基于激光视觉融合的帧间匹配方法

同步定位与地图构建(Simultaneous Location and Mapping, SLAM)是机器人在未知环境中实现自我导航能力的重要保证。目前SLAM算法使用的主传感器基本是激光雷达或视觉相机。二者各具优劣,激光雷达能更精确地进行测距,视觉相机能反映环境丰富的纹理信息。与使用单一传感器相比,将二者融合的SLAM算法能够获得更多环境信息,达到更好的定位和建图效果。文章提出一种融合激光雷达和视觉相机的帧间匹配方法,通过在SLAM帧间匹配过程中加入地面约束以及视觉特征约束,提高帧间匹配过程精度,增强算法鲁棒性,从而提升SLAM算法整体效果。文章最后利用采集的地下停车库数据进行结果验证,与开源算法A-LOAM进行对比。结果表明,相比A-LOAM的帧间匹配方法,文章提出的方法相对位姿误差提升约30%。     

一种基于机器视觉和Kalman滤波的水下电缆定位方法

为了有效检测水下电缆,利用机器视觉技术处理采集的水下电缆图像,根据水下系统坐标模型和相机内参数获取电缆相对位置信息,通过Kalman定位融合算法减小航迹推算后产生的偏差值以达到修正水下机器人(ROV)跟踪路径的目的。实验表明,所提方法适用于成像质量较低的水下检测环境,可识别弯曲度较小的水下电缆轨迹并进行准确定位,检测成本低且易于实现,为水下电缆巡检工作提供技术支持。     

基于移动激光扫描三维点云的限界检测技术研究

针对传统城市轨道交通限界检测方法无数据留存、作业难度大的不足,提出采用三维激光扫描的方法进行限界检测.通过对扫描数据、惯导数据及里程数据的融合处理,得到按线路里程展开的三维激光点云.再根据扫描中心与钢轨间的固定几何位置关系,快速分割出钢轨点云,采用经改进的迭代最近点算法将钢轨点云与标准钢轨断面模型进行精确配准,提取左右...     

铁路线路障碍物判识技术及应用

西南铁路沿线环境复杂,降雨、地震时常引发岩石等物体滚落在线路之上,危及高速铁路及普速铁路的行车安全。为保障行车安全,中国铁路成都局集团在沪昆铁路等设立了异物侵限监测报警系统,然而列车临停、小动物上道、人工作业等时常引发系统报警,拦停列车或干扰现场作业。本文介绍了基于三维模式的线路障碍自动监测报警系统,该系统采用三维激光雷达对线路设定的防区进行扫描得到点云数据,线路两边同时增设视频监控设备得到图像数据,通过激光雷达点云数据与图像数据融合,对侵限物体目标实现多类别的识别,过滤报警干扰项,有效地避免了铁路线路限界内障碍物监测报警系统存在无效报警情况,极大地降低了误报对行车的干扰。     

航迹点搁浅风险数据关联规则挖掘方法研究

随着海上航线的不断增多与海洋水文环境的不断变化,许多航迹点已存在搁浅风险不适合船舶航行。因此需要通过数据挖掘的方法对风险航迹点进行运算分析,但是传统的数据挖掘方法无法对无关联的航迹点进行风险的数据关联,由此导致数据挖掘数据结果的准确率下降,数据挖掘面有效数据计算量降低。对此提出航迹点搁浅风险数据关联规则挖掘方法研究。通过对航迹点风险数据的假设建模与风险数据的模糊计算,得到风险数据的关联规则,再通过对风险数据关联规则的分类挖掘计算与加权挖掘数据分析,最终得到准确的航迹点搁浅风险数据关联规则的数据结果。最后,通过引入海上实例数据对提出的方法进行仿真测试,证明设计的可行性。     

双车道公路事故多发点成因及防治措施

根据某公路的历年事故统计资料,对双车道公路典型事故多发点按照其所处的位置,从一般公路段、平面交叉口及城镇化公路段三个类别对事故发生的原因进行详细的分析,最后针对各种事故的成因提出原则性对策,指导事故多发点的整治改造。     

