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煤矿采掘工作面的激光雷达与相机跨模态联合标定方法
1
作者 杨文娟 任志腾 +6 位作者 张旭辉 杜昱阳 李长鹏 张超 许洁 万继成 雷孟宇 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第2期246-258,共13页
【目的】煤矿井下采掘工作面光照不足、粉尘干扰和点云稀疏条件下特征难以稳定提取,严重制约了井下非结构化场景特征的相机与激光雷达联合标定的精度与鲁棒性。【方法】针对综采工作面和掘进巷道等复杂工况,提出一种激光雷达与相机跨深... 【目的】煤矿井下采掘工作面光照不足、粉尘干扰和点云稀疏条件下特征难以稳定提取,严重制约了井下非结构化场景特征的相机与激光雷达联合标定的精度与鲁棒性。【方法】针对综采工作面和掘进巷道等复杂工况,提出一种激光雷达与相机跨深度特征耦合的联合标定方法。在特征提取阶段,改进了随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC)的多平面拟合算法,结合法向量预分簇与自适应迭代机制,实现对液压支架顶梁、掘进机外壳等几何结构高效提取;同时提出跨深度边缘融合策略,协同利用曲率不连续与平面交线特征,增强边缘结构的完整性与鲁棒性。在标定框架上,采用两阶段配准策略:粗配准通过轴向循环扰动策略快速估计初始外参,精配准则在李群空间构建点、线联合约束与非线性优化迭代,确保在煤尘干扰和复杂工况下仍能实现高精度对齐。【结果和结论】在Gazebo仿真平台与实际井下实验场景上对所提方法进行了验证,结果表明,该方法在无噪声时旋转误差小于0.2°、平移误差低于0.02 m,平均重投影误差不超过3.5 px,且在高噪声环境下仍保持优异稳定性,与传统方法相比,所提方法在掘进工作面与综采工作面下的平均重投影误差分别为2.89 px和3.03 px,显著优于对比方法。该方法无需依赖人工标定物,具备良好的环境适应性与稳定性,可满足煤矿井下复杂环境中多模态感知单元的高精度标定需求。 展开更多
关键词 激光雷达 相机 联合标定 点云配准 点云平面提取 煤矿 采掘工作面
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基于深度霍夫投票的建筑点云轻量级表面重建
2
作者 陈佳舟 朱肖航 +5 位作者 徐阳辉 高崟 鲁一慧 毛真 李胜龙 章超权 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第2期341-350,共10页
针对实景三维场景中建筑物结构缺失、数据冗余、噪声多等问题,提出新的建筑点云轻量级表面重建方法,进行建筑的多边形网格模型重建.构建高效的建筑数据集生成框架,自动生成包含5500个带标签的建筑模型数据.针对建筑点云中平面提取困难... 针对实景三维场景中建筑物结构缺失、数据冗余、噪声多等问题,提出新的建筑点云轻量级表面重建方法,进行建筑的多边形网格模型重建.构建高效的建筑数据集生成框架,自动生成包含5500个带标签的建筑模型数据.针对建筑点云中平面提取困难的问题,使用深度霍夫投票预测建筑平面,采用基于面的非极大值抑制算法(F-NMS)有效去除预测的重复面以及错误面.设计建筑平面相邻关系预测模块,对经过非极大值抑制后的建筑平面进行相邻关系的预测.定量实验结果表明,与如PolyFit的传统方法相比,所提方法在拟合精度与场景适应性方面均具有显著优势.使用所提方法重建的建筑多边形网格模型保留了输入建筑点云的主要结构特征,存储量不到原始点云的1%. 展开更多
关键词 三维点云 建筑简化 三维重建 霍夫投票 网格模型
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浊点萃取-单颗粒电感耦合等离子体质谱联合技术检验鉴定纳米银抗菌产品
3
作者 巢静波 李云鬟 +2 位作者 陈知为 韩新泽 李俊芳 《中国无机分析化学》 北大核心 2026年第3期488-498,共11页
