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利用无人船测量系统检测钱塘江护岸工程水下块石

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测绘通报 2022年第10期 118-123页

作者：毕继鑫刘强吴文超占晓明浙江华东测绘与工程安全技术有限公司浙江杭州310014 中国海洋大学工程学院山东青岛266110

水下块石检测与识别作为钱塘江海塘护岸工程的关键环节,对保障板桩施工工效至关重要。本文首先在研究无人船测量系统岸基通信、数据采集核心技术基础上,推导了NORBIT多波束声呐分辨率估计模型及附加块石粒径约束条件的最大波束开角、最... 详细信息

水下块石检测与识别作为钱塘江海塘护岸工程的关键环节,对保障板桩施工工效至关重要。本文首先在研究无人船测量系统岸基通信、数据采集核心技术基础上,推导了NORBIT多波束声呐分辨率估计模型及附加块石粒径约束条件的最大波束开角、最小数据更新率、最大航速间的关系式和推荐值;然后结合钱塘江水下多波束扫测点云数据三维特性,对区域生长算法进行改进,以实现块石点云识别和提取。工程实践结果表明,优化的无人船测量系统多波束声呐参数可实现水下细小块石精准检测,能如实反映水下块石及周边微地形地貌真实情况,改进的区域生长算法能从众多河床点云数据中高效提取水下块石点云,为板桩施工提供准确的块石分布情况,具有很好的工程应用意义。

关键词：护岸工程无人船测量系统水下块石多波束参数优化区域生长算法

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基于车载LiDAR点云的道路提取方法

光学技术 2023年第1期49卷 29-33页

作者：徐安帝王会峰余炳伟何华阳宋尚真长安大学电子与控制工程学院陕西西安710064 西安应用光学研究所第十七研究室陕西西安710065 交通运输部公路科学研究院北京100088

针对提取道路点云聚类方法存在欠分割、过分割的问题,提出了一种基于坡度滤波算法和改进欧式距离的区域生长算法相结合的道路点云提取方法。原始点云数据量大且繁杂,采用统计分析进行预处理,去除一定数量悬空的噪声,减少数据量;为防止... 详细信息

针对提取道路点云聚类方法存在欠分割、过分割的问题,提出了一种基于坡度滤波算法和改进欧式距离的区域生长算法相结合的道路点云提取方法。原始点云数据量大且繁杂,采用统计分析进行预处理,去除一定数量悬空的噪声,减少数据量;为防止点云数据精度损失,对预处理后的点云按照格网进行划分,结合坡度滤波算法,去除非地面点干扰,获取地面点云;以法向量夹角和欧氏距离为约束条件,采用改进的区域生长算法提取路面点云。使用两组不同场景下的车载点云数据进行试验,证明了该方法的有效性。

关键词：激光技术道路点云提取坡度滤波区域生长算法

结合决策树分类和区域生长的轨道扣件检测方法

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测绘通报 2022年第9期 18-22页

作者：高洪王勇唐超王晓静武汉地铁桥隧管理有限公司湖北武汉430019 北京城建集团有限责任公司北京100088 北京城建勘测设计研究院有限责任公司北京100101

轨道扣件数据量大、体积小,轨道扣件病害的检测工作繁重、效率低下,因此亟须改进轨道扣件检测技术。线结构激光技术发展迅速,其具有高分辨率、高精度、高响应等特点。本文采用线结构激光测量技术快速获取轨道扣件精细三维点云,利用决策... 详细信息

轨道扣件数据量大、体积小,轨道扣件病害的检测工作繁重、效率低下,因此亟须改进轨道扣件检测技术。线结构激光技术发展迅速,其具有高分辨率、高精度、高响应等特点。本文采用线结构激光测量技术快速获取轨道扣件精细三维点云,利用决策树分类和区域生长算法对精细扣件三维点云进行分析,实现扣件病害快速检测和扣件几何参数计算。利用该技术对广州18号线轨道交通扣件进行检测,由检测结果可知,该方法检测效率高、检测结果精准。

关键词：轨道扣件线结构激光三维点云决策树区域生长算法

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基于环境感知与重建的外骨骼爬楼梯步态研究

控制工程 2022年第8期29卷 1497-1504页

作者：龚茜茹赵建超河南工业职业技术学院电子信息工程学院河南南阳473000

重点讨论下肢外骨骼对楼梯环境的感知与重建,以及相应步态模式的规划算法。通过外骨骼前端的深度相机获取楼梯的点云信息,基于K近邻法寻找相似点,基于奇异值分解来估计每个输入点的法向量。采用区域生长算法并根据点的空间位置和法向量... 详细信息

