基于双分支点流语义先验的路面病害分割模型

针对基于深度学习的真实路面病害图像识别算法主要面临的复杂道路背景与病害前景比例不同、病害尺度小等导致的类别严重不平衡、路面病害与道路的几何结构特征对比不明显导致其不易识别等问题,本文提出一种基于双分支语义先验网络,用于指导自注意力骨干特征网络挖掘背景与病害前景的复杂关系,运用高效自注意力机制和互协方差自注意力机制分别对二维空间和特征通道进行语义特征提取,并引入语义局部增强模块提高局部特征聚合能力。本文提出了一种新的稀疏主体点流模块,并与传统特征金字塔网络相结合,进一步缓解路面病害的类别不平衡问题;构建了一个真实场景的道路病害分割数据集,并在该数据集和公开数据集上与多个基线模型进行对比实验,实验结果验证了本模型的有效性。

改进的区域生长算法在三维激光点云识别岩体结构面中的应用

交错分布的结构面构成了岩体中的薄弱部位,准确高效的岩体结构面识别和特征信息提取可为岩体稳定性评价提供重要依据。三维激光扫描技术可以极大地提高结构面勘测效率和精度,但目前主流的点云分析算法存在结构面边缘识别模糊、点云分割准确性不能满足结构面特征信息提取精度等问题。因此,考虑岩体结构面点云位置与其邻域的空间关系,利用KD-tree数据结构进行最邻近搜索的体素下采样,在稳健随机Hough变换的基础上改进了区域生长算法,通过多特征值对区域生长分割参数进行修正,依据点云法向量差值和特征终值进行结构面分割,实现了结构面产状、间距、延展度信息的提取。研究结果表明:与传统的主成分分析法和随机抽样一致法相比,在室内块体模型组成的24个结构面中,该方法在相同区域具有更高的识别率和准确率,既能在复杂变化的平面区域保证数据的完整识别,也能在平面的尖锐位置较好地分割边缘点云。利用该方法可以将24个结构面分为6组,并在识别数据中获取对应的结构面特征信息,与实际测量结果相比,角度信息误差约为1°,距离信息误差1cm以内。利用该方法在长江干流蟒蛇寨斜坡岩体中成功识别出3组结构面同时计算各组结构面间距与延展度信息,并采用赤平投影图分析不同结构面组对斜坡稳定性的影响。所提出的方法在室内模型及现场斜坡验证效果良好,可以为岩体结构面识别分割提供稳定且有效的技术支撑。

建筑全景三维机载雷达点云信息采集方法仿真

由于机载雷达的测量误差和环境干扰等原因,采集到的点云数据可能存在噪声和缺失,且建筑物的多层结构,使得采集的点云数据之间存在位置偏差和姿态差异,导致建筑全景点云结构信息采集误差较大。为此,提出建筑全景三维机载雷达点云结构信息采集仿真。采用双向布料模拟法提取建筑顶面点云,结合归一化数字地表模型、穿透性分析、形态学开运算、约束生长等方法提取建筑全景点云,利用统计滤波算法滤除离群点噪声,采用体素中心邻近特征点的点云精简算法降低点云冗余度,并对建筑全景点云粗配准和精配准,实现建筑全景三维点云结构信息采集。实验结果表明,所提方法误差较小、完整率和采集质量较高。

融合先验信息的单株植物三维结构点云配准方法

针对样本一致性初始对化(SAC-IA)点云配准算法在处理样本抽样和误差计算时存在的高计算成本和鲁棒性不足的问题,提出一种融合先验信息的单株植物三维结构点云粗配准方法。该方法首先采用“体素下采样+直通滤波+统计离群点去除”的点云预处理策略,在有效降低点云数据量的同时保留植物结构的关键特征信息。通过引入基于先验知识的初始姿态约束,对SAC-IA算法进行改进,减少不合理变换矩阵的迭代次数,从而提高配准效率,降低误匹配风险。实验结果证明,所提方法配准均方根误差为6.242,时间为0.902 s,相比SAC-IA方法节省了1.407 s,显著提升了单株植物三维结构点云配准的运算效率和鲁棒性。

