Where am I? This is one of the most critical questions that any intelligent system should answer to decide whether it navigates to a previously visited area. This problem has long been acknowledged for its challenging nature in simultaneous localization and mapping (SLAM), wherein the robot needs to correctly associate the incoming sensory data to the database allowing consistent map generation. The significant advances in computer vision achieved over the last 20 years, the increased computational power, and the growing demand for long-term exploration contributed to efficiently performing such a complex task with inexpensive perception sensors. In this article, visual loop closure detection, which formulates a solution based solely on appearance input data, is surveyed. We start by briefly introducing place recognition and SLAM concepts in robotics. Then, we describe a loop closure detection system's structure, covering an extensive collection of topics, including the feature extraction, the environment representation, the decision-making step, and the evaluation process. We conclude by discussing open and new research challenges, particularly concerning the robustness in dynamic environments, the computational complexity, and scalability in long-term operations. The article aims to serve as a tutorial and a position paper for newcomers to visual loop closure detection.
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近年来,机器人社区已经广泛检查了关于同时定位和映射应用范围内的地点识别任务的方法。这篇文章提出了一种基于外观的循环闭合检测管道,命名为“fild ++”(快速和增量环闭合检测) .First,系统由连续图像馈送,并且通过通过单个卷积神经网络通过两次,通过单个卷积神经网络来提取全局和局部深度特征。灵活,分级导航的小世界图逐步构建表示机器人遍历路径的可视数据库基于计算的全局特征。最后,每个时间步骤抓取查询映像,被设置为在遍历的路线上检索类似的位置。遵循的图像到图像配对,它利用本地特征来评估空间信息。因此,在拟议的文章中,我们向全球和本地特征提取提出了一个网络与我们之前的一个网络工作(FILD),而在生成的深度本地特征上采用了彻底搜索验证过程,避免利用哈希代码。关于11个公共数据集的详尽实验表现出系统的高性能(实现其中八个的最高召回得分)和低执行时间(在新学院平均22.05毫秒,这是与其他国家相比包含52480图像的最大版本) - 最艺术方法。
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As ride-hailing services become increasingly popular, being able to accurately predict demand for such services can help operators efficiently allocate drivers to customers, and reduce idle time, improve congestion, and enhance the passenger experience. This paper proposes UberNet, a deep learning Convolutional Neural Network for short-term prediction of demand for ride-hailing services. UberNet empploys a multivariate framework that utilises a number of temporal and spatial features that have been found in the literature to explain demand for ride-hailing services. The proposed model includes two sub-networks that aim to encode the source series of various features and decode the predicting series, respectively. To assess the performance and effectiveness of UberNet, we use 9 months of Uber pickup data in 2014 and 28 spatial and temporal features from New York City. By comparing the performance of UberNet with several other approaches, we show that the prediction quality of the model is highly competitive. Further, Ubernet's prediction performance is better when using economic, social and built environment features. This suggests that Ubernet is more naturally suited to including complex motivators in making real-time passenger demand predictions for ride-hailing services.
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Atrial Fibrillation (AF) is characterized by disorganised electrical activity in the atria and is known to be sustained by the presence of regions of fibrosis (scars) or functional cellular remodeling, both of which may lead to areas of slow conduction. Estimating the effective conductivity of the myocardium and identifying regions of abnormal propagation is therefore crucial for the effective treatment of AF. We hypothesise that the spatial distribution of tissue conductivity can be directly inferred from an array of concurrently acquired contact electrograms (EGMs). We generate a dataset of simulated cardiac AP propagation using randomised scar distributions and a phenomenological cardiac model and calculate contact electrograms at various positions on the field. A deep neural network, based on a modified U-net architecture, is trained to estimate the location of the scar and quantify conductivity of the tissue with a Jaccard index of $91$%. We adapt a wavelet-based surrogate testing analysis to confirm that the inferred conductivity distribution is an accurate representation of the ground truth input to the model. We find that the root mean square error (RMSE) between the ground truth and our predictions is significantly smaller ($p_{val}=0.007$) than the RMSE between the ground truth and surrogate samples.
