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融合注意力机制的多尺度特征聚合点云建筑物提取方法
1
作者 吕琦 张展豪 陈敏 《测绘与空间地理信息》 2026年第1期39-42,共4页
针对现有三维点云语义分割方法从点云中提取的建筑物存在漏提取与目标不完整的问题,本文提出一种融合注意力机制的多尺度特征聚合点云建筑物提取方法。其中,设计双重注意力机制的局部特征提取模块加深中心点和邻域点关联,利用全文感知... 针对现有三维点云语义分割方法从点云中提取的建筑物存在漏提取与目标不完整的问题,本文提出一种融合注意力机制的多尺度特征聚合点云建筑物提取方法。其中,设计双重注意力机制的局部特征提取模块加深中心点和邻域点关联,利用全文感知聚合模块从广泛的角度捕获全局信息,并通过低阶语义特征和高阶语义特征的深入融合来提高三维点云特征细化的有效性和高效性。基于公开数据集与人工标注的密集匹配点云数据集的实验结果表明,本文方法能够有效提高建筑物提取精度。 展开更多
关键词 建筑物提取 点云语义分割 注意力机制 密集匹配点云
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基于多特征点匹配的高光谱图像深度分割研究
2
作者 闫巧梅 《微处理机》 2026年第1期7-14,共8页
高光谱图像包含数百个光谱波段,每个波段都包含丰富的光谱信息。由于不同地物在不同波段的光谱响应差异显著,图像中的局部特征复杂且多样。仅依赖单特征点匹配进行深度分割,提取的特征将仅限于部分稀疏分布的特征点,容易丢失重要的局部... 高光谱图像包含数百个光谱波段,每个波段都包含丰富的光谱信息。由于不同地物在不同波段的光谱响应差异显著,图像中的局部特征复杂且多样。仅依赖单特征点匹配进行深度分割,提取的特征将仅限于部分稀疏分布的特征点,容易丢失重要的局部信息,影响最终分割结果的精度和完整性。为此,本研究提出一种基于多特征点匹配的高光谱图像深度分割方法。通过获取图像灰度级概率,计算出OTSU分割阈值。在设定的阈值区间内,分析两个像素点之间的关联度,并采用多特征点匹配的方式,全面标定出所有特征点,确保特征密集分布。将关联度较高的节点作为分割特征的匹配目标,输出模糊匹配结果。将该结果导入构建的分割映射矩阵中,转换为映射特征节点。以该节点为中心对图像进行逐步整合分割,并不断扩展分割范围,直至达到最终的深度分割目的。结果表明,该方法所得图像分割OA值稳定在80%以上,充分验证了其在提升分割精度方面的显著优势。 展开更多
关键词 多特征点 特征匹配 高光谱 图像采集 深度分割 定点对比
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铁路工程绿色设计目标分解及实现途径分析 被引量：1
3
作者 杨信丰 李海军 +2 位作者 县勇 巨玉祥 贺锦 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期368-380,共13页
铁路工程绿色设计,是实现其绿色发展的重要手段。目前,铁路工程各专业大多从某个工程应用角度出发,主要集中于绿化和污染防治案例研究,很少从系统角度出发研究铁路工程绿色设计。铁路工程要实现某一绿色指标,须从系统角度,各专业协同设... 铁路工程绿色设计,是实现其绿色发展的重要手段。目前,铁路工程各专业大多从某个工程应用角度出发,主要集中于绿化和污染防治案例研究,很少从系统角度出发研究铁路工程绿色设计。铁路工程要实现某一绿色指标,须从系统角度,各专业协同设计。因此,需要对铁路工程绿色设计目标进行特征分析,明确铁路工程绿色设计目标实现的主要途径。为此,首先从铁路绿色设计概念出发,采用目标层次分解、问卷调查等方法,对铁路工程绿色设计的目标进行逐层分解,将资源节约划分为土地节约、能源节约、材料节约及水资源节约等,将环境保护分解为生态环境保护、水土环境保护、大气环境保护、人文景观提升及其他环境保护等方面,并进一步细化第3层次的属性特征,明晰了铁路工程绿色设计的目标特征及内涵。