基于三维模型重构技术的公路预制构件尺寸检验评价方法

为使公路工程异形混凝土预制构件的制造尺寸检验评价适应工业化建造要求,应用三维模型重构技术检验评价了异形混凝土预制构件尺寸,提出了高精度、自动化异形混凝土预制构件尺寸检验评价方法,包括三维模型重构、点云数据处理和检验评价体系3个环节;总结了基于三维摄影的点云模型重构技术的原理和关键环节,研究了基于坐标转换和包围盒的无关点云自动剔除算法,并通过2个实例验证了该算法的效果;研究了点云整体配准和3类局部配准方法,针对不同形状的构件和不同位置的细部构造,结合工程需求进行对照;考虑工程需求并与配准方法对应,提出了基于彩色误差云图和数理统计方法进行构件尺寸检验评价的3种判异原则,包括误差均值和标准差判异原则、误差极值判异原则、综合判异原则;综合分析彩色误差云图和误差分布,利用判异原则对箱型涵洞侧墙和管型涵洞侧墙实例的尺寸进行了检验评价。研究结果表明：3种判异原则分别适合对预制构件进行整体宏观、局部单项和先整体后局部的检验评价;采用三维模型重构技术建立的异形混凝土预制构件点云模型,与实际构件相比其长度和宽度的误差均值约为1.5 mm,三维模型重构技术可以替代人工测量;能够自动化剔除无关点云,并执行更为严格且符合工程需求的构件尺寸检验评价。     

中国TBM施工技术进展、挑战及对策

总结我国近30年来TBM设计与施工技术的发展历程,可归纳为以下5个阶段:1)研发探索和试用阶段;2)以国外施工承包商为主体,采用国外设计制造TBM施工我国隧道工程阶段;3)独立进行TBM招标采购和选型设计,并建立起自主的TBM施工队伍阶段;4)与国外厂家联合设计制造TBM,工程应用和自主施工快速发展阶段;5)实现TBM国产化,面向国内外TBM工程市场自主施工阶段。通过我国不同时期TBM施工的典型工程,介绍我国在复杂地质、大坡度、高海拔、不同直径、不同机型、超长隧洞TBM施工方面取得的经验、技术积累和业绩,展示我国TBM在穿越断层破碎带、软弱变形、岩爆、涌水等不良地质洞段取得的一系列施工新技术,以及最高月进尺1 868 m、平均月进尺超过600 m和掘进作业利用率超过40%的掘进技术水平。分析TBM在极硬岩、大断层破碎带、软弱大变形围岩、强岩爆围岩、涌水突泥洞段、高地热隧洞和超长隧洞工程中施工面临的风险和挑战,并提出一些相应的技术措施和对策,期望这些措施和对策在未来大量实际工程中进一步得到实践验证、优化和改进,不断积累和创新TBM设计与施工新技术。     

汕头苏埃隧道方案设计关键技术研究

根据汕头苏埃隧道的建设条件,对工程方案设计中的几个技术难点进行研究,并提出解决方案。通过采用"多级分流"理念,实现隧道与北岸4条城市主干道的交通衔接;选择"抛石+排水板"方案解决海域深厚淤泥地层中的围堰设计;8度高烈度震区选择合理的抗震减震措施解决隧道结构抗震;采取双道密封垫和加大密封垫断面的防水设计,满足地震时管片接缝张开量大的防水要求;针对复杂地层,对盾构选型和配置提出建议;对海底凸起进入隧道内的硬岩进行爆破预处理,以降低盾构施工风险。     

城市地下道路分(合)流匝道通风阻力特性

为分析多点进出结构的城市地下道路空气流动特性,以长沙市营盘路湘江隧道为原型,通过现场实测、缩尺模型试验以及CFD软件数值模拟方法,对分(合)匝道通风阻力特性进行了研究,考察了雷诺数、风量比、分岔角度对分(合)流匝道阻力特性的影响规律。研究结果表明:1)主隧道与匝道风量比、主隧道与匝道夹角是影响分(合)流匝道局部阻力系数的关键因素;2)城市地下道路分(合)流匝道局部阻力变化特性,不宜简单套用通风管道的三通构件的参数;3)结合最小二乘法和Matlab软件对计算结果进行多因素回归分析,给出了基于长沙营盘路湘江隧道的分(合)流匝道主隧道和匝道的局部阻力系数关联式。研究结果可为复杂结构城市地下道路通风系统阻力特性分析及通风工程优化设计提供方法参考。