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基于激光扫描的盾构隧道断面提取与变形研究 被引量:12
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作者 谢雄耀 黄炎 赵铭睿 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期873-881,共9页
将三维激光扫描技术应用于盾构隧道变形监测中,提出了一种盾构隧道断面连续提取以及变形分析的方法。首先对拼接完成的点云数据利用随机采样一致性算法提取隧道局部中轴线,基于中轴线对隧道姿态进行调整以截取隧道断面,然后通过聚类去... 将三维激光扫描技术应用于盾构隧道变形监测中,提出了一种盾构隧道断面连续提取以及变形分析的方法。首先对拼接完成的点云数据利用随机采样一致性算法提取隧道局部中轴线,基于中轴线对隧道姿态进行调整以截取隧道断面,然后通过聚类去噪算法,基于点到中轴线的距离和灰度值对断面点云进行去噪处理,最后对批量预处理后的点云数据采用椭圆拟合算法获取隧道相对变形信息,提取各断面收敛变形信息,同时基于断面各点变形值生成三维变形云图。采用徕卡Scanstation c10获取上海地铁10号线隧道点云数据,实验证明本文所提出的方法在隧道断面变形监测方面具有实践意义,变形监测精度满足工程需求。 展开更多
关键词 激光扫描 轴线提取 断面截取 聚类去噪 椭圆拟合
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基于三维激光点云的隧道中轴线及断面连续提取 被引量:9
2
作者 吴廷 侯阳飞 鲍金 《测绘与空间地理信息》 2018年第11期85-87,共3页
隧道中轴线包含着隧道的重要信息,准确提取中轴线有着重要的意义。本文提出了基于三维激光点云及椭圆拟合的隧道中轴线及断面连续提取算法,并利用实测数据对该算法进行了验证,验证结果表明该算法满足工程实践的要求,对三维激光扫描技术... 隧道中轴线包含着隧道的重要信息,准确提取中轴线有着重要的意义。本文提出了基于三维激光点云及椭圆拟合的隧道中轴线及断面连续提取算法,并利用实测数据对该算法进行了验证,验证结果表明该算法满足工程实践的要求,对三维激光扫描技术的实践应用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 椭圆拟合 轴线提取 断面提取
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一种长巷道形变监测中轴线提取及断面构建方法
3
作者 陈晓伟 陈雷 +3 位作者 李猛 胡成军 宋磊 袁鹏喆 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期35-41,共7页
三维激光扫描技术被广泛用于长巷道形变监测技术的研究中,但目前的研究存在多次扫描采集到的点云数据基准点移位现象;采集到的相邻点云数据公共特征不明显,多站点云拼接后会导致累计误差增大;超前巷道形变受超前支架的影响。针对上述问... 三维激光扫描技术被广泛用于长巷道形变监测技术的研究中,但目前的研究存在多次扫描采集到的点云数据基准点移位现象;采集到的相邻点云数据公共特征不明显,多站点云拼接后会导致累计误差增大;超前巷道形变受超前支架的影响。针对上述问题,以传统十字点法中顶底板中点与两帮重点交叉的方法为基础,提出了一种基于最小二乘法的巷道中轴线提取方法。巷道定义的直角坐标系的原点位于激光束发射处,z轴位于激光扫描器的竖向扫描面内;x、y轴均位于仪器的横向扫描面内,中轴线反映了巷道整体的走向和姿态。在巷道掘进完成未受采动影响时,整条巷道进行第一遍扫描,通过最小二乘法确定整条巷道的中心点,将各中心点连接并拟合出一条完整的中轴线。在后续的巷道变形监测中,每监测一次均通过第一次的中点位置进行点云数据叠加,准确获得巷道断面内各个点云的变化情况,进而获得巷道的形变。基于拟合的中轴线构建巷道断面。采用三维激光扫描系统在塔山煤矿30507工作面回风巷对巷道形变进行了测试,结果表明:①巷道形变随着测点距工作面距离的增大而变小,且30507工作面回风巷的超前影响范围为150 m,巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧。②三维激光扫描和微震监测系统确定的超前范围接近,说明在进入150 m时支护煤体已经开始受力,且巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧,而不是十字点观测法观测的底板,证明三维激光扫描结果更为精确,且极大地降低了作业强度。 展开更多
关键词 长巷道形变监测 中轴线提取 断面构建 三维激光扫描 最小二乘法 十字点观测法