通过对铁路工程各专业的设计流程进行分析,依据相关设计规范和标准,梳理各专业在不同设计阶段的主要绿色设计要点。基于jieba分词工具将绿色设计目标特征及各专业的绿色设计要点划分为多个词向量,采用主观赋权的方法确定特征分词的权重,并定义语义信息匹配度,将铁路工程绿色设计目标与铁路工程设计的各专业进行匹配,明确铁路工程各绿色设计目标得以实现的主要途径,为铁路工程各专业系统实现总体绿色设计提供依据。 展开更多
关键词 绿色设计 铁路工程 目标分解 实现途径 设计要点 特征匹配
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基于角点相关匹配识别的试样变形测量方法研究 被引量：1
4
作者 邵龙潭 唐孝强 郭晓霞 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期665-672,共8页
将数字图像测量技术应用于常规土工三轴试验,成功解决了传统变形测量中的诸多难题,显著提升了测量精度与效率。但高像素图像中灰度阶层的多样性和渐变性使得梯度迭代计算变得复杂,角点附近存在多个潜在的角点候选位置,直接影响了亚像素... 将数字图像测量技术应用于常规土工三轴试验,成功解决了传统变形测量中的诸多难题,显著提升了测量精度与效率。但高像素图像中灰度阶层的多样性和渐变性使得梯度迭代计算变得复杂,角点附近存在多个潜在的角点候选位置,直接影响了亚像素角点定位精度。为了解决亚像素角点检测算法的定位偏差问题,针对已研发的土工三轴试验试样全表面变形数字图像测量系统,提出了基于角点相关匹配识别的亚像素角点检测方法。该方法首先运用Harris检测算法从原始图像中提取整像素角点坐标,随后以这些角点为中心构建固定尺寸的灰度子区。通过子区间的相关匹配迭代处理,获取了初始整像素角点在变形后的亚像素级位移。在模拟试样仿射变形试验中,改进后的算法在继承角点特征稳健识别的基础上,具有良好的仿射不变性,平均绝对误差降低了80.5%,大幅度提高了三轴试验试样全表面变形测量精度。 展开更多
关键词 角点相关匹配 数字图像测量 定位偏差 灰度子区
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考虑磨耗特性的动车组车轮经济型镟修优化策略 被引量：2
5
作者 张霞 邓银强 +2 位作者 杨岳 辜良瑶 陈峰 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1457-1467,共11页
车轮的磨耗状况对动车组列车的运行安全和品质有着重要影响。为将磨损车轮镟修恢复至标准踏面外形,目前车轮镟修存在切削量过大,降低车轮使用寿命的情况。结合动车组车轮走行过程中的磨耗特性,提出考虑磨耗特性的动车组车轮经济型镟修... 车轮的磨耗状况对动车组列车的运行安全和品质有着重要影响。为将磨损车轮镟修恢复至标准踏面外形,目前车轮镟修存在切削量过大,降低车轮使用寿命的情况。结合动车组车轮走行过程中的磨耗特性,提出考虑磨耗特性的动车组车轮经济型镟修优化策略。首先,建立车轮外形参数磨耗速率模型,利用相关性分析、高斯分布检验研究车轮磨耗速率模型与车轮外形参数的相关性,得出不同运行线路上车轮最低磨耗速率点。然后,利用加权尺寸最近点迭代法进行车轮变形矫正,优先考虑车轮镟修后踏面外形处于最低磨耗状态,应用不同薄轮缘踏面外形镟修模板,进行自适应匹配单轮车轮经济型镟修。在此基础上,针对动车组车轮轮径差的安全运行要求,构建一种考虑磨耗特性的整车车轮经济型镟修优化模型。实例验证结果表明:轮径磨耗速率与车轮直径大小、轮缘厚度显著相关,轮缘厚度处于31.5~32 mm时,轮径磨耗速率低,镟修恢复可优先考虑。整车车轮经济型镟修优化决策的结果显示,车轮镟修恢复后的踏面外形处于低速率磨耗状态,轮径总切削量较实际镟修车间下降了约21%。与常规的车轮镟修策略相比,考虑磨耗特性的车轮经济型镟修优化策略更具智能化,有利于延长车轮使用寿命,降低铁路运营成本。 展开更多