纳米银颗粒因其广谱抗菌性而获得了广泛应用,抗菌产品中纳米银颗粒的准确定量和表征对于安全风险评估具有重要意义,而对其进行检验鉴定和判别是制定相关政策的前提和基础。基于纳米材料特殊的物理化学性质,其检测已经由传统的质量浓度... 纳米银颗粒因其广谱抗菌性而获得了广泛应用,抗菌产品中纳米银颗粒的准确定量和表征对于安全风险评估具有重要意义,而对其进行检验鉴定和判别是制定相关政策的前提和基础。基于纳米材料特殊的物理化学性质,其检测已经由传统的质量浓度转化为粒径、颗粒数量浓度等方面,而现有检测方法常常针对单一参数。单颗粒电感耦合等离子体质谱(spICP-MS)技术能够同时检测粒径、颗粒数量浓度、质量浓度等多个参量,已经成为纳米颗粒定量和表征的有力工具。目前针对抗菌产品中纳米银的检测尚未形成一套完整的检验鉴定方法。为解决此问题,本研究构建了一种以浊点萃取-单颗粒电感耦合等离子体质谱为核心的纳米银联合检验鉴定方法,该方法利用浊点萃取高效分离纳米银和银离子的优势,有效避免了单颗粒质谱测定过程中大量银离子对纳米银检测的干扰,起到“净化”样品的作用,通过降低粒径检出限实现纳米银粒径和颗粒数量浓度的准确测定。通过建立的CPE-spICP-MS技术结合紫外可见光谱快速筛查、TEM确认、总银含量测定等手段,对市售5种抗菌产品中纳米银的粒径、颗粒数量浓度、总银含量进行了定量和表征。结果表明:在5种声称含有纳米银的抗菌产品中,仅有1种能够明确判定含有纳米银,纳米银粒径为31.1 nm,颗粒数量浓度为(4.18±0.12)×10^(10)NP/g;3种抗菌产品的总银含量与声称浓度差异较大,另外有1种抗菌产品甚至不含银。该方法通过多种手段构建了较为完整的抗菌产品中纳米银的检验鉴定方法,为相关产品的检测提供了新思路,有望发展为纳米银抗菌产品检验鉴定标准方法。 展开更多
关键词 单颗粒-电感耦合等离子体质谱 浊点萃取 抗菌产品 纳米银
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基于LM算法的三维点云与二维图像标定方法
4
作者 吴龙 陶奕帆 +2 位作者 杨旭 徐璐 陈淑玉 《现代电子技术》 北大核心 2026年第1期59-65,共7页
针对激光雷达与相机检测时标定精度不足,导致后续激光雷达点云与相机图像的空间对齐产生误差,影响后续特征匹配、物体检测和三维重建准确性的问题,文中提出一种基于激光雷达三维点云和单目相机的二维图像的标定方法,旨在实现对大规模物... 针对激光雷达与相机检测时标定精度不足,导致后续激光雷达点云与相机图像的空间对齐产生误差,影响后续特征匹配、物体检测和三维重建准确性的问题,文中提出一种基于激光雷达三维点云和单目相机的二维图像的标定方法,旨在实现对大规模物体的精确检测和三维环境重建。该方法首先通过多帧点云数据叠加获得相对密集的点云测量,并利用角点检测算法检测图像中的特征角点;随后使用偏最小二乘法(PLS)对参数进行求解;最后利用LM迭代算法最小化重投影误差,提高标定精度。标定结果表明,SPAAM算法相较于经典方法重投影误差减少8.6%,所提方法相较于经典方法重投影误差减少近38.2%,验证了所提方法的准确性和有效性。 展开更多
关键词 激光雷达 单目相机 标定方法 点云数据 偏最小二乘法 LM迭代算法
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基于分层超点自注意力模型的自动驾驶3维语义分割研究
5
作者 杜荣华 李宗 +5 位作者 张金来 尹潜 段腾 李康成 刘文正 高凯 《激光技术》 北大核心 2026年第1期9-21,共13页
为了解决自动驾驶车辆语义分割时的物体边界划分模糊和全局语义混淆的问题,提出了一种基于分层超点自注意力模型的层级融合点云语义分割方法。其中边界轮廓增强模块通过多尺度卷积增强边界特征,双重注意力机制通过局部与全局建模超点特... 为了解决自动驾驶车辆语义分割时的物体边界划分模糊和全局语义混淆的问题,提出了一种基于分层超点自注意力模型的层级融合点云语义分割方法。其中边界轮廓增强模块通过多尺度卷积增强边界特征,双重注意力机制通过局部与全局建模超点特征的坐标差异和长依赖关系、层级融合机制融合邻近层超点细粒度特征和拓扑关系;在S3DIS、KITTI-360和DALES 3个大规模点云数据集进行了大量实验和可视化对比。结果表明,采用该方法在3个数据集上分别获得67.6%、61.7%和79.2%的高平均交并比,推理时间为1.8 s。该方法可显著提升点云分割精度并且具有良好的鲁棒性和推理效率,为车辆在多个驾驶场景下提供准确的语义信息,为后续高精地图定位等工作提供了重要的语义支撑。 展开更多