重点讨论下肢外骨骼对楼梯环境的感知与重建,以及相应步态模式的规划算法。通过外骨骼前端的深度相机获取楼梯的点云信息,基于K近邻法寻找相似点,基于奇异值分解来估计每个输入点的法向量。采用区域生长算法并根据点的空间位置和法向量将点云分割成不同的区域,采用L-0范数最小化算法去除分割点云中的噪声。该方法通过对点云进行处理,从而获得楼梯的几何信息,将其用于步态规划算法,通过三维点云生成外骨骼步态。实验结果表明,该方法能准确测量楼梯的几何尺寸。

关键词：下肢外骨骼区域生长算法 L-0范数最小化步态规划

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一种水上目标可见光图像生成红外图像的方法

红外技术 2022年第9期44卷 929-935页

作者：徐亦欣胡清平熊张张晓晖海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430034

红外警戒系统、红外成像制导导弹等军事装备在进行性能评估和模拟训练过程中都需要大量红外仿真图像,但目前红外仿真软件普遍存在生成红外仿真图像逼真度差、软件普适性不好等问题,且国外技术封锁造成我国红外仿真软件发展缓慢。因此,... 详细信息

红外警戒系统、红外成像制导导弹等军事装备在进行性能评估和模拟训练过程中都需要大量红外仿真图像,但目前红外仿真软件普遍存在生成红外仿真图像逼真度差、软件普适性不好等问题,且国外技术封锁造成我国红外仿真软件发展缓慢。因此,针对国内可见光图像仿真技术日趋成熟的现状,为提高红外仿真图像质量,本文提出了一种采用循环生成对抗网络、由可见光图像生成红外仿真图像的方法,并通过实验验证该算法是有效可行的。该算法首先通过区域生长算法从采集的可见光图像中提取水上目标,建立了水上目标可见光图像生成红外图像的训练数据集;然后利用训练好的网络生成红外仿真图像。测试实验表明,采用这种方法所生成的水上目标红外仿真图像视觉效果接近真实红外图像,可实际应用于海军红外军事装备模拟试验和训练系统。

关键词：红外图像仿真图像风格迁移循环生成对抗网络区域生长算法

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基于机器视觉的车铣刀具磨损检测方法

组合机床与自动化加工技术 2022年第10期 105-108,114页

作者：邓晓鹏胡小锋上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对加工过程中人工检测刀具磨损效率较低、难以获取刀具磨损全局信息等问题,提出一种基于机器视觉的车铣刀具磨损检测方法。首先通过傅里叶变换将刀具图像映射到频域空间,去除刀体条纹对应的频率分量,消除刀具图像中的条纹干扰。通过... 详细信息

针对加工过程中人工检测刀具磨损效率较低、难以获取刀具磨损全局信息等问题,提出一种基于机器视觉的车铣刀具磨损检测方法。首先通过傅里叶变换将刀具图像映射到频域空间,去除刀体条纹对应的频率分量,消除刀具图像中的条纹干扰。通过自适应区域生长算法分割图像背景区域,并以分割结果为模板,实现图像对比度自适应增强与刀体非磨损区域分割。合并两次分割结果,得到磨损区域二值图像,实现刀具磨损量的自动测量。最后,通过磨损数据的一致性分析验证算法的有效性。结果表明:所提方法测量结果与人工测量结果具有较强的一致性;相较于已有的视觉检测算法,该方法抗干扰能力强,可从低质量图像中准确提取刀具磨损信息,从而实现刀具磨损状态的有效检测。

关键词：车铣刀具机器视觉傅里叶变换区域生长算法一致性分析

基于三维点云的边坡岩体结构面提取方法与应用

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矿业研究与开发 2022年第5期42卷 197-202页

作者：郭登上谢谟文刘卫南贺铮熊娟北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京中关村智连安全科学研究院有限公司北京102199

结构面在空间上的展布是岩体稳定性的重要影响因素,为解决传统结构面调查风险高、效率低,一般智能识别方法不适用于结构面发育破碎区的问题,基于三维激光点云数据,提出了一种精准、简便提取结构面并获取其产状信息的方法。首先,基于局... 详细信息

