基于视觉理论的动态点云剔除算法

针对动态场景下构建的点云地图中包含大量动态目标的错误点云问题,提出一种基于视觉理论将三维点云转换视觉图像的动态点云剔除算法。通过对当前帧和包含动态点云的噪声地图做点云的地面分割和高度分割,将点云的深度信息转换成视觉可用的图像信息,利用视觉理论中的背景差分法对当前帧和噪声地图进行深度图像对比,筛选出初始动态点云并计算动态分数;根据动态分数对初始动态点云进行自适应最近邻搜索以剔除动态目标。实验结果表明,所提算法的动态点云剔除率可达94%以上,整体得分为96.34,能有效剔除场景中的动态目标。

基于静止气象卫星的动态沙尘检测方法

针对沙尘检测的有效参数,气象卫星观测的11μm与12μm通道亮温变化信息随时空变化具有显著差异,容易产生较大误判这一问题,利用新一代静止气象卫星Himawari-8,通过建立晴空11μm亮温及其与12μm亮温差背景场,结合沙尘大气条件下11μm与12μm通道的亮温变化特征,提出了基于动态阈值的静止气象卫星沙尘遥感检测方法,并有效应用于2016年3月1—20日中国西北地区沙尘天气信息的提取。实验结果表明,该方法不仅可显著提升沙尘检测的精度,还可以应用于夜间沙尘信息的提取,为中国沙尘天气研究提供了一种可靠的手段。

基于实例分割的室内动态场景SLAM

针对动态物体在室内场景中影响定位与建图准确性的问题,提出一种基于实例分割的室内动态场景同步定位与地图构建(SLAM)系统。首先,利用Mask RCNN网络对输入的图像序列进行实例分割,结合多视几何方法提高动态对象分割效果;然后提取图像中的快速提取和描述(ORB)特征点,将动态物体内的特征点剔除,利用静态的特征点进行位姿估计;最后,利用背景修复和点云拼接技术实现室内场景实例级稠密点云地图和语义八叉树地图的构建。在公开动态场景数据集上进行多次测试的实验结果表明,相对于ORB-SLAM2系统,该系统相机位姿估计误差明显降低,对环境信息的理解能力得到提升,对后续移动机器人的导航工作具有重要的意义。

天空背景下红外目标的检测

在噪声和云层背景的干扰下,为了有效地从红外图像序列中检测到低信噪比的运动小目标,采用形态学Tophat滤波滤除低频背景部分以增强目标;并通过混合高斯背景模型进行背景估计和自适应背景更新,将前景部分和背景部分差分。实验表明,Tophat滤波和混合高斯模型算法相结合能够准确实现天空背景下红外目标的检测。

贵州雨凇积冰过程的云层特征及环流背景

雨凇形成的基本条件是地面温度在０℃以下并有过冷雨滴降至地面，严重雨凇过程的特点即是上述条件维持时间长而且有较大的过冷雨滴降水。作者使用贵阳５６次探空和高空风资料，着重分析了贵州中部严重积冰过程的云内宏观热力、动力特征，发现云层厚度、云上部０℃以上暖层的存在以及云层中上部湍流强度等因子对过冷雨滴降水量有重大影响。同时，还分析了形成这种云层宏观特征的天气系统及大尺度环流背景。

夜间天空背景及云层红外辐射测量分析

采用中波、长波红外热像仪对夜间无云天空背景及云层背景红外辐射亮度进行了测量。无云天空背景中波波段辐射亮度在0.58~1.30 W·m^(-2)·sr^(-1),长波波段辐射亮度在6.61~15.29 W·m^(-2)·sr^(-1)。由于夜间条件下无太阳辐射影响,相同俯仰观测角条件下,0°~360°各个方向天空背景辐射亮度基本一致。从无云区到有云区,随着云层厚度的增加,其辐射亮度逐渐增大。相对于无云背景,中波波段云层中心辐射亮度增加了1.5%,长波波段云层中心辐射亮度增加了14.2%,长波波段云层对天空背景辐射影响更加显著。