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基于点云数据的树木骨架提取算法
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作者 任力生 王雷 王芳 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第3期68-73,80,共7页
树木点云模型对树木保护、树木生长情况监测、构造数字孪生体具有重要意义。传统的点云骨架提取算法在提取树木点云骨架时,会出现对原始树木分叉处以及树枝生长的最外边界不能正确提取的问题。基于此,提出一种基于点云的树木点云骨架提... 树木点云模型对树木保护、树木生长情况监测、构造数字孪生体具有重要意义。传统的点云骨架提取算法在提取树木点云骨架时,会出现对原始树木分叉处以及树枝生长的最外边界不能正确提取的问题。基于此,提出一种基于点云的树木点云骨架提取算法。首先,采用基于K—means的改进L1—中值骨架提取算法来提取树枝中间点,利用凸包算法对树木外边界点进行提取,并提出一种基于树木外边界点进行最近点搜索算法来提取树木分叉点。然后,将中间点、分叉点、边界点相融合得到树木点云骨架点。结果表明,通过豪斯多夫距离和倒角距离的定量评估,本算法提取的骨架点与原始点云具有较高的匹配度。相较于传统方法,本算法提取的骨架点经过归一化处理后,豪斯多夫距离和倒角距离均小于0.5,且整体表现优于对比算法。此外,采用三次贝塞尔曲线进行骨架线连接,能够有效保持树木的原始拓扑结构特征,显著提升骨架提取的准确性和完整性。 展开更多
关键词 树木骨架 点云数据 凸包算法 体素
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立木攀爬修枝机器人设计与试验
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作者 周志标 蒙丽雯 +1 位作者 郑贤 蒙艳玫 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期1-10,共10页
立木在生长过程中保留过多的分枝会导致树势早衰,同时树枝生长过大会在树干内形成死节,进而影响树木成材。为了对立木进行自动化修枝,使修枝人员远离危险的修枝环境,设计了一种可定点修枝的立木攀爬修枝机器人。首先,确定了攀爬机构采... 立木在生长过程中保留过多的分枝会导致树势早衰,同时树枝生长过大会在树干内形成死节,进而影响树木成材。为了对立木进行自动化修枝,使修枝人员远离危险的修枝环境,设计了一种可定点修枝的立木攀爬修枝机器人。首先,确定了攀爬机构采用直行攀爬、修枝机构采用旋转修枝的设计方案,并通过SolidWorks软件完成了整机的虚拟样机设计;其次,对关键部件的基本结构参数和工作参数进行了计算,完成了关键零部件的选型,并求解了修枝机构中滑台调节距离和环轨旋转角度的方程式;最后,完成物理样机的加工和装配,并搭建了试验平台,对机器人的攀爬性能和修枝性能进行了验证。结果表明:机器人能够克服摩擦阻力、机器人重力和加速阻力沿模拟树干稳定攀爬,最高攀爬速度约为1.18 m/s,打滑率约为6.11%;适合在直径80~230 mm的树干上进行攀爬和修枝作业;可修剪树枝的最大直径约为40 mm,修枝后切口平整度达75%以上,残留的枝茬长度约为5 mm,证明了机器人设计的功能性和可行性。 展开更多
关键词 立木 攀爬修枝机器人 定点修枝
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基于机载激光雷达LiDAR的单株树高提取研究
3
作者 冷鸿天 施凯泽 +3 位作者 黄运荣 吴颜奎 昝建春 廖聪宇 《林业调查规划》 2026年第1期1-6,共6页
树高与林木的生物量、碳储量息息相关,测量树高是传统森林调查的痛点和难点,需要大量的工作量。使用机载LiDAR能方便地提取森林树高,极大地减少外业工作量。为了研究机载LiDAR提取树高的精度,以云南省红塔区为试验区,采集3个样地的样木... 树高与林木的生物量、碳储量息息相关,测量树高是传统森林调查的痛点和难点,需要大量的工作量。使用机载LiDAR能方便地提取森林树高,极大地减少外业工作量。为了研究机载LiDAR提取树高的精度,以云南省红塔区为试验区,采集3个样地的样木调查信息(包括树高、胸径、树种和位置)和点云数据,通过对点云数据进行去噪、重采样、地面点分类、点云归一化和单木分割等处理提取单株树高,并用外业调查数据进行验证。结果表明,机载LiDAR提取的树高信息具有极高精度,可达95%以上,完全可以满足实际调查的要求;在对林分样木进行单木分割时,F评分在70%~85%范围,且在不同样地中使用相同方法其参数分割效果存在显著差异,这可能与林分树高的分布特征和林木的形态有关。建立一个普适性较强、精度较高的机载LiDAR分割模型可极大地提升森林生物量和碳储量的反演精度。 展开更多
