一种基于曲率极值法的LiDAR点云特征提取算法 被引量：14

1

作者 王永波 盛业华 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期640-646,共7页

针对地面LiDAR(light detection and ranging)技术在三维数据采集过程中无法体现人的主观判别能力、采样数据存在大量冗余的问题,提出了一种基于曲率极值与最小生成树准则的LiDAR点云特征提取算法.通过二次曲面拟合实现对原始采样曲面... 针对地面LiDAR(light detection and ranging)技术在三维数据采集过程中无法体现人的主观判别能力、采样数据存在大量冗余的问题,提出了一种基于曲率极值与最小生成树准则的LiDAR点云特征提取算法.通过二次曲面拟合实现对原始采样曲面的模拟与表达,估算采样表面的几何微分属性,分别基于平均曲率比较法、曲率极值法来实现特征点的初选与精选;设计并实现了一种基于最小生成树准则的特征点拓扑邻接关系的确定方法以及相应的最小生成树裁减算法,在确定特征点拓扑邻接关系的同时,依据裁减算法实现了采样地理实体表面特征的精确提取.实验证明,算法是可行、有效的,利用算法提取了LiDAR点云的特征之后,有效地增强了点云数据的表达能力,弥补了地面LiDAR技术在数据采集过程中无法体现人的主观判别能力的不足;借助于算法提取的采样地理实体表面特征来指导和约束点云数据简化过程,可在有效保留原始采样曲面重要特征的同时实现点云数据的大幅度精简. 展开更多

关键词 曲率极值 最小生成树 点云 特征提取 三维激光扫描

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V型焊接坡口图像处理方法的研究 被引量：5

2

作者 袁攀 孔建益 +1 位作者 仄士春 王兴东 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第6期64-66,共3页

焊缝跟踪是焊接自动化中的核心技术,而焊缝的角点提取对于焊缝成形好坏有着重要的影响。在焊接中,V型焊接坡口是一种最为常见的焊接接头。为提高焊缝角点提取的准确度,针对V型焊接坡口,研究了曲率极值法的角点检测算法。在获取到一副焊... 焊缝跟踪是焊接自动化中的核心技术,而焊缝的角点提取对于焊缝成形好坏有着重要的影响。在焊接中,V型焊接坡口是一种最为常见的焊接接头。为提高焊缝角点提取的准确度,针对V型焊接坡口,研究了曲率极值法的角点检测算法。在获取到一副焊缝原始图片,对图片进行预处理,包括图像分割、图像去噪和骨架细化。再应用曲率极值的角点检测方法从细化后的V型焊缝激光线上提取角点坐标并标记。实验结果表明,该方法简单有效,准确度高。 展开更多

关键词 焊缝角点提取 滤波 骨架细化 曲率极值

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地表沉陷观测变形、计算变形、立体变形 被引量：2

3

作者 杨硕 马伟民 《有色金属》 EI CSCD 1989年第2期12-17,共6页

观测变形和计算变形公式相脱节,从五十年代延续至今。若将地表沉陷观测数据先拟合成曲线,之后求导计算变形,便把两套公式统一了起来。再将真曲率公式取代二阶导数,作者就在观测变形和盆地立体形之间发现了一致性。

关键词 曲率 盆地 观测线 变化率 地质构造 导数 曲率极值 水平移动系数 地表沉陷 拟合法 立体变形 水平变形 边长

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单桩荷载-位移曲线曲率极值点的数学描述 被引量：3

4

作者 蒋忠信 《勘察科学技术》 2002年第3期3-7,12,共6页

各种桩基的不完整型P -s曲线可用以P为自变量的普通指数函数模型描述 ,单桩的完整型P -s曲线则可用以s为自变量的各种形式的函数模型描述 ,以幂函数模型具代表性。该文推导了P -s曲线模型的曲率极值的数学模式 。

