基于环境的三维激光实时去动态物体方法

为提高三维激光传入点云算法框架的点云质量,减少移动物体对点云地图精度的影响,提出一种能够在框架前端基于环境特征的实时去除动态物体的方法。将点云投影得到深度矩阵和高度矩阵(z值矩阵),并从z值矩阵中提取出环境特征;利用环境特征将前后帧点云快速对齐;利用对齐后的前后帧点云得到z值差分矩阵进行筛选,并标记动态点云;以动态点云为中心,利用深度矩阵进行聚类,并将聚类得到的未标记点云进行标记,传入后端时舍弃标记的点云。分别在Ours数据集上以及KITTI数据集上验证了该方法的效果。

基于BIM和实景三维的历史文化名城管理系统及应用

以广州市历史文化名城管理系统为例,本文详细介绍了系统的总体框架、功能模块以及主要应用等;系统构建全空间、全要素、多尺度、高精度的城市实景三维数据底板,实现了名城保护从宏观到中观,再到微观的精细化管理,可满足名城保护多层级可视化管理的需求。

基于积水高度的下凹桥区交通信号实时控制仿真模拟

针对目前各大城市下凹桥区降雨积水情态与交通管控无法联动,且下凹桥区降雨积水时交通安全及应急处理处置缺失的问题,系统地解析下凹桥区降雨积水水位感知、安全警示标识和交通信号管控的具体形式,确定下凹桥区周边交通路口相位信号配时的调控模式,进而建立基于积水高度的下凹桥区交通实时控制系统,并采用交通仿真测试环境模拟评估下凹桥区周边交叉口相位信号配时优化方案在不同积水高度条件下的适应性和改善效果。结果表明:降雨天气将增加下凹桥区周边交叉口整体的延误和排队长度,而相位信号配时优化能有效提高下凹桥区周边交叉口的车辆通行能力,提升交叉口整体服务水平,降低降雨天气对交叉口交通带来的不利影响。

重载铁路简支板梁动挠度实时监测技术研究

20世纪50年代普通钢筋混凝土低高度板梁为适应平原地区和枢纽站场,以降低线路标高,满足桥下净空为要求而广泛采用。但是随着重载线路荷载等级及频次的大幅提高,桥梁结构面临着静力承载能力和疲劳损伤双重挑战,逐步呈现出不同程度的结构性损伤,表现出挠度增大、横向裂纹开合明显,其中挠度是直接反映结构竖向刚度变化的关键指标。在相同工况条件下,移动荷载作用下的动挠度大于静力荷载作用的挠度,所以研究中小跨径老旧桥梁的动挠度实时监测技术,对保障运输安全有序具有重要意义,同时可为同类型桥梁的检养修提供依据。

SPH方法与Height Field方法相结合实现的水体的实时仿真

提出了一种基于能量守恒的SPH水体与height field水面交互的算法,着重解决了SPH水体与高度场水面之间交互时的快速渲染问题.

高斯混合模型下建筑工人高空作业失稳检测方法

为防止施工现场高处坠落事故,实现个性化矫正管理,在考虑个体异质性对运动信号造成的差异化影响基础上,提出一种基于高斯混合模型(GMM)的实时检测方法,可及时识别建筑工人高空作业失稳状态。首先,采用姿态传感器实时采集加速度和角速度数据,以刻画建筑工人的高空作业姿态特征;然后,基于GMM算法,建立建筑工人高空作业的个性化失稳检测模型,获得个性化阈值,以判断姿势失稳状态;最后,通过试验对比基于个体数据集和公共数据集2种方式构建的模型。研究结果表明:生成的个性化检测模型在准确度P、召回率R和综合评价指标F 1值上,均远优于公共数据集模型,具有更好的个性化检测效果。该失稳检测方法能够从工人的作业姿态习惯探究个性化的高空失稳风险,促进差异化安全预控和精准化安全培训。

