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一种基于点线不变量的视觉SLAM算法

机器人 2020年第4期42卷 485-493页

作者：陈兴华蔡云飞唐印南京理工大学智能机器人研究所江南南京210094

点线特征结合的视觉SLAM(同步定位与地图构建)算法中,线特征匹配准确度差会引入新的误差,点线特征误差的累积加剧了数据关联失败情况的发生.针对这一问题,本文设计了一种基于点线不变量的线特征匹配方法,该点线不变量对线段与相邻2个特... 详细信息

点线特征结合的视觉SLAM(同步定位与地图构建)算法中,线特征匹配准确度差会引入新的误差,点线特征误差的累积加剧了数据关联失败情况的发生.针对这一问题,本文设计了一种基于点线不变量的线特征匹配方法,该点线不变量对线段与相邻2个特征点的局部几何关系进行编码,直接在现有特征点的基础上完成线匹配,可有效提高线段匹配的速度和准确度;此外,在点线特征的融合过程引入加权思想,根据场景特征丰富程度,在构造误差函数时对点线特征的权重进行合理分配.在TUM室内数据集和KITTI道路数据集上的实验表明,与现有的点线SLAM系统相比,本文提出的点线SLAM系统有效地提高了视觉SLAM中线特征匹配的准确度,提高了特征匹配环节的运行效率,使线特征在SLAM过程中发挥了积极有效的作用,提高了系统数据关联的稳定性.

关键词：视觉SLAM 线特征SLAM 点线融合线匹配点线不变量

防城港5万吨级进港航道疏浚工程施工工艺分析与探讨

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防城港5万吨级进港航道疏浚工程施工工艺分析与探讨

作者：唐印河海大学

学位级别：硕士

防城港位于广西南部北部湾北岸,是中国大陆海岸线最西南的深水良港,有着优越的港口建设条件和较好的自然条件。随着地区经济的迅猛发展,港口对经济发展地位和作用越来越重要,然而,随着港口的大型化发展,要求通航水深越来越深,施工土质... 详细信息

防城港位于广西南部北部湾北岸,是中国大陆海岸线最西南的深水良港,有着优越的港口建设条件和较好的自然条件。随着地区经济的迅猛发展,港口对经济发展地位和作用越来越重要,然而,随着港口的大型化发展,要求通航水深越来越深,施工土质越发复杂,严重影响了挖泥船生产能力的发挥,使疏浚施工进度受到影响,阻碍港口的建设速度。根据防城港5万吨级进港航道施工条件和疏浚土质的特点,选用合理的疏浚施工船舶,利用更多的理论分析来确定船舶的生产能力。特别是选用绞吸挖泥船施工,根据不同的工况条件,采用不同的特性理论(泥泵及管路特性、挖掘特性)对挖泥船的生产能力进行计算,可以充分发挥船舶的生产能力,保证施工进度。在施工管理方面,针对施工条件的变化,灵活、机动地安排施工船舶,利用船舶的施工特点,去适应现场条件,充分发挥船舶的生产能力。本文通过对这些施工经验的积累总结,并结合以往的工程管理和施工经验提出了今后应如何加强和重视技术管理工作,这对今后大型工程项目的施工管理具有一定的参考意义。

关键词：港口疏浚技术管理

负载型光催化剂的制备及其催化氧化NOX的机理研究

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负载型光催化剂的制备及其催化氧化NOX的机理研究

作者：唐印贵州大学

学位级别：硕士

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基于多源信息融合的3D SLAM技术研究

基于多源信息融合的3D SLAM技术研究

作者：唐印南京理工大学

学位级别：硕士

同时定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）技术在无人车辆自主导航领域应用场景广泛,用于解决无人车辆在新的环境下构建场景地图并确定自身在地图上的位置的问题。近年来,许多研究开始考虑融合多种传感器的信息来... 详细信息

同时定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）技术在无人车辆自主导航领域应用场景广泛,用于解决无人车辆在新的环境下构建场景地图并确定自身在地图上的位置的问题。近年来,许多研究开始考虑融合多种传感器的信息来克服单一传感器的缺点,从而提高现有SLAM算法在复杂场景下的鲁棒性和精度。本文主要以提高无人车的3D SLAM算法的实用性为目的,从静态地图构建和多源信息融合的角度展开研究。现有的3D SLAM技术在动态场景中仍存在两个问题:一个问题是在动态场景的建图环节中动态物体会在地图上产生残留痕迹,这既给定位环节带来错误的数据关联,也影响后续导航算法对可通行性的判断。另一个问题是现有视觉与激光雷达融合SLAM在对位姿估计时先将视觉特征和激光特征分开优化,再将相机位姿和激光雷达位姿融合,而对于两个刚性连接的传感器的位姿估计实际上是关联的。基于此,本文做出以下工作:1、针对动态场景中构建静态地图的问题,提出了一种新的面向动态3D场景的激光雷达SLAM算法。该算法将移动滤除模块和激光SLAM相结合,使用目标跟踪和场景流结合的方法在地图坐标系下对移动物体进行滤除,最终构建出环境的静态地图。2、针对视觉特征与点云特征联合优化的问题,提出了一种双目视觉与激光融合的帧间里程计,针对两种特征分别设计了帧间约束关系,统一到机器人坐标系下的约束函数,使算法可以同时对两种特征进行优化,并使用了参数自动调整方法对点云特征点数量和优化时间进行调节,最终实现估计相邻两帧的机器人位姿变化。实验表明,上述两种改进提高了SLAM系统的抗干扰能力,满足实时性要求,具有较好的实际使用价值。