关键词 单桩荷载-位移曲线 曲率极值 屈服荷载 指数函数模式 幂函数模式 承载力

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大直径钻孔灌注桩极限侧阻力计算方法研究

5

作者 刘长吉 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期288-291,共4页

阐述基于大直径钻孔灌注桩桩端位移观测和通过计算曲率极值的方法研究单桩极限侧阻力方法的优点。介绍观测桩端位移的方法,根据大直径钻孔灌注桩单桩竖向抗压静载试验中对桩顶荷载和桩端位移的观测数据特点,分别建立基于双曲线函数和指... 阐述基于大直径钻孔灌注桩桩端位移观测和通过计算曲率极值的方法研究单桩极限侧阻力方法的优点。介绍观测桩端位移的方法,根据大直径钻孔灌注桩单桩竖向抗压静载试验中对桩顶荷载和桩端位移的观测数据特点,分别建立基于双曲线函数和指数函数的曲率极值模型,并通过针对现场实测数据的曲线拟合取得模型参数,求得桩极限侧阻力,并对上述两个模型进行对比.以清河试桩工程实例进行验证,结果表明,该方法对于研究端承摩擦桩的单桩极限侧阻力具有避免过多主客观因素干扰、便于程序实现、计算过程清晰、结果明确的特点. 展开更多

关键词 桩基工程 大直径钻孔灌注桩 桩端位移 极限侧阻力 曲率极值

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基于图像法的点云数据边界自动提取 被引量：30

6

作者 胡鑫 习俊通 金烨 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1118-1120,共3页

提出了一种反求工程中基于图像法的点云数据边界特征的自动提取方法 ,采用图像处理中梯度求解方法 ,对点云中每一点处的法矢和曲率进行估计 ,通过阈值得到候选边界点 ,再利用曲率极值法得到最终边界点 .通过这些边界点可以进一步拟合边... 提出了一种反求工程中基于图像法的点云数据边界特征的自动提取方法 ,采用图像处理中梯度求解方法 ,对点云中每一点处的法矢和曲率进行估计 ,通过阈值得到候选边界点 ,再利用曲率极值法得到最终边界点 .通过这些边界点可以进一步拟合边界曲线 ,达到对点云数据进行自动分片的目的 .该方法具有较强的可操作性和实用性 。 展开更多

关键词 图像法 自动提取 反求工程 点云数据 边界提取 图像处理 边界点 曲率极值点

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基于曲率特征的迭代最近点算法配准研究 被引量：35

7

作者 曾繁轩 李亮 刁鑫鹏 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第1期107-114,共8页

在三维激光扫描技术中,点云数据配准技术直接影响后期建模质量。点云配准主流算法为迭代最近点(ICP)算法,该算法能自动、高精度配准,也具有时间空间复杂度较大、收敛缓慢、易匹配错误对应点等缺点。将基于曲率极值的算法与ICP算法相结合... 在三维激光扫描技术中,点云数据配准技术直接影响后期建模质量。点云配准主流算法为迭代最近点(ICP)算法,该算法能自动、高精度配准,也具有时间空间复杂度较大、收敛缓慢、易匹配错误对应点等缺点。将基于曲率极值的算法与ICP算法相结合,对曲率特征明显的点云模型进行配准。从算法收敛效率、抗噪性及点云初始位置优劣对算法的影响三方面设计实验,并与经典ICP算法及其他改进算法进行对比。结果表明,该算法对于曲率变化明显的点云数据表现出的收敛效率高于其他算法,对于质量较差的初始数据,该算法收敛稳定性较强。 展开更多

关键词 图像处理 点云配准 迭代最近点算法 曲率极值算法

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基于高斯曲率极值点的散乱点云数据特征点提取 被引量：31

8

作者 马骊溟 徐毅 李泽湘 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期2341-2344,共4页

提出了一种快速提取散乱点云数据特征点方法,首先求出空间一点邻域内的曲面片模型,在此基础上利用梯度法搜索曲面上的高斯曲率极值点。然后再以该点作为搜索曲率极值点的初始点,根据判定准则搜索该点附近的曲率极值点。曲率极值点的搜... 提出了一种快速提取散乱点云数据特征点方法,首先求出空间一点邻域内的曲面片模型,在此基础上利用梯度法搜索曲面上的高斯曲率极值点。然后再以该点作为搜索曲率极值点的初始点,根据判定准则搜索该点附近的曲率极值点。曲率极值点的搜索方法是边拟合局部曲面边搜索高斯曲率极值点,在搜索曲率极值点时,只需计算高斯曲率极值点附近点的曲率值。避免了传统算法中由于需要求出所有测量点的曲率值,然后进行比较求得曲率极值点而耗时间的缺点,从而提高了搜索效率。 展开更多