关键词 机载激光雷达LiDAR 单木分割 单株树高 点云数据
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结合深度学习和K-Means的行道树提取及单木分割研究
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作者 史志飞 高飞 +3 位作者 袁斌 吴言安 张树峰 谢荣晖 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期260-267,共8页
针对目前城市道路场景中行道树提取方法需要设置的参数较多以及树冠点云相互重叠难以精确分割的问题,文章采用一种行道树提取与单株木分割算法。首先通过布料滤波算法从原始点云中移除地面点,并利用半径滤波滤除离群点,去除地面点和噪... 针对目前城市道路场景中行道树提取方法需要设置的参数较多以及树冠点云相互重叠难以精确分割的问题,文章采用一种行道树提取与单株木分割算法。首先通过布料滤波算法从原始点云中移除地面点,并利用半径滤波滤除离群点,去除地面点和噪声点对行道树提取的影响;然后通过增加PointNet++网络的点集抽象模块(set abstraction,SA)提高模型特征提取能力,使模型更适用于行道树点云的提取,并利用改进后的网络从原始点云中提取行道树点云;最后结合密度聚类算法(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)与K-Means算法对相互重叠的行道树点云进行分割,得到单株木信息。为验证该方法的有效性,以北京永昌路道路数据集进行训练测试。结果表明:改进后模型的行道树点云平均提取精度和交并比(intersection over union,IoU)分别提高了9.2%和15.1%,达到了94.5%、0.916;单木分割平均精度达到了91.3%。 展开更多
关键词 车载激光点云 行道树提取 单木分割 PointNet++ K-MEANS
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基于LiDAR点云的单木植被参数估测
5
作者 林磊 惠振阳 +2 位作者 涂梨平 范军林 惠婷 《测绘工程》 2026年第2期11-16,22,共7页
森林是生态系统的重要组成部分,获取高精度的植被测量参数对于碳循环以及气候变化分析尤为重要。当前,LiDAR技术已广泛应用于森林资源清查工作,但仍面临着单木植被参数提取精度较低等问题。为此,本文针对各项植被参数的获取分别提出4种... 森林是生态系统的重要组成部分,获取高精度的植被测量参数对于碳循环以及气候变化分析尤为重要。当前,LiDAR技术已广泛应用于森林资源清查工作,但仍面临着单木植被参数提取精度较低等问题。为此,本文针对各项植被参数的获取分别提出4种方法:基于极坐标转换与自适应噪声去除的胸径估测方法、基于树根点云多层切片的树木位置估测方法、基于树木生长方向的树高估测方法、基于α-shape算法的树冠参数估测方法。实验结果表明,所提出方法能够实现高精度的单木植被参数估测,有效解决传统人工植被参数测量方法耗时难题。 展开更多
关键词 激光雷达 点云 单木 植被参数
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基于高程密度自适应的配电线路单木识别与分割
6
作者 朱晓红 张毅 +2 位作者 文虎标 尚盟强 席智中 《信息技术》 2026年第3期93-98,共6页
配电线路在电力系统中扮演着重要的角色,然而树障已成为配电电路的常见故障,因此对于单木的精确识别与分割是检测树障的重要环节。针对此问题,文中提出了一种基于激光雷达的配电线路通道单木识别与分割方法,该方法通过局部点云密度梯度... 配电线路在电力系统中扮演着重要的角色,然而树障已成为配电电路的常见故障,因此对于单木的精确识别与分割是检测树障的重要环节。针对此问题,文中提出了一种基于激光雷达的配电线路通道单木识别与分割方法,该方法通过局部点云密度梯度分层拟合方法筛除了地面点,同时基于点云空间结构特征与K-means聚类方法实现单木的粗分割,从而得到精确的点云实例。实验测试结果表明,在自建配电线路数据集上,单木分割的MIoU值可达38.6。证明了文中所提出的配电线路通道单木识别与分割技术能够有效提升线路安全隐患的检测效果。 展开更多
关键词 单木分割 树障 点云 聚类 激光雷达
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基于局部空间结构的CHM树冠分割优化方法
7
