基于改进多规则区域生长的点云多要素分割 被引量：24

1

作者 汪文琪 李宗春 +2 位作者 付永健 何华 熊峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期192-206,共15页

针对现有点云多要素分割算法分割面状点集时分割精度低、分割块合并效果差等问题,提出了一种改进的多规则区域生长算法。一方面,计算点云数据的平面拟合残差,基于平面拟合残差设置种子点条件,对面状点集分割进行优化,以此提升面状要素... 针对现有点云多要素分割算法分割面状点集时分割精度低、分割块合并效果差等问题,提出了一种改进的多规则区域生长算法。一方面,计算点云数据的平面拟合残差,基于平面拟合残差设置种子点条件,对面状点集分割进行优化,以此提升面状要素分割的精度;另一方面,在距离条件的基础上,结合相似性和体积变化条件对合并策略进行改进,以实现分割块的有效合并;此外,利用中位数、Baarda数据探测法和k均值聚类分别对算法中涉及的阈值参数进行自适应设置。采用三种不同类型的点云数据进行实验,结果表明:改进算法能够提升面状点集的分割精度,提高了分割块合并的准确性;与其他算法相比,改进算法能够同时兼顾精度和效率,分割结果更具优势。 展开更多

关键词 遥感 点云分割 多要素分割 平面拟合残差 分割块合并

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220kV支柱绝缘子断裂原因分析及对策 被引量：15

2

作者 韩晋平 程郁 +2 位作者 轩刚毅 马心良 付永健 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期88-89,共2页

分析了英章220 kV变电站母线支柱瓷瓶、母线接地刀闸支柱绝缘子在运行中断裂的原因,发现断裂原因为设计中对风力的影响考虑不够;支柱绝缘子制造缺陷及安装质量不好。更换合格的支柱绝缘子并重新安装调整后未出现断裂现象。

关键词 支柱绝缘子 断裂 解决方案

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一种多尺度自适应点云坡度滤波算法 被引量：14

3

作者 汪文琪 李宗春 +2 位作者 付永健 何华 熊峰 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期438-446,共9页

点云坡度滤波算法原理简单、易于实现,为进一步提升坡度滤波算法的自适应性,提出了一种多尺度自适应点云坡度滤波算法。首先,在数据预处理的基础上引入虚拟网格对点云数据进行分割;然后,利用距离加权的方式逐次计算网格点的坡度角,结合... 点云坡度滤波算法原理简单、易于实现,为进一步提升坡度滤波算法的自适应性,提出了一种多尺度自适应点云坡度滤波算法。首先,在数据预处理的基础上引入虚拟网格对点云数据进行分割;然后,利用距离加权的方式逐次计算网格点的坡度角,结合k均值聚类和正态分布自适应确定滤波阈值;最后,使用多尺度策略逐级缩小网格尺寸实现点云数据的精细滤波。采用两种密度不同的点云数据集对所提算法进行了验证,并将结果与两种坡度滤波算法及国际摄影测量和遥感学会提供的经典算法进行对比,实验表明所提算法整体滤波结果较好,稳定性更高,且适用于不同场景的点云数据。 展开更多

关键词 点云数据 坡度滤波 K均值聚类 正态分布 多尺度滤波

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引入曲面变分实现点云法矢一致性调整 被引量：10

4

作者 何华 李宗春 +3 位作者 闫荣鑫 杨再华 阮焕立 付永健 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期275-280,共6页

针对现有法矢一致性调整算法效率不高、准确度低的问题,引入曲面变分改善该类算法的性能。首先通过主成分分析法估算点云的法矢和曲面变分,然后用曲面变分区分平缓点与非平缓点。调整法矢时,采用缩小待调整法矢的搜索范围到k-邻域内和... 针对现有法矢一致性调整算法效率不高、准确度低的问题,引入曲面变分改善该类算法的性能。首先通过主成分分析法估算点云的法矢和曲面变分,然后用曲面变分区分平缓点与非平缓点。调整法矢时,采用缩小待调整法矢的搜索范围到k-邻域内和增加每次搜索时法矢传播个数的策略来提高效率;采用约束法矢传播方向的方法保证准确性。试验结果表明,该算法在平缓区域、尖锐特征区域和高曲率区域均能得到正确的法矢调整结果,且算法效率较已有方法更高。 展开更多