关键词 车轮磨耗特性 镟修优化策略 经济型镟修 加权尺寸最近点迭代法 自适应匹配
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融合特征交互和点匹配增强的无监督点云配准算法
6
作者 易见兵 熊文武 +1 位作者 彭鑫 吴欣 《光学精密工程》 北大核心 2025年第20期3281-3298,共18页
为了解决点云配准过程中因异常点干扰、部分点重叠及非对应相似点等因素导致点云间部分点对误匹配问题,本文设计了一种融合特征交互和点匹配增强的无监督点云配准算法。首先,设计了一种特征融合模块,将提取的源点云和目标点云特征信息... 为了解决点云配准过程中因异常点干扰、部分点重叠及非对应相似点等因素导致点云间部分点对误匹配问题,本文设计了一种融合特征交互和点匹配增强的无监督点云配准算法。首先,设计了一种特征融合模块,将提取的源点云和目标点云特征信息进行交互,并将该交互特征与其对应位置的上一层提取特征进行融合,以增强特征表达能力。其次,提出了一种图卷积-Transformer融合模块,利用图卷积提取局部几何信息且通过Transformer的自注意力机制获取全局上下文信息,同时引入交叉注意力机制实现点云间特征交互融合。最后,引入了一种点匹配增强模块,利用源点云和目标点云的点特征欧式距离及点的邻域特征相似性来匹配点间对应关系。本文算法在ModelNet40(含噪声),7Scenes,ICL-NUIM,KITTI和ScanObjectNN数据集上进行了验证,实验结果表明,相较于IFNet算法,本文算法在均方根误差RMSE(R)上分别下降31.93%,23.72%,19.76%,10.53%和21.05%,充分验证了所提算法在配准精度和鲁棒性方面的优势。综上所述,本文算法在配准精度、泛化能力与抗噪性方面表现优异,展现出良好应用潜力。 展开更多
关键词 点云配准 特征交互 交叉注意力 点匹配增强 无监督
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融合GNSS观测信息的激光紧耦合SLAM单点定位技术
7
作者 李燕 王晶 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期234-239,共6页
激光SLAM应用时无法提供全局坐标信息,且容易产生累积误差,导致定位误差。为此,研究融合GNSS观测信息的激光紧耦合SLAM单点定位技术。通过紧耦合GNSS观测信息与激光SLAM,能够充分利用GNSS的全局定位能力和激光雷达的局部高精度环境感知... 激光SLAM应用时无法提供全局坐标信息,且容易产生累积误差,导致定位误差。为此,研究融合GNSS观测信息的激光紧耦合SLAM单点定位技术。通过紧耦合GNSS观测信息与激光SLAM,能够充分利用GNSS的全局定位能力和激光雷达的局部高精度环境感知能力,从激光点云数据中提取特征点,并生成特征描述子,与预先构建的地图进行配准,提高数据处理的效率和精度,使得定位过程更加鲁棒。引入遗传算法进行SLAM单点粗定位,通过适应度函数评估不同解的质量,并不断优化解空间,以找到最优或次优的初步定位结果,克服复杂环境中的定位局限性。利用GNSS观测信息计算误差因子,对SLAM单点粗定位结果进行补偿,结合全局定位信息和局部环境感知信息,实现SLAM单点精定位。结果表明:所研究的技术的平均定位误差小,准确性更高。 展开更多
关键词 GNSS观测信息 激光点云 特征提取 点云匹配 紧耦合SLAM单点定位
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自适应网格采样点云配准算法研究
