基于高程—坡度包围盒的地面LiDAR点云道路提取

提出一种基于高程-坡度的包围盒增长算法,并实现从地面LiDAR点云数据中准确提取公路面点云。该算法首先提取道路地表包围盒点云数据,利用局部高程-坡度属性对点云进行去噪并提取地表点云,然后利用模糊C均值聚类算法和区域增长方法将公路面从地表点云中提取出来。采用某矿区省级公路和高速公路的地面LiDAR数据进行试验,实验结果表明:该方法可以有效地去除地表点云噪声,道路点云得到很好保留。     

基于无人机影像匹配点云的土石方量计算

针对传统土石方量测量中存在受地形限制、耗时费力、成本高等问题,提出一种基于无人机影像匹配点云的土石方量计算方法。使用单镜头多旋翼无人机获取玉林市某矿山区域范围内正射影像与倾斜影像,借助Pix4Dmapper软件对无人机影像进行处理与分析,提取矿山地表三维点云数据;利用布料模拟点云滤波算法对所获取的点云数据进行滤波处理,进而分离非地面点与地面点;同时利用局部多项式插值算法对地面点云缺失区域进行插值拟合,生成更加准确的地形特征;利用EPS软件对点云成果进行分析,计算矿山现状开采范围内的土石方量值。结果表明：基于无人机影像匹配点云的土方量计算所得结果与GNSS-RTK实测结果差值比为1.9%,计算方法具有可行性与可靠性,可作为土石方量计算新方法。     

融合无人机LiDAR和高分辨率光学影像的点云分类方法

点云分类是激光点云数据处理的重要环节,探索自动、高效、高精度的点云分类方法具有重要意义.通过分析同机获取的LiDAR点云与高分辨率光学影像的特点,提出了融合无人机LiDAR与高分辨率光学影像的点云分类方法.首先将LiDAR点云投影到二维平面并构建不规则三角网模型,然后寻找同名点对完成与光学影像的配准与融合,进而将光学影像的光谱信息赋予无人机LiDAR点云,接着从光学影像上提取光谱特征、从LiDAR点云上提取多尺度几何特征构建分类特征集,进一步通过CFS特征选择算法实现特征集的降维,最后运用随机森林分类算法实现点云分类.实验结果表明,本文分类方法的总体精度可达89.5%,Kappa系数为0.844,与未经特征选择的分类结果相比精度提高了1.1个百分点,与单纯依靠LiDAR或者光学影像的分类相比,精度分别提高了5.4和14.9个百分点.本文方法不仅有效避免了基于点云属性内插构建新的图像融合方式带来的计算误差,同时解决了单尺度下构建几何特征时难以确定最优空间分析尺度的问题,并且对特征集进行优化选择从而有效提高了数据处理的效率.     

基于路口相关性的交通流量修复研究

为实现对交通流异常数据的有效修复,根据流量-占有率函数模型,利用主成分分析法对绿波协调控制交叉口群中各路口的占有率参数进行相关性分析,间接得到各路口流量相关性的大小,构建相关路口集;根据相关路口集的历史数据,分别利用流量-占有率模型、径向基函数神经网络模型以及基于两种方法的组合模型,对目标路口的缺失交通流数据进行修复;通过实例分析验证模型性能.结果表明,与单独流量-占有率模型或径向基函数神经网络模型相比,组合模型可更精确地修复交通数据,在实际数据验证中表现出更好的适应性.     

非等间距灰色优化模型及其在基坑沉降预测中的应用

传统非等间距灰色模型通常采用非等间隔数据进行分段线性插值,从而求得等间隔序列;但是实际基坑沉降并不是线性变化的,利用此法生成的等间隔序列较实际数据存在较大误差.针对传统非等间距灰色模型缺陷,分别利用RBF神经网络插值与三次样条插值生成等间距序列进而求得模型参数,并运用优化的非等间距灰色模型对某基坑的沉降量进行分析预测.计算结果表明：优化后的模型具有更高的精度,故本模型可作为基坑沉降预测的一种新方法.     