关键词： SLAM 静态地图构建多源信息融合帧间位姿估计

杂草种类识别模型构建与分类施药除草系统研究

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杂草种类识别模型构建与分类施药除草系统研究

作者：唐印西南大学

学位级别：硕士

非等长双排桩在成都膨胀土基坑工程中的应用研究

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非等长双排桩在成都膨胀土基坑工程中的应用研究

作者：唐印成都理工大学

学位级别：硕士

随着成都地区深大基坑的增多,施工场地小及红线距离近等问题逐渐明显,对基坑变形的控制也提出了更高的要求。由于成都东郊膨胀土地区土层含有大量的高岭土,遇水软化后,锚杆、锚索杆件不能通过土体的侧向摩擦力为基坑支护结构提出足够的... 详细信息

随着成都地区深大基坑的增多,施工场地小及红线距离近等问题逐渐明显,对基坑变形的控制也提出了更高的要求。由于成都东郊膨胀土地区土层含有大量的高岭土,遇水软化后,锚杆、锚索杆件不能通过土体的侧向摩擦力为基坑支护结构提出足够的锚固力,致使该地区的基坑常常出现垮塌的险情,给人民的生命及财产安全造成巨大的影响。因此,如何解决好膨胀土地区城市建设项目中的基坑支护及环境效应问题成为岩土工程的热点与难点,技术安全、经济合理的基坑支护结构体系是基坑工程的一个发展方向及研究重点。双排桩支护结构由于具有整体高度大、侧向位移小、不需要设置支撑、施工方便、速度快、不需要工作面等优点,目前广泛应用于边坡加固、边坡抗滑、基坑支护等工程中。但是,双排桩的作用机理及受力特性目前还不清楚,双排桩的设计理论不成熟,主要依靠工程经验。本文在总结前人研究的基础上,以成都膨胀土地区东方华大广场基坑工程为背景,对地基岩土体的物理力学参数特征进行研究,并结合大型有限元分析软件MIDAS-GTS对双排桩支护结构的受力性状包括双排桩的排拒、后排桩桩距、桩身刚度、嵌固深度、土体性质和前后桩长不等的情况进行建模分析,研究双排桩的最优设计参数,提出了非等长双排桩在成都膨胀土基坑工程中的应用,最后以典型工程为例,对支护结构进行模拟计算,并结合监测数据验证了方案的合理性,为非等长双排桩支护结构在以后膨胀土基坑中的应用提供工程经验,减少膨胀土地区工程造价,并为进一步的优化设计提供理论支持。本文研究的主要成果有:(1)对研究区膨胀土的物理力学参数特征进行研究发现,未遇水软化段土体强度是遇水段强度的2倍左右;膨胀土强度参数粘聚力c和含水率呈线性关系。(2)通过对双排桩不同的排拒、后排桩桩距、桩身刚度、嵌固深度、土体性质和前后桩长不等的情况进行建模分析发现:(1)前后桩长不等情况下,后排桩的桩长变化比前排桩更能影响支护结构的位移和内力,且后排桩桩长增加到一定值时,对支护结构的影响较小,此时的后排桩长度为最优长度,能体现出该支护设计的经济性。(2)土层粘聚力对支护结构的位移影响较大,内力影响较小;内摩擦角对支护结构的位移和内力都有较大影响。(3)排拒适当增加,支护结构的位移会减小,且随着排拒的增大,位移的减小幅度在不断减小,当排距增加达到一定值以后,排距变化对支护结构的位移影响较小,并且前排桩弯矩逐渐上升,后排桩弯矩则逐渐下降。(3)对成都东郊龙泉驿地区的工程实例进行数值模拟分析,比较计算值与实测值二者之间的差异。同时根据桩身应力、冠梁应力及桩后土压力的变化,分析膨胀土地区非等长双排桩支护结构的受力形状。为非等长双排桩支护结构在以后膨胀土基坑中的应用提供工程经验,并为进一步的优化设计提供理论支持,同时为该地区同类基坑工程支护设计提供借鉴。

关键词：膨胀土基坑非等长双排桩计算分析有限元分析工程应用

基于改进Harris函数的黏土分数阶统计损伤模型

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地下空间与工程学报 2020年第5期16卷 1435-1441,1466页

作者：任鹏王鹏唐印四川省建筑科学研究院有限公司成都610081 四川省建筑工程质量检测中心有限公司成都610081 成都大学建筑与土木工程学院成都610106 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