基于双支融合与结构采样的点云分类算法

目的:利用双支融合和结构采样,提取较充分的局部特征并保留不同尺度下的全局结构信息,使得在点云分类任务中获得高精度。方法:首先,提出双支融合模块,并用之提取不同角度的局部特征,再加入融合框架剔除重复的特征,突出显著特征,使得局部特征更具有辨别力。其次,设计了结构采样单元以关注不同尺度下的全局结构信息。该单元通过对每个采样点学习,以增强采样稳定性,并平滑结构信息,从而学习点云的全局结构信息。最后,利用包含局部-全局的特征进行分类,完成点云的分类任务。结果:在ModelNet40和ScanObjectNN基准数据集中分别获得93.6%和86.6%的分类精度。结论:基于双支融合与结构采样网络模型在点云分类任务中具有先进性。

基于视觉信息的移动机器人自主导航位置跟踪方法

机器人实时位置节点与预设导航轨迹样点存在较大偏差,会导致导航系统无法准确跟踪机器人运动行为。为了解决上述问题,设计基于视觉信息的移动机器人自主导航位置跟踪方法。基于视觉信息模型提取并连接导航点,以便对导航视觉信息实施保存。针对机器人自主导航运动行为进行逆解运算,并根据同步位置跟踪器建模条件。计算跟踪误差,完成基于视觉信息的移动机器人自主导航位置跟踪方法的设计。实验结果表明,该方法可将实时位置节点与预设导航轨迹样点间的坐标偏差控制在1%之内,不会因偏离问题而使导航系统无法准确跟踪机器人运动行为。

大型钢结构建筑智能建造关键技术研究

大型钢结构在建筑施工中起着至关重要的作用,但设计模型与实际施工状态之间的偏差是不可避免的,严重影响建筑施工的质量和安全。基于此,文章提出一种基于激光点云的大型钢结构智能建造施工监测方法。首先,引入三维激光扫描技术,获取准确完整的钢结构空间信息。然后,考虑设计模型与激光点云坐标系的不一致性,将建筑信息模型转换为点云模型,并采用由粗到精的配准策略实现了两类点云的数据统一。最后,基于设计模型,从激光点云数据中提取钢结构的空间信息,并分析两个模型之间的距离偏差,以反映实际施工状态。实验结果表明,该方法能够提取设计模型与实际施工之间的偏差,为钢结构智能建造精细施工提供准确的数据源。

基于无人机载激光雷达点云数据的人工侧柏林单木分割研究

可持续的森林经营管理模式有助于实现生态文明建设的高质量发展,人工林单木分割结果的获取是森林经营管理的关键。目前无人机载激光雷达技术为单木位置的精准定位和树冠的精确划分提供了应用空间。利用冠层高度模型(CHM)检测和提取单木数量和树冠、树高等信息,评估和分析空间分辨率和点云密度对单木分割和树冠提取结果的影响和精度,该方法可准确分割人工侧柏林和提取树冠信息,总体上单木分割精确率均>75%,树冠轮廓提取精确率均>65%,实测数据与提取数据的回归决定系数均>0.6。适当的空间分辨率有助于提高单木分割精度,当分辨率为0.3 m时单木分割和树冠提取结果均为最优。同时研究发现随着点云密度的降低,单木数量的识别精度值随之下降。当点云密度为100%时,F为89%,当点云密度为10%时,其F降低至73%。基于CHM模型可以较好实现人工林的单木精确分割,对林木出现的树冠重叠、覆盖、偏移等现象均有一定的辨别能力;同时分析了空间分辨率和点云密度对单木分割和树冠提取结果的影响并评估了精确性,识别了单木分割时关键参数的最优选择。

一种在响应面法中选取样本点的新方法

响应面法中的样本点选取对拟合极限状态曲面的收敛速度及精度至关重要,文中提出了一种区别于通常以插值点为中心展开生成样本点组的新方法:在求解过程中,用插值点逐步替代初始样本点组中距离验算点较远的点,其目的是使所选取的样本点较集中于验算点附近,重新构成下一轮迭代所需的一组样本点,直至满足收敛条件。算例表明,采用新方法可使结构的分析次数显著减少,同时也改善了对于非线性程度很高的极限功能函数求解的收敛性。该方法用于大型复杂结构的可靠度分析中可进一步提高计算效率。

