大曲率运动下基于自适应关键帧选取的动态SLAM算法

针对传统同步定位与建图(SLAM)算法在大曲率运动下易发生漏选关键帧、在动态场景下无法准确判断物体运动状态等问题,提出一种大曲率运动下基于自适应关键帧选取的动态SLAM算法。为避免弯道运动漏选关键帧,创建局部逆向索引窗口并依据窗口内关键帧、当前帧、参考帧三者中的特征点数量、匹配点数量、区域变化空间点数量计算自适应阈值,增补在弯道运动中遗漏的关键帧,提升了算法定位精度。同时,为避免动态点造成关键帧选取阈值不准确,设计基于视差角模型的动态物体判断策略来估计潜在动态物体的运动状态。在公开数据集和真实场景进行验证,结果表明:与DynaSLAM算法相比,所提算法在TUM数据集的平均绝对轨迹误差减少了20%,在室内和室外大曲率动态场景下的定位精度分别提升了12.1%和15.3%,展现出良好的建图能力。

平均曲率运动的三种实现方案的比较研究

讨论了曲率运动演化方程的三种数值方案:离散中值滤波方案、显式水平集方案和半隐式水平集方案的原理与算法,并对它们的效率、精度以及旋转不变性等性能进行了对比实验研究。结果表明,半隐式加性算子分裂(AOS)算法相对于另两种方案性能上明显占优。

运动曲率自适应V-SLAM算法研究

传统室内视觉同时定位与建图(V-SLAM)存在特征点误匹配剔除耗时长、较大转弯时定位精度低等问题。为了提升匹配速度,提出一种基于特征点的余弦相似度直方图剔除误匹配方法。为了避免大幅度转弯时关键帧丢失,提出一种基于运动曲率的关键帧自适应提取V-SLAM算法(MSAV-SLAM)。该算法通过高效多点透视(EPnP)计算帧间位姿,以融合了运动曲率、帧间位移和旋转矩阵的复合运动量为参考变量,自适应选择关键帧。室内数据集实验表明,所提出的算法与基于固定时间、空间和原ORB-SLAM2算法相比,平均每帧追踪时间减少为原算法的57.62%,且绝对轨迹误差为改进前的81.45%。

曲率驱动的曲线演化的三类数值方案

探讨了三类实现曲线演化的曲率运动方程的数值计算方案:显示方案、半隐式方案和中值滤波方法。进一步通过实验研究并比较了它们的演化目标、演化精度和时间代价等方面的性能。结果表明半隐式方案中的超松弛算法无论是从演化目标、演化精度还是演化速度等方面均优于其它方案。

爬缆机器人运动规划的几何优化方法

爬缆软体机器人在满足一定的运动约束条件下可以执行一些特定的任务。文章先推导了爬缆软体机器人的可压缩曲率运动学,充分考虑了缆索驱动结构引起的轴向压缩现象。接着研究了在给定几何约束条件下如何针对末端轨迹跟踪任务进行运动规划,包括定向的末端跟踪执行器和避障操纵器等。然后将缆索驱动过程公式转化为阻尼最小二乘优化问题,支持离线的迭代优化计算。通过一系列原型实验对路径规划和轨迹跟踪性能进行了评估。实验结果表明,通过定制化机器人参数,所提出的几何优化方法可以用于在特定任务中对爬缆软体机器人进行运动规划。

并联机床线性运动插补研究

研究了并联机床的线性运动插补问题 ;提出了对分式细分法以保证刀具转动的匀速性和线性运动误差曲率半径的概念 ,并将此作为确定插补间距的依据 ;提出了对驱动轴按函数规律直接控制的方法 ,以保证并联机床手控运动的高速高精度。

非线性扩散图像去噪中的耦合自适应保真项研究

讨论了一种基于非线性扩散方程的图像去噪方法.在讨论了图像去噪的3个基本要求的基础上,总结了平均曲率运动去噪模型和总变差去噪模型中利用保真项的不足.将利用图像的局部信息构造的自适应保真项引入到方向扩散去噪模型中,克服了原有方法在耦合保真项上的不足,使新的非线性扩散去噪模型能够在有效地去除噪声的同时很好地保持目标尖角、边缘等重要的几何结构.实验结果表明,耦合自适应保真项的扩散方程能够很好地保持图像中目标的几何结构,同时具有良好的去噪能力.