关键词 激光技术 点云分割 自注意力 自动驾驶感知
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一种融合道路线形的路面三维精细建模方法
6
作者 刘如飞 胡宁 +1 位作者 陈敏 苏辕 《公路交通科技》 北大核心 2026年第2期75-83,共9页
【目标】为了解决现有路面三维重建方法存在的精度低、细节层次不丰富、适应性差及无法满足道路管理养护需求等问题,提出了一种融合道路线形的路面自动化三维建模算法。【方法】首先,从道路车载激光点云的数据特点入手,结合路面线形结构... 【目标】为了解决现有路面三维重建方法存在的精度低、细节层次不丰富、适应性差及无法满足道路管理养护需求等问题,提出了一种融合道路线形的路面自动化三维建模算法。【方法】首先,从道路车载激光点云的数据特点入手,结合路面线形结构,引入道路中线约束,并采用Alpha Shapes算法进行数据预处理,提取道路边界点和路面特征点。然后,针对预处理后的点云数据特征,基于逐点插入的Delaunay三角网构网方法,设计了一种有序点云道路边界约束算法。这种算法能够识别与删除路面域外的三角形,适应各种线形的路面结构,提高重建的准确性。最后,对生成的路面三维模型进行构网效果、质量和精度的评定,验证该方法的可行性和准确性。【结果】在提取路面特征点时,融入道路线形约束可以得到简化路面点云,该点云能够代表路面的关键特征,从而降低数据的复杂性和处理时间。同时,在构建路面三角网模型的过程中,采用设计的有序点云道路边界约束算法,能够有效剔除域外的三角形,确保模型与实际道路轮廓吻合,从而满足各种道路线形的路面三维重建需求。【结论】所提出的融合道路线形的路面自动化三维建模算法,能够有效提升路面三维重建的精度与准确性,增强对不同线形道路结构的适应性,从而更好地满足道路管理养护的实际需求。 展开更多
关键词 道路工程 路面三维精细建模 DELAUNAY三角网 道路线形 车载激光点云
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双浊点萃取法检测食品与环境水样中的痕量镉
7
作者 陈慧 张富蓉 王明新 《常州大学学报(自然科学版)》 2026年第1期35-44,共10页
采用2-氮杂-18-冠-6(DA18C6)和棕榈酸(PA)为络合剂,以聚氧丙烯醚嵌段共聚物L64(PEO_(13)-PPO_(30)-PEO_(13))为表面活性剂,将样品中的痕量镉(Cd^(2+))富集于L64相,再以硫代硫酸钠(Na_(2)S_(2)O_(3))为反萃剂,将Cd^(2+)反萃到水相中,建... 采用2-氮杂-18-冠-6(DA18C6)和棕榈酸(PA)为络合剂,以聚氧丙烯醚嵌段共聚物L64(PEO_(13)-PPO_(30)-PEO_(13))为表面活性剂,将样品中的痕量镉(Cd^(2+))富集于L64相,再以硫代硫酸钠(Na_(2)S_(2)O_(3))为反萃剂,将Cd^(2+)反萃到水相中,建立了一种高效的选择性双浊点萃取(SD-CPE)与火焰原子吸收光谱法(FAAS)联用分析痕量Cd^(2+)的方法。运用Box-Behnken设计(BBD)模型结合响应曲面法(RSM)优化SD-CPE条件,在最优条件下,方法的检出限为0.32 ng/mL,相对标准偏差为3.9%,Cd^(2+)的富集因子为17.21,萃取效率为95.6%。应用此方法测定食品和环境水样中Cd^(2+)的回收率为91.60%~105.00%。结果表明,该方法检出限较低,对重金属的污染防控具有重要意义。 展开更多
关键词 双浊点萃取 镉 聚氧丙烯醚嵌段共聚物 2-氮杂-18-冠-6