米波极化敏感阵列的实值MUSIC测高方法

为获得更高的相干信号角度估计精度,并提高算法可实现性,在极化敏感阵列的基础上,文中提出了一种米波极化敏感阵列的实值多重信号分类测高方法。该方法首先采用矩阵重构的方法消除多径相干信号的影响;其次,利用酉变换对接收数据进行实值处理使其变为实数数据,并利用奇异值技术降低接收数据维度及噪声对接收数据的影响;然后,通过对特征值分解获得的噪声子空间矩阵进行空间谱估计获得目标仰角;最后,利用几何关系获得目标高度。由于该方法完全用实值运算来表述,因而可以显著降低计算复杂度。仿真结果表明:该方法测高精度更高,更利于工程实现。

一种改进极坐标二次基准实时差分方法在地铁自动化监测中的应用

针对地铁保护区自动化监测系统测量结果易受温度、湿度、气压、大气折光和列车振动等因素影响的问题,而对某一因素进行测定分析是极为困难的,本文提出了一种改进的极坐标二次基准实时差分方法。基于新方法构建了自动化监测系统并进行精度评估,案例分析表明,新方法可有效削弱外部环境因素对测量结果的影响,能够精确获取监测点三维坐标信息,进一步提高了自动化监测系统的监测精度,能够更加精准反馈地铁外部施工对轨道交通结构变形的影响。

北沙柳株型候选基因表达量与株型相关性的验证

[目的]构建北沙柳株型MAS体系实现高效定向育种。[方法]以不同株型北沙柳作为研究材料,构建预测群体、训练群体及验证群体。采用RNA⁃seq与RT⁃qPCR分析相结合的方法,以测序结果中FPKM值与北沙柳冠高比的相关系数作为预测值,并在大群体和不同时间采样群体中进行验证,最后通过基因组合法筛选与株型相关的最佳基因组合,探讨了北沙柳株型候选基因挖掘技术。[结果]冠高比是体现株型性状较理想的特征值。RNA⁃seq结果中不同基因的预测值不同,预测值的变化范围是0.0~0.9。目标基因(选择已验证与分枝有关SpsLAZY1b、SpsTAC2基因,与调控株型有关的差异基因ZFP4、TB1、SPA2、ABF2、PYL1以及预测值较大的ATX1、FHY1、RFK1基因作为目标基因)表达量与冠高比的相关性在预测群体、训练群体以及验证群体中具有相同的变化趋势,且ATX1、FHY1、RFK1在训练群体和验证群体中相关系数较高。按照“基因个数最少,相关系数最高”的原则,选择(ATX1+FHY1)为鉴别北沙柳株型的最佳基因组合。[结论]可利用RNA⁃seq结果筛选北沙柳株型候选基因,基因表达量与目标性状相关系数越高,功能基因与性状的关系越密切,且水培实验不会改变北沙柳的株型。将形态学、转录组学作为一个整体来挖掘株型性状相关基因是本研究特色,利用性状与相关基因建立北沙柳株型后备基因的筛选是本研究的创新之处。研究结果也可为其他植物、其它性状的MAS提供理论基础。

台风海况下半潜式钻井平台动力性能监测与分析

半潜式钻井平台在海洋油气资源开发中发挥着重要作用,目前主要采用模型试验和数值模拟方法对其动力性能进行研究,非常缺乏台风等极端海况下半潜式平台动力响应的实海域监测数据。以某半潜式钻井平台为研究对象,构建了一套比较完善的平台动力性能监测系统,并对台风“杜苏芮”过境阶段的监测数据进行了分析。根据平台艏部气隙及运动监测数据推算了平台吃水及环境波高;采用随机波浪的统计分析方法,计算得到短期海况的有效波高、谱峰周期、能量谱等信息,通过与多种典型海浪谱对比发现Jonswap谱与所测波谱吻合较好;对平台的横摇、纵摇及垂荡运动进行了时域统计分析和频域谱分析,得到了台风海况下被测平台波频运动的实际响应特征,对于指导平台抗台作业具有重要意义。

