铁路扣件缺陷自动检测研究进展 被引量：10

1

作者 代先星 阳恩慧 +2 位作者 WANG Kelvin Chenping 邱延峻 LI Joshua Qiang 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2452-2459,共8页

基于计算机视觉和三维激光成像技术的扣件检测算法发展历程,重点针对铁路扣件图像的预处理、定位以及分类3个主要环节的算法进行综述,并探讨现有扣件检测算法存在的问题与困境。介绍三维激光成像技术及其在扣件检测领域的应用前景。

关键词 铁路扣件检测 扣件分类 三维激光成像

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铁路扣件弹条伤损自动检测系统研发与验证 被引量：9

2

作者 代先星 丁世海 +3 位作者 阳恩慧 WANG Kelvin Chenping 邱延峻 王平 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2478-2486,共9页

针对铁路扣件缺陷自动识别准确率不高等问题,介绍基于三维激光成像技术的高速铁路扣件自动检测系统,重点阐述基于轨道三维图像的弹条型扣件的检测算法。在扣件检测算法中,以先验知识验证扣件位置的方法保证扣件定位的准确率;实现弹条图... 针对铁路扣件缺陷自动识别准确率不高等问题,介绍基于三维激光成像技术的高速铁路扣件自动检测系统,重点阐述基于轨道三维图像的弹条型扣件的检测算法。在扣件检测算法中,以先验知识验证扣件位置的方法保证扣件定位的准确率;实现弹条图像的提取;基于正常弹条图像创建真实模拟折断扣件的虚拟负样本。提取图像特征后,利用经过训练的分类器识别扣件缺失、单侧断裂和双侧断裂的状态。最后,结合室内实尺Ⅲ型板轨道模型的数据验证系统的检测效果。研究结果表明,采用提出的扣件缺陷自动检测算法的识别准确率高达97.3%,该系统具有较高的实用潜力。 展开更多

关键词 三维激光成像 扣件定位 虚拟样本 识别算法 准确率

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采摘机器人定位导航系统设计—基于机载三维激光成像电力巡线 被引量：7

3

作者 阮娟娟 《农机化研究》 北大核心 2020年第5期191-195,共5页

采摘机器人作为一种典型的农业机器人,一直未得到普及,其主要受限于果实空间分布的不规律性,以及存在视觉定位及采摘方式等技术难题。为此,将机载三维激光成像电力巡线技术引入到采摘机器人的定位导航系统的设计过程中,通过果实的圆形... 采摘机器人作为一种典型的农业机器人,一直未得到普及,其主要受限于果实空间分布的不规律性,以及存在视觉定位及采摘方式等技术难题。为此,将机载三维激光成像电力巡线技术引入到采摘机器人的定位导航系统的设计过程中,通过果实的圆形检测和三维重构来确定果实的质心坐标,以提高采摘机器人导航视觉的精度和效率。为了验证方案的可行性,对果实图像采集和处理的准确性进行了测试,结果表明:视觉导航系统可以成功得到标准的圆形图像,通过三维重构后,质心坐标的计算结果和测量结果基本吻合,且对果实的成功识别率较高,从而验证了方案的可靠性。 展开更多

关键词 采摘机器人 三维激光成像 电力巡线 定位导航 三维重构

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InGaAs单光子雪崩焦平面研究进展(特邀) 被引量：3

4

作者 崔大健 敖天宏 +4 位作者 奚水清 张承 高若尧 袁俊翔 雷勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期1-11,共11页