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基于激光雷达点云的公路二维视距检测技术
8
作者 张韡 刘涛 +2 位作者 李永 蒋磊 陈涛 《应用激光》 北大核心 2026年第2期132-139,共8页
为实现快速、准确、自动化的公路视距检测,基于激光雷达点云提出一种将公路边界量化为视距的方法。首先,对原始点云进行纵向滤波和垂向滤波以减少点云数量,再利用随机抽样一致性算法(RANSAC算法)分别提取高度阈值为0.2 m和1.2 m的平面,... 为实现快速、准确、自动化的公路视距检测,基于激光雷达点云提出一种将公路边界量化为视距的方法。首先,对原始点云进行纵向滤波和垂向滤波以减少点云数量,再利用随机抽样一致性算法(RANSAC算法)分别提取高度阈值为0.2 m和1.2 m的平面,将二者作差得到粗略的公路边界。其次,将粗略的公路边界投影至XOY平面后分割为左右两个边界,并采用散点轮廓算法(Alpha-Shapes算法)分别提取其边界轮廓,再结合边界轮廓的位置关系得到精准的公路边界线。再次,基于弯道线形组成规律采用最小二乘法对精准的公路边界线进行拟合,并利用曲线积分求解边界长度。最后,建立公路视距检测模型并通过实车试验验证模型的准确性。结果表明:公路视距检测模型求解的视距与实测视距相比较,绝对误差范围为0.68~2.92 m,相对误差范围为2.48%~5.49%,且误差随实测视距的减小而减小,模型准确性较高,具有实际工程应用价值。 展开更多
关键词 公路视距检测 激光雷达点云 随机一致性算法 散点轮廓算法 最小二乘法
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基于点云的复杂工件机器人喷涂方法
9
作者 王化明 沈颖 +1 位作者 姜少华 徐轲 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期25-30,共6页
针对示教喷涂机器人在面对多品种小批量工件时适应性差的问题,研究一种基于3D点云模型参数化重建的复杂工件机器人喷涂方法.采用线激光视觉传感器扫描工件得到其3D点云,去除点云中背景及挂钩以分割工件点云,在工件点云主矢量方向投影并... 针对示教喷涂机器人在面对多品种小批量工件时适应性差的问题,研究一种基于3D点云模型参数化重建的复杂工件机器人喷涂方法.采用线激光视觉传感器扫描工件得到其3D点云,去除点云中背景及挂钩以分割工件点云,在工件点云主矢量方向投影并切片以获得工件尺寸,进行工件的参数化建模.根据工件特征表面的类型,将凹面和具有复连通区域的面分解为封闭的凸面,采用扫描线法生成喷涂路径并进行机器人轨迹规划.构建机器人喷涂系统,多次测试表明:系统能基于工件点云进行三维模型重建及机器人轨迹规划,机器人能沿规划轨迹运动,对工件悬挂位姿要求不敏感,满足工件喷涂的实际需求. 展开更多
关键词 机器人 点云 参数化建模 轨迹规划 喷涂系统
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基于煤尘对激光雷达电磁波散射和吸收效应的点云数据增强方法
10
作者 李世伟 周昱峰 +3 位作者 孙鹏飞 刘伟松 孟竹喧 廉浩杰 《计算机应用》 北大核心 2026年第1期331-340,共10页
当前的三维目标检测模型大都基于数据驱动的深度学习技术,因此数据集的质量对模型的性能至关重要。针对煤尘环境数据集缺失和建立真实煤尘环境数据集费时费力的问题,提出一种基于煤尘对激光雷达(LiDAR)电磁波散射和吸收效应的点云数据... 当前的三维目标检测模型大都基于数据驱动的深度学习技术,因此数据集的质量对模型的性能至关重要。针对煤尘环境数据集缺失和建立真实煤尘环境数据集费时费力的问题,提出一种基于煤尘对激光雷达(LiDAR)电磁波散射和吸收效应的点云数据增强方法。该方法针对煤尘粒子的光学特性,构建LiDAR电磁波在煤尘中的传播仿真模型,从而模拟LiDAR信号在煤尘环境中的衰减与散射;然后,在晴朗环境下采集的真实点云数据基础上,基于仿真模型对点云的三维坐标和反射强度进行修正,从而生成符合煤尘环境感知特性的仿真点云数据;最后,在增强后的仿真数据集上训练并测试5种主流三维目标检测模型(PV-RCNN++、PV-RCNN、PointRCNN、PointPillars和Voxel_RCNN_Car)。