Intelligent optimization of seam-line finding for orthophoto mosaicking with LiDAR point clouds

A detailed study was carried out to find optimal seam-lines for mosaicking of images acquired by an airborne light detection and ranging (LiDAR) system.High ground objects labeled as obstacles can be identified by delineating black holes from filtered point clouds obtained by filtering the raw laser scanning dataset.An innovative A algorithm is proposed that can automatically make the seam-lines keep away from these obstacles in the registered images.This method can intelligently optimize the selection of seam-lines and improve the quality of orthophotos.A simulated grid image was first used to analyze the effect of different heuristic functions on path planning.Three subsets of LiDAR data from Xi'an,Dunhuang,and Changyang in Northwest China were obtained.A quantitative method including pixel intensity,hue,and texture was used.With our proposed method,9.4%,8.7%,and 9.8% improvements were achieved in Dunhuang,Xi'an,and Changyang,respectively.

基于改进最佳缝合线的矿井图像拼接方法

煤矿井下掘进工作面高粉尘、低照度的恶劣环境导致图像信噪比较低,且有效特征点数量严重减少,处理后的图像存在较大色差和噪声,在使用最佳缝合线算法进行图像拼接时出现细节错位、缝合线处过渡不自然或拼接痕迹明显的现象。针对上述问题,提出了一种基于改进最佳缝合线的矿井图像拼接方法。首先,对原始图像进行HSV空间变换,采用改进的Retinex算法对亮度分量进行增强,利用双边滤波函数代替中心环绕函数,以解决亮度差异大处产生的光晕问题,通过增强算法有效提高特征点提取数量。然后,采用SIFT算法提取特征点,并以余弦距离作为匹配度指标;引入像素余弦相似度作为约束项,并采用形态学操作对颜色差异强度进行改进,利用动态规划法对最佳缝合线进行搜索,以避免图像拼接处的错位现象。最后,结合渐入渐出融合算法,使图像过渡平滑,实现煤矿井下掘进工作面的图像融合。模拟井下实际工况环境进行实验验证,结果表明:基于改进最佳缝合线的矿井图像拼接方法与传统最佳缝合线算法相比,避免了颜色差异和噪声引起的错位拼接现象,拼接缝处的图像过渡更加自然,避免了“鬼影”和明显拼接缝的产生,且图像平均梯度提高2.38%,拼接时间提高32.5%,使得融合区域更加平滑自然,提高了拼接质量。

基于结构光的飞机蒙皮对缝自主测量跟踪技术

针对飞机蒙皮对缝间隙和阶差的自动化测量问题,以线结构光视觉检测技术为基础,研究了蒙皮对缝自主测量跟踪方法。将传统的基于图像形态学的处理方法和光流法结合,实现了对蒙皮对缝特征的实时跟踪,从而确定间隙和阶差的测量位置。通过实测数据对手眼标定参数进行修正,提高了对缝跟踪的精度。结果表明,当跟踪速度为7 mm/s时,对缝跟踪的位置精度大于0.500 mm,对缝跟踪的姿态精度大于0.5°,跟踪系统具有较好的准确性和稳定性,能够满足飞机蒙皮对缝跟踪的要求。

顾及动态目标的快速视频拼接

动态目标的场景实时视频拼接是视频拼接中的难点,当运动对象经过视频拼接缝时易发生伪影和错位,而复杂的配准和融合算法又难以满足实时性要求。为了解决该问题,提出了一种顾及动态目标的快速视频拼接算法。针对采集的视频帧,通过ORB算法进行帧间稀疏特征点匹配,YOLOv5分割出左右两帧中的可能运动目标(汽车和行人),再结合光流法判断整个目标区域是否为运动目标区域,然后去除运动目标影响,基于静止区域的特征匹配点对进行帧间单映射H阵估计,得到高精确H矩阵。最后通过最佳缝合线进行影像融合时,基于前面检测出的运动目标区域,使缝合线规避运动目标区域,同时在左右两边分别针对动态目标区域进行更新。算法测试结果表明,每两帧(分辨率1280×720)平均拼接速度可达61ms,拼接效果好于APAP和ELA算法,且具有更快的拼接速度,最终实现了能顾及动态目标影响的快速视频拼接。