作者 严斐然 刘海波 +4 位作者 张苏 聂胜 荣经国 成思晋 董钊 《应用激光》 北大核心 2026年第2期96-105,共10页
针对利用冠层高度模型(canopy height model, CHM)分割树冠时存在树顶检测窗口敏感性以及欠分割或过分割问题,提出一种基于CHM和局部空间结构的树冠分割优化方法。首先分层构建多分辨率无凹坑CHM,然后利用半方差结合几何矩算法实现动态... 针对利用冠层高度模型(canopy height model, CHM)分割树冠时存在树顶检测窗口敏感性以及欠分割或过分割问题,提出一种基于CHM和局部空间结构的树冠分割优化方法。首先分层构建多分辨率无凹坑CHM,然后利用半方差结合几何矩算法实现动态窗口的单木树顶探测,继而采用半方差区域增长算法分割树冠,并耦合多种树冠形状指数模型优化树冠边界,实现树冠的精确提取,最后采用3种典型林型样地评估分割精度。实验结果表明,该方法在针叶林、阔叶林和针阔混交林的树冠分割中均表现良好,准确率分别为84.44%、90.57%和80.16%,优于传统分水岭算法和基于点云的分割算法。 展开更多
关键词 激光点云 树冠分割 冠层高度模型 半方差 区域增长
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基于地基激光雷达点云的桉树单木参数提取与地上碳储量测定
8
作者 范光鹏 许亮亮 +4 位作者 蔡会德 徐占勇 孟想 邵亚奎 卢峰 《林业科学》 北大核心 2026年第3期88-99,共12页
【目的】提出一种基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法,以解决同种树木不同个体因存在枝干形态和冠层结构差异增加异速生长方程估算单木材积或碳储量的不确定性问题,提升单木结构重建完整性和地上碳储量测量精度。【方法】... 【目的】提出一种基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法,以解决同种树木不同个体因存在枝干形态和冠层结构差异增加异速生长方程估算单木材积或碳储量的不确定性问题,提升单木结构重建完整性和地上碳储量测量精度。【方法】基于空间殖民建模思想重建桉树单木并测定地上碳储量,包括枝干分离、骨架提取与优化、三维重建、单木参数提取和地上碳储量计算等步骤。采用逐层判断和聚类方法分离主干和树枝点云,避免树木下垂分支导致的判断错误。通过优化与调整骨架去除细小冗余分支,对属于同一条树枝的近平行枝进行融合。利用Cardinal曲线插值算法补全骨架点云缺失部分,树木骨架膨胀生成单木高精度三维几何模型。基于单木枝干三维结构提取体积,结合实地采伐的41株桉树样木解析、称量与测定的木材密度和含碳率进一步转换为单木地上碳储量。【结果】基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法提取单木参数的精度为:树高测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.94,CV(RMSE)为19.00%;胸径测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.94,CV(RMSE)为19.00%;树干体积测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.94,CV(RMSE)为19.00%;树枝体积测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.95,CV(RMSE)为38.84%。单木地上碳储量测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.96,CV(RMSE)为16.23%。【结论】通过提取桉树单木材积参数并与实测密度和含碳率结合测定碳储量,侧重解决桉树个体形态和结构造成的地上碳储量测定差异,可为林业数表编制、智慧林业及林业碳汇计量与交易提供技术支撑。 展开更多
关键词 地基激光雷达点云 树木结构 三维重建 空间殖民算法 地上碳储量
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脱气处理对直流电缆电树放电演变临界击穿条件的影响
9
作者 杨天宇 顾黄晶 +4 位作者 李海 陈韦蒙 何阳 李柏雨 赵谡 《绝缘材料》 北大核心 2026年第2期68-76,共9页