关键词 法矢一致性调整 曲面变分 主成分分析 k-邻域 点云

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凸显尖锐特征的点-线-面递进式曲面重建 被引量：8

5

作者 李宗春 何华 +2 位作者 付永健 李国俊 易旺民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期221-229,共9页

针对现有曲面重建算法不能很好地重建出点云模型尖锐特征的缺陷,提出了一种凸显点云尖锐特征的点-线-面递进式曲面重建算法。首先,根据近邻点的欧氏距离、法向偏差和曲面变分,采用主成分分析算法和k-近邻点迭代加权法获取点云准确法向;... 针对现有曲面重建算法不能很好地重建出点云模型尖锐特征的缺陷,提出了一种凸显点云尖锐特征的点-线-面递进式曲面重建算法。首先,根据近邻点的欧氏距离、法向偏差和曲面变分,采用主成分分析算法和k-近邻点迭代加权法获取点云准确法向;接着,依据特征点位于多个平面交线上的原则,利用法向聚类和平面拟合从候选特征点中筛选特征点;然后,依据特征点生长方向和主方向的相互关系重建特征线,并按照最小二乘原理采用矩阵法修复角点;最后,以特征线为约束重建尖锐特征点云曲面。实验结果表明:本文算法计算的点云准确法向与理论法向偏差接近于0,特征重建效果优于其他算法,算法耗时短且与点云数量呈线性关系。算法不仅能够准确计算尖锐特征区域的点云法向,还能准确提取出点云模型的特征点并凸显模型的尖锐特征。 展开更多

关键词 曲面重建 法向计算 尖锐特征 特征提取 点云

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基于K-近邻拟合平面点云简化算法 被引量：6

6

作者 付永健 李宗春 +1 位作者 何华 阮焕立 《北京测绘》 2017年第01S期86-90,共5页

海量点云数据较易获取,点云简化问题已成为众多学者的研究热点。本文提出了一种基于K-近邻拟合平面点云简化算法。通过建立KD-tree索引,寻找每个点的K-近邻,然后对K-近邻进行平面拟合剔除非特征点实现点云简化。实验结果表明本文算法简... 海量点云数据较易获取,点云简化问题已成为众多学者的研究热点。本文提出了一种基于K-近邻拟合平面点云简化算法。通过建立KD-tree索引,寻找每个点的K-近邻,然后对K-近邻进行平面拟合剔除非特征点实现点云简化。实验结果表明本文算法简化率能达到80%以上,点云特征信息保留明显,算法适用性广,稳定性强,并且点云经简化后不损害重建结果。 展开更多

关键词 点云简化 KD-TREE K-近邻 平面拟合 平均距离

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一种用于建筑物立面边界特征点提取的凸包三角网算法 被引量：2

7

作者 熊峰 李宗春 +1 位作者 付永健 何华 《测绘工程》 2023年第1期14-20,共7页

基于现存凸包算法较难提取建筑物立面点云中的边界特征点等问题,提出一种构建凸包三角网的建筑物立面边界特征点提取算法。首先利用k近邻搜索算法查找每个点的近邻点,并通过主成分分析方法估算各点的法向量。然后将各点的近邻点投影到... 基于现存凸包算法较难提取建筑物立面点云中的边界特征点等问题,提出一种构建凸包三角网的建筑物立面边界特征点提取算法。首先利用k近邻搜索算法查找每个点的近邻点,并通过主成分分析方法估算各点的法向量。然后将各点的近邻点投影到局部拟合平面,使用罗德里格法进行旋转获得二维投影点。最后利用凸包算法在求解边界特征点的基础上构建凸包三角网,并获得各三角形中近邻点占地率并统计各三角形的顶角值,得到剩余边界特征点。采用模拟和实测点云数据进行试验,并与改进的凸包算法和基于点的算法进行对比,结果表明,该算法能够提高建筑立面边界特征点提取的准确性和完整性,具有较强的适用性。 展开更多