船舶自动识别系统数据修复和预测算法研究

针对船舶AIS数据丢失或错误等问题,本文借助分段三次Hermite插值实现AIS数据初步修复或预测,建立神经网络训练集和测试集,开展单点和连续多点AIS数据修复和预测;对比分析了BP神经网络与三次样条插值、分段三次Hermite插值方法以及组合算法在船舶AIS数据修复和预测中的精度。以重庆弯曲河段和武汉顺直河段为例,分析了航道平面形态、算法组合等对于船舶AIS数据修复和预测精度的影响。结果表明:联合算法有效提升了船舶AIS数据修复精度;在船舶AIS预测中,神经网络模型表现最优。研究成果可为船舶行为特征分析、建模等相关领域的研究提供借鉴。     

云模型RBF神经网络的数据中心温度预测

数据中心温度预测在提高能量利用效率、降低机房空调耗电量方面具有重要意义。RBF神经网络广泛用于温度预测领域,考虑到传统RBF神经网络无法对影响温度的众多因子进行确定和选择,本文提出了一种将云模型和RBF神经网络结合的新模型。通过高维云变换确定RBF隐含层神经元,使RBF神经网络充分表达影响温度各因子的不确定性,进一步优化RBF神经网络结构。实验结果表明,该模型能较好地实现对数据中心温度的预测。     

基于LIDAR点云数据插值方法研究

利用机载LIDAR技术可以获取高精度﹑高密度的三维坐标数据,并生成三维立体模型,构建用户感兴趣的DEM和DSM,如今需要快速高效的处理LIDAR点云数据,研究和探讨最合适的插值方法就显得特别重要,本文着重研究了不同插值算法的特点。     

基于离散光滑理论的高精度三维模型构建方法

三维建模包括地表和地下空间两个方面,模型精度不仅是评定建模性能的重要指标,更是工程方案比选和工程预算的重要依据.在综合分析多种三维建模方法的基础上,提出了一种基于离散光滑理论的高精度三维地质体高精度建模方法,通过综合利用测量、钻孔、物探等数据及其相互间的相关性,对地质体对象进行联合建模.利用原始钻孔数据的某一类地层进行插值,计算得到原始钻孔数据与插值拟合结果之间的几种残差,并进行分析比较,进而得到各地质区域的构造模拟结果及其置信区间.利用某水电工程中的测绘和地质的实际数据进行了实验验证,从结果来看,该方法不仅能更高精度地拟合出三维地表模型,而且能构建复杂的地质构造,辅助工程勘察设计、岩土计算等应用.     

基于车载LiDAR数据的建筑物三维重建

车载LiDAR点云数据量大且杂乱无章,当前尚没有完整算法来实现建筑物点云的自动分割和模型重建,特别是带有纹理信息的模型重建.以一栋结构复杂的建筑物为例,结合建筑物实际特征,采用自动与手动相结合、先简单后复杂、凹凸一致性等原则对数据进行分割和滤波处理;再采用点云数据与CAD底图配准的方式进行三维重建、纹理映射和渲染,从而实现结构复杂建筑物的真实三维重建.     

TerraScan在LiDAR点云滤波中的应用研究

简要介绍了机载LiDAR的发展现状,从原始LiDAR点云中滤波出真实的地面点是生成DEM和其他数字产品的基础和关键。TerraScan是一种机载LiDAR点云滤波商业软件,对其滤波算法进行了详细分析,利用山地、丘陵地和平地3种不同地形的LiDAR数据,通过设置不同参数进行滤波试验。试验结果表明,其对平坦地区和城区有较好的滤波效果,但对地形变化较大的复杂山区滤波效果不够理想,有待进一步完善。     

Optimization algorithm for estimating the human pose by using the morphable model

An optimization algorithm is proposed utilizing the video data and point cloud data captured by the depth camera to solve the problems such as error-proneness and incoherence of motion sequence caused by the existing human pose estimation algorithms based on the morphable model. For video data, the neural network is first used in extracting the model parameters from each color image frame. Next, the human key-points and contour constraint are considered to optimize the above parameters. Then the coherence between every two consecutive frames is utilized to correct the error of pose estimation, thus making the resulting motion sequence smoother. In addition, the point cloud and the model obtained from the corresponding color image frame are used as the joint input to further improve the estimation accuracy. Finally, the distance between the point cloud and the corresponding point of the model is constrained to be as small as possible to obtain a more reasonable solution. The proposed algorithm and the state-of-the-art algorithms are compared qualitatively and quantitatively on the data set and real video set. Experimental results show that the algorithm can effectively correct the error and incoherence in the single-frame pose estimation results and greatly improve the accuracy when using point cloud data optimization.     