为研究脱气处理对直流电缆绝缘中电树枝生长与放电演化的影响,明确其在电树枝临界击穿过程中的作用机制,本文以不同脱气时间的交联聚乙烯(XLPE)样品为研究对象,基于局部放电实验数据,结合导数分析与自适应阈值法,量化电树枝生长速率与... 为研究脱气处理对直流电缆绝缘中电树枝生长与放电演化的影响,明确其在电树枝临界击穿过程中的作用机制,本文以不同脱气时间的交联聚乙烯(XLPE)样品为研究对象,基于局部放电实验数据,结合导数分析与自适应阈值法,量化电树枝生长速率与放电量的动态演化过程,并通过统计突变点识别击穿临界特征。结果表明:脱气处理可显著延缓电树枝生长,降低放电活跃性,并提高XLPE的击穿阈值。短时脱气样品中电荷更易快速积累并即时触发电树扩展,电树枝生长与放电演化呈同步性;而脱气充分时,陷阱捕获电荷与能量积累过程更突出,放电对电树枝扩展表现为明显滞后,并以阶段性积累—释放方式驱动临近击穿的快速演变。本研究所提出的分析方法可有效提升击穿点识别精度,为直流电缆的绝缘优化与健康监测提供理论依据。 展开更多
关键词 直流电缆 电树枝 局部放电 临界击穿点 故障预警
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智能分拣系统的三维点云处理算法的研究
10
作者 张凯 黄海龙 +2 位作者 王帅 杨文杰 王海泽 《仪表技术与传感器》 北大核心 2026年第3期111-117,共7页
三维点云处理是智能分拣流程中的关键环节,主要包括点云生成、点云分割和点云三维重建,其中点云的生成和分割是基础,点云三维重建是核心,深度相机获得点云的过程会生成背景点云并产生噪声点,背景点云和噪声点增加了点云处理的数据量,降... 三维点云处理是智能分拣流程中的关键环节,主要包括点云生成、点云分割和点云三维重建,其中点云的生成和分割是基础,点云三维重建是核心,深度相机获得点云的过程会生成背景点云并产生噪声点,背景点云和噪声点增加了点云处理的数据量,降低了点云三维重建的效率,减小了分拣的准确率。为解决这一问题,文中提出了一种工件的三维点云处理算法,首先把直通滤波和随机样本一致算法(random sample consensus,RANSAC)平面拟合进行融合滤除背景点云;然后提出了一种改进K维度树(K-dimensional tree,KD tree)的半径滤波对工件点云的近噪声点进行处理;最后运用体素下采样进行三维重建。为验证本文算法的有效性进行了对比实验,结果表明,文中算法不仅能够有效地提高滤除背景点云的准确率,并且能够大幅地缩短点云的三维重建时间,可以为后续点云处理提供良好的基础。 展开更多
关键词 三维点云处理 直通滤波 RANSAC KD tree 体素下采样 三维重建
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基于改进的ISS-3DSC特征结合ICP的工件点云配准算法
11
作者 刘梦珂 柯福阳 《应用激光》 北大核心 2026年第3期145-158,共14页
针对多视角工件点云配准时间长、收敛缓慢、对应点匹配易错等缺点,提出一种基于改进的内部形状描述子-三维形状上下文特征(intrinsic shape signatures-3D shape context,ISS-3DSC)结合ICP的工件点云配准算法。首先使用八叉树下采样和IS... 针对多视角工件点云配准时间长、收敛缓慢、对应点匹配易错等缺点,提出一种基于改进的内部形状描述子-三维形状上下文特征(intrinsic shape signatures-3D shape context,ISS-3DSC)结合ICP的工件点云配准算法。首先使用八叉树下采样和ISS特征点相结合的提取算法进行特征点的提取,并用3DSC特征描述符对提取到的特征点进行描述,其次先使用采样一致性算法(sample consensus initial alignment,SAC-IA)完成粗配准的第一步操作,后续使用NDT算法作为粗配准的第二步操作,可以为ICP算法提供一个较好的初始位姿,最后通过双向KD-tree结合方向向量约束的ICP算法,完成整个配准流程。以斯坦福大学公开的点云数据以及采用三维激光扫描仪扫描得到的多视角工件点云来验证本文算法的有效性,并与常用的FPFH-ICP算法、3DSC-NDT算法以及目前较新的Harris-DLFS-ICP算法进行对比分析。实验结果表明,与上述3种算法相比,所提算法的配准精度和执行速度更快,且在两点云初始位姿相差较大的时候也能得到较好的结果,具有一定的工业应用价值。 展开更多
关键词 工件 点云配准 八叉树下采样 双向KD-tree
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点云语义引导的无人机激光雷达单木分割与参数估算
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作者 练一宁 卢昊 +3 位作者 淮永建 徐海峰 霍朗宁 王智超 《林业科学》 北大核心 2026年第4期106-117,共12页
