机的施工场景目标检测任务算法的最优选。通过构建全新的开源专用数据集和开展对比实验得出的以上数据及结论,将为建筑业安全生产管理与日后相关检测研究提供有效数据与实验案例。

  • 酒明远, 吴国伟, 宋旭光, 李书攀, 徐明亮
    图学学报. 2026, 47(1): 47-56.

    随着深度学习技术的快速发展,其在图像分类等任务中取得了显著成果。然而,这些模型的成功往往依赖于大量高质量的标注数据,而在实际应用中,标注数据通常稀缺,人工标注过程又极为耗时、费力,限制了模型的推广与应用。近年来,主动学习因其能够在有限标注预算下提升模型性能而受到广泛关注,其核心思想是根据样本的不确定性、多样性或代表性等指标,挑选最有价值的数据进行标注。针对传统主动学习方法多依赖手动设计的启发式采样策略,难以适应不同任务场景,且选择策略难以动态优化等问题,提出一种基于智能强化主动学习(SRAL)的图像分类方法,通过将样本选择过程建模为马尔科夫决策过程,利用强化学习的自适应策略优化能力,引导模型从未标注样本中动态挑选最具价值的样本用于标注。其中,状态由未标注样本提取的特征构成,动作表示是否选择样本进行标注,奖励函数则定义为当前样本加入训练集后模型准确率的变化差值。采用演员-评论家(Actor-Critic)算法进行策略优化,并引入不确定性启发式排序作为辅助信息以提升学习效率。实验结果表明,在CIFAR-10,SVHN和FASHION-MNIST等数据集上,所提出的SRAL方法在相同标注预算下,相比于其他主动学习方法,能够显著提高分类准确率,且在各数据集上均展现出较好的稳定性和泛化能力,验证了SRAL方法在提高图像分类模型性能方面的有效性与优势。

  • 张冰钰, 况立群, 熊风光, 孙凡淑, 焦世超
    图学学报. 2026, 47(1): 152-161.

    目前主流的包围盒方法在三维场景渲染、光线追踪和碰撞检测等任务中广泛应用,但在拟合复杂几何形状时存在空间利用率低、拟合精度不足等问题,难以确保严格的保守性,并在降低误检率方面仍有改进空间。为解决上述问题,提出一种结合隐式几何编码与Lipschitz约束的保守包围盒构造方法,隐式几何编码通过位置编码将输入坐标映射至高维空间,从而捕捉局部及全局的几何信息,提升包围盒的适应性;随后,引入可训练的Lipschitz线性约束层,动态调整Lipschitz常数以控制梯度变化,并结合Lipschitz正则化损失与动态加权交叉熵损失,在优化边界拟合的同时降低假阳率。实验结果表明,该方法在多个三维模型上均能实现假阴率为0,且相比基准方法,误检率最高降低3.1%,单条光线查询方法提高1.7 ms,为高精度保守包围盒拟合提供了一种高效、稳健的解决方案。

  • 杨彪, 王学, 官铮, 龙萍
    图学学报. 2026, 47(1): 99-110.

    在智能交通监控系统中,复杂场景下的小目标车辆检测面临特征分辨率低、遮挡干扰严重、模型计算冗余及边界框回归精度不足等挑战。为兼顾检测精度与边缘设备部署效率,提出一种基于动态稀疏注意力与轻量化双分支结构的改进YOLOv8检测框架。首先设计双向路由稀疏注意力机制(ReBiAttention),通过双层动态路由筛选关键特征,增强对小目标浅层特征的保留能力;随后结合GSConv与VoV-GSCSP模块,在减小计算量的同时动态调整多尺度特征权重;并在检测头部分引入改进型DynamicHead结构,实现多任务自适应优化;最后改进ShapeIoU损失函数,引入形状与尺度感知机制,提升定位精度。在UA-DETRAC数据集上的实验表明,改进模型较基线YOLOv8n的Precision,Recall与mAP@0.5分别提升8.739%,1.685%和7.225%,参数量减少4.3%。该方法为复杂交通场景下的小目标车辆精准检测提供了高效解决方案。

  • 翟永杰, 王紫萱, 张祯琪, 周迅琪, 王乾铭
    图学学报. 2026, 47(1): 17-28.

