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基于强度信息特征滤波的激光SLAM算法

系统仿真学报 2024年

作者：李维刚邹少峰王永强余楚翔武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉科技大学信息科学与工程学院

激光SLAM具有低成本、高效率和抗干扰能力强等优点，近年来被广泛应用于自主导航、环境感知与建模、智能交通等领域。点云配准是激光SLAM中的关键步骤，其精确性直接影响算法的地图构建性能。然而，过多的特征点参与点云配准可能导致算... 详细信息

激光SLAM具有低成本、高效率和抗干扰能力强等优点，近年来被广泛应用于自主导航、环境感知与建模、智能交通等领域。点云配准是激光SLAM中的关键步骤，其精确性直接影响算法的地图构建性能。然而，过多的特征点参与点云配准可能导致算法精度下降和建图效果不佳。为了解决上述问题，提出了一种基于强度信息特征滤波的激光SLAM算法。在特征点筛选环节，根据点云强度信息计算局部地图中特征点附近的强度分布情况，并为局部地图中的每个特征点赋予一个强度分布指标。通过设定强度阈值，滤除在连续帧中强度信息变化较大的无效特征点，从而筛选出适于将扫描帧与局部地图进行配准的有效特征点。在位姿估计环节，提出了一种强度加权代价函数，以获取机器人当前帧在全局地图中更准确的位姿。在开源KITTI数据集上进行多组实验，结果表明，相较于PFilter算法，所提算法在每一扫描帧中的特征点数量平均减少了13.8%，局部地图中的特征点数量平均减少了17.3%；同时，该算法的配准精度也提高了5.7%。

关键词：同步定位与建图激光雷达强度信息特征滤波点云配准

黄土塬探区低信噪比资料振幅补偿方法应用研究

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中国石油和化工标准与质量 2024年第19期 159-161页

作者：邹少峰中石化石油物探技术研究院有限公司

黄土塬探区地表高差非常大，表层结构异常复杂，引起地震资料的能量和信噪比差异特别大。常规振幅补偿方法处理之后，地震剖面能量一致性仍然很差，目的层振幅属性反映的是黄土塬地表的变化规律，不能反映地下岩性的变化规律。本文在常... 详细信息

黄土塬探区地表高差非常大，表层结构异常复杂，引起地震资料的能量和信噪比差异特别大。常规振幅补偿方法处理之后，地震剖面能量一致性仍然很差，目的层振幅属性反映的是黄土塬地表的变化规律，不能反映地下岩性的变化规律。本文在常规振幅补偿的基础上，进行提高信噪比和OVT域剩余振幅补偿迭代处理，既可以提高地震资料信噪比，改善信噪比一致性，又可以对有效波进行合理补偿，改善振幅一致性。实际资料处理表明，本文方法处理之后，很好地消除黄土塬地表对目的层能量的影响，振幅一致性显著改善。

关键词：黄土塬振幅一致性提高信噪比 OVT域剩余振幅补偿振幅属性

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基于匹配追踪的两步法面波压制方法应用研究

石化技术 2024年第8期31卷 104-107页

作者：邹少峰中石化石油物探技术研究院有限公司江苏南京210014

在陆地地震勘探中,面波是一种普遍发育的规则干扰波,具有频率低、能量强的特点,严重影响资料品质,必须对其进行压制。常规面波压制方法存在两方面的缺陷,一方面对面波压制不彻底,存在面波残留,另一方面往往会损伤低频有效信号。本文提... 详细信息

在陆地地震勘探中,面波是一种普遍发育的规则干扰波,具有频率低、能量强的特点,严重影响资料品质,必须对其进行压制。常规面波压制方法存在两方面的缺陷,一方面对面波压制不彻底,存在面波残留,另一方面往往会损伤低频有效信号。本文提出基于匹配追踪的两步法面波压制方法,利用面波和有效波在频率、能量和空间位置上的差异,分别参考近偏移距有效波优势频带和中远偏移距有效信号的低频信息对面波进行压制。实际资料处理表明,该方法具有较强的去噪能力和良好的保真性。