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如今,越来越多的数据集已发布针对系统和模型的研究和开发,从而直接比较,解决方案的持续改进以及研究人员参与实验,现实生活数据。但是,尤其是在结构健康监测(SHM)领域中,在许多情况下,新的研究项目具有结构设计和实施,传感器选择和技术推动因素的独特组合,这些组合不符合相关个人研究的配置文学。因此,由于我们没有找到任何相关存储库,因此我们将案例研究中的数据分享到研究界。更具体地说,在本文中,我们提出了一个新颖的时间序列数据集,用于使用陶瓷压电传感器(PZTS)连接到物联网(IOT)设备(IOT)设备的陶瓷压电传感器(PZTS),用于塑料薄板上的撞击检测和本地化,朝着结构性健康监测应用。数据集是从低速,低能冲击事件的实验过程中收集的,该过程包括每个独特的实验至少3个重复,而输入测量值来自放置在板的角落的4个PZT传感器。对于每个重复和传感器,以100 kHz的采样率存储5000个值。该系统用钢球激发,释放的高度从10厘米到20厘米不等。该数据集可在GitHub(https://github.com/smart-objects/impact-events-dataset)中获得。
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动作识别是提高物理康复设备自治的重要组成部分,例如可穿戴机器人外骨骼。现有的人类行动识别算法的重点是成人应用,而不是小儿应用。在本文中,我们介绍了BabyNet,这是一个轻量重量(就可训练的参数而言)的网络结构,以识别婴儿从外体固定摄像机中采取行动的婴儿。我们开发了一个带注释的数据集,其中包括在不受约束的环境中的不同婴儿(例如,在家庭设置等)中的坐姿中执行的各种范围。我们的方法使用带注释的边界框的空间和时间连接来解释和抵消到达的开始,并检测到完整的到达动作。我们评估了我们提出的方法的效率,并将其性能与其他基于学习的网络结构进行比较,以捕获时间相互依存的能力和触及发作和偏移的检测准确性。结果表明,我们的婴儿网络可以在超过其他较大网络的(平均)测试准确性方面达到稳定的性能,因此可以作为基于视频的婴儿获得动作识别的轻量重量数据驱动框架。
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这项工作介绍了一个新颖的知识蒸馏框架,用于分类任务,其中可用并考虑到现有子类信息。在具有少量类或二进制检测的分类任务中,从教师到学生的信息量受到限制,从而限制了知识蒸馏的效用。通过利用类中可能的子类信息可以提高性能。为此,我们提出了所谓的子类知识蒸馏(SKD),这是将预测子类知识从老师转移到较小学生的过程。在老师的课堂逻辑中不存在的有意义的信息,而是在子类徽标中存在(例如,课堂内的相似之处)将通过SKD传达给学生,然后将提高学生的表现。从分析上,我们衡量教师可以通过SKD向学生提供多少额外信息,以证明我们工作的功效。开发的框架是在临床应用中评估的,即结直肠息肉分类。这是两个类别和每个类的许多子类的实际问题。在此应用程序中,使用临床医生提供的注释来根据注释标签的学习方式来定义子类。接受SKD框架训练的轻巧,低复杂的学生的F1得分为85.05%,提高了1.47%,比学生分别接受和没有常规知识蒸馏的学生获得了2.10%的收益。接受和没有SKD的学生之间的2.10%的F1得分差距可以通过额外的子类知识来解释,即,每个样本的额外的0.4656标签位可以在我们的实验中转移。
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黑色士兵苍蝇(BSF)可以是传统处理食物和农业废物(生物塑料)(例如垃圾填埋场)的有效替代方法,因为其幼虫能够迅速将生物塑料转变为现成的生物量。但是,仍然存在一些挑战,以确保BSF耕作在不同的规模上经济可行,并且可以广泛实施。需要手动劳动,以确保从充气喂食基板到监测生长周期中的非生物条件,以确保恢复幼虫的最佳条件。本文介绍了一种概念验证自动化的方法来饲养BSF幼虫,以确保最佳的生长条件,同时减少体力劳动。我们用“智能盖”改造现有的BSF饲养箱,称其为盖子的热盘性质,并带有多个垃圾箱。该系统会自动为幼虫 - 迪埃特底物充气,并实时向用户提供幼虫的生物信息。提出的解决方案使用自定义曝气方法和一系列传感器来创建软实时系统。使用热成像和经典计算机视觉技术监测幼虫的生长。实验测试表明,我们的自动化方法与手动技术相当产生BSF幼虫。
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本文提出了一种新的加速马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法,以在成像逆问题中有效地执行贝叶斯计算。所提出的方法源自兰格文扩散过程,并源于紧密整合两个最先进的近端Langevin MCMC采样器,SK-ROCK和SPLIST GIBBS采样(SGS),它们采用明显不同的策略来提高收敛速度。更确切地说,我们在Langevin扩散过程的水平上展示了如何集成基于随机的Runge-Kutta-chebyshev扩散的近端SK-ROCK采样器,该采样器具有模型增强和放松策略,可用于扩散以牺牲渐近偏差为代价加快贝叶斯计算的速度。这导致了一种新的,更快的近端SK-ROCK采样器,将原始SK-Rock采样器的加速质量与增强和放松的计算益处相结合。此外,我们建议将增强和放松的模型视为目标模型的近似值,而是将放松定位在偏见 - 差异权衡中,而是建议将增强和放松的模型视为目标模型的概括。然后,这使我们能够仔细校准放松量,以同时提高模型的准确性(通过模型证据衡量)和采样器的收敛速度。为了实现这一目标,我们得出了一种经验性的贝叶斯方法,可以通过最大的边际似然估计自动估计最佳的松弛量。通过与图像脱毛和内化相关的一系列数值实验,以及与艺术状态的替代方法进行比较,证明了所提出的方法。
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本文介绍了基于织物的软气动执行器的设计和评估,其驱动需要低压要求,使其适用于婴儿的上肢辅助设备。目的是支持肩部绑架和内收,而无需禁止在其他平面上运动或阻塞肘关节运动。首先,通过模拟探索了具有内部空气电池的执行器设计家族的性能。执行器通过细胞数量及其宽度进行参数化。通过硬件实验进一步测试了通过模拟鉴定的物理可行的致动器变体。选择并根据婴儿的身体人为测量学的定制物理模型选择并测试两种设计。施加施加手臂的力,运动平滑度,路径长度和最大肩部角度的比较,请告知哪种设计更适合用作儿科可穿戴辅助设备的执行器,以及其他用于未来工作的见解。
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