8
作者 刘茂华 赵仁龙 +2 位作者 陈杰 丰勇 赵占杰 《测绘科学》 北大核心 2025年第8期51-60,共10页
针对传统迭代最近点算法ICP进行点云匹配时对特征点初始位置高敏感性、抗噪能力弱等问题,该文提出一种基于自适应网格采样的点云配准算法。通过关键点均匀采样,建立关键点的网格拓扑关系,并以标准化的高程作为特征生成高程特征图。利用... 针对传统迭代最近点算法ICP进行点云匹配时对特征点初始位置高敏感性、抗噪能力弱等问题,该文提出一种基于自适应网格采样的点云配准算法。通过关键点均匀采样,建立关键点的网格拓扑关系,并以标准化的高程作为特征生成高程特征图。利用尺度不变特征变换算法SIFT进行特征提取和特征匹配获取同名特征点,并解算变换矩阵,完成点云的粗配准。在此基础上进行精配准完成点云的融合配准。所提出方法通过包含不同密度、不同尺度、不同传感器来源的3组数据集进行验证。结果显示,3组数据集都取得较好的配准效果,其中两组小尺度数据集的均方根误差为0.00080 m和0.00025 m,一种实际地物数据集的均方根误差为0.33167 m,配准耗时分别为3.86、3.79、802.26 s。本方法通过高程特征图间接完成点云配准,解决了法线特征计算不准确、强度特征局限于LiDAR点云等问题,为实景三维中国建设提供了研究基础。 展开更多
关键词 点云匹配 自适应 特征提取 高程特征图
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基于改进SURF的飞行训练科目自动识别
9
作者 张娅岚 刘芳 +1 位作者 刘伟杰 魏永超 《电讯技术》 北大核心 2025年第10期1579-1586,共8页
现有飞行训练科目识别方法在复杂机动动作识别中存在滞后性,忽视了现代数字技术的应用与最新规章制度的更新,其核心挑战在于如何降低匹配误差率并提升运算速度。针对上述问题,设计并构建了一种混合自动识别框架(SURF-FLANN-RANSAC Hybri... 现有飞行训练科目识别方法在复杂机动动作识别中存在滞后性,忽视了现代数字技术的应用与最新规章制度的更新,其核心挑战在于如何降低匹配误差率并提升运算速度。针对上述问题,设计并构建了一种混合自动识别框架(SURF-FLANN-RANSAC Hybrid Algorithmic Framework,SFR)。首先,采用改进的加速稳健特征(Speeded Up Robust Features,SURF)算法实现驾驶舱场景内的图像特征提取与匹配。其次,引入近似最近邻快速搜索库(Approximate Nearest Neighbors,FLANN)匹配器以加速特征匹配过程,提升特征匹配效率与精度。然后,基于随机采样一致性(Random Sample Consensus,RANSAC)算法消除误匹配问题,增强算法整体鲁棒性。在大坡度盘旋、懒“8”、急上升转弯3个典型飞行训练场景自建数据集上的实验结果表明,该算法的识别精度分别为94.58%、62.95%、86.72%,与表现次佳的算法相比,分别提升了1%、20%、4%,且处理速度上实现了显著改善,为飞行训练的智能化管理提供了强有力的技术支持。 展开更多
关键词 飞行训练动作识别 图像特征提取 特征点匹配 加速稳健特征(SURF)
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基于图像匹配的钢丝绳芯输送带接头抽动自动检测 被引量：1
10
作者 李现国 郭宽宽 苗长云 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第2期78-83,共6页