关键词 激光雷达 点云 建筑物立面 凸包算法 凸包三角网 边界提取

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基于凸包算法和抗差最小二乘法的激光扫描仪圆形标靶中心定位 被引量：5

8

作者 何华 李宗春 +1 位作者 阮焕立 付永健 《测绘工程》 CSCD 2018年第3期20-24,共5页

针对激光扫描仪圆形平面标靶点云数据缺失或冗余时不易准确获取标靶中心的问题,提出一种稳健的中心定位算法。首先根据回光强度提取标靶点云数据;然后剔除标靶点云数据粗差点,拟合标靶的最佳平面;接着利用凸包算法提取标靶边缘点;最后... 针对激光扫描仪圆形平面标靶点云数据缺失或冗余时不易准确获取标靶中心的问题,提出一种稳健的中心定位算法。首先根据回光强度提取标靶点云数据;然后剔除标靶点云数据粗差点,拟合标靶的最佳平面;接着利用凸包算法提取标靶边缘点;最后利用抗差最小二乘求解标靶的中心坐标。实验表明,该算法定位精度能达到亚毫米级,可以有效解决标靶数据缺失或者冗余时标靶定位精度低的问题,提高标靶的中心定位的稳健性。 展开更多

关键词 抗差最小二乘 凸包算法 中心定位 平面标靶 平面拟合

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电动汽车热泵空调冷凝器空气侧性能模拟与结构优化 被引量：4

9

作者 吴玮 陈文单 +3 位作者 付永健 何国新 许永亮 林用满 《制冷与空调》 2013年第1期88-91,109,共5页

电动汽车热泵空调是用于解决电动汽车冬季无法制热的问题,本文设计一种用于电动汽车热泵空调的新型平行流换热器。通过对换热器的冷凝工况进行数值模拟,得到不同入口速度条件下的换热及阻力特性,并与经验公式进行比较,验证数值模拟的正... 电动汽车热泵空调是用于解决电动汽车冬季无法制热的问题,本文设计一种用于电动汽车热泵空调的新型平行流换热器。通过对换热器的冷凝工况进行数值模拟,得到不同入口速度条件下的换热及阻力特性,并与经验公式进行比较,验证数值模拟的正确性。分析不同的翅片倾斜角度及翅片间距下换热及阻力特性变化,得到优化的结构参数,为电动汽车热泵空调换热器设计提供依据。 展开更多

关键词 电动汽车 热泵空调 冷凝器 数值模拟 结构优化

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应用马氏距离加权的点云法向处理算法 被引量：4

10

作者 付永健 李宗春 何华 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期349-354,共6页

针对PCA算法对外围点比较敏感而易致法向估算错误和MST算法效率较低的不足,本文提出一种应用马氏距离加权的点云法向估算与一致性调整算法。首先根据点间马氏距离对PCA算法中的协方差矩阵进行加权处理以提高其鲁棒性;然后根据加权得到... 针对PCA算法对外围点比较敏感而易致法向估算错误和MST算法效率较低的不足,本文提出一种应用马氏距离加权的点云法向估算与一致性调整算法。首先根据点间马氏距离对PCA算法中的协方差矩阵进行加权处理以提高其鲁棒性;然后根据加权得到的半正定矩阵计算曲面变分,以区分平缓点和非平缓点,并采用新的法向调整策略来提高MST算法的效率;最后应用模拟数据以及hand、head、block点云进行法向处理实验。实验结果表明,所提算法可高质量地估算出点云法向,有效地抵制了外围点的影响。与已有文献的算法相比,一致性调整效率大约提高了两倍。 展开更多

关键词 点云法向处理 马氏距离 主成分分析 一致性调整 曲面变分 最小生成树

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HRegNet-LO:基于端到端深度神经网络的LiDAR里程计测量