关键词：面波匹配追踪两步法去噪保真

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广义S变换时频去噪技术及应用

广义S变换时频去噪技术及应用

第二届中国石油物探学术年会

作者：郑伋邹少峰中石化石油物探技术研究院有限公司

由于地表环境以及地下构造的复杂多变,地震震源类型与接收方式的多样化等因素,可能导致地震记录存在信噪比低,保幅性差等问题,为后续的精细成像和构造解释带来重重困难。传统去噪手段中时间和频率分辨率受限,局部去噪效果较差且容易损... 详细信息

由于地表环境以及地下构造的复杂多变,地震震源类型与接收方式的多样化等因素,可能导致地震记录存在信噪比低,保幅性差等问题,为后续的精细成像和构造解释带来重重困难。传统去噪手段中时间和频率分辨率受限,局部去噪效果较差且容易损伤有效信号。广义S变换去噪方法是一种兼顾时域和频域分辨率的处理方法,具有无损变换、适用性强等特点。本文以东部某研究区数据为例,应用广义S变换时频分析技术进行面波去噪。同时针对单一去噪参数无法兼顾既有效地压制噪声,又不损伤有效信号的缺陷,采用了分频分步逐级压制噪声的方法,实现了面波的有效压制,并在更大程度上发挥了广义S变换的方法优势。最终处理得到的单炮和剖面验证了综合广义S变换方法在面波去噪中的适用性和有效性。

关键词：广义S变换时频分析分频分步逐级压制面波去噪

来源： cnki会议评论

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小波域爬山拟合法消除面波

石油地球物理勘探 2013年第3期48卷 345-350,506+325页

作者：夏洪瑞吕秋玲陈胜红邹少峰宋林中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院江苏南京210014 中国石油化工股份有限公司江汉石油管理局物探处物探研究中心湖北潜江433100

针对现行面波消除技术中傅氏变换的负作用、小波变换去噪中阈值不易准确求取及呈拟双曲线面波顶点及其局部区域面波无法消除问题,提出小波域爬山拟合法消除面波技术。该项技术利用经小波变换后的小波系数上面波特征更为突出的特点,采用... 详细信息

针对现行面波消除技术中傅氏变换的负作用、小波变换去噪中阈值不易准确求取及呈拟双曲线面波顶点及其局部区域面波无法消除问题,提出小波域爬山拟合法消除面波技术。该项技术利用经小波变换后的小波系数上面波特征更为突出的特点,采用爬山法搜索相邻道的相似波形,并求其均值,若该均值满足给定的三个面波判别准则,则从原始小波系数中减去,最后通过重构得到去除面波的记录。理论模型及实际资料处理结果表明:该方法克服了现有消除面波技术中存在的缺点,达到了较好的面波消除效果。

关键词：消除面波小波域爬山法

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快速匹配追踪三参数时频特征滤波

石油地球物理勘探 2013年第4期48卷 519-525,676+499-500页

作者：宋炜邹少峰欧阳永林曾庆才黄家强常鑫中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室北京102249 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007

传统的匹配追踪方法通常采用完备的时频原子库和贪婪算法进行子波分解,计算量巨大。为此本文引入互相关阈值约束技术,实现两次迭代和完备库之间的反馈,剔除那些互相关值很小的时频原子,动态地减小完备库的冗余度;通过多原子同步提取,实... 详细信息

传统的匹配追踪方法通常采用完备的时频原子库和贪婪算法进行子波分解,计算量巨大。为此本文引入互相关阈值约束技术,实现两次迭代和完备库之间的反馈,剔除那些互相关值很小的时频原子,动态地减小完备库的冗余度;通过多原子同步提取,实现快速匹配追踪地震道分解。分解后的地震信号是按子波的能量排序的,每个子波都由振幅、频率和中心时间三参数表示,代表原始地震信号在某一中心时间的局部主振幅特征和主频率特征,因此在信号重构时,可根据有效信号与噪声信号的主振幅、主频率和中心时间的差异,构建三参数时频特征滤波器,筛选出代表有效信号的子波对信号进行重构,达到无损去噪的目的。合成地震记录和实际资料处理结果表明了该方法的有效性。

关键词：匹配追踪互相关阈值多原子提取时频特征滤波

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山前带资料外源干扰压制技术研究及应用

地球物理学进展 2023年第6期38卷 2674-2681页

作者：邹少峰余青露中石化石油物探技术研究院有限公司南京211103

山前带资料为地表地下双复杂资料,干扰波发育,信噪比极低,同时由于人文活动产生的外源干扰能量强,影响范围广,进一步降低了地震采集资料的信噪比和成像精度.本文基于外源干扰的波场规律和特征,提出了一种基于源定位的外源干扰压制技术.... 详细信息