雪崩光电二极管(APD)是一种高灵敏度光电器件。按照工作电压的不同可分为线性APD和盖革APD。其中,盖革APD的工作电压高于击穿电压,利用半导体材料内部载流子的高雪崩增益可实现单光子级信号探测,也被称为单光子雪崩光电二极管(SPAD)。In... 雪崩光电二极管(APD)是一种高灵敏度光电器件。按照工作电压的不同可分为线性APD和盖革APD。其中,盖革APD的工作电压高于击穿电压,利用半导体材料内部载流子的高雪崩增益可实现单光子级信号探测,也被称为单光子雪崩光电二极管(SPAD)。InGaAs材料SPAD在0.9~1.7μm光谱范围内有高量子效率,是1.06、1.55μm主动激光探测的理想探测器。通过将高效率InGaAs SPAD阵列芯片与CMOS计时/计数读出电路芯片集成封装,制备的雪崩焦平面探测器可对光子信号进行时间量化,在三维激光雷达、远距离激光通信、稀疏光子探测等领域有广泛应用。介绍了InGaAs单光子雪崩焦平面的器件结构及基本原理,在此基础上回顾了国内外雪崩焦平面技术的研究进展,并对未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 INGAAS 单光子探测器 雪崩焦平面 三维激光成像 激光通信

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基于三维激光成像技术的扣件缺损自动检测 被引量：4

5

作者 李明森 李林 +2 位作者 张超 刘光东 罗文婷 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期670-677,共8页

随着我国轨道交通的快速发展,其维护工作日益繁重,传统检测手段及技术难以满足现有的需求,轨道检测的快速化及智能化迫在眉睫。为了弥补这些检测方法的不足,本文基于非接触式激光三角测距原理,自主研发了一套高速线激光测量系统。首先... 随着我国轨道交通的快速发展,其维护工作日益繁重,传统检测手段及技术难以满足现有的需求,轨道检测的快速化及智能化迫在眉睫。为了弥补这些检测方法的不足,本文基于非接触式激光三角测距原理,自主研发了一套高速线激光测量系统。首先是通过改进的灰度权重模型法提取激光中心线,可以得到更加精确的轨道扣件高度信息;其次使用Phone光照模型对点云数据渲染,可以直观显示采集对象的高低起伏情况;最后利用K均值聚类法进行扣件病害类别识别。检测结果为:扣件缺失与扣件异物检测成功率分别为98%、100%。尤其使用改进的灰度权重模型法,精确的提取激光中心线,得到高精度的三维纹理信息,具有很高的推广应用价值。 展开更多

关键词 三维激光成像 扣件定位 大视场 结构光

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融合光散射信息的三维激光成像系统设计 被引量：2

6

作者 阳建中 陈慧蓉 +2 位作者 李贤阳 樊洪斌 何穆 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第10期104-108,共5页

针对传统激光成像系统激光功率较低且成像速度较慢的问题,设计出一种基于融合光散射信息的三维激光成像系统。实时测量融合光散射信息,获得十分稳定且高强度的散射光。建立接收光学系统,根据电光晶体偏振调制的原理调节回波信号强度,得... 针对传统激光成像系统激光功率较低且成像速度较慢的问题,设计出一种基于融合光散射信息的三维激光成像系统。实时测量融合光散射信息,获得十分稳定且高强度的散射光。建立接收光学系统,根据电光晶体偏振调制的原理调节回波信号强度,得到测距面与三维成像激光距离的标准差。利用方波调制法使激光源发射均匀的脉冲序列。通过获取到环境光的曝光图像,合理控制三维激光强度,使曝光图像灰度动态大范围分布,最后获得高精度的三维激光成像。以坭兴陶的三维激光成像实验为例,结果表明:该系统激光功率较高,成像误差小,具有过程简单、可靠性高等优点。 展开更多