11

作者 付永健 李宗春 +2 位作者 何华 王力 李丛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期271-279,共9页

针对传统LiDAR里程计(LO)测量方法在处理无初值、长序列点云配准时存在精度低、稳定性差等问题,本文引入端到端点云配准网络(HRegNet),提出一种基于深度神经网络的LO测量方法——HRegNet-LO算法,以期实现更加准确、鲁棒的LO测量。所提... 针对传统LiDAR里程计(LO)测量方法在处理无初值、长序列点云配准时存在精度低、稳定性差等问题,本文引入端到端点云配准网络(HRegNet),提出一种基于深度神经网络的LO测量方法——HRegNet-LO算法,以期实现更加准确、鲁棒的LO测量。所提算法由两个核心模块组成:前端计算和后端优化。在前端scan-to-scan配准中,主要是依据原始点云的3D坐标,采用HRegNet网络,计算出相邻两帧点云的初始转换矩阵,实现LO初始位姿计算;在后端scan-tomap配准中,主要是通过提取特征点构建特征地图,应用迭代最近邻点(ICP)算法,每间隔一定距离对初始位姿进行优化,以减小预估轨迹中的漂移。在Kitti odometry数据集上对所提算法的性能进行了评估,并与LOAM、F-LOAM等算法作对比分析。实验结果表明,所提算法相对旋转、平移误差分别在0.003°/m和1%左右,每帧位姿计算耗时约为100 ms,可以满足LO测量对于精度和实时性的要求。 展开更多

关键词 HRegNet网络 LiDAR里程计 特征地图 迭代最近邻点 Kitti odometry数据集

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融合点、体素和对象特征的多基元点云分类 被引量：3

12

作者 汪文琪 李宗春 +3 位作者 付永健 熊峰 赵昭明 何华 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期365-377,共13页

单一基元分类方法难以全面描述复杂的点云场景,采用多基元进行分类成为一种趋势,提出了一种融合点、体素和对象特征的点云分类方法。主要包括4个方面:①分别确定各层面分类基元,点基元方面采用最优邻域方法,体素基元方面基于八叉树方法... 单一基元分类方法难以全面描述复杂的点云场景,采用多基元进行分类成为一种趋势,提出了一种融合点、体素和对象特征的点云分类方法。主要包括4个方面:①分别确定各层面分类基元,点基元方面采用最优邻域方法,体素基元方面基于八叉树方法进行体素划分,对象基元方面使用改进的多要素分割方法进行点云分割;②提取各基元分类特征,首先提取点基元分类特征并进行局部线性约束编码(Locality-constrained Linear Coding,LLC),然后以此为基础提取体素基元和对象基元的潜在狄利克雷分布特征(Latent Dirichlet Allocation,LDA)和最大池化特征(Max Pooling,MP);③降低分类特征维度,利用随机森林变量重要性算法对分类特征进行筛选与降维;④进行点云分类,使用随机森林算法实现点云分类。采用3种不同类型的点云数据进行试验,结果表明融合3种基元特征的分类精度相比于点基元分类分别提升了1.43%、7.02%和2.48%,分类特征降维可以有效降低特征冗余度,分类器分类时间减少约70%;通过与其他算法的对比,新算法分类精度更优,且适用于多种场景点云数据的分类。 展开更多