针对钢丝绳芯输送带接头抽动检测有效性和准确性差的问题,提出一种基于图像匹配的钢丝绳芯输送带接头抽动自动检测方法。首先进行图像预处理,提高图像质量;然后使用自动阈值提取钢丝绳端头点;再利用改进的ORB算法进行图像匹配,将待检测... 针对钢丝绳芯输送带接头抽动检测有效性和准确性差的问题,提出一种基于图像匹配的钢丝绳芯输送带接头抽动自动检测方法。首先进行图像预处理,提高图像质量;然后使用自动阈值提取钢丝绳端头点;再利用改进的ORB算法进行图像匹配,将待检测图像和基准图像中的钢丝绳端头点一一对应;最后采用基于钢丝绳端头基准点集的接头抽动测量方法计算接头抽动量并进行故障定位。实验结果表明:本文方法能够自动检测并标识出钢丝绳芯输送带接头处的钢丝绳端头点,准确得到钢丝绳端头点的匹配点对,计算出单个钢丝绳端头抽动量、钢丝绳上(下)端头平均抽动量和接头整体抽动量,检测并标识出异常钢丝绳端头的位置和变化量,实现了对接头抽动的自动检测和综合判断。 展开更多
关键词 钢丝绳芯输送带 接头抽动 图像匹配 钢丝绳端头点提取 ORB算法
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顾及相似点匹配模型的安置角自动修正方法
11
作者 武永彩 翦立 《地理空间信息》 2025年第9期133-135,140,共4页
扫描仪安置角系统误差对机载雷达扫描系统地表三维点云质量具有严重影响,地表布设控制点的修正方法不能满足范围广、地形复杂的观测条件。根据相邻航带重叠区域内地表同名特征点的相似特征进行迭代匹配,当样本整体距离均方差达到最小时... 扫描仪安置角系统误差对机载雷达扫描系统地表三维点云质量具有严重影响,地表布设控制点的修正方法不能满足范围广、地形复杂的观测条件。根据相邻航带重叠区域内地表同名特征点的相似特征进行迭代匹配,当样本整体距离均方差达到最小时终止迭代,可获取安置角参数最优修正解。该方法在很大程度上简化了安置角参数标定的工作流程,适用于大范围、地形复杂的观测区域,可为类似机载激光雷达扫描仪的安置角标定工作提供参考。 展开更多
关键词 相似点 匹配 安置角 迭代运算 LIDAR
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基于双目视觉的弱纹理凸多面体三维建模
12
作者 坎标 郝金鹏 +1 位作者 王烨 马顺喜 《计算机仿真》 2025年第3期428-431,496,共5页
弱纹理平面由于像素变化小,利用其自身特征点来进行视觉识别和测量有较大难度。针对由多个弱纹理平面构成的凸多面体,依次采用多个角度光照使相邻平面之间形成明暗差,确定凸多面体的面域和棱边。以相邻棱边的交点作为建模的角部特征点,... 弱纹理平面由于像素变化小,利用其自身特征点来进行视觉识别和测量有较大难度。针对由多个弱纹理平面构成的凸多面体,依次采用多个角度光照使相邻平面之间形成明暗差,确定凸多面体的面域和棱边。以相邻棱边的交点作为建模的角部特征点,再根据角部特征点邻近像素点构成的匹配向量的相似性进行角部特征点匹配,形成单视角下的局部三维线框模型。根据凸多面体顶面的关联点拼接多个局部模型,获得完整的三维线框模型。结果表明,处理的数据量仅为激光扫描仪的千分之一,角部控制点的位置精度平均相对误差为2.43%,棱边长度平均误差为2.7%,与激光扫描仪结果接近,能满足灵活、快速三维建模的需求。 展开更多
关键词 双目视觉 弱纹理 凸多面体 角部特征点 线框模型
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三维激光影视特效图像视觉传达方法研究
13
作者 孙红娟 《激光杂志》 北大核心 2025年第8期146-151,共6页
针对现阶段影视特效图像视觉传达效果不佳等问题,提出三维激光影视特效图像视觉传达方法研究。首先,利用三维激光扫描设备,采集影视特效场景的三维激光点云数据;其次,通过引入邻域投影法,选择场景三维激光点云数据的特征点;最后,根据选... 针对现阶段影视特效图像视觉传达效果不佳等问题,提出三维激光影视特效图像视觉传达方法研究。首先,利用三维激光扫描设备,采集影视特效场景的三维激光点云数据;其次,通过引入邻域投影法,选择场景三维激光点云数据的特征点;最后,根据选择的点云数据特征点,通过特征匹配方法,成功地将三维激光点云数据转换为高质量的二维影视特效图像,实现三维激光影视特效图像视觉传达。实验结果表明,提出的三维激光影视特效图像视觉传达方法的精度更高、实际应用效果更好。 展开更多