关键词 融合光散射信息 三维激光成像 接收光学系统 回波信号强度

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三维激光成像技术的改进研究

7

作者 芦鹏 《激光杂志》 北大核心 2020年第9期87-91,共5页

三维激光图像的成像受多种因素影响,导致成像后模糊程度高,局部活动轮廓是最重要的干扰因素。为有效提高三维激光图像的成像质量,提出三维激光成像技术的改进与研究。将多分辨率小波降噪技术与Retinex算法相融合,对层状纹理激光图像进... 三维激光图像的成像受多种因素影响,导致成像后模糊程度高,局部活动轮廓是最重要的干扰因素。为有效提高三维激光图像的成像质量,提出三维激光成像技术的改进与研究。将多分辨率小波降噪技术与Retinex算法相融合,对层状纹理激光图像进行降噪处理,利用Retinex算法实现层状纹理激光图像的信息增强,采用LGB向量量化算法进行激光图像的特征分解,结合背景差分连续重构技术实现图像的区域像素信息增强,提取图像的高阶不变矩特征量,采用深度学习算法进行图像特征数据的多分辨重构,实现三维激光成像技术的改进。仿真结果表明,方法的输出信噪比在25.6~42.5 dB、时间开销在0.14~0.31 s之间、重建精度在87%~94%之间,证明该方法的输出像素强度较高,图像的成像质量较好,能够实现高分辨的三维激光成像。 展开更多

关键词 三维激光成像 层状纹理激光图像 特征提取 信息增强

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用三维激光成像技术调查高陡边坡岩体结构 被引量：16

8

作者 刘宏 董秀军 +1 位作者 向喜琼 高云河 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2006年第4期38-41,45,共5页

论文针对“罗盘+皮尺”传统模式调查高陡边坡岩体结构中的缺点,提出了三维激光成像技术调查高陡边坡岩体结构的新方法。利用三维激光成像技术可获得完全实景的数字模型,并在该数字模型上可直接量取点、线、面和三维实体空间坐标,从而进... 论文针对“罗盘+皮尺”传统模式调查高陡边坡岩体结构中的缺点,提出了三维激光成像技术调查高陡边坡岩体结构的新方法。利用三维激光成像技术可获得完全实景的数字模型,并在该数字模型上可直接量取点、线、面和三维实体空间坐标,从而进行结构面产状、迹长与连通率、间距等岩体结构特征参数计算和地质剖面切图。最后,以营盘山陡崖边坡为例,详细阐述了三维激光成像技术调查高陡边坡岩体结构特征参数方法及过程。结果表明,利用三维激光成像技术所得的结构面产状、间距等岩体结构特征参数要优于传统的“罗盘+皮尺”量测结果。因此,三维激光成像技术的引入,必将引发岩体结构特征参数测试技术革新性的发展。 展开更多

关键词 三维激光成像技术 高陡边坡 岩体结构调查 岷江营盘山

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机载三维激光成像系统点云数据滤波与地面点提取算法研究 被引量：7

9

作者 殷国伟 张汉德 +1 位作者 范学玮 董广香 《遥感信息》 CSCD 2010年第2期79-82,共4页

使用原始的las标准格式的雷达数据,首先根据激光的回波次数和反射强度信息进行滤波,经过初步滤波之后根据角度限制法则和窗口移动法进行地面点提取工作,使用Delphi编程语言实现了该算法,并使用不同的阈值对不同的数据进行了结果的对比。

关键词 三维激光成像系统 LIDAR 点云滤波 地面点提取

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三维激光成像系统构像点定位方法 被引量：3

10

作者 刘生炳 魏宗康 +1 位作者 陈东生 夏刚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期615-619,共5页

三维激光成像系统是一种包含激光扫描仪、惯性导航系统(SINS)、全球定位系统(GPS)等多种先进技术的复杂系统。三维激光成像系统工作时通过激光扫描仪对被扫描物进行扫描,获得被扫描物与扫描仪中心的距离和被扫描物的方位,通过SINS获得... 三维激光成像系统是一种包含激光扫描仪、惯性导航系统(SINS)、全球定位系统(GPS)等多种先进技术的复杂系统。三维激光成像系统工作时通过激光扫描仪对被扫描物进行扫描,获得被扫描物与扫描仪中心的距离和被扫描物的方位,通过SINS获得载体姿态信息并求出载体坐标系至地理坐标系的姿态变换矩阵,通过GPS获得载体的位置信息并求出地理坐标系至地球坐标系的变换矩阵,综合利用以上信息,通过坐标变换的方法即可获得被扫描点在地球坐标系中的位置坐标,即完成三维激光成像系统的定位。通过试验验证,这种方法能够准确的完成三维激光成像系统构像点的定位,具有原理简单,定位精度高,编程容易实现的优点,为被扫描物三维视图的建立奠定基础。 展开更多