结果表明,所提方法让这5种检测模型在煤尘环境下的检测精度均有所提升,其中模型复杂度最高的PV-RCNN模型在汽车、行人和骑行者类别上的中等难度表现分别提高了1.88、1.74和0.84个百分点。可见,在煤尘环境中,相较于在晴朗条件下训练的模型,使用增强后的点云数据训练的目标检测模型的检测精度有显著提升,能更可靠地感知露天矿复杂环境,为无人驾驶矿车的稳定运行提供了数据支撑。 展开更多
关键词 无人驾驶矿车 激光雷达 三维点云 数据增强 物理仿真 目标检测
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基于3D激光雷达SLAM的温室芦笋采收机器人自主导航方法
11
作者 汪小旵 谢慎亮 +2 位作者 黄薛凯 王得志 黄慧星 《农业机械学报》 北大核心 2026年第4期138-150,共13页
针对温室芦笋枝叶自然生长遮挡道路、地垄作业环境狭小导致芦笋采收机器人自主行走过程建图噪点多、定位误差大、建图精度低等问题,本文设计了一种基于3D激光雷达SLAM的温室芦笋采收机器人自主导航系统,首先利用Velodyne 16线三维激光... 针对温室芦笋枝叶自然生长遮挡道路、地垄作业环境狭小导致芦笋采收机器人自主行走过程建图噪点多、定位误差大、建图精度低等问题,本文设计了一种基于3D激光雷达SLAM的温室芦笋采收机器人自主导航系统,首先利用Velodyne 16线三维激光雷达与N100惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)传感器获取温室环境三维点云数据,并运用自适应点云滤波对点云数据进行预处理,滤除芦笋枝叶导致的噪点,减少导航系统计算量,其次运用基于扩展卡尔曼滤波的Cartographer纯定位算法进行全局重定位,最后运用Dijkstra算法进行全局路径规划,运用动态窗口算法进行局部路径规划。试验结果表明,自适应点云滤波处理最佳参数组合为K近邻点数量函数权重k_(1)为6.912、标准差阈值函数权重s_(1)为0.334、标准差阈值常数偏移s_(2)为0.918,结合自适应点云处理的Cartographer算法可实现温室环境的高精度构建,最大绝对误差、最大相对误差和均方根误差分别为0.056 m、9.3%和0.035 m,改进的定位算法在温室环境的横向偏差不大于0.196 m,纵向偏差不大于0.082 m;自主行走系统以速度0.10、0.20、0.30 m/s运行时,横向平均偏差、纵向平均偏差及航向平均偏差不大于0.082 m、0.091 m和7.562°,横向偏差标准差、纵向偏差标准差及航向偏差标准差不大于0.078 m、0.092 m和6.561°。提出的导航方法能满足温室内自主行走系统的高精度建图、定位和导航需求,为采收机器人在农业环境中的自主行走应用提供了理论与技术支撑。 展开更多
关键词 芦笋采收机器人 温室 自主导航 激光雷达SLAM 自适应点云滤波
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多模态三维点云融合技术在复杂地理实体精细建模中的应用研究
12
作者 解琨 张慧慧 周杰 《工程勘察》 2026年第2期65-69,共5页
针对复杂地理实体建模中,多模态点云数据融合处理耗时、精度偏差较大等问题,本文以南通大剧院异形建筑三维建模为例,提出一种多模态控制点辅助约束的最近点迭代算法(Multimodal Control Point Assistant-Iterative Closest Point)对点... 针对复杂地理实体建模中,多模态点云数据融合处理耗时、精度偏差较大等问题,本文以南通大剧院异形建筑三维建模为例,提出一种多模态控制点辅助约束的最近点迭代算法(Multimodal Control Point Assistant-Iterative Closest Point)对点云数据进行配准,该算法能够实现复杂地理实体多模态点云数据的精确配准。通过实验对比,结果表明,与传统ICP算法、SAC-IA算法、NDT算法相比,本文算法不但能够快速实现全局收敛,而且可以满足城市级三维建模精度要求。 展开更多