关键词 三维激光点云数据 邻域投影法 特征点匹配 视觉传达 影视特效图像
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烟梗按序上料码放位置RANSAC优化识别方法
14
作者 孟瑾 王伟 +1 位作者 崔建华 石怀忠 《计算机仿真》 2025年第1期253-257,共5页
由于拍摄角度、镜头畸变、机械振动等因素,可能会导致图像中的烟梗位置出现偏移或形变,几何失真会直接影响烟梗位置的识别效果,为了解决烟梗按序上料码放位置识别效果不佳的问题,提出了基于改进RANSAC算法的烟梗按序上料码放位置识别方... 由于拍摄角度、镜头畸变、机械振动等因素,可能会导致图像中的烟梗位置出现偏移或形变,几何失真会直接影响烟梗位置的识别效果,为了解决烟梗按序上料码放位置识别效果不佳的问题,提出了基于改进RANSAC算法的烟梗按序上料码放位置识别方法。通过几何变换方法对CCD相机采集到的烟梗基准图像和烟梗实时上料图像展开几何校正处理,改善位置偏移与形变问题。基于尺度不变特征变换算法选择烟梗图像特征点,并获取特征点描述子,根据特征点描述子实现烟梗基准图像和烟梗实时上料图像的特征点匹配。基于特征点匹配结果,通过改进RANSAC算法完成烟梗按序上料码放位置识别。实验结果表明,所提方法的烟梗按序上料码放位置识别精度更高、效果更好。 展开更多
关键词 SURF算法 几何校正 特征点匹配 烟梗位置识别
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点云融合技术综述:方法、应用与挑战 被引量：1
15
作者 宋绍京 李新建 方非易 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期528-547,共20页
点云融合技术作为3D(Three-Dimensional)数据处理的重要手段,在多个领域展现出巨大的潜力和应用前景。该文系统地综述了点云融合的基础概念、常用技术方法及其应用,深入分析了不同方法的发展现状和未来发展趋势。此外,该文还探讨了点云... 点云融合技术作为3D(Three-Dimensional)数据处理的重要手段,在多个领域展现出巨大的潜力和应用前景。该文系统地综述了点云融合的基础概念、常用技术方法及其应用,深入分析了不同方法的发展现状和未来发展趋势。此外,该文还探讨了点云融合在自动驾驶、建筑和机器人等领域的实际应用及面临的挑战,尤其是在应对噪声、数据稀疏性和密度不均等问题时,如何在保证融合精度的同时平衡其复杂性。通过全面梳理现有研究进展,为未来点云融合技术的发展提供了有力参考,并为进一步提升融合算法的精度、鲁棒性和效率指明了可能的研究方向。 展开更多
关键词 点云融合 3D数据处理 特征匹配 融合算法 深度学习
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动态扫描场景下GM-APD激光雷达点云高精度配准方法研究
16
作者 钟国舜 刘秋佐 +3 位作者 李萌 彭涛 孙剑峰 刘建伟 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第5期1076-1085,共10页