关键词 激光扫描 组合导航 三维激光成像系统 构像点定位

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基于三维激光成像技术的室内场景系统设计 被引量：2

11

作者 石晶晶 曹峰 冉姌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第8期180-182,共3页

现有的场景管理系统由于成像技术的原因,进行人机交互时出现画面卡顿、清晰度下降的现象,因此,设计一种基于三维激光成像技术的场景管理系统设计。系统中的画面显示主要应用的是三维激光成像技术,系统的硬件设计中,根据激光测距的过程,... 现有的场景管理系统由于成像技术的原因,进行人机交互时出现画面卡顿、清晰度下降的现象,因此,设计一种基于三维激光成像技术的场景管理系统设计。系统中的画面显示主要应用的是三维激光成像技术,系统的硬件设计中,根据激光测距的过程,选择测量距离、测量精度等参数合适的激光测距仪;在软件设计中,需要对动态碰撞检测进行优化,采用了八叉树空间剖分法对需要成像的空间进行分割,利用场景管理器完成相交情况查询,优化命名需要碰撞的物体并在后台代码中手动添加判断条件,选择色彩空间以及着色器,实现场景美化,至此完成系统设计。为验证设计系统的有效性,对三种系统进行测试,测试结果表明,设计的系统具有良好的FPS值与图像清晰度,说明设计的系统在实际应用中相对于现有系统具有更好的成像性能。 展开更多

关键词 三维激光成像技术 虚拟现实技术 场景管理 八叉树空间剖分

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机载三维激光成像系统雷达数据自动化航带调整方法研究

12

作者 殷国伟 张汉德 《遥感信息》 CSCD 2011年第5期90-94,共5页

激光雷达点云数据的航带调整,类似于传统航空摄影测量中的航带拼接,其目的就是消除航带点云数据中存在的系统误差,使航带之间相应的地物进行匹配,从而提高激光点云数据的平面以及高程精度。本文讨论了一种基于最小二乘法的自动化航带调... 激光雷达点云数据的航带调整,类似于传统航空摄影测量中的航带拼接,其目的就是消除航带点云数据中存在的系统误差,使航带之间相应的地物进行匹配,从而提高激光点云数据的平面以及高程精度。本文讨论了一种基于最小二乘法的自动化航带调整方法,并使用现有的手动调整方法与自动化调整方法的结果精度进行了对比,证明自动化调整方法不但能够大大提高设备检校工作的效率,并且精度优于现有的手动调整方法,完全满足后处理的要求。 展开更多

关键词 三维激光成像系统 LIDAR 航带调整 最小二乘法

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基于Kalman滤波的组合导航方法在三维激光成像系统中的应用

13

作者 刘生炳 车鹏宇 +2 位作者 魏宗康 赵龙 陈东生 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2014年第4期54-57,共4页

三维激光成像系统是一种包含激光扫描仪、惯性导航系统(SINS)、全球定位系统(GPS)等多种先进技术的复杂系统。三维激光成像系统工作时需要持续地对成像平台进行高精度的定位、定姿,单一SINS和GPS均无法满足三维激光成像系统的高精度定... 三维激光成像系统是一种包含激光扫描仪、惯性导航系统(SINS)、全球定位系统(GPS)等多种先进技术的复杂系统。三维激光成像系统工作时需要持续地对成像平台进行高精度的定位、定姿,单一SINS和GPS均无法满足三维激光成像系统的高精度定位、定姿要求。通过建立惯性导航系统的误差模型,以GPS系统提供的高精度速度和位置信息为外测,运用Kalman滤波理论设计了SINS/GPS组合导航系统,实现对惯性导航系统的导航误差的修正。通过试验验证表明,基于Kalman滤波的SINS/GPS组合导航系统可以提高三维激光成像系统构像点定位精度,为建立被扫描物的精确三维模型奠定基础。 展开更多