    针对车险理赔客户上传的车辆损伤图像中存在损伤类型形态相似、分类困难的问题,提出了一种适用于车辆损伤分类的模型ResAWDNet。首先,为有效增强模型对损伤特征的提取能力,使用加权动态卷积代替原有的下采样操作,依据输入特征动态调整卷积核权重,提高模型对不同尺度和方向特征的适应性,从而更准确地捕捉损伤的细微差异。其次,为了使模型关注图像中的显著性判别区域和特征通道,在主干网络的卷积层后嵌入了双重注意力机制,同时学习空间和通道维度上的重要权重,提升模型对关键信息的捕捉能力,进一步提升模型在损伤分类任务中的决策准确性。最后,基于真实事故案例的车辆损伤图片数据集进行实验验证。实验结果表明,ResAWDNet模型在车辆损伤分类任务中切实可行且优势显著,整体分类准确率达到73.79%。与基线模型相比,ResAWDNet在多类损伤类型的分类上均展现出更高的准确率,有力地证明了该模型的有效性。

  • 李奕, 曹成才, 宋章通, 李祚奇, 黎晓, 李和森
    图学学报. 2026, 47(1): 223-233.

    随着人工智能技术的快速发展,多模态机器人在学前儿童的教育、娱乐及日常生活中扮演着日益重要的角色。现有研究多关注机器人单一感官线索对儿童感知的作用,但关于多感官整合效应仍缺乏系统性研究。为探究机器人多模态特征如何共同影响儿童的情感偏好和视觉注意力,招募318名4~6岁儿童参与1项眼动追踪实验。实验采用2(外观特征:拟人型、拟动物型)×3(声音引导:男声、女声、无)×2(手势引导:有、无)的三因素混合实验设计,以机器人外观特征(拟人型与拟动物型)和行为特征(声音、手势引导)为自变量,以儿童情感偏好和眼动指标为因变量,系统考察了多感官特征对儿童用户的影响。结果表明,在外观特征方面,拟人型机器人和拟动物型机器人在主观偏好评分上没有显著差异,但拟人型机器人吸引了更长的总注视时长、更多的注视次数和更短的首次注视时间,拟人型机器人在注意力指标上显著优于拟动物型机器人,儿童在视觉接触的初始阶段更容易被拟人型机器人所吸引,且拟人化设计在持续吸引儿童注意力方面更具优势。在行为特征方面,具有手势引导的机器人在主观偏好评分上显著高于无手势机器人,且吸引了更长的总注视时长和更多的注视次数。女声机器人在主观偏好评分上略高于男声,且两者均显著高于无声机器人。男声机器人在总注视时长上略高于女声,且两者均显著高于无声机器人。而女声和男声机器人在注视次数的差异不显著,但两者均显著高于无声机器人。具有手势引导和声音(尤其是女声)的机器人在主观评分和视觉注意力分配上表现更好,说明行为特征在增强儿童的情感偏好和互动体验中具有重要作用。此外,外观和行为特征对儿童情感偏好和视觉注意力的影响相对独立,未观察到显著交互作用。该研究揭示了机器人外观和行为特征对学前儿童情感偏好和视觉注意力的影响机制,为设计满足用户情感偏好的儿童机器人提供了科学依据。

  • 王博雅, 王绍宗, 杨万然, 周兴炜, 侯亮, 熊成悦
    图学学报. 2026, 47(1): 179-193.

    复杂成形装备的传统研制方式通常采用基于文档的系统工程(DBSE)方法开展,存在需求分析不完善导致研发缓慢、文本二义性导致需求覆盖不全、装备进展落后于技术迭代等问题,造成设计出的复杂成形装备存在设计指标不满足使用要求、反复修改致使设计效率低下等问题。因此,在复杂成形装备概念设计阶段,参考美国国防部体系结构框架(DoDAF),结合基于模型的系统工程(MBSE),提出了基于MBSE的复杂成形装备概念设计方法。并以全景、能力、运行、系统及标准共5类视角作为复杂成形装备概念设计的切入点,通过多类视角切入分析开展复杂成形装备顶层需求获取、需求细化分析、功能分析及系统建模共4层级设计,并使用系统建模语言(SysML)建立起11种模型,实现复杂成形装备概念设计阶段的数字化和流程化表达。最后,以超塑成形装备作为典型实例进行设计方法的应用演示。通过实际应用解决了传统设计方式痛点问题,表明了方法对复杂成形装备的正向研制有良好的指导作用。

  • 张行顺, 陈海永
    图学学报. 2026, 47(1): 120-130.

