一种混合视觉的车载激光雷达即时定位与地图构建方法

为提高地图的构建精度,提出一种混合视觉即时定位与地图构建方法。利用相机和激光雷达标定获得具有颜色信息的点云,并对点云数据进行预处理,选取相邻帧点云之间的特征点,制定匹配策略,对匹配点采取未解耦的位姿求解算法,获取两帧间的变换矩阵作为后续帧间匹配的初值。分别利用KITTI数据集和实车试验数据进行验证,结果表明,所提出的方法轨迹点均方根误差分别优化了6.84%和4.53%,验证了所提出方法的有效性。     

基于UG的车身点云数据快速对齐方法

根据图形坐标变化理论,提出了基于UG点拟合法的汽车车身点云数据坐标快速对齐方法,介绍了点拟合法的坐标变化理论及汽车车身坐标系与UG系统坐标系的对齐方法.结合工程实例,利用点拟合法快速准确地实现了车身点云数据的坐标对齐,验证了该方法的有效性.     

基于虚拟点云的二阶段多模态融合网络

针对点云的稀疏性和无序性对目标检测准确率的影响,本文提出了一种基于虚拟点云的二阶段多模态融合网络VPC-VoxelNet。首先,利用图像检测目标信息构造虚拟点云,增加点云的密集程度,从而提高目标特征的表现;其次,增加点云特征维度以区分真实和虚拟点云,并使用含置信度编码的体素,增强点云的相关性;最后,采用虚拟点云的比例系数设计损失函数,增加图像检测有监督训练,提高二阶段网络训练效率,避免二阶段端到端网络模型存在的模型误差累计问题。该目标检测网络VPC-VoxelNet在KITTI数据集上进行了测试,检测精度优于经典三维点云检测网络和某些多传感器信息融合网络,车辆检测精度达到了86.9%。     

融合影像信息的LiDAR点云滤波

传统的LiDAR点云滤波方式都是基于点云本身利用其高程突变信息进行滤波和分类,仅依靠单一的数据源难以达到良好的滤波效果.文中融合影像信息的LiDAR点云数据滤波,通过影像分割后,提取分割对象内的形状和光谱信息,将矢量空间对象与点云套合后建立决策树辅助滤波.文中对建筑物、道路密集区进行试验,取得了较好的滤波效果.     

连续交通流特性信息加权线性多步扩展法研究

信息扩展技术可以解决数据不足的问题。本文利用了交通流速度－密度的格林希尔茨线性关系，对观测数据进行加权线性多步扩展，然后再通过误差调整得到了近似且完整的交通流特性曲线，并利用国外的实测数据对该扩展法可行性进行了验证。     

双重下采样增强的点云改进配准算法研究

自动驾驶领域对点云配准实时性要求高，而已有ICP算法及其变体存在对初始位姿要求高、配准速度慢等问题。鉴于此，本文提出了一种改进的快速点云配准方法，首先采用双重下采样方法对初始点云数据进行预处理，在保留原始特征的同时快速降低点云数据量，然后引入内部形状描述子（ISS）来优化超级全等四点集（Super4PCS）算法，降低其时间复杂度，最后选用线性最小二乘优化ICP算法进行快速精配准。采用斯坦福点云数据和自动驾驶Kitti点云数据对该算法有效性进行了测试和对比验证，结果表明：该算法具有良好的鲁棒性，且配准精度和配准速度均比已有算法有明显提高。     

基于激光雷达的远距离运动车辆位姿估计

为了解决激光雷达扫描远距离运动车辆产生的点云稀疏导致位姿特征难以提取的问题,提出了一种远距离运动车辆位姿估计方法。首先利用时空连续性提取远距离运动车辆。然后利用最小二乘拟合得到稀疏点云水平面二维投影近似拟合直线对,依次在不同角度的垂直正交直线对上对稀疏点云的二维投影进行一维向量估计的装箱过程,基于目标车辆与激光雷达间相对位置的观测角函数最大化匹配滤波响应,进而利用全局优化算法对投影点概率分布与匹配滤波运算得到的代价函数作离散卷积,寻优比较得到单帧拟合最优矩形。最后结合连续帧平移约束进行多帧拟合,优化当前帧目标车辆拟合矩形的位姿。利用仿真和真实场景下采集的目标车辆点云数据进行算法验证分析。结果表明:在点云稀疏的情况下,当远距离目标车辆做直线运动时,提出的多帧拟合方法得到的位姿参数均方根误差低于单帧拟合和已有的RANSAC拟合方法;当远距离目标车辆做曲线运动时,提出的单帧拟合和多帧拟合方法得到的位姿估计结果较为接近,且误差明显低于已有的RANSAC拟合方法;对于不同相对距离下采集的目标车辆点云,提出的单帧拟合和多帧拟合位姿估计方法的适应性优于已有的RANSAC拟合方法。     