关键词 遥感 激光雷达 点云分类 多基元分类 基元构建 特征提取 特征降维 随机森林

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稳健的回光反射平面靶心定位算法 被引量：3

13

作者 付永健 李宗春 何华 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期422-429,共8页

针对因回光反射平面标靶点云数据缺失或冗余而难以准确计算靶心坐标的问题,本文提出一种基于距离标靶重心最远点的边缘点提取和靶心定位算法。首先,进行点云数据预处理,先人工大概选取出标靶点云所在位置,并根据回光反射强度信息提取出... 针对因回光反射平面标靶点云数据缺失或冗余而难以准确计算靶心坐标的问题,本文提出一种基于距离标靶重心最远点的边缘点提取和靶心定位算法。首先,进行点云数据预处理,先人工大概选取出标靶点云所在位置,并根据回光反射强度信息提取出标靶点云,对标靶点云进行粗差剔除、投影以及坐标旋转等工作;然后,进行边缘点提取,应用所提的边缘点提取算法对投影到二维平面的标靶点云进行边缘点提取;最后,进行靶心定位,先应用抗差最小二乘对边缘点进行拟合计算圆心坐标,然后将其旋转回三维空间作为靶心坐标计算值。实验结果表明,本文提出的边缘点提取算法能高效、准确地提取出标靶边缘点,比文献[12]中的边缘点提取算法节约了大量时间,并且应用所提取出的边缘点能稳健地计算出靶心坐标,与基准值的偏差在亚毫米以内,优于文献[11]、[12]算法靶心计算精度,有效地解决了残缺或冗余的回光反射平面标靶点云靶心定位问题。 展开更多

关键词 回光反射 平面标靶 边缘点提取 抗差最小二乘 平面拟合

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基于二维投影的散乱点云曲面重建 被引量：3

14

作者 何华 李宗春 +2 位作者 阮焕立 付永健 刘增 《北京测绘》 2017年第01S期96-100,共5页

为降低点云曲面重建的复杂度,提出了一种基于二维投影的散乱点云曲面重建方法。首先利用点云的局平特性把点云投影到二维平面,然后在二维平面上对点云进行Delaunay三角剖分,并将拓扑连接关系映射到三维空间,最后剔除三角网格模型中的非... 为降低点云曲面重建的复杂度,提出了一种基于二维投影的散乱点云曲面重建方法。首先利用点云的局平特性把点云投影到二维平面,然后在二维平面上对点云进行Delaunay三角剖分,并将拓扑连接关系映射到三维空间,最后剔除三角网格模型中的非流形三角面片得到点云模型重建结果。实验结果表明,只需获取散乱点云的坐标信息,该算法就能够重建出结构形态正确、保留物体细节信息的三维模型,且该算法原理简单、容易实现,降低了曲面重建复杂度,提高了曲面重建效率。 展开更多

关键词 曲面重建 散乱点云 DELAUNAY三角剖分 平面投影 网格优化

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点云内在属性因子驱动的自适应滚球算法 被引量：2

15

作者 付永健 李宗春 何华 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期353-361,共9页

采用滚球算法(ball pivoting algorithm,BPA)重建非均匀点云时会产生较多孔洞或冗余三角形,对此先定义一种点云内在属性因子,提出了一种自适应BPA算法,并用重建曲面表面积定量评价曲面重建质量。首先,根据点云法向、位置、点间距离、关... 采用滚球算法(ball pivoting algorithm,BPA)重建非均匀点云时会产生较多孔洞或冗余三角形,对此先定义一种点云内在属性因子,提出了一种自适应BPA算法,并用重建曲面表面积定量评价曲面重建质量。首先,根据点云法向、位置、点间距离、关系等信息选取3个恰当的孤立点,构建种子三角形;其次,计算每条拓展边的点云内在属性因子,并结合拓展边长等信息,自适应地确定滚球半径r;最后,将半径为r的滚球沿着拓展边滚动,选取合适的第三点拓展三角形网格。采用龙、兔点云进行曲面重建实验,实验结果表明,无论是均匀点云还是非均匀点云,此算法均能自适应地重建出点云表面模型,重建过程无需人工干预,算法稳健、高效,重建结果质量较高。 展开更多

关键词 点云内在属性因子 自适应滚球算法 曲面重建 质量评价 拓展边长

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宽带射频信号发生模块设计

16

作者 付永健 《科技信息》 2007年第22期65-65,113,共2页

本文给出了微波信号源中一种10MHz-2GHz信号发生模块的设计原理,同时给出了模块中振荡器和混频器的设计原理和微带图,最后给出了模块的测试结果。

关键词 振荡器 混频器 反向隔离度 调制器

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基于T-S模糊神经网络模型的极移预报方法 被引量：1

17

作者 熊峰 李宗春 +2 位作者 郭迎钢 付永健 汪文琪 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2020年第S01期205-209,共5页