本研究针对盖革雪崩光电二极管(Geiger-mode avalanche photodiode,GM-APD)激光雷达在动态扫描场景下相邻帧点云重叠率低、易强制配准非匹配点对的问题,提出了一种基于双向匹配机制和多分辨率邻域扩展的改进ICP算法,以提高点云配准精度... 本研究针对盖革雪崩光电二极管(Geiger-mode avalanche photodiode,GM-APD)激光雷达在动态扫描场景下相邻帧点云重叠率低、易强制配准非匹配点对的问题,提出了一种基于双向匹配机制和多分辨率邻域扩展的改进ICP算法,以提高点云配准精度和鲁棒性。首先,通过基于K-Dtree的双向匹配机制提取相邻帧点云的重叠区域,利用重叠区域信息建立初始配准模型,解决了低重叠率场景下配准精度低的问题。其次,采用多分辨率邻域扩展技术,结合局部曲率相似性加权求解变换矩阵,避免了动态配准中强制对齐非匹配点对的现象。最后,通过级联补偿机制实现全局点云的精确配准。实验结果表明,在2km和400m扫描成像中,平均距离误差分别为0.21m和0.10m。该方案有效解决了动态扫描场景下的点云配准难题,为三维重构提供了高精度数据支持,具有重要应用价值。 展开更多
关键词 GM-APD 点云配准 位姿校正 双向匹配 多分辨率邻域扩展
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基于特征点匹配的激光雷达与相机间外参标定方法 被引量：1
17
作者 李新 王肖霞 杨风暴 《现代电子技术》 北大核心 2025年第3期19-25,共7页
激光雷达点云和相机图像融合常被应用在多个领域,准确的外参标定是融合两种信息的前提。现有的基于特征的标定算法,提取的3D⁃2D特征存在不匹配的问题,影响了整体标定的性能。为此提出一种基于特征点匹配的激光雷达与相机外参标定方法。... 激光雷达点云和相机图像融合常被应用在多个领域,准确的外参标定是融合两种信息的前提。现有的基于特征的标定算法,提取的3D⁃2D特征存在不匹配的问题,影响了整体标定的性能。为此提出一种基于特征点匹配的激光雷达与相机外参标定方法。首先利用圆心特征提取算法从点云和图像中分别获取标定板上4个圆心特征点的三维和二维坐标;然后建立三维点云数据和二维图像数据中点对间约束关系;最后通过非线性优化算法得到激光雷达和相机标定的外参,利用外参矩阵将激光雷达点云投影在对应的图像上。实验结果表明,文中所提方法平均重投影误差在2.6像素内,与基于手动匹配的标定方法相比,精度提升了42.2%;与基于两孔圆形标定板的标定方法相比,精度提升了27.8%。 展开更多
关键词 激光雷达 点云 相机图像融合 外参标定 特征点匹配 平均重投影误差
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面阵激光雷达在空间站对接场景中的探测仿真与点云匹配研究 被引量：1
18
作者 胡昕旸 李铭 +5 位作者 马英杰 刘鸿彬 沈佳毅 王凤香 黄庚华 舒嵘 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第8期33-47,共15页
设计了一种基于面阵单光子激光雷达的稀疏光子仿真模型和点云匹配方法,并结合匹配结果进行点云匹配效果影响因素分析。以空间交会对接为应用场景,选取天和核心舱模型为目标,依据对接任务的探测需求及激光雷达系统硬件设计参数,搭建了适... 设计了一种基于面阵单光子激光雷达的稀疏光子仿真模型和点云匹配方法,并结合匹配结果进行点云匹配效果影响因素分析。以空间交会对接为应用场景,选取天和核心舱模型为目标,依据对接任务的探测需求及激光雷达系统硬件设计参数,搭建了适用于不同探测条件的仿真模型。该模型不仅能够准确模拟实际的探测过程,而且能够生成具有代表性的高保真度点云数据,充分反映目标的空间分布和几何特征。在点云匹配中,提出了一种基于动态匹配权重因子和非线性目标函数优化的精配准方法。该方法较迭代最近点方法及其变体匹配精度提升25%,较深度学习方法匹配效率提升45%,实现高匹配精度和高匹配效率的平衡。此外,还探讨了视场角和面阵规模对点云稀疏性及匹配精度的影响,研究发现,合理选择视场角设置可以有效平衡精度与系统复杂度;在选择阵列规模时应综合考虑实际应用需求与成本效益,以优化系统性能。该研究为应用于空间站交会对接任务中的激光雷达系统设计与优化提供理论支持和技术参考。 展开更多