关键词 多模态点云 复杂地理实体 控制点辅助 MCPA-ICP算法 点云配准
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一种自适应参数的布料模拟滤波方法
13
作者 刘如飞 朱世鹏 +1 位作者 李明 许伟彬 《遥感信息》 北大核心 2026年第1期39-45,共7页
传统布料模拟滤波算法在复杂地形区域滤波精度较低,具体而言,传统算法人工经验设置的固定参数无法兼顾复杂地形区域的平坦地形与陡峭地形,导致重力位移作用与内力拉伸作用无法相互平衡,造成了陡坡过度滤波和低矮建筑物错分为地面点的问... 传统布料模拟滤波算法在复杂地形区域滤波精度较低,具体而言,传统算法人工经验设置的固定参数无法兼顾复杂地形区域的平坦地形与陡峭地形,导致重力位移作用与内力拉伸作用无法相互平衡,造成了陡坡过度滤波和低矮建筑物错分为地面点的问题。鉴于此,文章提出一种自适应参数的布料模拟滤波方法。该方法首先通过改进渐进加密三角网滤波算法,提升了算法的效率并构建初始地形,然后基于初始地形的坡度和高程特征,通过分析与加权计算,确定了布料模拟滤波算法的各项参数。该方法充分融合了初始地形的特征信息,实现了参数自适应,解决了传统布料模拟滤波算法在复杂地形区域陡坡过度滤波和低矮地物点错分为地面点的问题。通过实验对比,该方法在3种场景下的滤波精度得到了显著提升,并且相较于其他主流滤波方法,具有明显的优势。 展开更多
关键词 机载激光点云 布料模拟滤波 自适应参数 渐进加密三角网滤波
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基于几何锚点引导的双阶段配准算法研究
14
作者 高春甫 谭景益 +1 位作者 贺新升 周崇秋 《浙江师范大学学报(自然科学版)》 2026年第1期9-15,共7页
针对列车轮对踏面点云配准中重叠区域有限、曲率变化较小导致特征不显著的问题,提出了一种基于几何锚点引导的双阶段配准方法.首先,对源点云与目标点云进行区域分割,提取具有结构信息的有效区域;其次,利用罗德里格斯旋转投影点云至拟合... 针对列车轮对踏面点云配准中重叠区域有限、曲率变化较小导致特征不显著的问题,提出了一种基于几何锚点引导的双阶段配准方法.首先,对源点云与目标点云进行区域分割,提取具有结构信息的有效区域;其次,利用罗德里格斯旋转投影点云至拟合平面,以增强几何特征表达;然后,结合轮对踏面的结构特征提取特征锚点;最后,通过引入几何锚点约束,设计双阶段ICP算法实现高精度配准.实验结果表明,该方法将测量的关键尺寸精度控制为0.2 mm,其在提升踏面轮廓重建完整性与尺寸测量精度方面具有显著优势.该结果可为列车轮对检测与维护提供可靠的技术支撑. 展开更多
关键词 轨道交通 非接触测量 点云配准 轮对踏面 几何锚点
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结合倒置残差模块和可微分RANSAC算法的点云配准模型
15
作者 李维乾 葛文豪 陈金广 《计算机与现代化》 2026年第2期1-10,共10页
针对复杂和存在遮挡的点云数据整体和局部特征融合程度低,以及传统鲁棒估计算法无法集成到深度学习训练流程的问题,本文提出一种基于改进PointNet++和随机采样一致算法的点云配准网络模型。首先,使用融合倒置残差模块的PointNet++网络... 针对复杂和存在遮挡的点云数据整体和局部特征融合程度低,以及传统鲁棒估计算法无法集成到深度学习训练流程的问题,本文提出一种基于改进PointNet++和随机采样一致算法的点云配准网络模型。首先,使用融合倒置残差模块的PointNet++网络提取局部点云特征,生成融合全局和局部特征信息的特征描述符;其次,使用局部特征Transformer模块生成暂定的点对应和置信度分数;随后,引入神经采样器以保证RANSAC采样过程的可微分性,并使用可微分的几何求解器计算出点云对之间的刚性变换矩阵;最后,设计可训练质量函数以在每次迭代中优化评估指标,将鲁棒估计算法集成到训练流程中,最终完成点云配准。