基于图像连通域的集装箱激光点云处理算法研究

提出一种基于图像连通域的集装箱激光点云处理算法.该算法能够较好地处理集装箱三维激光点云数据,提取集装箱的边缘点云数据,利用集装箱的边缘数据拟合直线,计算集装箱的角点位置.实验证明,该算法的计算精度能满足起重机自动化抓箱的需求.     

船舶电网系统三维点云数据聚类提取

传统船舶电网系统中三维点云数据提取采用逐一提取的方式,造成三维点云数据提取效率不高,为此提出船舶电网系统三维点云数据聚类提取方法。构建三维点云数据聚类提取模型,使用网格空间索引将三维点云数据进行空间标记,并划定数据空间范围,采用八叉树空间数据聚类方法,对三维点云数据进行聚类处理,以STBIRCH理论为基础,进行三维点云数据特征计算,实现三维点云数据提取。实验数据表明,设计的船舶电网系统三维点云数据聚类提取方法比传统提取方法的提取效率高出20%,并具备极高的有效性。     

基于切片技术的点云数据预处理研究

针对扫描点云杂乱无序的特点,讨论了点云数据预处理的问题,提出了一种新的基于点云切片的数据预处理迭代算法．通过对点云最小包围盒进行均匀分割及分割后点云的密度分析,对密度过大的分割块进行迭代分割,建立了3个方向的点云切片和截面线．结果不仅大大减少了点云数据量,并且在点云密度过大的区域很好地保持了模型的原始特征,同时将原始的无序数据点集转化为具有层列结构的有序组织形式,确定了各点之间的相互关系,为后续曲线曲面拟合做了很好的准备．     

基于三维点云的船舱数字建模方法

运用三维激光扫描仪采集船舱点云空间数据,通过SCENE软件对点云数据进行去噪、平滑、压缩和拼接等数据清洗处理,保证建模精度和效率。将预处理合格的点云数据导入Geomagic Studio软件,建立点云封装模型,通过人工划分面片区域,提取模型空间轮廓线,进行曲面拟合得到船舱三维数字模型。误差分析表明,模型数据的精度满足预期要求。基于三维点云的船舱数字建模方法能够缩短现场测量时间,快速处理测量数据,提高船舶舱容计量工作效率。     

基于点云匹配的船体分段对接特征辨识方法

船体分段合拢对接过程中,需要对合拢面结构对接特征进行位置测量.目前采用的全站仪测量方法依赖人工放置标靶,难以覆盖合拢面上所有对接特征,且安全性低.随着三维激光点云扫描技术的发展,现阶段已经能够对船体分段进行大范围高精度的三维点云扫描采集.因此,提出一种在三维点云中有效辨识合拢面结构对接特征的方法,将船体分段点云与理论设计模型间进行层次化的匹配,自动识别得到扫描点云中的对接特征.最后在实际点云数据上进行了试验,验证了所提方法的有效性.     

船舶动态吃水检测中基于数据处理的关键技术研究

通过船舶吃水检测获取到的数据可以有效检测船舶超载以及船舶变形情况,是保证船舶安全行驶的重要技术手段。本文首先设计船舶动态吃水检测系统,划分系统功能,然后对获取的船舶异常数据进行中值滤波,并对点云数据进行处理,实现了多船并行通过检测区域的数据分割。     

三维声呐在水下沉船姿态探测中的应用

研究采用多波束测深声呐与三维扫描声呐相结合,获取水下沉船姿态数据及附近海底地形点云数据的方法。通过实例阐述数据采集、数据处理过程的关键因素,并采用环境光遮蔽算法对点云数据进行了可视化渲染。结果表明,该种方式点云数据完整、沉船细节清晰,可为沉船清理作业中的风险评估和决策制定提供关键的技术支持。     

基于机载点云数据的电力线悬高测量方法研究

本文对外业采集的高精度机载点云数据进行了后处理,首先通过形态学滤波算法提取地面点云,然后基于采样一致性约束算法实现了电力线点云特征提取,最后对提取的地面点云和电力线点云构建了模型,最终实现了电力线悬高测量目标。为了验证该方案的可行性,将本文方案实验得到的数据与外业全站仪采集的实测悬高数据进行了对比验证,证明了本文方法的可行性,方案具有实际应用价值。     

船载多传感器测量系统中点云技术的应用研究

点云技术的发展使船载多传感器综合测量系统更加完善。点云技术利用非接触方式测量海洋地形数据,将大量数据点组成数据集合,表现物体的空间表面特性,在海洋测绘、船舶辅助导航等领域具有巨大前景。由于点云技术瞬时测量数据量大,本文着重研究点云数据的坐标构建及其关键特征提取方法,并结合多传感器测量信息,提出基于语义模型的目标识别算法,有效地提高船载多传感器测量系统的数据挖掘及决策能力。     

船舶模拟驾驶系统障碍物自动识别方法

本文研究船舶模拟驾驶系统障碍物自动识别方法,满足船舶模拟驾驶系统在未知环境下的避障需求。船舶模拟驾驶系统的电子导航雷达单元,利用激光雷达传感器采集船舶环境信息的激光点云数据;控制中心依据所采集激光点云数据,通过自适应距离阈值聚类法聚类激光点云数据,提取障碍物特征向量。将提取障碍物特征向量作为支持向量机的输入,利用粒子群优化算法确定支持向量机的最优核参数,利用设置最优核参数的支持向量机,输出船舶模拟驾驶系统障碍物自动识别结果。实验结果表明,船舶模拟驾驶系统采用该方法,自动识别模拟驾驶时的静态障碍物以及动态障碍物,满足船舶安全航行需求。     