基于流量信息结构的异常检测

由于人们对网络流量规律的认识还不够深入,大型高速网络流量的异常检测仍然是目前测量领域研究的一个难点问题.通过对网络流量结构和流量信息结构的研究发现,在一定范围内,正常网络流量的IP、端口等具有重尾分布和自相似特性等较为稳定的流量结构,这种结构对应的信息熵值较为稳定.异常流量和抽样流量的信息熵值以正常流量信息熵值为中心波动,构成以IP、端口和活跃IP数量为维度的空间信息结构.据此对流量进行建模,提出了基于流量信息结构的支持向量机(support vector machine,简称SVM)的二值分类算法,其核心是将流量异常检测转化为基于SVM的分类决策问题.实验结果表明,该算法具有很高的检测效率,还初步验证了该算法的抽样检测能力.因此,将该算法应用到大型高速骨干网络具有实际意义.

土地利用结构对非点源污染的影响

当点源污染得到有效的监控时，非点源污染（Ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ），尤其是农业非点源污染将成为影响地表水水质的主要因素．在野外布点采样及分析的基础上，利用地理信息系统（ＧＩＳ）研究了蓟运河卜游于桥水库流域内不同土地利用结构与地表水水质的相关关系．结果表明，在以单一上地利用类型为主控制的流域中，林地和草地控制的小流域的地表水水质明显好于以耕地为上的小流域；在不同土地利用类型（林地、草地和耕地等）的组合结构中，各项污染物浓度往往介于林地、草地或耕地为主控制的小流域之间；在其他条件相似时，随着小流域内林地和草地的增加，非点源污染降低，而随着耕地比例的升高，非点源污染有逐渐增大的趋势。

导弹落点散布的Bayes试验鉴定优化设计

针对工程实际中所普遍存在的小子样问题 ,研究了落点样本量、验前信息可信度以及 Bayes决策风险三者之间的关系 ,得到了有意义的结论 ,即 :在给定 Bayes决策风险上限的条件下 ,试验次数越少 ,则对“验前信息可信度”的要求就越高。在此基础上 ,通过算例说明了“最优样本量”概念在实际工程应用中的不适应性 ,为尽量减少试验次数 ,提出了“次优样本量”的概念 。

点状地图空间信息量的度量方法研究

在分析现有地图信息度量方法的基础上,从地图信息来源入手,提出点状地图空间信息的构成即几何分布信息、拓扑邻接信息、聚群结构信息。进而,结合地图信息产生的差异性本质,建立了地图空间信息量度量的模型,即:基于特征的信息量模型。随后,从几何分布特征上选择点要素对应Voronoi区域面积、从拓扑邻接特征上选择Voronoi区域的一阶邻接度、从聚群结构特征上选择点数、分布面积和分布密度作为特征的定量描述指标,分别建立了几何分布信息量、拓扑邻接信息量、聚群结构信息量的度量方法。最后,采用两组地图数据试验对本文提出的方法进行验证,通过对比试验分析表明了本文所提方法的合理性和优越性。

大屏障森林公园次生常绿阔叶林的结构特征

应用中心点四分法对大屏障次生常绿阔叶林进行了调查,确定了在大屏障常绿阔叶林的最小取样点数.分析了常绿阔叶林的优势种、外貌以及群落的结构.结果表明,群落以小叶青冈Cyclobalanopsismyrsinaefolia和黄牛木Cratoxylumcochinchinense为优势种.群落终年常绿,板根现象不明显,但层间植物比较丰富,体现了一定的南亚热带季风常绿阔叶林特征.群落的结构比较简单,可明显地分为乔木层、灌木层和草本层.大屏障次生常绿阔叶林对于该地区具有重要的意义,要加强对其的保护,促进森林的进展演替.