基于self-snake模型的图像放大

目的研究图像放大的非线性偏微分方程方法。方法基于线性偏微分图像放大方法的初边值条件,提出将具有曲率运动和边缘增强双重功能的非线性偏微分平滑去噪self-snake模型用于图像放大。结果实验证明具有曲率运动、边缘冲击特性和平滑去噪性能的非线性self-snake模型适合于放大图像,拓宽了非线性偏微分方法在图像放大领域的方法研究和应用范围。结论相对于线性偏微分方法self-snake模型是一种行之有效且好的非线性偏微分图像放大方法。

用MCM方程去除椒盐噪声的数值方案

均值曲率运动(MCM)方程能有效去除脉冲噪声。给出了MCM方程的一种显示差分格式。针对ENoD-8格式在去除高密度噪声时会残留斑块的问题,提出了新的ENoD-A格式。该格式的应用减少了迭代过程中的计算量,提高了去噪效率。实验结果表明,新格式增强了方程去除椒盐噪声的能力,同时又保护了图像细节。

提花织物纹理的Allen-Cahn水平集去噪方法

针对含噪织物纹理在去噪过程中存在的形状失真和拓扑演变适应性差的问题 ,提出一种新的提花织物纹理图像去噪算法 ,并讨论了Allen Cahn方程的水平集公式 该算法结合Allen Cahn方程和水平集去噪技术 ,首先利用Allen Cahn方程生成面积保留的平均曲率运动 ;然后利用水平集公式演化纹理图像中的曲线 ,该公式可以提供简单且稳健的边缘估计和阈值策略 实验结果表明了该算法的可行性 。

一种改进的MCM算法

平均曲率运动模型(MCM)是基于偏微分方程的图像处理模型的一种,具有明确的几何意义。提出了模型中退化扩散项的精确计算方法,并采用了两种新的方向估计方法。实验证明了新方法所得的结果优于原方法。

螺旋刀具轨迹规划的水平集方法

提出了一种新的螺旋线刀具轨迹生成方法。运用水平集边界推进技术,以型腔边界作为初始零水平集,通过求解水平集方程得到一系列等距线;同时运用曲率流技术平滑等距线的高曲率交点,避免高速加工过程中的刀具损伤。最后,使用相邻等距线的对角线来生成螺旋线刀具轨迹。该方法能够生成连续平滑的加工轨迹,适用于平面型腔的高速切削加工。

一种抑制合成孔径雷达图像相干斑的各向异性扩散滤波方法

本文提出了一种抑制合成孔径雷达图像乘性相干斑噪声的各向异性扩散滤波新方法.该方法将受自适应耦合函数控制的平均曲率运动嵌入到传统相干斑抑制的各向异性扩散方程中,形成了一种可有效抑制边缘区域相干斑与同质区块效应现象的各向异性扩散新方程,同时在新建的扩散方程中,引入了由改进Frost滤波与局部方向比率联合构建的一种带方向约束的新扩散函数,进一步削弱了块效应现象且明显改善了抑斑图像的边缘抖动扭曲问题.实验结果表明该方法在有效保护图像边缘的同时,能充分平滑同质区与边缘区域的相干斑,明显削弱块效应现象,有效改善抑斑图像边缘抖动扭曲问题,而抑斑图像无论视觉效果还是参数指标均比多种传统抑斑方法更具优势.

Kinematic Formulas of Total Mean Curvatures for Hypersurfaces

kinematic Euclidean By using the moving frame method, the authors obtain a kind of asymmetric formulas for the total mean curvatures of hypersurfaces in the n-dimensional space

A note on the entropy of mean curvature flow

The entropy of a hypersurface is given by the supremum over all F-functionals with varying centers and scales, and is invariant under rigid motions and dilations. As a consequence of Huisken's monotonicity formula, entropy is non-increasing under mean curvature flow. We show here that a compact mean convex hypersurface with some low entropy is diffeomorphic to a round sphere. We also prove that a smooth selfshrinker with low entropy is a hyperplane.