以煤层倾向为参考方向的锐角优化垂线法煤柱设计方法

垂线法广泛应用于我国矿区地表建(构)筑物的保护煤柱的设计,但其原理中存在走向方向不明确导致计算时需人工干预和小角值拐角处保护煤柱过估等问题。针对村庄尺度的建筑物群,提出应按位置给出不同的开采参数和松散层参数;用煤层倾向作为垂线法的参考方向,代替指向不明确的走向,实现垂线计算公式选择、垂线长度计算的自动化;提出锐角优化算法,解决煤柱角点角值较小时出现的煤柱留设尺寸过大问题。基于上述优化,通过MATLAB编程实现煤柱自动化计算,并一定程度上减小了煤柱的尺寸。优化后的垂线法能够更好地应用于矿山保护煤柱设计。

多煤层开采终采线外错对冲击地压影响机理研究

为研究冲击地压多煤层同时开采终采线外错对冲击地压的影响,以台格庙矿区地质条件为工程背景,采用FLAC3D对下部2-2煤层终采线与上部2-2上煤层终采线的6种不同错距进行数值模拟分析,基于模拟结果和理论分析研究了终采线不同错距煤层应力分布特征以及下部煤层终采线外错对上覆顶板铰接结构的影响。研究表明:当下部煤层终采线外错时,工作面超前应力集中程度增加,同时下部煤层开采可能破坏上部顶板铰接结构,造成变形失稳,动静载荷叠加作用使得下部煤层终采线外错后冲击风险大幅增加,由此提出了优化终采线位置、预裂上部煤层顶板和实施下部煤层卸压3种防治途径。

浅析服装制板中的衣身平衡

文章基于解决女装前后衣身平衡问题,通过对衣身平衡概念、检视标准及调整方法的详细分析和对选基准线、数据采集、肩线调整及省的转移与弱化等方面研究,探讨了衣身平衡的解决方案。研究认为,衣身平衡的关键在于准确选择基准线,从目标客户群体采集数据,并根据肩部肌群和肩斜度进行调整,特别是通过省的转移与弱化,可以有效调整服装的平衡性。最终得出结论,精确的量体数据和合理的结构调整是实现女装设计衣身平衡的关键。这些方法不仅能提高服装的适体性和舒适性,还能提升整体美观度。

焊接机器人在钢结构制造中的研究与应用

传统人工焊接存在自动化程度低、效率低下、质量参差不一等问题,而焊接机器人能大幅提高焊接效率,节省人力及改善焊接质量,保障同类焊缝的一致性,可被大规模应用于钢结构生产制造,因此,制造行业正逐渐向无人化、智能化方向转型。以油类垃圾箱为研究对象,采用Solidworks构建三维模型并进行静力学校核计算,利用Robot Stutio建立焊接工作站模拟仿真,对焊接轨迹进行离线编程,采用龙门式焊接机器人进行现场示教,调试激光纠偏系统,完成对油类垃圾箱的单片焊接,为焊接机器人在钢结构行业提供了应用依据。最后探讨了先进焊缝追踪技术和智能化焊接机器人,明确了焊接机器人未来应用的方向和趋势。

面向无人船视觉感知的几何结构保护视差图像拼接

针对海上低纹理、大视差图像拼接过程中由于误对齐产生的伪影问题,提出一种基于点线特征配准和最佳接缝线融合的几何结构保视差图像拼接算法。在传统的基于点特征求解单应变换的基础上引入线段特征,并将潜在的共面局部线段合并为全局线段,为接缝线融合提供精准对齐的条件;在图像融合过程中,利用tanh度量的颜色差异和梯度差异以及引入显著性检测权重来设计接缝切割方法的能量函数,引导最佳接缝线避开图像中显著海上结构,从而确保结构边缘的连续性;使用SIFT flow方法校正拼接缝上的错位像素,实现几何结构准确的海上图像拼接。在20对不同场景数据上的拼接实验表明,与基准方法相比,所提算法的基于SSIM的接缝质量误差平均降低了44.6%,最多降低66.7%,基于ZNCC(zero mean normalized cross-correlation)的接缝质量误差平均降低了24.7%,最多降低了51.6%,能够有效地避免伪影,从而得到观感自然的拼接结果,满足无人船航行过程中对宽视场的需求。