采用结构相似度和几何约束原理的影像误匹配剔除算法

针对影像匹配中存在误匹配点问题,提出了一种结构相似度(SSIM)理论的影像误匹配剔除算法,从亮度、对比度、结构三个方面建模得到一个相似性度量作为影像误匹配点剔除准则。该算法首先对匹配点邻域窗口计算其结构相似度,剔除结构相似度小于阈值的匹配点,然后对利用结构相似度理论难于剔除的误匹配点,再根据匹配点在影像空间几何分布特征来进一步进行剔除。通过与现有的基于RANSAC影像误匹配点剔除算法和基于灰度相关影像误匹配点剔除算法进行比较实验,结果表明本文算法能取得较好的误匹配点剔除效果,其综合性能优于其他两种误匹配点剔除算法,且时效性也较RANSAC算法好。

局部阴影下光伏阵列全局最大功率点跟踪控制方法综述

介绍了局部阴影下光伏阵列输出特性及最大功率点跟踪原理,对现有全局最大功率点跟踪控制方法从基于阵列硬件结构、采样数据、现代控制理论及其它等4方面进行分类与总结,对局部阴影下全局最大功率点跟踪还需关注的问题与未来全局最大功率点跟踪技术的发展方向进行了探讨。

基于结构相似的RANSAC改进算法

为了减少传统RANSAC(Random Sample Consensus,随机抽样一致性)算法的迭代次数和运行时间,提高算法的速度和精度,提出了一种基于结构相似的RANSAC改进算法。采用BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)算法提取和描述二进制特征点,用Hamming距离进行特征匹配,获得初始匹配点集,利用结构相似约束剔除误匹配点,得到新的匹配点集,用新的点集作为RANSAC的输入,求出变换矩阵。该算法在初始匹配后进行了匹配点提纯,能快速求得变换模型。实验证明该算法迭代次数和运行时间比传统RANSAC算法明显减少,因此改进的算法在速度和精度上优于传统的RANSAC算法。

任务难度、决策培训诸因素对群体决策的影响

通过 3人群体的人员选拔模拟实验 ,考察了任务难度、群体结构和决策培训三个变量对群体决策信息取样的影响。结果显示 :(1)部分证明了Stasser的信息取样模型 ,分享信息具有讨论的优势 ,同时偏好是影响群体决策的中介因素 ,但是 ,该模型只适合于任务难度较大的情况 ;(2 )设立具有信息管理作用的领导者这种群体结构在信息取样中没有表现出主效应 ,它只是通过与决策培训和任务难度一起对信息取样产生影响 ;(3)策略计划和信息警戒性的决策培训对信息取样有影响 ,一定程度上提高了非分享信息的讨论比例 ,然而这种影响仅发生在任务难度小或适中的情况下。决策培训对信息取样的影响发生在讨论的开始部分 ,并影响了讨论前的个体偏好 ;(4)群体结构和决策培训具有交互作用 ,从而影响了群体讨论的信息取样 。

基于因特网的远程控制系统的基础研究

在基于因特网的远程控制系统中 ,由于网络信息传输的时延及其不确定性会降低控制系统的性能 ,甚至使系统无法控制。文中提出一种新的动态补偿器的结构 ,通过实时检测网络时延 ,由补偿器中的变结构调节器对系统的动态特性进行补偿 ,避免了预报精度对补偿的影响 ,改善了采用因特网的远程控制系统的控制性能。

基于信息流的武汉城市圈城乡文化空间结构研究

信息流动空间的支配性功能实质性地改变了现代城乡文化的空间结构。基于文化信息流的表征,通过构建武汉城市圈城乡文化节点的结节性测度指标体系,运用建模将文化节点的影响范围转化成结节性指数、文化节点等级与文化传播方式相结合的函数,发现信息化背景下武汉城市圈城乡文化的空间结构有三个特征:1城乡文化节点呈现以"京广"铁路为界东高西低的等级体系,其功能趋于软化;2文化廊道日益凸显,城乡文化空间结构的弹性逐渐增强;3城乡文化空间结构趋于网络化。信息化背景下应充分利用市场配置规律,发挥文化廊道的正效应,构建公共文化设施网络,优化文化信息流动空间,重塑现代城乡文化的空间结构。