基于转录组测序与定量PCR技术挖掘北沙柳株型相关候选基因

为构建北沙柳株型分子辅助育种体系实现高效定向育种,采用水培群体转录组测序与野外训练群体定量PCR分析相结合的方法,以RNA-Seq分析中的基因表达量(FPKM值)与冠高比(株型特征值)的相关系数作为预测值,探讨北沙柳株型相关候选基因挖掘技术。结果表明,北沙柳冠高比与FPKM值间存在相关性,在水培预测群体和野外训练群体中保持基本一致的趋势。文献中已报道的株型(或者分枝)相关基因(TAC 2、LAZY 1b、ZFP 4、TB 1、SPA 2、ABF 2和PYL 1)的预测值在0~0.6,ATX 1、RFK 1和FHY 1基因(未报道与株型相关)的预测值较高(0.6~1.0),按照“基因个数最少,相关系数最高”的原则,选择双基因组合ATX1+FHY 1作为鉴别北沙柳株形的基因。将形态学、转录组学作为一个整体来挖掘株型性状相关基因是本研究特色,研究结果也可为其他植物、其他性状的分子辅助育种提供理论基础。

基于GNSS-R技术的实时潮位高度变化反演方法

潮位高度变化反演过程中易产生部分数据丢失情况,导致实时潮位高度变化反演精度不高,为了提高对潮位实时监测能力,研究基于全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)技术的实时潮位高度变化反演方法。通过信号采集设备采集GNSS-R原始信噪比(SNR)信号后,采用奇异谱分析(SSA)和经验模态分解(EMD)相结合的去噪方法去除原始SNR信号的噪声,保留有价值SNR信号;通过线性尺度变换得出线性化SNR信号,经多项式去掉直射信号分量,得出多径振荡分量;采用小波变换分析多径振荡分量提取实时潮位,完成实时潮位高度变化反演。试验结果表明,该方法应用效果较好,可实现实时潮位高度变化反演,SSA-EMD针对不同信号的去噪效果均较好,其中GNSS-R信号去噪最佳,在保留原信号趋势同时,可去除信号中多余噪声;该方法的海面高度反演结果和对比区域实际潮位高度基本一致,且可增强实时潮位反演结果时间分辨率。

激光熔丝增材制造监测与控制系统研究现状

激光熔丝增材制造作为一种定向能量沉积技术,具有很好的发展前景。文中对国内外激光熔丝增材制造监测与控制系统进行归纳概述。现阶段,国内外激光熔丝增材制造常见的监测系统包括结构光扫描系统、红外测温成像系统等,实时监测沉积层高度、熔池状态;常见的控制系统为以闭环控制策略为主的在线反馈送丝速率控制系统、在线反馈激光功率控制系统等,在线监测系统与控制系统协同作用,能够显著优化增材制造工艺、提高成形质量。介绍了包括三维超声波扫描技术、电磁振动监测技术在内的新兴激光熔丝增材制造监测技术。结合激光熔丝增材制造技术的工艺难题对下一代监测与控制系统进行展望。国内外对沉积层高度和宽度、熔池尺寸和温度等监测对象已有较为充分的研究和试验验证,但在沉积过程中,由于激光的高能量密度会造成高温度梯度,因此对沉积过程在线高精度、高质量监测与控制技术的研究变得至关重要。

基于EGM2008精化模型的无人机免像控地形测量应用研究

本研究利用无人机免像控倾斜摄影,开展1∶500和1∶1000地形测量实验,探讨无人机免像控倾斜摄影用于大比例尺地形测量可行性、精度以及相关技术方案。研究过程中采用具有RTK+IMU的大疆M300 RTK无人机进行倾斜摄影,利用局部精化后的EGM2008似大地水准面模型对无人机POS参数进行高程异常改正,然后进行空三解算、立体建模和DLG采集,最后通过地面平高控制检查点对照免像控的测量成果进行比较和精度评定。结果表明:利用具有GNSS RTK+IMU的无人机开展免像控倾斜摄影测量,其模型平面位置中误差和高程位置中误差均满足相关规范要求。

基于TMS320C6416的水下微地形实时探测系统设计

结合摆动式单波束超声测距方法,提出了一种基于高速DSP—TMS320C6416平台的水下微地形实时探测系统设计方案,并从硬件、软件上加以实现.通过该系统测到的cm级精度微地形数据可计算出前端地形的最佳切削深度,从而实现在深海富钴结壳资源开采过程中对采矿头浮动的精确控制,达到最优切削的目的.试验结果证明:该系统能在实验台以50 mm/s的速度匀速行走时,实时探测前方地形,并在行程满足设定距离后绘制出三维地形图,误差较小,可以满足钴结壳开采实际要求.