在3个公开的大规模点云数据集3DMatch、ETH和KITTI上的多次对比实验结果表明,本文方法在3DMatch上的特征匹配召回率达到98.4%,较SpinNet网络提高了0.8百分点;在ETH和KITTI上的特征匹配召回率和正确率分别达到98.5%和99.57%,较SpinNet网络分别提高了5.7百分点和0.5个百分点。在处理多个密度不均匀、存在遮挡的复杂点云数据集时,本文方法的表现优于现有先进方法,能有效提高配准精度。 展开更多
关键词 点云配准 鲁棒估计 特征描述符 PointNet++ 倒置残差 随机采样一致算法
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基于WSS-Pointnet的变电站点云弱监督语义分割方法
16
作者 裴少通 孙海超 +2 位作者 胡晨龙 王玮琦 兰博 《电工技术学报》 北大核心 2026年第1期234-245,共12页
现有的变电站点云语义分割算法均采用完全监督学习,需要大量人工标注点云数据,导致分割任务耗时长且成本高昂。为解决这一问题,该文提出一种基于PointNet改进的弱监督语义分割PointNet(WSS-PointNet)算法。首先,通过构建多层降采样结构... 现有的变电站点云语义分割算法均采用完全监督学习,需要大量人工标注点云数据,导致分割任务耗时长且成本高昂。为解决这一问题,该文提出一种基于PointNet改进的弱监督语义分割PointNet(WSS-PointNet)算法。首先,通过构建多层降采样结构,结合采样层与分组层对输入点云数据进行多尺度特征提取,从而捕捉点云在不同尺度上的几何和拓扑信息。在此基础上,引入PointNet结构以进一步提取区域特征,优化局部特征整合与全局特征表示;针对粗粒度语义特征的优化,提出膨胀式语义信息嵌入与浸染式语义信息嵌入两种模块,分别采用“由内而外”和“由外而内”的信息传递策略对点云语义信息进行细致处理,两种嵌入机制均基于图卷积神经网络,通过捕捉局部连接模式与信息共享实现语义特征的高效传播。其次,构建变电站点云数据集,并对WSS-PointNet算法进行消融实验,同时与主流的完全监督学习算法和弱监督学习算法进行对比。经实验验证,WSS-PointNet相比于改进前将变电站点云分割的总体精度(OA)提高了10.3个百分点,平均交并比(mIoU)提高了10.1个百分点,平均准确率(mAcc)提高了10.5个百分点,同时在标注所需时间方面缩短了90%,接近完全监督算法中最好的分割效果。该模型可显著降低处理变电站点云数据的时间与成本,同时保持点云分割的高精度。 展开更多
关键词 点云语义分割 弱监督方法 膨胀式语义信息嵌入 浸染式语义信息嵌入 变电站
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基于结构光视觉的航空叶片叶尖中间线提取方法
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作者 刘霞 肖傲 +3 位作者 龚烨飞 刘继承 曹可歆 何榕程 《化工自动化及仪表》 2026年第1期70-77,共8页
针对不同尺寸、位置和姿态下的航空叶尖的中间线提取需求,提出了一种基于主成分分析(PCA)的自适应叶片叶尖中间线提取方法。该方法采用3D面结构光相机获取叶尖点云数据,通过将基于PCA的自适应坐标变换与端点约束的多项式拟合方法相结合... 针对不同尺寸、位置和姿态下的航空叶尖的中间线提取需求,提出了一种基于主成分分析(PCA)的自适应叶片叶尖中间线提取方法。该方法采用3D面结构光相机获取叶尖点云数据,通过将基于PCA的自适应坐标变换与端点约束的多项式拟合方法相结合,实现了中间线的稳定提取。采用ICP配准技术进行了多次重复性实验,结果显示93.3%的数据最终均方根误差小于0.1,且在采样数据缺失情况下,其最终均方根误差均值仍保持在0.1以下,证明了算法具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 航空叶尖 点云处理 中间线提取 主成分分析