【目的】针对无人机激光雷达(ULS)点云在桉树人工纯林单木分割与参数估算中存在树冠重叠、树干点稀疏和噪声干扰等问题,构建一种基于语义引导的单木分割与参数提取方法,以提高ULS点云的单木分割精度和参数提取准确性。【方法】以广西南... 【目的】针对无人机激光雷达(ULS)点云在桉树人工纯林单木分割与参数估算中存在树冠重叠、树干点稀疏和噪声干扰等问题,构建一种基于语义引导的单木分割与参数提取方法,以提高ULS点云的单木分割精度和参数提取准确性。【方法】以广西南宁市高峰林场为研究区,构建完整的点云处理流程。采用深度学习模型对点云进行语义分割,将其划分为树干、树叶和地面等语义类别,同时集成基于密度的空间聚类(DBSCAN)与最近邻分配(KNN)的混合算法,利用语义信息完成单木分割。针对ULS点云在树干处点云稀疏的问题,运用树干曲线拟合方法估算胸径,并采用高度伪波形方法估算树高。在不同结构复杂度的样地中对基于语义引导的单木分割与参数提取方法进行验证,以评估其适用性和精度。【结果】该方法在桉树人工纯林中实现了较高的单木分割精度,总体召回率为0.92,精确率为0.95,平均F分数为0.93。在单木参数提取方面,树高估算的决定系数(R^(2))为0.98,均方根误差(RMSE)为1.03 m;胸径估算的R^(2)为0.81,RMSE为2.96 cm。【结论】基于语义引导的单木分割与参数提取方法能够较高精度地实现桉树人工纯林ULS点云的单木分割与参数提取,证明语义引导框架在提升ULS点云独立应用能力方面的有效性,可为森林资源监测中ULS数据的高效应用提供参考。 展开更多
关键词 单木分割 单木参数 激光雷达 无人机 点云
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曲面机械抛光回转对称非球面工件自定位方法
13
作者 胡国喜 金听祥 张宝 《工具技术》 北大核心 2026年第1期123-130,共8页
为保障回转对称非球面工件自定位的准确率,提高曲面的机械抛光效率,利用K维树结构对迭代最近点算法进行优化,基于优化后的算法设计工件自定位方法,再利用该方法进行工件的曲面机械抛光处理。通过对优化后的自定位方法进行实验,结果显示... 为保障回转对称非球面工件自定位的准确率,提高曲面的机械抛光效率,利用K维树结构对迭代最近点算法进行优化,基于优化后的算法设计工件自定位方法,再利用该方法进行工件的曲面机械抛光处理。通过对优化后的自定位方法进行实验,结果显示,该方法的定位准确率达到100%,且定位耗时仅需0.9 s。利用该方法对工件进行抛光处理,结果显示,使用该抛光技术后工件的粗糙度仅有0.23μm,光泽度提高40°。由上述结果可知,提出的自定位方法能够有效提高回转对称非球面工件自定位的准确率,从而提高抛光效率。 展开更多
关键词 曲面机械抛光 回转对称非球面工件 迭代最近点算法 K维树 自定位
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通信塔地面激光扫描数据的多视角配准研究
14
作者 徐麒 黎东 +3 位作者 杜蒙 习晓环 王成 聂胜 《遥感技术与应用》 北大核心 2026年第1期235-241,共7页
5G通信塔已成为人们生活中不可或缺的基础设施,对其进行数字化重建是高效管理和安全稳定监测的重要内容。针对其多站点激光扫描数据,研究提出一种基于改进旋转投影统计特征描述子(RoPS)和最大生成树的多视角配准方法,基于距离加权的半... 5G通信塔已成为人们生活中不可或缺的基础设施,对其进行数字化重建是高效管理和安全稳定监测的重要内容。针对其多站点激光扫描数据,研究提出一种基于改进旋转投影统计特征描述子(RoPS)和最大生成树的多视角配准方法,基于距离加权的半径滤波去除噪声点,采用改进RoPS算子与随机采样一致性方法完成点云粗配准,并采用ICP提高配准精度;然后计算点云重叠度并构建基于广度优先搜索的最大生成树,找出合适的配准姿态实现多站点云高精度全局配准;利用斯坦福数据集和通信塔地面三维激光扫描数据对该方法进行验证。结果表明:该方法配准精度达到了0.07 m。研究成果为通信塔三维模型重建和安全检测提供了可靠的技术和模型支持。 展开更多
关键词 通信塔 地面激光扫描 点云配准 多视角 最大生成树
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基于Sentinel-2数据的森林火点识别方法研究
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作者 陈旭 陈旭辉 +4 位作者 杨廷俭 曾锦涛 郑越峰 聂海涛 陈升 《城市勘测》 2026年第1期126-132,共7页