以成都黏土背景,展开三轴剪切试验,结果表明:黏土应力应变关系为应变硬化型。以分数阶微积分理论为基础,考虑黏土加载初期土体性质的增强,及加载过程中的结构损伤问题,建立了基于应变硬化的分数阶损伤模型。考虑黏土损伤贯通变形全过程... 详细信息

以成都黏土背景,展开三轴剪切试验,结果表明:黏土应力应变关系为应变硬化型。以分数阶微积分理论为基础,考虑黏土加载初期土体性质的增强,及加载过程中的结构损伤问题,建立了基于应变硬化的分数阶损伤模型。考虑黏土损伤贯通变形全过程,引入改进的Harris函数,并假设损伤系数服从该函数的概率密度分布,黏土微元体服从DP3准则,构建了描述黏土应变硬化全过程的分数阶统计损伤模型。通过成都黏土和红黏土的试验数据,对本文模型进行拟合验证,发现数据与模型的拟合度高,拟合参数规律明确;通过对模型参数规律的分析,明确了各参数的工程意义及取值范围,表明了本文模型的科学合理性及先进性。

关键词：黏土应变硬化分数阶微积分 Harris函数损伤模型

基于地理核心素养培养的教学设计研究——以湘教版必修一为例

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基于地理核心素养培养的教学设计研究——以湘教版必修一为例

作者：唐印梅湖南师范大学

学位级别：硕士

21世纪核心素养教育日益引起全球的关注,成为许多国家或地区教育政策、开展教育改革的基础。核心素养就我国教育而言起步晚,但是发展迅速,随着时间的推移,对核心素养研究的日益加深,一些问题逐渐暴露在研究者的视野,我国对核心素养的研... 详细信息

21世纪核心素养教育日益引起全球的关注,成为许多国家或地区教育政策、开展教育改革的基础。核心素养就我国教育而言起步晚,但是发展迅速,随着时间的推移,对核心素养研究的日益加深,一些问题逐渐暴露在研究者的视野,我国对核心素养的研究主要着眼于核心素养的概念界定等理论研究,但对于核心素养如何落地实际课堂教学的研究却比较少。教学设计是教师对课堂的提前安排和演练,是教学实践的重要环节。制定基于地理核心素养培养的教学设计是地理核心素养落地课堂的第一步也是至关重要的一步。本研究在大量文献的基础上,立足于湘教版高中地理必修一教材,基于杜威经验主义认识论范式、建构主义、多元智能理论、情境认知理论的指导,分析湘教版高中地理必修一教材中地理核心素养的分布情况以及地理核心素养与教学设计的内在联系,地理核心素养落地课堂需要教师在教学设计中依据核心素养不同培养路径,设置教学过程。通过问卷调查,了解高中地理教师教学设计的现状,分析得出教师教学设计存在以下问题:教师对地理核心素养的认知水平、培养能力有待提高,组织地理实践活动的积极性不高,教学方式单一,教学评价缺乏对地理核心素养的考核。基于地理核心素养培养的教学设计现状分析,结合自身实践,提出基于地理核心素养培养的教学设计的过程为制定地理核心素养导向的教学目标,创设教学情境,开展以学生为主体的教学过程,最后构建学生地理核心素养考核体系,并依据人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力不同特点提出相应的培养策略。

关键词：高中地理地理核心素养教学设计

考虑初始应变的成都黏土分数阶导数经验蠕变模型

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地下空间与工程学报 2020年第2期16卷 431-438页

作者：任鹏王鹏唐印四川省建筑科学研究院有限公司四川省建筑工程质量检测中心有限公司成都610081 成都大学建筑与土木工程学院成都610106 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

以成都黏土为研究对象,通过蠕变试验发现黏土变形包括瞬时弹性变形及蠕变变形,蠕变以衰减蠕变和加速蠕变为主,并且在第二级加载后具有显著初始应变。基于分数阶导数理论构建了应变时间的分数阶数学关系,采用双曲线关系构建了应力应变数... 详细信息

以成都黏土为研究对象,通过蠕变试验发现黏土变形包括瞬时弹性变形及蠕变变形,蠕变以衰减蠕变和加速蠕变为主,并且在第二级加载后具有显著初始应变。基于分数阶导数理论构建了应变时间的分数阶数学关系,采用双曲线关系构建了应力应变数学关系,并最终建立了考虑初始应变的成都黏土分数阶导数经验蠕变本构模型。通过模型的拟合验证,发现分数阶导数蠕变模型对各组蠕变试验的拟合规律一致,拟合系数均大于0.98,拟合初始应变与蠕变试验数据吻合,分数阶阶数n在前三级加载时均小于1,最后一级加载时大于1,表明在蠕变模型中考虑初始应变参数是有必要的,本文蠕变模型可有效反映成都黏土的非线性蠕变性质。因此,分数阶导数经验蠕变本构模型可有效地描述成都黏土蠕变全过程。

关键词：成都黏土分数阶导数经验蠕变模型初始应变拟合验证