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基于三维激光扫描技术的路灯垂直度测量 被引量:1
4
作者 李佳恩 刘永吉 刘园园 《测绘与空间地理信息》 2023年第1期33-37,共5页
三维激光扫描技术具有高效率、高精度的优势,可快速高效地测定物体表面三维空间坐标,已在多个行业测量中得到应用。目前,路灯垂直度多采用角度测量或坐标测量,采集少量特征点,效率较低并且缺乏整体形态数据。但路灯整体形态对垂直度有... 三维激光扫描技术具有高效率、高精度的优势,可快速高效地测定物体表面三维空间坐标,已在多个行业测量中得到应用。目前,路灯垂直度多采用角度测量或坐标测量,采集少量特征点,效率较低并且缺乏整体形态数据。但路灯整体形态对垂直度有着重要作用。本文针对路灯位置特征,实现目标自动分割,基于路灯结构特征进行多截面特征提取,使用RANSAC算法拟合其截面图形,进而实现了路灯轴线提取和垂直度测量;最后以Z+F5010C三维激光扫描仪对某测区共计120根路灯进行数据采集,应用本文算法与全站仪实测数据进行对比,验证了本文算法的可行性和实用性,实现了路灯垂直度整体评价。 展开更多
关键词 路灯垂直度测量 点云 轴线提取 RANSAC算法 三维激光扫技术
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空间句法中的轴线提取方法研究 被引量:4
5
作者 李昌华 马兴 李智杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第24期182-188,共7页
空间分割是进行空间句法分析的重要前提,而轴线分割作为其基本方法在对复杂空间的空间句法分析中应用广泛。针对传统轴线分析中轴线绘制过程效率低下和生成标准不确定的情况,提出一种基于轴线约束定义的轴线提取方法。首先提取构形的轮... 空间分割是进行空间句法分析的重要前提,而轴线分割作为其基本方法在对复杂空间的空间句法分析中应用广泛。针对传统轴线分析中轴线绘制过程效率低下和生成标准不确定的情况,提出一种基于轴线约束定义的轴线提取方法。首先提取构形的轮廓信息生成原始点集,然后根据约束性的准则和条件生成所有线集,对所有线集进行类别分析后,构建所有线的交线集合,最后根据交线集合的包含关系来对所有线集进行冗余度消减,得到轴线图。实验结果表明,该方法可以快速高效地生成轴线图,与传统的手工绘制相比,在符合认知习惯的情况下保证了结果的唯一性,能够提高复杂空间的空间句法分析的效率,应用前景广泛。 展开更多
关键词 构形 轴线提取 轴线图 所有线图 空间句法
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基于结构光扫描的轴类锻件轴线快速提取(英文) 被引量:1
6
作者 Zhi-peng ZHU Yan- zhu YANG Yun HONG 《机床与液压》 北大核心 2016年第6期53-56,共4页
In the online measurement system based on line structured light, the key parameters of work-piece arecontained in point clouds collected from measuring system. According to the process characteristics of shaft free-fo... In the online measurement system based on line structured light, the key parameters of work-piece arecontained in point clouds collected from measuring system. According to the process characteristics of shaft free-forging, a method of extracting axis by ellipse fitting is introduced. The precision of axis is important for three-di-mensional reconstruction and key parameters calculation. The feasibility and validity is tested by experiments aswell in this study. 展开更多
关键词 axis extraction STRUCTURED light ELLIPSE FITTING Least SQUARE PRINCIPLE
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地铁隧道变形监测方法研究 被引量:8