船体外板三维曲面的有效提取

复杂工业环境下不规则曲面的提取方法是水火弯板机器人的重要研究问题之一。本文提出了一种水火弯板机器人复杂曲面提取方法,经过曲面数据采集,加工区域确定,曲面边缘提取,曲面边缘处理,最后根据曲面边缘提取船体外板三维曲面。实验结果表明,该方法在控制处理时间的同时提高精度,缓解点偏差问题,能在海量点云数据下提取出复杂曲面的三维点云数据。     

三维激光扫描技术在港口筒仓内壁磨损检测中的应用

为解决港口筒仓内壁磨损检测困难的问题,文章以黄骅港大型筒仓群为依托,采用三维激光扫描技术,提出点云逆向重建筒仓三维模型应用于筒仓内壁磨损检测。重点介绍了筒仓内壁损伤检测中的点云数据处理流程和数据分析方法,并针对筒仓结构特点,提出了断面分析、截面磨损分析、损坏定量分析的点云分析方法。为掌握筒仓内壁压延微晶板整体磨损情况提供了方法,为筒仓内壁的检测维修提供科学指导,验证了三维激光扫描技术应用于筒仓内壁磨损检测的可行性。     

基于云存储的海量海洋监测数据平台设计

海洋监测数据规模较大,当前平台处理数据能力较低,无法有效处理海量海洋监测数据,不能满足监控实时性的要求,为此,设计一种基于云存储的海量海洋监测数据平台,给出了平台的总体结构,主要包括海洋数据监测子系统和云存储子系统。针对海洋数据监测子系统,详细分析了数据采集卡、传感器、AD7606芯片的设计过程,传感器将得到的海洋监测数据发送至数据采集卡中,采集卡将结果传输至 AD7076芯片中,对数据进行处理,将处理后的结果存储至云存储子系统中。针对云存储子系统,给出了其详细架构和工作流程,设计了关键的实现代码。实验结果表明,所设计系统具有较高的运行效率,且采集的海洋数据较真实,监测结果可靠。     

一种优化的船体外板三维点云数据提取方法

针对水火弯板机检测系统中船舶外板三维点云数据自动提取过程存在边缘噪点、板下贴合垫木识别效率低以及外板边缘拟合等问题,提出一种优化DBSCAN聚类算法,首先根据现场加工环境精简点云,利用网格划分来建立外板点云拓扑模型,然后根据DBSCAN密度聚类算法搜索出外板点云,最后采用最小二乘法进行边缘拟合。结果表明,该算法能有效识别外板边缘,提取出外板点云。     

基于PointNet++的船体分段合拢面智能识别方法

船体分段合拢面的精度检测是分段总组合拢过程中的重要环节。在船体分段合拢面的精度检测方面,三维扫描仪相对全站仪有着巨大优势。然而,三维扫描仪在扫描过程中会记录很多与合拢面无关的点,因此本文对三维扫描仪扫描出的点云数据,进行合拢面的智能识别。通过采用深度学习理论对PointNet++点云网络进行适合本文的改进,使用CAD模型导出的点云数据构建有标注的船体分段点云数据集,进而使用Adam优化算法对网络进行优化训练。最终网络模型对分段合拢面的识别在验证集上获得精确率73%,召回率90%的效果。     

船舶航向模糊自适应云模型控制

为了解决船舶航向云模型控制器驱动参数的自适应问题,将模糊自整定方法引入到云模型控制器设计中,设计了模糊自适应云模型控制器,并进行了仿真对比试验。结果表明,该控制器可以使船舶航向控制在动态和稳态上都具有较好的精度,超调量小、控制效果良好。     

船舶舱室点云模型重构技术研究

针对大型船舶舱室结构复杂的特点,采取先整体后局部、由外到内的分割策略,利用三种不同的方法对船舱内外点云进行分割,并进一步提取点云特征,再根据不同的船舱内部部件设计出区域生长曲面重建流程,并将曲面块拼接为实体,实现大型船舶舱室曲面模型的重构。     

复合材料杆件模态参数的识别研究

基于杆件纵向振动理论,推导了复合材料杆试件的机械阻抗解析公式,并用瑞利法计算了无阻尼离散系统的模态质量和基频.在机械阻抗平台上,采用单点激振法进行实验,得到频域内复合材料杆件的机械阻抗数据.用实验方法、解析方法和混合方法进行了模态参数的初步识别.然后,用非线性最小二乘方法中的Levenberg-Marquardt算法求得了模态参数的最优值.研究结果显示:采用优化参数的单自由度离散系统模型与实验结果吻合良好,在实验频段可以较好地描述复合材料试件的动力学特性.     

多波束测深系统在水下检测码头接缝中的应用

为探索多波束测深系统在水下检测码头接缝的效用和技术特点,对在建的沉箱码头岸壁开展水下检测现场试验。针对检测对象的特点,改进了多波束测深系统的安装方式和设置,对采集的数据提取点云图进行分析,并对接缝宽度进行水下摄像验证。结果表明,接缝宽度检测的分辨率与船速、波束的发射频率、探测距离等因素有关,且在作业时应力求船舶的航行姿态平稳和匀速航行以保证检测质量。该系统在水下检测时能获得三维点云数据,可直观反映接缝的整体形态,为码头水下接缝检测提供了一种新方法。