地形特征匹配辅助导航方法研究

对传统的地形轮廓匹配 (TERCOM)辅助导航算法进行了如下改进 :首先在景象匹配的基础上对飞行区域作出预测 ;其次利用实测高程序列和预测高程序列匹配 ,对飞行器进行实时定位和下一时刻的航迹预测 ;最后利用递推和缩小匹配网格搜索范围等手段减少计算量 .该方法提高了地形轮廓匹配的实时性和精度 。

用分形和神经网络算法改善仪表精度和响应时间

研究在仪器仪表中利用分形插值和人工神经网络算法改善测试精度和响应时间的方法。在仪表检测中有时会遇到检测的分辨率与实时性相冲突的情况 ,此时对数据进行插值是一个很好的解决办法。利用分形和人工神经网络算法插值是一种可以进行多点数插值的优越方法 ,因为它可以通过训练学习不断修正网络的权值 ,使检测误差的方差控制在预定的范围。还研究了利用神经网络做谱分析来求取主频的方法 ,它在运算速度和分辨率方面都优于 FFT。文章还提出了一些减少人工神经网络学习训练时间的方法。

基于HLA的无人战斗机巡航高度仿真系统设计

基于HLA(High Level Architecture)提供的通用框架和开放标准,对无人战斗机的仿真方法进行了研究,介绍了无人战斗机作战仿真系统联邦结构,给出了联邦对象模型/成员对象模型设计和时间管理方法,从实时RTI终端系统、通讯保证体系和增强型可预测的RTI服务等3个方面,解决了该半实物仿真系统的实时性要求,建立了影响巡航高度因素的数学模型,对各因素进行了详细的分析,并通过软件在整个系统中实现了各联邦成员。根据仿真流程,采用M KTechnologies公司的M K RTI,借助Visual C++6.0实现联邦仿真平台的设计。通过对无人战斗机巡航高度的仿真可知,结论真实可信,丰富详实,该系统为下一步完成无人战斗机作战任务的模拟奠定了理论及应用基础,并为今后类似仿真系统的研制提供了借鉴。

基于视频的实时自动人体高度测量

怎样从视频出发准确实时地测量场景中运动人体的高度?针对此问题,本文提出了一种自动实时的人体高度测量方法.该方法首先在视频序列中的每帧图像上提取一种新的头部特征点以及一种新的脚部特征点,然后根据这些特征点建立约束方程求出近似的人体高度,并同时在视频序列中跟踪双脚.最后基于获得的双脚跟踪结果,引入一条关于特征点所对应空间点的几何约束以进一步优化测量结果.与过去的许多测量方法相比,本文方法有效地利用了视频序列中包含的运动信息,有较强的鲁棒性和较高的测量精度,既能有效地处理透视镜头下的视频又能处理鱼眼镜头下的视频,而且计算量很低,可以实现实时测量.实验结果验证了本文算法的有效性和实时性.

一种基于栅格投影的快速地面点云分割算法

针对激光雷达不同类型点云在不同场景下存在地面点云过分割和欠分割的问题,本文提出一种能够适用于不同类型点云的地面分割算法,该算法先将原始点云栅格化,然后计算栅格单元高度差、平均高度和高度方差信息,综合三个分割指标实现地面点云准确快速分割。分别采用KITTI开源数据集和实测数据进行实验验证,结果表明本文算法针对不同类型点云在不同场景下均实现了良好的地面分割效果,平均分割准确度达到99.10%,平均耗时13.1697 ms,提升了自动驾驶汽车感知系统的鲁棒性和实时性能。