3D Optix扫描仪在曲面测量中的应用

简要介绍3D Optix扫描仪的测量原理,并结合一测量实例探讨提高单片点云数据测量精度及减小多片点云数据拼接累积误差的方法。     

基于三维光学扫描的发动机气管质量检测方法

发动机气管产品设计初期,须制造产品样机验证设计方案.在无检具的情况下,常规检测设备无法实现产品检测.利用三维光学扫描设备结合检测软件,采集产品点云数据、点云杂点噪点数据处理、产品模型与点云数据基准对齐、尺寸分析可实现产品制造质量检测.通过具体样件检测验证分析,找出了同批次产品装配干涉问题点,为产品后续改进提供了数据参考...     

点云数据规则表面提取和空间仿真的应用研究

随着工程数字化及BIM设计的不断发展,3D测量在项目中的应用已不可或缺。在三维激光扫描点云处理中,以规则表面(平面、圆柱面、球面)的法向量和主曲率为参数建立了规则几何表面自动提取的数学模型,并对利用该模型提取的表面同名点距离与精密全站仪测距结果进行了模型精度对比分析。通过点云数据去噪、降采样、规则几何表面自动提取,结合3D贴图、渲染等操作,以某大楼空间仿真为实例,得到了一种厘米级的点云数据规则表面提取和空间仿真的应用方法。     

基于实测点云数据的隧道分割及形变检测方法

为了解决隧道形变检测准确性低、分析不全面的问题,对隧道三维点云轴线提取、隧道影像生成及分割、隧道点云数据分割和隧道断面形变检测等方面进行研究。对于三维激光扫描仪获取到的隧道原始点云数据,首先基于设计轴线,对RANSAC算法进行改进,来拟合等间距隧道断面圆心,并采用基于最小二乘优化的3次B样条曲线拟合方法,获取隧道实测轴线;其次,通过从点云数据到影像的数据转换方法,生成隧道反射率影像,并进一步利用点云数据几何特征生成几何权重图,应用边界检测提取隧道影像中的边界线;然后,将边界线像素映射至隧道三维点云数据空间,实现隧道点云数据的分割;最后,设计一种精确的隧道断面形变分析方法,分析断面形变。试验表明:本算法可精确分割隧道点云数据,提高隧道断面形变检测的准确度和可靠性。     

车身曲面逆向设计投影法参数化方法的应用

针对在汽车车身曲面逆向设计中很难由散落数据点云构造出合适光顺曲面的问题，提出了一种以Hoschek方法确定散乱数据点云的边界线、以基面投影法确定其他散乱数据点云参数值的逆向算法：给出了一种重构曲面的拟合方法，结合车身部件上散乱数据点云的特点，建立了该算法的数学模型，并通过VC＋＋6．0进行了编程实现。与通过UG得到的插值曲面比较可以看出，该拟合方法能够更好地对原曲面进行再现。     

应用极座标测设公路曲线精度的评定方法

任意点置镜极座标法测设公路曲线已成为一种趋势，但其测设点位误差大小的检查方法还不完善，本文对其测设点位误差的大小及允许误差进行了分析比较，提出了保证测设精度的方法及措施。     

基于自适应遗传粒子群优化模糊神经网络的疲劳驾驶预测模型

为提高疲劳驾驶的预测精度,提出了基于减法聚类和遗传粒子群优化模糊神经网络的疲劳驾驶预测模型.根据训练样本,利用减法聚类确定网络结构和初始参数;借助于进化速度因子,采用自适应遗传粒子群算法优化网络参数.利用疲劳驾驶实车模拟实验获得的数据,对该模型进行了训练和测试,并将结果与传统的粒子群、遗传和反向传播算法进行对比.结果表明,该模型不仅精简了网络结构,缩短了训练时间,而且减小了全局误差,提高了预测精度.     