关键词 激光雷达 面阵探测器 空间站对接 仿真建模 点云匹配
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LIO-SAM改进:自适应降采样与特征筛选优化
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作者 曾宪阳 于浩 +1 位作者 梁远生 杨红莉 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期288-296,共9页
针对激光雷达SLAM算法中的LIO-SAM算法在复杂环境中高度定位精度不足的问题,围绕特征点提取与后端点云匹配两个关键环节提出改进策略。在后端匹配方面,鉴于其存在的帧间误差波动大、鲁棒性差的情况,创新性地提出一种基于前置匹配的自适... 针对激光雷达SLAM算法中的LIO-SAM算法在复杂环境中高度定位精度不足的问题,围绕特征点提取与后端点云匹配两个关键环节提出改进策略。在后端匹配方面,鉴于其存在的帧间误差波动大、鲁棒性差的情况,创新性地提出一种基于前置匹配的自适应降采样方法。该方法借助预匹配操作,有效提升初始匹配精度,并依据点云局部密度,动态调整体素滤波分辨率,从而在保证匹配精度的同时显著提升计算效率。在前端特征点提取环节,针对LIO-SAM中曲率计算冗余、排序开销大以及近处点云特征提取率低问题,提出一种结合早期截断(Early Cutoff)与多尺度体素空间协方差分析的双阶段特征筛选机制。该机制主要针对近处点云,首先通过局部几何变化阈值快速剔除冗余点,随后在多尺度体素网格中进行协方差特征分析,从中筛选出空间分布均衡、几何结构稳定的代表性特征点,远处点云采用原算法提取。在公开数据集KITTI中选取表现稳定的序列07进行对比实验证明,优化后的算法在X、Y轴精度少有提升情况下,Z轴的平均绝对误差下降了26.44%,RMSE下降了24.43%,标准差下降了30.24%,且已在实车平台上完成部署验证,具备良好的鲁棒性与工程适用性。 展开更多
关键词 特征点 自适应降采样 多尺度体素空间 前置匹配
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基于双目视觉的铝合金件三维点云重建研究 被引量：2
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作者 吕钦 周诗洋 +1 位作者 万波为 刘怀广 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期63-68,共6页
针对传统三维立体匹配算法对光照不均、弱纹理图像误匹配率高导致三维重建点云误差大的问题,提出一种基于改进十字交叉域聚合的加强边缘梯度的立体匹配算法对表面易反光、纹理弱的铝合金件进行三维重建。首先,搭建双目立体视觉实验平台... 针对传统三维立体匹配算法对光照不均、弱纹理图像误匹配率高导致三维重建点云误差大的问题,提出一种基于改进十字交叉域聚合的加强边缘梯度的立体匹配算法对表面易反光、纹理弱的铝合金件进行三维重建。首先,搭建双目立体视觉实验平台,并通过张正友标定法对测量系统进行标定;再根据提出的改进十字交叉区域代价聚合的立体匹配算法获取视差图和深度图;最后,将深度图转换为点云信息,并采用Open3D开源库重构铝合金件的三维信息。实验结果表明,提出的立体匹配算法能有效地降低误匹配率,重建出的铝合金件的三维点云孔径直径平均误差小于5%,可以为机械零件尺寸的快速测量提供参考。 展开更多
关键词 双目视觉 铝合金件 立体匹配 三维点云重建
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