为提高极移的预报精度,本文建立了基于T-S模糊神经网络的极移预报模型。首先利用最小二乘对极移序列中的趋势项进行拟合外推,然后建立TSFNN预报模型对最小二乘拟合残差部分进行训练和预报,最后合并最小二乘外推值和TSFNN模型预报值得到... 为提高极移的预报精度,本文建立了基于T-S模糊神经网络的极移预报模型。首先利用最小二乘对极移序列中的趋势项进行拟合外推,然后建立TSFNN预报模型对最小二乘拟合残差部分进行训练和预报,最后合并最小二乘外推值和TSFNN模型预报值得到最终的极移预报值。在试验中,本文基于T-S模糊神经网络模型对不同跨度的极移预报进行研究,并与BP神经网络的预报效果进行对比,结果表明,该预报模型能很好地克服神经网络收敛速度慢、易陷入局部极值、预报精度较低的缺点,可以有效地用于极移预报。 展开更多

关键词 地球定向参数 极移 预报 T-S模糊神经网络

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引入RANSAC分割点云的ICP拼接方法 被引量：1

18

作者 阮焕立 李宗春 +1 位作者 何华 付永健 《测绘科学与工程》 2018年第1期38-42,共5页

针对基于几何特征的ICP算法适用范围有限，特别是当相邻两站重叠区域中包含大量平面时拼接效果不理想的缺陷，提出了引入RANSAC算法分割点云的ICP拼接方法。首先，用RANSAC算法把重叠区域的点云分割为平面点云和曲面点云；然后，用点到... 针对基于几何特征的ICP算法适用范围有限，特别是当相邻两站重叠区域中包含大量平面时拼接效果不理想的缺陷，提出了引入RANSAC算法分割点云的ICP拼接方法。首先，用RANSAC算法把重叠区域的点云分割为平面点云和曲面点云；然后，用点到点的方式确定平面点云的对应点对，用构造“辅助点对”的方式确定曲面点云的对应点对；最后，采用刚性运动一致性原则去除曲面点云的错误对应点对，采用视线共线性和距离最近原则剔除平面点云的错误对应点对。实验表明：该算法的拼接精度优于基于几何特征的ICP拼接算法的精度，同时扩展了ICP拼接算法的适用范围。 展开更多

关键词 ICP算法 RANSAC算法 点云分割 几何特征 对应点对

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改进的RANSAC算法提取平面特征

19

作者 阮焕立 李宗春 +2 位作者 何华 付永健 刘忠贺 《测绘科学与工程》 2018年第6期73-78,共6页

针对传统RANSAC算法提取平面特征可能误识别以及效率低等问题,本文在选取样本和判断模型内点时增加约束条件。在选取样本时,以样本点之间的法向量夹角为约束条件,以提高提取平面特征的效率;在判断模型内点时,以点与样本点的法向量夹角... 针对传统RANSAC算法提取平面特征可能误识别以及效率低等问题,本文在选取样本和判断模型内点时增加约束条件。在选取样本时,以样本点之间的法向量夹角为约束条件,以提高提取平面特征的效率;在判断模型内点时,以点与样本点的法向量夹角为约束条件,以有效减少平面特征的误识别。实验结果表明:本文算法提高了提取平面特征的效率,并有效减少了平面特征误识别。 展开更多

关键词 RANSAC算法 点云数据 平面点 法向量

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受挫以后——人教版三年级下册《绝招》创作体会

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作者 付永健 《小学语文教学》 北大核心 2007年第2期39-40,共2页

绝招，就是绝活、绝技，是人们或先天条件，或后天努力，在某些方面表现出超众的行为。像有的人可以动耳朵，有的人可以把手指向后贴到腕上；像有的人跑得快，跳得高，力气大，等等。

关键词 《绝招》 三年级下册 创作体会 人教版 先天条件

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