窄搭接电阻缝焊过程中焊轮打火的解决方法

连续热镀铝锌生产线的窄搭接电阻缝焊过程中常出现焊轮打火问题,导致焊缝质量下降造成断带,从而引发产线停机,因此需要对电阻焊过程中焊轮打火的原因进行分析。主要针对焊接电流、焊轮与钢带之间的接触电阻、钢带与钢带之间的接触电阻等因素进行探讨。分析发现,焊轮与钢带之间的接触电阻增大是导致焊轮打火的主要原因:焊轮表面的污染物会显著增加接触电阻,导致热量过大,烧穿焊缝;钢带表面的清洁度也对接触电阻有显著影响,导致电流分布不均,产生打火。此外,根据钢带厚度选择合适的焊接电流对于控制焊接过程中的打火现象也至关重要。

线结构光焊缝类型识别及特征提取研究进展

在制造业中,焊接质量对于产品的安全性、可靠性和使用寿命具有重要影响,焊缝质量的检测和评估是质量控制的关键环节。基于线结构光的焊缝特征检测方法是一种非接触、高精度的检测技术,广泛应用于焊缝类型的识别和特征提取。首先详细介绍了线结构光技术的工作原理及其市场分布,强调了这一技术在焊接领域的关键作用。进一步总结了目前焊接领域的研究成果和挑战,如对环境光敏感性和复杂背景的适应问题,以及焊接材料的高反射率和吸收率对检测的干扰。最后,探讨了未来研究方向,包括机器学习技术的融合以增强算法的性能和鲁棒性,以及利用点云技术改进焊缝小轮廓区域的识别,展示了自动化焊接技术在制造业中的重要性和发展潜力。

基于最佳缝合线的序列遥感图像拼接融合方法

在图像融合过程中常采用重叠区域像素加权融合方法,这会存在鬼影现象。为解决这一问题,提出了一种改进的最佳缝合线生成算法和沿最佳缝合线的融合方法,并将其应用于序列遥感图像的拼接融合。首先在重叠图像中,对重叠区域的边赋予权值,然后进行最大流最小割,最终获取最佳缝合线。在计算边权值时引入了图像梯度信息,使缝合线更准确。在图像融合时,沿最佳缝合线生成一个条带形融合区域,采用渐入渐出法对缝合线两侧的条带形融合区域图像进行过渡处理,使拼接后的图像更为真实。在序列遥感图像拼接上,采用捆绑调整算法调整拼接图像的参数来实现全局误差最小化。实验表明,该方法能够有效消除鬼影并且能获得准确的拼接图像与融合,对于序列遥感图像的拼接融合能够获得很好的效果。

基于曲线拟合的拼接缝消除方法

本文提出一种新的基于曲线拟合的拼接缝消除方法。首先对原拼接缝周围一定范围内的像素灰度值变化进行一次曲线拟合,使得灰度值平滑变化;然后对曲线拟合后的值分别加入相应的纹理信息,以解决只进行曲线拟合造成的图像灰度变化特征损失的问题,达到既实现灰度的平滑过渡又较好地保持原图像纹理特征的目的;最后,将改正后的图像与原图像加权融合并进行微调,得到视觉效果良好的结果图像。此外,本文提出了一种根据拼接缝两侧平均灰度差值自动确定改正宽度的方法,改正范围与灰度差成正比。实验表明本文算法可行、有效,与目前常用算法相比,在消除灰度突变,实现平滑过渡的同时能够更好地保留原图像的纹理特征,吻合度更高且视觉效果较好,尤其当灰度差值大于10时,本文提出的算法仍具有较高的适用性。

基于动态小窗Hough变换法的焊缝特征直线提取

根据焊缝跟踪过程中前后系列图像的相似性,以相邻的前一幅图得到的3个角点坐标,对当前图像进行动态开小窗,而Hough变换参数空间的θ值范围则依据前一幅图的θ0值来确定,然后对每幅小窗图像进行Hough变换.动态开窗和限定Hough变换参数空间的θ值范围,可明显加快搜索有效像素点的速度和减少Hough变换的计算量.结果表明,基于动态小窗的Hough变换大大提高了运算速度、算法的稳定性,以及直线拟合的精度,满足焊缝跟踪的实时性要求.