关键词 特征点提取 曲率极值点 反求工程 高斯曲率

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一种改进的边界轮廓矢量化算法 被引量：10

9

作者 付丽琴 陈树越 《测试技术学报》 2002年第4期241-244,共4页

在基于断层测量的反向建模中 ,物体断面图像序列的区域边界是实现模型重构的基础 ,如何从边界轮廓精确提取几何特征是实现重构的关键 .本文提出一种改进的矢量化算法 ,该算法的基本思想是首先提取曲率极值点作为初始分段点 ,然后判定每... 在基于断层测量的反向建模中 ,物体断面图像序列的区域边界是实现模型重构的基础 ,如何从边界轮廓精确提取几何特征是实现重构的关键 .本文提出一种改进的矢量化算法 ,该算法的基本思想是首先提取曲率极值点作为初始分段点 ,然后判定每两个相邻初始分段点之间轮廓线的形状 ,并区别直线段与曲线段分别进行拟合和矢量化 .实践表明 ,该算法既能准确提取边界形状的特征关键点 。 展开更多

关键词 断层测量 矢量化 轮廓跟踪 曲线拟合 曲率极值点

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基于曲率特征的点云快速简化算法 被引量：11

10

作者 代星 崔汉国 胡怀宇 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第11期3030-3032,共3页

为了提高实体反求的效率,提出一种点云快速简化算法。该算法依据特征点群曲率变化的特点在点云邻域拟合曲面上搜寻特征点并进行储存,依据搜寻结果对点云进行特征点分布评估,并根据评估结果设定相应的简化距离对点云进行简化。算法充分... 为了提高实体反求的效率,提出一种点云快速简化算法。该算法依据特征点群曲率变化的特点在点云邻域拟合曲面上搜寻特征点并进行储存,依据搜寻结果对点云进行特征点分布评估,并根据评估结果设定相应的简化距离对点云进行简化。算法充分保留了特征区域点云,使得简化后的点云能够较好地表达形状,整个搜寻过程只针对高斯曲率极值点的附近点,相对于需要在全局上进行曲率计算的传统简化算法,该算法在运行速度上具有明显优势。 展开更多

关键词 反求工程 点云 特征点搜寻 曲率计算 高斯曲率极值点

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基于负曲率极值点的零件识别与检测技术研究 被引量：9

11

作者 彭铁根 吴惕华 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期3058-3062,共5页

在机器人柔性自动装配中,零件的识别与定位是一项极为重要的技术。提出了一种新的基于点到弦的距离累积算法,以实现零件轮廓曲线上负曲率极值点的检测,并在此基础上利用短切规则实现目标轮廓的分解与特征参数的提取。首先,用平面几何区... 在机器人柔性自动装配中,零件的识别与定位是一项极为重要的技术。提出了一种新的基于点到弦的距离累积算法,以实现零件轮廓曲线上负曲率极值点的检测,并在此基础上利用短切规则实现目标轮廓的分解与特征参数的提取。首先,用平面几何区域的面积来近似平面点到弦的距离累积积分,得出了距离累积积分与曲线曲率之间的关系,利用距离累积积分来检测平面离散曲线的负曲率极值点。然后,利用短切规则对零件轮廓进行分解,获取零件的几何特征,实现零件的识别与检测。试验和仿真结果说明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 距离累积 离散点曲率 负曲率极值点 短切规则 零件识别

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曲率约束的激光点云全局优化配准算法 被引量：8

12

作者 马伟丽 王健 孙文潇 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2019年第4期62-67,共6页