7
作者 秦炳权 《城市勘测》 2019年第3期138-141,共4页
通过三维激光扫描技术对地铁隧道进行变形监测,对点云数据进行预处理后,用基于最小包围盒法提取中轴线,以中轴线为基准,先提取断面进行局部拟合再结合RANSAC算法对所有断面进行二次曲面全局拟合进行整体隧道状态分析。可将复杂的隧道模... 通过三维激光扫描技术对地铁隧道进行变形监测,对点云数据进行预处理后,用基于最小包围盒法提取中轴线,以中轴线为基准,先提取断面进行局部拟合再结合RANSAC算法对所有断面进行二次曲面全局拟合进行整体隧道状态分析。可将复杂的隧道模型的全局拟合转化成对许多圆环切片进行的局部拟合,减小了工作量,便于对重点观测部位进行变形监测。对某地铁隧道扫描数据进行处理与对比,表明此方法满足实际作业需求。 展开更多
关键词 三维激光扫描 变形监测 最小包围盒 中轴线提取 断面提取 RANSAC算法
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基于PCA法向量估计与RANSAC算法的隧道中轴线提取 被引量:1
8
作者 陈昌文 潘国兵 +4 位作者 张帅 敖其勇 袁小彬 熊延 龚洲 《中国煤炭地质》 2023年第2期61-66,共6页
为了减少隧道点云噪声对隧道中轴线提取精度的影响,提出主成分分析(PCA,Principal Components Analysis)算法点云法向量估计与随机抽样一致性(RANSAC,Random Sample Consensus)算法相结合的隧道中轴线提取方法。首先对隧道点云数据进行R... 为了减少隧道点云噪声对隧道中轴线提取精度的影响,提出主成分分析(PCA,Principal Components Analysis)算法点云法向量估计与随机抽样一致性(RANSAC,Random Sample Consensus)算法相结合的隧道中轴线提取方法。首先对隧道点云数据进行ROI(Region of Interest)区域提取及统计滤波预处理,其次通过PCA算法估计隧道点云法向量并进行点云法向量方向一致化处理,通过设定阈值分别提取满足要求的隧道拱顶及拱腰处法向量,最后用RANSAC算法代替最小二乘算法对筛选出来的法向量提取出精度较高的隧道中轴线。实验结果表明,本文方法所提取出来的隧道中轴线受噪声影响较小,斜率最大偏差0.007 1,最小偏差0.000 3,算法稳定性好,结果精度较高。 展开更多
关键词 主要成分分析算法 点云法向量 随机抽样一致性算法 隧道中轴线提取
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徕卡MS50全站扫描仪在地铁隧道断面中的应用 被引量:4
9
作者 李豪 邹进贵 +3 位作者 安祥生 朱勇超 聂海滨 朱晓康 《测绘地理信息》 2018年第5期68-71,75,共5页
研究了基于激光点云数据的隧道中轴线提取方法,首先根据中轴线生成任意一处的隧道断面平面,把断面附近离散点集投影至断面空间平面,然后利用旋转矩阵把点集旋转至垂直于坐标轴的平面,最后用椭圆拟合对平面上的点集进行拟合,对椭圆参数... 研究了基于激光点云数据的隧道中轴线提取方法,首先根据中轴线生成任意一处的隧道断面平面,把断面附近离散点集投影至断面空间平面,然后利用旋转矩阵把点集旋转至垂直于坐标轴的平面,最后用椭圆拟合对平面上的点集进行拟合,对椭圆参数进行分析,并与测量机器人的高精度点测量数据进行比较。通过对广州某地铁数据进行实验,结果表明本文提出的点云分析提取方法具有很好的精度。 展开更多
关键词 MS50全站扫描仪 地铁隧道 激光点云 中轴线提取 断面提取
原文传递
一种基于改进太阳子午线拟合方法的仿生偏振光定向系统 被引量:4
10
作者 赵成帅 吴新冬 +3 位作者 赵东花 刘晓杰 王晨光 申冲 《导航定位与授时》 CSCD 2021年第4期68-74,共7页
为设计一种自主性强、精度高、抗电磁干扰能力强的定向系统,以昆虫获取大气偏振模式的感知机理为基础,设计了一种新型的成像式仿生偏振光定向系统。该系统使用具有微偏振阵列结构的CMOS相机作为主要的偏振信息采集设备,使用DSP/ARM架构... 为设计一种自主性强、精度高、抗电磁干扰能力强的定向系统,以昆虫获取大气偏振模式的感知机理为基础,设计了一种新型的成像式仿生偏振光定向系统。该系统使用具有微偏振阵列结构的CMOS相机作为主要的偏振信息采集设备,使用DSP/ARM架构的NVIDIA JETSON TX2嵌入式处理器进行信息解算,具有体积小、运算能力强等优点。通过研究大气偏振模式中偏振度和偏振角图像的对称性,针对已有航向角解算方法在太阳子午线提取精度方面的不足,设计了一种对称轴粗提取之后通过连续旋转法精确提取太阳子午线的算法,最终实现定向精度0.3335°,在最小二乘对称轴粗提取法的基础上定向精度提升了19.05%。 展开更多