山前带资料为地表地下双复杂资料,干扰波发育,信噪比极低,同时由于人文活动产生的外源干扰能量强,影响范围广,进一步降低了地震采集资料的信噪比和成像精度.本文基于外源干扰的波场规律和特征,提出了一种基于源定位的外源干扰压制技术.该方法通过估算共检波点道集的背景噪声能量,计算出外源的位置和影响范围,将外源的位置作为炮点的位置,将单炮进行重新定位后,确定外源干扰的压制范围,然后通过非均匀空间采样噪声压制技术、结合均值加权相干干扰压制技术和异常振幅衰减压制技术,针对外源干扰产生的噪声类型,逐步地进行不同干扰源地噪声压制.通过本文提出的基于源定位的外源干扰压制技术,可以针对性地压制外源干扰,提高山前带资料信噪比,同时不损伤有效反射,为山前带低信噪比资料后续处理解释提供高质量的地震资料.

关键词：外源干扰源定位背景噪声相干干扰异常振幅

基于混合快速共轭梯度法的有限差分对比源反演

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石油地球物理勘探 2020年第2期55卷 351-359,I0005页

作者：王豆豆王守东邹少峰高艳霞刘晗中国石化石油物探技术研究院江苏南京211103 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249

有限差分对比源反演(FDCSI)是一种解决逆散射问题的方法,该方法在反演中背景模型保持不变,只进行一次全正演计算,减少了计算量。FDCSI将逆散射问题转化为优化问题,采用常规共轭梯度法优化目标泛函,但收敛速度较慢,影响反演效率。为此,... 详细信息

有限差分对比源反演(FDCSI)是一种解决逆散射问题的方法,该方法在反演中背景模型保持不变,只进行一次全正演计算,减少了计算量。FDCSI将逆散射问题转化为优化问题,采用常规共轭梯度法优化目标泛函,但收敛速度较慢,影响反演效率。为此,在研究频率域声波方程有限差分对比源反演方法的基础上,提出了基于混合快速共轭梯度法的有限差分对比源反演方法,提高了反演效率。混合快速共轭梯度法是在快速迭代收缩阈值算法基础上改进得到的优化方法,该方法适用于有限差分对比源反演,在不增加单次迭代计算量的基础上加速目标泛函收敛,保证了对比源反演算法的快速稳定收敛。

关键词：逆散射对比源反演频率域声波方程快速迭代收缩阈值算法混合快速共轭梯度法

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基于分布优化配准的实时激光SLAM算法

系统仿真学报 2023年

作者：李维刚余楚翔王永强邹少峰武汉科技大学信息科学与工程学院武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心

激光雷达在扫描周围环境时会产生部分杂乱且稀疏的点云，该类点云会在配准过程中产生过大的分布拟合误差和关联距离，进而影响配准算法的精度及同步定位与建图（simultaneous localization and mapping， SLAM）的效果。针对以上问题，... 详细信息

激光雷达在扫描周围环境时会产生部分杂乱且稀疏的点云，该类点云会在配准过程中产生过大的分布拟合误差和关联距离，进而影响配准算法的精度及同步定位与建图（simultaneous localization and mapping， SLAM）的效果。针对以上问题，提出了一种基于分布优化配准的实时激光SLAM算法。首先，设计了一个特征谱滤波器，该滤波器以归一化最小特征值为滤波对象，去除不符合设定分布的点云以减小分布拟合误差；其次，提出了一个点云配准损失函数，对源点云和目标点云构成的联合协方差矩阵和误差项进行复合归一化，以减小关联距离过大的点在迭代求解过程中的干扰；然后，设计了一个SLAM算法框架，该框架包含前端里程计、回环检测和后端优化等环节，兼容纯激光建图和激光/惯性融合建图，进而保证建图的精确性和一致性，并提高了算法的适应性；最后，在公开数据集上进行了多组实验，实验结果表明，相较于现有最先进的SLAM算法，所提算法在精度和速度指标方面均具有较大优势。

关键词：激光雷达点云配准广义迭代最近邻同步定位与建图