针对对于多视角下测得的散乱点云数据,ICP算法存在不稳定性和易收敛到局部最优的问题,提出基于曲率特征的ICP改进算法。该方法首先引入随机抽样一致性算法查找特征点,以距离最近为判断依据获得特征点对,然后利用四元数法计算配准参数,... 针对对于多视角下测得的散乱点云数据,ICP算法存在不稳定性和易收敛到局部最优的问题,提出基于曲率特征的ICP改进算法。该方法首先引入随机抽样一致性算法查找特征点,以距离最近为判断依据获得特征点对,然后利用四元数法计算配准参数,最后基于模拟退火法得到全局最优配准参数完成点云精确配准。实验表明,与传统ICP算法相比,改进的ICP算法可以有效提高点云配准的稳定性和精度。 展开更多

关键词 点云配准 ICP算法 曲率极值算法 随机抽样一致性算法 模拟退火法

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海洋温跃层分析方法比较 被引量：6

13

作者 江伟 邢博 +1 位作者 楼伟 连仁明 《海洋预报》 2016年第3期41-49,共9页

比较了垂直梯度法、曲率极值点法和拟阶梯函数法提取温度跃层信息的异同,结果表明:采用曲率极值点法和拟阶梯函数相结合的方法,能够给出较为准确的跃层上下界面位置,即跃层上界选用曲率极值点法和拟阶梯函数法确定跃层上界的最大值,而... 比较了垂直梯度法、曲率极值点法和拟阶梯函数法提取温度跃层信息的异同,结果表明:采用曲率极值点法和拟阶梯函数相结合的方法,能够给出较为准确的跃层上下界面位置,即跃层上界选用曲率极值点法和拟阶梯函数法确定跃层上界的最大值,而跃层下界则选用拟阶梯函数的结果。同时利用再分析资料初步诊断分析了西北太平洋冬季、春季、夏季、秋季温度跃层特征信息分布演变特征。 展开更多

关键词 温跃层 垂直梯度法 曲率极值点法 拟阶梯函数法

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粒子群优化算法求解最优控制点的非均匀有理B样条曲线拟合 被引量：3

14

作者 盖荣丽 高守传 李明霞 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第7期2177-2183,共7页

为使参数曲线拟合在压缩数据量的基础上仍能保持较高的精度,提出了一种基于特征点提取、最小二乘法逼近以及粒子群优化算法求解最优控制点的高精度非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合方法。首先,以反曲点和曲率极值点作为筛选依据从所有离... 为使参数曲线拟合在压缩数据量的基础上仍能保持较高的精度,提出了一种基于特征点提取、最小二乘法逼近以及粒子群优化算法求解最优控制点的高精度非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合方法。首先,以反曲点和曲率极值点作为筛选依据从所有离散数据点中提取特征点;然后,将特征点在最小二乘法下逼近,并根据所得线性方程组计算得到初始控制点;最后,以初始控制点的位置坐标构造粒子初始种群,并建立一个衡量离散数据点与拟合曲线误差的适应度函数,且利用粒子群优化算法对初始控制点的位置进行迭代优化,直至达到最大迭代次数为止。在叶片和蝴蝶截面原型上进行的实验验证的结果表明,所提方法使待拟合数据量分别压缩为原来数据量的25/117和120/283,且与以精度高为优势的增加辅助控制点的方法相比,所提方法的拟合精度分别提高了57.1%和22.9%,在已有曲线拟合研究方法中具有较强竞争力。 展开更多

关键词 粒子群优化算法 最优控制点 最小二乘法 非均匀有理B样条曲线 反曲点 曲率极值点

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地貌特征点的数学描述与分析 被引量：2

15

作者 魏萌 王靳辉 马朝忠 《测绘科学技术学报》 北大核心 2008年第1期21-23,27,共4页

在用等高线表示3维空间地貌形态的科学性这一问题得到解决之后,自然想到如何用数学的方法来描述地貌的各种特征点。地图中的峰、谷、鞍点对应着二元函数的极大值点、极小值点以及马鞍点,首先从地貌函数的二阶方向导数入手给出了判别它... 在用等高线表示3维空间地貌形态的科学性这一问题得到解决之后,自然想到如何用数学的方法来描述地貌的各种特征点。地图中的峰、谷、鞍点对应着二元函数的极大值点、极小值点以及马鞍点,首先从地貌函数的二阶方向导数入手给出了判别它们的一个基本条件,并且给出了判别它们的一个较强的充分性条件的简捷证明。然后从概念出发,用函数分析方法首次给出了地性线的宏观定义和微观定义,同时还给出了地性点的科学定义、性质以及与等高线曲率极值点的关系定理和证明。 展开更多