关键词 三维激光成像系统 KALMAN滤波 组合导航 构像点定位

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一种三维激光成像系统的平面离散数据三角剖分方法

14

作者 赵龙 魏宗康 夏刚 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2013年第4期48-51,共4页

三维激光成像系统是一种包含多种先进技术的复杂系统,它包含了数据的采集、简化和处理等过程。三维激光成像系统的主要问题是数据处理,对于三维的点云进行表面建模和构建立体三维的Delaunay三角网这一技术还没成熟,目前没有统一的算法... 三维激光成像系统是一种包含多种先进技术的复杂系统,它包含了数据的采集、简化和处理等过程。三维激光成像系统的主要问题是数据处理,对于三维的点云进行表面建模和构建立体三维的Delaunay三角网这一技术还没成熟,目前没有统一的算法能完全解决这一课题,构建的模型在细节上还不能令人满意。为解决这一问题,提出一种三维激光成像系统新的平面离散数据三角剖分方法。通过实验验证这种方法不仅能够很好地对平面离散数据三角剖分,而且能处理有凹面或洞等复杂表面状况的平面。 展开更多

关键词 三维激光成像系统 投影 平面离散数据 三角剖分

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基于深度学习的高分辨率三维激光雷达成像目标检测方法

15

作者 苗长芬 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第6期233-237,共5页

高分辨率三维激光雷达成像目标检测中受到双目视觉耦合干扰导致检测精度不高,提出基于深度学习的高分辨率三维激光雷达成像目标检测方法。采用视觉传感器与惯性传感器实现对高分辨率三维激光雷达图像采集,通过激光点云特征提取和动态场... 高分辨率三维激光雷达成像目标检测中受到双目视觉耦合干扰导致检测精度不高,提出基于深度学习的高分辨率三维激光雷达成像目标检测方法。采用视觉传感器与惯性传感器实现对高分辨率三维激光雷达图像采集,通过激光点云特征提取和动态场景图像融合的方法实现对高分辨率的三维激光雷达合成,采用补偿滤波方法实现对三维激光雷达成像目标检测过程中的点云畸变矫正处理,通过局部滑动窗口的图特征匹配和深度学习模型,建立激光雷达成像目标检测的深度特征匹配模型,根据特征匹配结果和激光雷达帧图匹配结果,实现对高分辨率三维激光雷达成像目标检测。仿真测试结果表明,采用该方法进行目标检测的激光雷达成像在噪声干扰下,峰值信噪比最低为41 dB,检测精度达到0.96。 展开更多

关键词 深度学习 高分辨率 三维激光雷达成像 目标检测

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基于三维激光扫描成像系统的树冠生物量研究 被引量：41

16

作者 冯仲科 罗旭 +3 位作者 马钦彦 郝星耀 陈晓雪 赵利果 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期52-56,共5页

林业中对树冠进行准确量测一直都难以实现,对树冠体积、表面积的估测也多是将树冠近似为规则几何体,所得到的数据偏差较大,使与树冠相关的一些研究受到限制.该文将三维激光扫描成像系统运用于立木测量,建立立木三维模型,通过对模型进行... 林业中对树冠进行准确量测一直都难以实现,对树冠体积、表面积的估测也多是将树冠近似为规则几何体,所得到的数据偏差较大,使与树冠相关的一些研究受到限制.该文将三维激光扫描成像系统运用于立木测量,建立立木三维模型,通过对模型进行量测获取包括树冠体积、表面积等各种测树因子.以此为基础,运用非线性回归方法建立树冠体积、表面积回归方程,相关系数都在0.95左右.利用树冠体积、表面积回归模型,可以用传统林业调查数据推算树冠的体积表面积,可以使与树冠相关的估测、研究得到较好的结果.同时该文将树冠因子引入生物量模型,建立包含树冠体积、表面积的生物量模型,获得了较传统CAR模型更好的效果,可作为生物量估测的基本模型. 展开更多

关键词 三维激光扫描成像系统 树冠 生物量

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三维激光扫描成像系统在森林计测中的应用 被引量：29

17

作者 罗旭 冯仲科 +2 位作者 邓向瑞 郝星耀 陈晓雪 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期82-87,共6页