    航空发动机叶片作为发动机核心零部件,其表面微小缺陷可能导致严重安全事故,传统视觉检测技术受限于运动模糊、动态范围低及背景冗余等问题。针对上述挑战,提出一种基于动态视觉传感器(DVS)的航发叶片缺陷检测方法。动态视觉传感器数据格式为异步事件流,故也被称作事件相机,具有动态范围大、高帧率和微小目标捕捉能力强等优势。首先搭建基于DVS的缺陷检测平台,探索总结了其成像特点及优势。在此基础上,构建首个基于DVS的航发叶片缺陷检测数据集(EDD-AB),涵盖划痕、点痕、边缘损伤3类缺陷近6 000张图像,精细标注近1.2万个目标标签,数据集已开源(链接: https://github.com/NiBieZhouMei5520/EDD-AB.git)。进一步提出基于异步事件流帧聚合的多尺度缺陷检测算法(AEAF-ABDD):通过固定时间窗的帧聚合技术实现事件流可视化;构建多分辨率自适应特征金字塔网络(MRAFPN)增强多尺度缺陷特征提取能力;引入轻量级SimAM注意力机制强化关键区域聚焦;融合星形卷积模块(StarNet)提升高维非线性特征映射效率,实现复杂曲面工件多尺度缺陷的精准检测。实验表明,AEAF-ABDD在EDD-AB数据集上的平均精度均值(mAP)达97.7%,检测速度达105帧/秒,显著优于主流算法,为高反光曲面工件的自动化质检提供了高效解决方案,推动了DVS在工业检测领域的应用。

  • 何瑞琦, 曹盈, 许璟琳, 余芳强
    图学学报. 2026, 47(1): 216-222.

    在屋面工程设计中,设备检修动线的合理性直接影响检修效率与安全性,传统设计方法常依赖经验判断,难以在设计阶段充分评估动线设计的合理性。针对此问题,提出了一种基于图论及改进A*算法结合的混合算法,并结合建筑信息模型(BIM)技术,开发了一种基于该算法的屋面设备检修动线智能分析设计工具,通过数字化模型进行动线分析,弥补传统设计的不足。首先,采用碰撞检测与八叉树算法将屋面转化为带有权重的等效网格图;然后采用改进A*算法优化检修路径,综合考虑设备碰撞体积和空间限制,计算最优检修动线并评估动线区域深化设计合理性;最后,使用以该算法为基础的检修动线智能分析设计工具对实际项目进行实验。实验结果表明,该算法不仅能够精准揭示设计中可能存在的空间冲突和不合理布局,为优化设计提供数据支持,提高了设计的合理性和可操作性,且比传统人工设计效率提高了5倍以上。目前基于该算法的智能分析工具已在上海建工四建集团的多项实际项目中使用。

  • 邓鹏, 谭文正, 罗慧明, 李帅, 杨斌
    图学学报. 2026, 47(1): 194-203.

    随着建筑信息模型(BIM)技术在工程设计领域的广泛应用,由Revit平台驱动的三维正向设计在上部结构中已形成了较为成熟的解决方案。然而,独立基础作为结构的重要组成部分,其三维建模与出图仍存在效率低、信息完整性差等问题,且因主流的结构分析软件数据接口封闭,直接提取基础数据库文件的配筋信息并同步至Revit构件属性也极具挑战。为此,利用Revit API与MVVM架构模式,提出了一种基于AutoCAD图层与字段识别的独立基础参数化建模算法。将YJK结构分析软件生成的基础平面布置与配筋标注图导入至Revit平台,通过图层识别方法计算基础中心定位坐标与平面尺寸,再根据基础与配筋标注的相对位置关系,建立两者间的匹配逻辑,进而利用字段识别获取基础对应标注中的编号、高度及配筋信息,并将其自动写入模型的族属性中。此外,通过提取模型属性与几何面参照,还实现了基础尺寸与配筋自动标注等功能。最后,以某冷柜自制厂房为工程案例开展了独立基础参数化建模及出图应用实践,并与常规方法进行了对比。结果表明,该算法能显著提高独立基础三维建模与标注出图效率,且对PKPM软件导出的计算文件具有良好的适配性。

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