正文煤矿采空区下回采巷道支护应用分析

为解决正文煤矿近距离煤层下方回采巷道围岩支护难题,以11107回采工作面为工程背景,综合运用理论计算、现场实测等方法,对回采巷道支护及应用进行了探讨;分析表明,9#煤层开采引起底板损伤破坏深度为4.69m,以层间岩层厚度是否大于5m为条件将其巷道围岩分为损伤间隔层、块裂间隔层两种类型,并采用不同的支护方案;应用表明,在掘巷阶段取得较好的围岩控制效果。

正射影像镶嵌线自动搜索的视差图算法

提出了一种基于正射影像视差图的区域级镶嵌线搜索算法。首先利用半全局约束立体匹配算法(semi-global matching,SGM)分别计算立体像对的左右视差图,并通过自适应阈值化去除细小的噪声区域,再经数学形态学方法进一步削弱噪声影响和填补小的漏洞区域,得到了较为精细的房屋等非地面区域的分割结果,从而分离出地面与非地面区域;然后采用改进的贪婪蛇搜索算法进行镶嵌线搜索,以提高算法的稳健性。试验表明,本文算法能很好地避开房屋等明显突出地表的实体,得到不穿越非地面区域的最优路径。

基于Se am Carving的海天线检测算法

海天线在远距离舰船目标检测中具有重要参考价值。目前,主要的海天线检测算法有直线拟合法、基于加权信息熵、Hough直线检测等,这些算法不同程度地存在运算量较大、应用场合受限等缺点。文中通过研究Seam Carving原理,将该原理运用到图像中最高能量线的检测,通过计算图像中各点的梯度幅值,采用动态规划技术搜索最高能量线,实现了海天线的检测。实验结果表明,该算法不仅具有较高的检测率,同时具有适用范围广、运算量小、实时性强等特点。

基于灰色理论的遥感图像最佳镶嵌线检测

提出了一种基于灰关联分析的多景遥感影像最佳镶嵌线的检测算法。该算法根据中心像元与周围像元之间的临近像元效应,在两景影像重叠区域选择中心像元邻域作为参考序列与比较序列,利用斜率关联度计算两者之间的灰关联度,据此找到一条影像色调和纹理差异较小的镶嵌线。以四组两景相邻影像自动寻找镶嵌线为例进行了实验研究,取得了良好效果,验证了该方法的可行性与有效性。

基于A-KAZE特征的图像无缝拼接算法

针对传统特征检测在构建图像金字塔时会造成图像边界缺失的问题,提出一种基于A-KAZE特征的图像拼接算法,提高特征点检测的精确性。通过A-KAZE算法提取两幅图像的特征点,采用双向KNN匹配的方法进行特征点初始匹配,筛选误匹配点,估计图像间的仿射变换矩阵;采用最优拼接缝和改进的多分辨率融合相结合的算法对拼接图像进行融合,实现无缝拼接;对多幅图像拼接进行自动校直,改善倾斜扭曲现象。仿真结果表明,该算法精度高、速度快、健壮性强。

大功率激光焊机焊缝质量参数的提取方法

提出大功率激光焊机焊缝的图像处理和质量参数特征的提取方法,有效地克服了环境的各种干扰,可靠地得到了质量参数。通过一套具有工业显微镜头的CCD视觉系统,实现了微细焊缝的结构光光带的采集。根据其区域的背景和前景图像亮度差别较大的特点,提出一个基于最优阈值分割的光条细化算法,确定了光条在图像平面的变形,从而提取出焊缝质量参数,如熔宽、错边及余高等。实验结果证明了该方案切实可行,结果满意。