关键词 仿生导航 大气偏振模式 定向 对称轴提取 DSP/ARM
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基于目标特征的SAR图像车辆目标的方位角联合估计 被引量:4
11
作者 刘聪 李言俊 张科 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期1566-1569,共4页
针对SAR图像地面车辆目标方位角估计精度不高、尤其是0°和180°估计误差大的问题,提出了一种地面SAR图像目标方位角联合估计方法。分析了地面车辆目标在不同角度的成像特点和典型目标方位角估计方法的优缺点,通过判断当前目标... 针对SAR图像地面车辆目标方位角估计精度不高、尤其是0°和180°估计误差大的问题,提出了一种地面SAR图像目标方位角联合估计方法。分析了地面车辆目标在不同角度的成像特点和典型目标方位角估计方法的优缺点,通过判断当前目标成像所具有的特点,利用目标阴影特征与目标轮廓特征,并结合目标主轴提取方法和Hough变换方法对SAR图像目标方位角进行联合估计,利用MSTAR目标切片数据对该方法进行了验证实验,绝对误差在5°范围内的准确估计率均在89%以上,目标误差均值都在4°以内。实验结果表明,该算法的方位角估计精度比较高,算法是有效和可行的。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 图像处理 HOUGH变换 提取目标主轴 方位角联合估计 目标特征
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基于大气偏振模式对称性的定向算法
12
作者 黄靖 范晨 +2 位作者 何晓峰 周文舟 胡小平 《导航与控制》 2023年第3期61-67,46,共8页
为了实现载体三维运动姿态下的大气偏振模式表征,探究了载体非水平运动条件下的偏振光定向机理。利用一阶Rayleigh散射特性,融合微惯性信息,提出了一种适用于载体三维运动的大气偏振模式对称定向算法。首先,建立了大气偏振模式仿真模型... 为了实现载体三维运动姿态下的大气偏振模式表征,探究了载体非水平运动条件下的偏振光定向机理。利用一阶Rayleigh散射特性,融合微惯性信息,提出了一种适用于载体三维运动的大气偏振模式对称定向算法。首先,建立了大气偏振模式仿真模型,求得不同水平角下大气偏振模式分布;其次,采用基于梯度计算与定点约束下直线拟合的方法准确提取大气偏振模式分布的对称线,计算偏振角梯度分布,使用定点约束与最小二乘法对特征点进行直线拟合得到对称线;最后,融合微惯性提供的水平角信息,建立了三维运动条件下的对称大气偏振模式定向模型。对所提出的算法进行了实验测试,当载体俯仰角为10°时,融合水平角的三维定向结果均方根误差从5.4592°减小至1.3741°。 展开更多
关键词 仿生导航 大气偏振模式 偏振光 定向 对称轴提取
原文传递
一种优化染色体中轴的新方法
13
作者 刘艳雄 滕奇志 +1 位作者 余艳梅 龙建忠 《四川大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期1193-1196,共4页
染色体自动分析一直是医学图象处理领域研究的热点,其关键技术之一是染色体中轴的提取.中轴提取一般采用细化去枝、端点延伸的方法,但是对于一些染色体尤其是比较短小的21号,22号及y染色体.采用上述方法提取的中轴效果不太好.为此,作者... 染色体自动分析一直是医学图象处理领域研究的热点,其关键技术之一是染色体中轴的提取.中轴提取一般采用细化去枝、端点延伸的方法,但是对于一些染色体尤其是比较短小的21号,22号及y染色体.采用上述方法提取的中轴效果不太好.为此,作者提出一种新方法用于优化中轴提取.对长染色体,利用其端部的形状特征优化中轴延伸;而对短染色体,则充分利用短染色体的形状特征和内部带纹信息,由方向链码确定宏观走向,以带纹相对于中轴的方差最小为判据来确定中轴.该方法较好地解决了中轴检测这一难题. 展开更多
关键词 染色体中轴提取 方向链码 带纹中轴方差
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基于开口度和扭转角的吊钩形变检测算法
14
作者 吴良成 郭玲 《计算机与现代化》 2018年第7期43-48,共6页
针对传统人工吊钩检测中测量工具复杂、测量精度低、效率低、准确性差等问题,提出一种综合点云分割、圆柱中轴提取以及模型对称面提取这3种算法设计实现吊钩形变检测算法。通过重新定义吊钩开口度,采用上述3种算法的结合,提取开口度的2... 针对传统人工吊钩检测中测量工具复杂、测量精度低、效率低、准确性差等问题,提出一种综合点云分割、圆柱中轴提取以及模型对称面提取这3种算法设计实现吊钩形变检测算法。通过重新定义吊钩开口度,采用上述3种算法的结合,提取开口度的2个参照点,并通过点云分割以及对称面提取的结合,获取吊钩的扭转角。实验结果证明,相较于传统人工检测,提出的算法检测时间短,测量精度高,使用工具少,可追溯性强。 展开更多