该文介绍了三维激光扫描成像系统的组成、工作原理、仪器的性能指标及软件功能.通过在甘肃省小陇山林业局的试验,总结了三维激光扫描成像系统进行精准测树的流程、内业数据处理方法、提取各种测树因子的方法、测量立木材积以及树冠体积... 该文介绍了三维激光扫描成像系统的组成、工作原理、仪器的性能指标及软件功能.通过在甘肃省小陇山林业局的试验,总结了三维激光扫描成像系统进行精准测树的流程、内业数据处理方法、提取各种测树因子的方法、测量立木材积以及树冠体积的方法.结果表明:使用三维激光扫描成像系统可以获取树木的立体模型,得到某些传统方法难以获得的数据,如树冠体积、表面积等,并且可以随意重复量测;通过扫描获得的树木材积可以替代传统的区分求积方法,建立材积表不再需要大量伐树;使用立木扫描模型解决了树冠测量的难题.因此,将三维激光扫描成像系统作为精准测树工具,是一种切实可行的方法. 展开更多

关键词 森林计测 三维激光扫描成像系统 精准测树

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三维激光扫描系统的应用研究 被引量：12

18

作者 范海英 《辽宁科技学院学报》 2009年第2期34-35,共2页

本文就三维激光扫描成像系统的原理和发展趋势做了简要的叙述,以工程应用实例对三维激光扫描成像系统的工作流程和三维建模做了详细的说明,并对三维激光扫描系统采集的点云数据处理的方法和手段进行了研究。

关键词 三维激光扫描成像系统 点云数据 三维建模

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基于三维线激光技术的多点激光车辙检测误差分析 被引量：9

19

作者 郭鑫鑫 惠冰 《筑路机械与施工机械化》 北大核心 2016年第9期113-118,共6页

针对13点激光检测设备的传感器数量和检测车辆行驶的不稳定性,导致车辙深度检查结果出现明显误差的问题,应用高精度、高密度的新型三维线激光检测技术和研发的室内车辙形态模拟设备,定量评估了非均布13点激光车辙检测设备的检测精度及... 针对13点激光检测设备的传感器数量和检测车辆行驶的不稳定性,导致车辙深度检查结果出现明显误差的问题,应用高精度、高密度的新型三维线激光检测技术和研发的室内车辙形态模拟设备,定量评估了非均布13点激光车辙检测设备的检测精度及可靠性。结果表明:13点激光检测设备对隆起型车辙的检测误差和离差性均明显高于对无隆起车辙的检测,且相对误差均超过了5%。 展开更多

关键词 车辙检测 三维线激光成像技术 13点激光检测技术 检测精度

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基于三维激光扫描成像系统的树木干曲线的分形特征 被引量：6

20

作者 罗旭 程承旗 +1 位作者 冯仲科 陈晓雪 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2007年第5期372-376,共5页

树木干曲线具有分形的结构,文章应用分形方法对甘肃小陇山地区86棵不同树种的单木以及解析木干曲线进行研究,通过计算得到干曲线的分形维数介于2-3之间,研究结果表明同一树种树木干曲线的生长趋势是一致的。经过对单木干曲线和标准解析... 树木干曲线具有分形的结构,文章应用分形方法对甘肃小陇山地区86棵不同树种的单木以及解析木干曲线进行研究,通过计算得到干曲线的分形维数介于2-3之间,研究结果表明同一树种树木干曲线的生长趋势是一致的。经过对单木干曲线和标准解析木干曲线分形维数的测定以及比较分析,可以发现同一树种不同径阶的树木干曲线具有统计意义上的自仿射分形特征,表明分形方法在对树木及其组成部分的形态上的描述作用极大。文章针对立木的测量,采用三维激光扫描成像系统,不仅获得了丰富的测树因子信息,更以此为基础对森林计测学研究进行了扩展,是一项非常有意义的工作。 展开更多

关键词 分形 干曲线 解析木 三维激光扫描成像系统

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