森林火灾作为一种全球性的自然灾害,每年造成3000万公顷以上的森林损失,快速、准确地识别森林火点对防灾减灾具有重要意义。基于Sentinel-2数据提出了一种融合多波段、多指数的森林火点识别方法。该方法通过决策树融合超蓝波段、短波红... 森林火灾作为一种全球性的自然灾害,每年造成3000万公顷以上的森林损失,快速、准确地识别森林火点对防灾减灾具有重要意义。基于Sentinel-2数据提出了一种融合多波段、多指数的森林火点识别方法。该方法通过决策树融合超蓝波段、短波红外波段、归一化燃烧比(NBR)、差分归一化火烧比率(dNBR)、归一化植被指数(NDVI)进而实现森林火点的精准识别。并以2022年韩国东海岸森林火灾、2023年希腊罗德岛森林火灾、2023年夏威夷毛伊岛森林火灾、2025年加拿大萨斯喀彻温省森林火灾为研究区进行识别实验。实验结果表明:该方法误判率低,精度高,能有效识别小范围火点,且能去除云、烟雾和温度扩散的干扰,为森林火点识别提供了有效的技术手段。 展开更多
关键词 Sentinel-2 森林火点 遥感监测 短波红外 决策树
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基于改进DGCNN的树木点云分割方法 被引量:1
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作者 刘超 卜鑫荣 +3 位作者 刘慧 杨官学 沈跃 徐婕 《南京农业大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期240-248,共9页
[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比... [目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比,点云能够更好地表征树木的三维结构并且受照明条件影响小,因此针对点云树木设计分割算法更适合应用在果园、苗圃等室外环境作业的农业机械。[方法]本文基于DGCNN提出了一种分割精度准确、参数量小的树木点云分割网络——TSNet,它可以很容易被部署在果园喷雾机上。该网络主要具有以下特点:1)该网络是基于DGCNN改进的,可以更好实现点云分割任务;2)网络引入了连续递归门控卷积模块(g^(n)Conv),可以提高树木分割的准确率;3)为避免全局信息损失并增加信息传递效率,我们设计了权重通道用于特征传递。[结果]TSNet分割树木的mIoU达到90.08%,模型大小为0.72 M,优于PointNet、PointNet++、DGCNN、CurveNet、PointMLP和D-PointNet++等常用的点云分割算法。[结论]TSNet能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更准确的感知信息。 展开更多
关键词 点云 树木分割 深度学习 精准喷雾 果园喷雾机
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动态环境下改进BIT^(*)算法的机器人路径规划 被引量:2
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作者 王晓军 崔锡杰 李晓航 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第7期361-369,共9页
针对批量通知树算法在小样本中搜索路径成功率低、大样本中规划效率低、路径冗余节点多以及无法躲避未知障碍物的问题,提出动态环境批量通知树算法。利用改进批量采样点策略将样本点均匀等间距处理,并改进批量采样点数量以及偏置采样点... 针对批量通知树算法在小样本中搜索路径成功率低、大样本中规划效率低、路径冗余节点多以及无法躲避未知障碍物的问题,提出动态环境批量通知树算法。利用改进批量采样点策略将样本点均匀等间距处理,并改进批量采样点数量以及偏置采样点位置,弥补搜索路径成功率低的缺点;加入惩罚项改进启发式函数,弥补路径规划效率低的缺点;再引入路径拉伸优化减少路径长度以及冗余节点,缩小采样范围。面对未知障碍物,利用反向生长搜索树先验信息提出临时目标点选取策略,并结合改进随机点、转向角以及新节点的快速扩展随机树(RRT)算法,避免重规划路径过分偏离以及不能及时躲避。与其他算法进行对比,结果表明:动态环境批量通知树算法规划路径成功率和效率更高,路径长度和拐点数更少,躲避未知障碍物性能更高,重规划路径更接近全局路径。 展开更多
关键词 批量通知树算法 反向生长搜索树 批量采样点策略 启发式函数 快速扩展随机树(RRT)算法 路径重规划
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运用Morphing变换提取地性线算法研究 被引量:2