基于CATIA V5和Geomagic Qualify的汽车零部件质量快速检测

利用CATIAV5点云后处理及Geomagic Qualify分析功能．对汽车零部件的点云数据和CAD模型进行3D和2D比较。检测零部件尺寸偏差,并自动生成图文形式的检测报告,为汽车零部件的检测提供了一种有效和快捷的方法。     

交通流缺失数据处理方法比较分析

针对交通数据的缺失问题,采用基于时间相关性、空间相关性和时空相关性的多种数据修复方法对缺失数据进行处理.基于时间相关性的修复方法包括历史数据法、移动平均法、指数平滑法和线性回归法等.基于空间相关性的修复方法利用相邻车道和相邻检测器所采集的数据对缺失值进行处理.基于时空相关性的数据修复方法结合交通流的时间相关性与空间相关性对缺失数据进行修复.基于美国加州I-880高速公路交通流数据的实验结果表明,平滑系数α=0.1时的指数平滑法和利用相邻车道数据加权平均法得到的缺失值修复结果最优.      

汽车复杂曲面零件的快速参数化逆向设计分析

逆向设计的关键流程有点云数据的采集、点云数据的预处理和逆向建模。本文主要是使用逆向设计技术对汽车零部件转子式机油泵壳体（下文简称壳体）的逆向建模。其具体的设计流程是先分析点云数据的采集方式，然后利用实验室的三维扫描设备来确定具体需要使用什么样的采集方式，并采用杭州先临三维科技股份有限公司生产的Shining3D-Scanner双目型三维扫描仪来采集壳体的三维点云数据，然后利用逆向软件Geomagic Wrap来初步处理采集到的点云数据，其中需要处理的部分包括去除体外孤点、减少噪声、删除钉状物、填充孔洞、网格松弛和去除特征等，最后使用逆向软件Geomagic Design X对经过预处理的三角面片模型进行曲面重构（逆向建模）并得到重构的壳体的实体模型。     

三维激光扫描技术在危旧桥梁健康监测中的应用研究

针对现有桥梁健康监测手段主观性强、使用限制大、耗时长和经济性低等缺陷,以大邑县虎跳河大桥为试验对象,采用三维激光扫描技术进行危旧桥梁健康监测研究.通过控制测量、靶标布设、数据预处理、拼接优化等过程控制,使得2次扫描采集点云的拼接精度均优于1.5 mm;通过一定宽度的固定面分割点云数据,采用外侧点绘制桥梁的横断面图和桥墩轮廓线,最低点绘制拱肋拱腹线,复原了桥梁缺失的二维图件,并将拱腹线和轮廓线应用于后续的桥梁变形分析;通过点云结合影像数据制作正射影像图,采用边缘增强和雕刻化的图像处理方法增强病害表征,而后进行裂缝、水迹线、缺陷等的识别、测量和变化对比;利用点云数据制作的桥面模型进行垂向变化对比,结果显示桥墩附近沉降较小,在士1.5 mm内,桥台部分沉降较大,部分区域大于土8.0 mm,-3.0～0.0 mm沉降范围占比最大,达72.03％;通过拱腹线不同跨径位置进行垂向位移分析,结果显示平均沉降为5.08 mm;通过定距等分点的桥墩轮廓线位移分析,结果显示平均水平位移为3.56 mm,位移为0.02～6.24 mm的区间总占比达89.95％;通过桥墩轮廓线计算质心点进行水平位移分析,结果显示桥墩质心向213.81°,即虎跳河下游移动了3.11 mm,位移量结果与轮廓线分析的平均值接近.     

应用三维CFD计算发动机进气门流量系数

通过CFD计算求得了 4 91QE电控汽油机的进气门流量系数 ,并与试验数据进行了对比 ,分析了误差的产生原因。分别用计算和试验得到的流量系数对发动机进行了循环模拟 ,计算了发动机在额定点和最大扭矩点进气总管管内的压力波和气体流量 ,二者间的误差在可接受的范围内     

公路平面线座标计算新方法

本文通过对平面线形单元特性的深入分析，利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｃｏｔｅｓ数值积分法和误差估计理论，不仅理想地解决了在绝对座标系下线形任意点的座标，切向角的计算，而且使其精度控制在允许范围之内，从而简化了冗杂的公路线形计算方法。