结构面在空间上的展布是岩体稳定性的重要影响因素,为解决传统结构面调查风险高、效率低,一般智能识别方法不适用于结构面发育破碎区的问题,基于三维激光点云数据,提出了一种精准、简便提取结构面并获取其产状信息的方法。首先,基于局部邻域熵函数最小准则改进了点云主成分分析算法,获取点云法向量信息;然后,利用区域生长算法对点云法向量夹角及曲率阈值进行分析,识别出了结构面;最后,通过法向量坐标转化获取结构面产状信息并对其进行分组。以青海黄藏寺某裂隙岩体为例,现场识别测试结果表明,该方法可以精准、简便地提取岩体结构面产状信息。

关键词：岩体结构面产状信息三维激光点云 PCA算法区域生长算法

基于SLIC和改进区域生长的非结构化道路识别

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计算机工程与应用 2022年第14期58卷 210-218页

作者：谢习华王刚辛涛赵喻明中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 山河智能装备股份有限公司长沙410100 中国人民解放军32181部队清华大学精密仪器系北京100084

非结构化道路一般没有车道标识线且道路边界模糊,区分道路区域与背景区域难度较大。针对现有非结构化道路识别方法存在全像素域计算分类处理实时性差、易受噪声数据干扰等问题,提出一种基于SLIC(simple lineariterativeclustering)超像... 详细信息

非结构化道路一般没有车道标识线且道路边界模糊,区分道路区域与背景区域难度较大。针对现有非结构化道路识别方法存在全像素域计算分类处理实时性差、易受噪声数据干扰等问题,提出一种基于SLIC(simple lineariterativeclustering)超像素分割和改进区域生长算法的非结构化道路识别方法。利用均匀化初始聚类中心的SLIC算法生成低分辨率超像素特征图。在此基础上,利用聚类算法与邻域搜索算法自适应选择种子点,并引入CIEDE2000色差理论作为区域生长法生长准则,初步确定道路区域。根据道路连续一致特点,优化超像素级生长图并映射轮廓区域至原图,获得道路最终区域。基于数据集及真实场景的实验结果表明,该方法具有较高的识别率和抗干扰能力。

关键词：非结构化道路简单线性迭代聚类(SLIC) 超像素特征图 CIEDE2000 区域生长算法

基于激光雷达扫描点云的路沿识别与偏离预警研究

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基于激光雷达扫描点云的路沿识别与偏离预警研究

作者：张磊燕山大学

学位级别：硕士

感知融合技术和芯片算力的快速提升,使自动驾驶行业得到蓬勃发展。配备自动驾驶功能的智能车辆不仅使驾驶员从复杂的劳动中得到解放,还极大的避免因驾驶员的违规操作带来的安全隐患,从源头上提高车辆行驶时的安全性。实现智能驾驶的基... 详细信息

感知融合技术和芯片算力的快速提升,使自动驾驶行业得到蓬勃发展。配备自动驾驶功能的智能车辆不仅使驾驶员从复杂的劳动中得到解放,还极大的避免因驾驶员的违规操作带来的安全隐患,从源头上提高车辆行驶时的安全性。实现智能驾驶的基础是实现对车周环境的准确感知。对路沿的检测技术是环境感知系统的重要组成部分,它不仅可以为车辆提供安全的行驶范围,而且对智能车的定位、路径规划和环境理解等功能的实现起着至关重要的作用,因此准确高效的识别出道路边界线成为自动驾驶领域一项重要的研究课题。本文提出基于区域生长分割点云数据的路沿识别与跟踪策略,通过RS-Ruby-128线激光雷达传感器采集点云数据进行路沿提取。该算法分为四个部分。(1)首先,对点云数据进行预处理,采用孤立点滤波以及双边滤波法进行点云数据的滤波降噪。(2)其次,研究点云的分割算法,如何从预处理后的点云数据中快速分离出路面点,减少路面点云数据对路沿识别算法的影响,通过对比分析,选用区域生长法快速分割出道路区域,过滤掉大量的路面点。(3)然后,根据激光雷达点云数据的空间特征,提出基于多阈值路沿候选点提取方法,利用路沿的几何特征设置多种阈值参数进行路沿候选点提取,采用RANSAC算法和距离滤波器对候选点中的干扰点进行过滤处理。(4)最后,采用二次曲线进行路沿拟合,为避免路沿的误检和漏检问题,运用卡尔曼滤波算法对路沿点进行过滤跟踪。通过采集典型的实验数据,运用该算法进行不同道路场景下的性能测试。实验表明,本文算法能够准确识别不同道路场景下的道路边界,路面分割算法具有较高的准确率,能够避免过分割,同时验证了本文所提出的基于区域生长分割点云数据的路沿识别算法的可行性、有效性及鲁棒性。

关键词：激光雷达路沿识别栅格地图区域生长算法卡尔曼滤波路沿预警