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作者 赵彬彬 谢建湘 +2 位作者 张宏奎 王笠苇 王倩 《武汉大学学报(信息科学版)》 北大核心 2025年第1期174-183,共10页
由等高线获取山谷(脊)线对地形分析、坡度坡向计算和库区设计等应用具有重要的现实意义和非常高的生产价值。当前,面向等高线的地性线提取大多采用特征点连接法,其提取的地性线易与等高线发生空间逻辑冲突,在等高线弯曲形状较多变、较... 由等高线获取山谷(脊)线对地形分析、坡度坡向计算和库区设计等应用具有重要的现实意义和非常高的生产价值。当前,面向等高线的地性线提取大多采用特征点连接法,其提取的地性线易与等高线发生空间逻辑冲突,在等高线弯曲形状较多变、较复杂的区域,所获取的山谷(脊)线存在与等高线弯曲特征不符且偏离较严重等问题。因此,依据地理学第一定律分析了等高线整体形态及局部形状特征,基于Morphing变换技术,提出了一种兼顾地性线两侧等高线形状特征,同时顾及山谷(脊)特征点位置约束的地性线提取新方法。首先,凭借各等高线的高程及其层次关系构建等高线树,并根据等高线上节点凹凸属性进行等高线弯曲分割,以高效准确地提取地形特征点;然后,以地形特征点为界构建其两侧等高线各节点之间的极优映射关系;最后,以地形特征点为约束,采用基于渐变移位距离值的Morphing变换提取地性线。实验结果表明,该方法能准确地提取出完整的与实际地形相吻合亦兼顾等高线整体形态与走势的地性线。 展开更多
关键词 地理学第一定律 等高线树 地形特征点 地性线 Morphing变换
原文传递
大型散货料堆粗-精结合的三维点云优化配准方法 被引量:1
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作者 曹小华 崔鹏 +1 位作者 侯文晟 刘永刚 《制造业自动化》 2025年第6期164-172,共9页
针对港口大型散货料堆多激光雷达的点云配准问题,提出一种基于改进快速点特征直方图(FPFH)的采样一致性初始粗配准(SAC-IA)与基于k-维树(k-d树)加速的迭代最近点精配准(ICP)粗-精结合的点云自动配准算法。首先针对大型散货料堆点云数据... 针对港口大型散货料堆多激光雷达的点云配准问题,提出一种基于改进快速点特征直方图(FPFH)的采样一致性初始粗配准(SAC-IA)与基于k-维树(k-d树)加速的迭代最近点精配准(ICP)粗-精结合的点云自动配准算法。首先针对大型散货料堆点云数据噪声点、数据量大的问题,对三维点云进行滤波和下采样;其次针对初始位置相差较大的问题,提出基于改进快速点特征直方图的采样一致性粗配准算法;最后针对精配准时间长的问题,提出一种基于k-维树加速的迭代最近点精配准算法。实验结果表明,提出的配准算法与ICP算法、4PCS算法、SAC-IA-ICP算法相比,船舱料堆配准时间分别减小了94.3%、93.3%、66.59%,堆场料堆配准时间分别减小了81%、90.13%、47.99%,船舱料堆配准误差分别减小了84.39%、1.25%、28.19%,堆场料堆配准误差分别减小了90.34%、3.15%、13.04%,具有较好的配准效果。 展开更多
关键词 散货料堆 点云配准 快速点特征直方图 采样一致性初始粗配准算法 k-维树迭代最近点精配准算法
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基于激光点云的梨树单木分割方法研究
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作者 彭秀媛 沙守峰 +4 位作者 白冰 姚磊 鞠博闻 左越 明烺 《园艺与种苗》 2025年第1期1-3,81,共4页
[目的]针对梨树单木分割的技术难题,如树冠交叠严重及复杂地形影响等,融合地形高程、冠层高度等多维特征,构建适用于复杂地形的多维空间模型,并优化冠层高度模型(CHM)。[方法]评估了3种分割方法:基于CHM的分水岭算法、基于点云数据的距... [目的]针对梨树单木分割的技术难题,如树冠交叠严重及复杂地形影响等,融合地形高程、冠层高度等多维特征,构建适用于复杂地形的多维空间模型,并优化冠层高度模型(CHM)。[方法]评估了3种分割方法:基于CHM的分水岭算法、基于点云数据的距离判别聚类算法,以及基于CHM的种子点生长算法。[结果]基于优化后的CHM的种子点生长算法在复杂果园环境中表现最佳,准确率达0.85,分割精度达0.8,显著优于其他方法。[结论]为果园精准管理和智慧农业发展提供了可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 单木分割 激光点云 冠层高度模型
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