关键词 圆柱中轴提取 对称面提取 点云分割 吊钩
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基于三维激光扫描技术的地铁盾构隧道中轴线高程提取方法 被引量:7
15
作者 艾中亮 鲍艳 +3 位作者 郭飞 孔恒 鲍逸玮 卢建军 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第3期68-71,77,共5页
针对目前三维激光扫描技术检测盾构隧道横断面方法效率低、不能充分利用高密度点云数据的问题,从精度、效率及充分利用高密度横断面点云数据三方面进行隧道中轴线高程分析。提出利用空间几何关系快速提取隧道原始点云数据横断面的方法,... 针对目前三维激光扫描技术检测盾构隧道横断面方法效率低、不能充分利用高密度点云数据的问题,从精度、效率及充分利用高密度横断面点云数据三方面进行隧道中轴线高程分析。提出利用空间几何关系快速提取隧道原始点云数据横断面的方法,继而利用K近邻计算方法提取隧道中轴线高程。试验结果表明,该隧道中轴线高程提取方法与水准仪实测获得的隧道中轴线高程间最大差值为3 mm。与水准仪实测方法相比,该隧道中轴线高程提取方法的检测精度与检测效率均有较大改善,且其不需要进行横断面点云数据的抽稀,充分利用了海量原始点云数据,可推广应用至盾构隧道竣工验收工作。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 三维激光扫描技术 中轴线高程提取
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基于Flatten-CNN的语音带宽扩展研究 被引量:2
16
作者 杨俊美 雷杨 陈习坤 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期87-94,共8页
现有基于深度学习的语音带宽扩展算法中,时域算法语音特征提取不够精确,训练数据量大;频域算法对数功率谱特征提取未重视帧与帧之间的信息关联,频率轴数为奇数,不便于加深网络深度,且忽略时域信息;时频两域算法模型相对复杂。针对以上问... 现有基于深度学习的语音带宽扩展算法中,时域算法语音特征提取不够精确,训练数据量大;频域算法对数功率谱特征提取未重视帧与帧之间的信息关联,频率轴数为奇数,不便于加深网络深度,且忽略时域信息;时频两域算法模型相对复杂。针对以上问题,文中提出了一种基于Flatten-CNN的语音带宽扩展算法。首先,为了充分利用语音特征和减少数据量,文中算法基于频域运行;其次,为了利用对数功率谱时间轴信息,提出了一种改进的编码器,通过引入平铺层,实现对数功率谱时频两轴特征提取;接着,为了加深网络深度,在频率轴数据处理时去掉最后一个点,还原时再补零,使频率轴数为偶数,以利于加深网络深度;最后,为了利用语音信号时域信息,在损失函数中引入时域损失。为验证文中算法的有效性,用TIMIT数据集和VCTK数据集进行了模型的训练和测试,实验结果表明,与当前主流算法相比,文中算法生成的高带宽语音质量得到提高,呈现出了更好的听觉效果。 展开更多
关键词 语音带宽扩展 平铺层 时频两轴特征提取 时频损失 网络深度
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旋转机械轴心轨迹信号的复数小波分析 被引量:1
17
作者 申弢 黄树红 +1 位作者 韩守木 刘德昌 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2000年第4期264-268,共5页
提出了一种利用复数小波变换分析转子振动轴心轨迹信号的方法。通过分析小波尺度与振动倍频间的关系 ,使得观察某一尺度上的小波幅值就相当于考察一定频率范围的周期谱图。对典型非线性故障轴心轨迹信号的分析揭示出 ,摩擦故障时高频振... 提出了一种利用复数小波变换分析转子振动轴心轨迹信号的方法。通过分析小波尺度与振动倍频间的关系 ,使得观察某一尺度上的小波幅值就相当于考察一定频率范围的周期谱图。对典型非线性故障轴心轨迹信号的分析揭示出 ,摩擦故障时高频振动在时 -频域上呈现出非均匀间歇现象 ,而轴裂纹时的高频振动是均匀间歇地出现 ,且周期与旋转基频相同。因此该方法可以直观地识别故障的细节性特征 ,有望形成一种新的、有效的监测诊断技术。 展开更多
关键词 小波分析 轴心轨迹 特征提取 故障诊断 旋转机械
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