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基于双目结构光的泡沫塑料线性尺寸检测方法研究
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作者 高耀东 李明辉 杜志强 《制造业自动化》 2026年第2期33-39,共7页
泡沫塑料块的外观尺寸检测需满足高效与高精度的双重要求,针对手工检测泡沫塑料试样线性尺寸存在的效率低、精度差等问题,研发了基于双目结构光的泡沫块外观尺寸检测方法。通过对点云进行平面分割并进行边缘提取得到泡沫块的棱边模型,... 泡沫塑料块的外观尺寸检测需满足高效与高精度的双重要求,针对手工检测泡沫塑料试样线性尺寸存在的效率低、精度差等问题,研发了基于双目结构光的泡沫块外观尺寸检测方法。通过对点云进行平面分割并进行边缘提取得到泡沫块的棱边模型,继而计算线性尺寸。并且针对边缘点云的缺陷提出一种基于投影标准差的边长计算自适应补偿方法,可以对不同的缺陷棱边进行补偿计算,实现了对泡沫塑料试样线性尺寸的自动化非接触测量。实验结果表明,该方法对泡沫塑料试样线性尺寸测量的极差、绝对误差均低于0.1 mm,单次测量时间低于15 s,测量精度和效率显著优于传统人工方法,可有效满足工业现场的实际应用需求。 展开更多
关键词 尺寸测量 泡沫塑料 双目结构光 点云处理
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基于CUDA架构的多源点云融合算法的研究
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作者 杨蕊 杜广林 《山西建筑》 2026年第2期170-173,185,共5页
针对传统算法在处理激光扫描点云与倾斜摄影点云融合过程中出现的计算性能低下、匹配精确度不足等问题,按照“化整为零、分而治之”的思想,设计了一种基于CUDA架构的多源点云融合处理算法。该算法利用CUDA架构特点,先对多源点云重叠区... 针对传统算法在处理激光扫描点云与倾斜摄影点云融合过程中出现的计算性能低下、匹配精确度不足等问题,按照“化整为零、分而治之”的思想,设计了一种基于CUDA架构的多源点云融合处理算法。该算法利用CUDA架构特点,先对多源点云重叠区域数据进行空间划分,再将每个空间分割单元内的点云集输入GPU处理管道进行配准处理,最后对配准后的点云数据进行整合处理输出结果点云。实验结果表明:文中提出的算法与传统算法相比能够大幅提升计算性能,并且在配准精确度方面也取得了较好的效果,为智慧工地建设提供高精度三维建模支持。 展开更多
关键词 多源点云融合 CUDA架构 空间划分 配准精确度
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点云数据几何误差智能分析方法研究
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作者 王霆 杨敏 《科技创新与应用》 2026年第6期152-155,共4页
针对复杂曲面零件在几何量检测中误差识别困难、精度分析滞后的问题,提出一种人工智能辅助的点云数据几何误差智能分析方法,以提升检测的智能化水平和效率。构建基于点云特征的深度学习分析模型,利用卷积神经网络对点云局部区域进行编... 针对复杂曲面零件在几何量检测中误差识别困难、精度分析滞后的问题,提出一种人工智能辅助的点云数据几何误差智能分析方法,以提升检测的智能化水平和效率。构建基于点云特征的深度学习分析模型,利用卷积神经网络对点云局部区域进行编码识别,实现几何误差类型的自动判别;同时结合空间配准与误差分布回归算法,对误差范围进行可视化重建与智能预警。整个流程集成于三维检测系统中,通过实测点云数据与标准模型比对,完成误差识别与定量分析。 展开更多
关键词 点云误差 几何检测 卷积神经网络 深度学习 三维测量
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