关键词 特征点 方向导数 等高线 地性线 地性点 曲率极值点

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NURBS曲线曲率极值点快速分析与定位算法研究 被引量：2

16

作者 尹涓 罗福源 游有鹏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第10期1560-1567,共8页

在分析和加工具有NURBS曲线定义的轮廓的机械零件时,由于NURBS曲线基于基函数的分段构造与有理式表示形式,曲率极值点的计算十分复杂耗时。为此,提出一种以微邻域分析为核心手段的快速数值计算方法。该方法分成粗定位与精搜索两个阶段,... 在分析和加工具有NURBS曲线定义的轮廓的机械零件时,由于NURBS曲线基于基函数的分段构造与有理式表示形式,曲率极值点的计算十分复杂耗时。为此,提出一种以微邻域分析为核心手段的快速数值计算方法。该方法分成粗定位与精搜索两个阶段,粗定位阶段通过各个节点区间两端的微邻域采样点的分析去推断曲线曲率变化类型,进而确定曲率极值点的数量及其所在的单峰位置范围;精搜索阶段基于每次搜索范围中点左右微邻域采样点的曲率分析进行快速折半查找,实现极值点的精确定位。算例表明所提出的算法完备性好、收敛性强、计算效率高。 展开更多

关键词 NURBS 曲率极值点 邻域分析 计算效率

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一种飞机大尺寸曲面测量点差异性规划方法 被引量：1

17

作者 毛喆 李泷杲 +2 位作者 徐岩 曾琪 主逵 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1024-1031,共8页

数字化测量技术在飞机大尺寸零部件检测的应用日益广泛,合理规划测量点数量和分布以精确地描述待测特征已成为关键问题之一。针对复杂曲线曲面的测量点规划问题,提出了一种基于确定性表达的测量点差异性规划方法。利用非均匀有理B样条(N... 数字化测量技术在飞机大尺寸零部件检测的应用日益广泛,合理规划测量点数量和分布以精确地描述待测特征已成为关键问题之一。针对复杂曲线曲面的测量点规划问题,提出了一种基于确定性表达的测量点差异性规划方法。利用非均匀有理B样条(NURBS)理论精确拟合自由曲线,通过粒子群优化算法综合优化控制点及权因子,构建高精度的拟合曲线。提出了面向曲率特性和测量不确定度的布点策略,结合曲面特性建立完整、高效的测量点规划流程。基于CAA模块程序化实现了测量点规划方法,并以试验件为验证对象,验证了所提方法的可行性和系统的有效性。 展开更多

关键词 数字化测量 测量点规划 曲线参数化 测量不确定度 曲率极值点

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基于双调和样条内插和高斯曲率极值的多面函数拟合高程异常方法 被引量：1

18

作者 孙佳龙 焦明连 郭淑艳 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2014年第6期14-16,共3页

利用双调和样条函数对GPS/水准数据进行内插,从而得到高程异常曲面的网格数据。为了能更准确地描述高程异常曲面的弯曲变化,本文提出以高程异常网格数据点上的高斯曲率极值为判定条件,对所有GPS/水准数据点进行筛选,以高斯曲率极值大于... 利用双调和样条函数对GPS/水准数据进行内插,从而得到高程异常曲面的网格数据。为了能更准确地描述高程异常曲面的弯曲变化,本文提出以高程异常网格数据点上的高斯曲率极值为判定条件,对所有GPS/水准数据点进行筛选,以高斯曲率极值大于零与否选择不同的核函数,利用多面函数拟合方法对高程异常曲面进行拟合。拟合结果表明,基于双调和样条内插及高斯曲率极值的多面函数拟合方法优于二次多项式、移动二次曲面及单独采用某种核函数的多面函数拟合方法。 展开更多

关键词 双调和样条函数 高斯曲率极值 多面函数 高程异常曲面 核函数

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