基于径向基函数神经网络的机载数字地图压缩方法

提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的机载数字地图压缩方法，并给出了网络训练的具体算法。与一般RBF网络的构造方法不同，该网络结构的所有参数是通过学习方式同时获得的，因此其泛化性大大增强。数字仿真表明该方法具有自动适应地形、参数配置合理、机载计算量小等特点。     

基于RBF -BP神经网络融合的医学数据分类研究

为改善传统的反向传播(BP)神经网络和径向基函数(RBF)神经网络的学习能力和分类性能的不足,提出一种融合RBF网络与BP网络的混合神经网络算法(HRBF -BP),并将其应用到医学数据分类问题中.在网络结构的实现上,将RBF隐藏层与BP隐藏层进行级联融合,即在连接BP网络输入层与隐藏层之间加入RBF核映射层; 在学习算法的实现上,先采用k-均值聚类算法来实现RBF核参数的估计,然后再使用基于随机梯度下降的BP算法实现级联BP网络的权值优化.将该算法与SGBP、KMRB、PFRBF等算法在不同的医学数据集上进行分类实验对比表明,该方法的网络训练精度以及测试精度均优于SGBP、KMRB、PFRBF算法; 因此,该方法对提高BP网络和RBF网络的学习能力和分类性能具有良好的参考价值.     

RBF神经网络算法及其应用

在径向基神经网络学习算法的基础上,提出了一种新的RBF神经网络学习算法,该算法将变长度染色体遗传算法和最小二乘法相结合,能够同时确定径向基神经网络的结构和参数。用此方法建立热电厂热负荷预测模型,并与BP神经网络和增长型结构学习算法的RBF神经网络方法相比较,结果表明可以取得更好的效果。     

一种改进的LiDAR点云滤波方法

针对移动机器人激光雷达点云数据滤波过程中存在对噪声敏感和准确性差等问题,提出一种加权的高斯滤波方法.该方法使用高斯滤波与角度余弦作为加权值对雷达点云数据进行滤波处理,减小了激光雷达扫描到的物体轮廓波动.最后将该方法应用到实际的机器人操作系统的移动机器人底盘中,实验结果表明,相比传统的高斯滤波方法,该方法能更好地解决雷达...     

基于多信息融合的双进双出磨煤机料位检测

针对双进双出磨煤机料位检测难题,提出了一种基于多信息数据融合的双进双出磨煤机料位检测方法.该方法将粗糙集（RST）和径向基（RBF）神经网络相结合,利用粗糙集数据简约和规则抽取特性,有效地去除大量冗余数据.利用RBF神经网络函数逼近能力更强和收敛速度更快等优点,引入带遗忘因子的梯度下降算法来整定RBF神经网络参数,简化了神经网络结构,提高了神经网络的学习效率,同时拥有自学习和容错能力,从而有效地保证了数据融合的快速收敛性和稳定性.实验结果表明,在料位检测过程中,将两种智能算法相结合所构成的融合系统,能使双进双出磨煤机准确地完成复杂环境的料位检测任务.     

基于RBF神经网络的交通生成预测模型

针对交通生成预测中传统集计预测模型缺少行为基础这一重要数据源,以及普通离散模型建立对数学推导依赖性高和预测中存在多个预测值,导致预测结果精度不理想的问题,建立了基于RBF神经网络的交通生成预测模型,该模型将以行为基础为前提的离散数据作为数据源,模型的建立不需要进行数学推导,利用输入和输出数据自动建立,再结合RBF神经网络收敛速度快和具有唯一最佳逼近点的特点,对交通生成进行预测。通过实例进行仿真和分析,结果表明,该模型最终获得的交通生成预测结果与实际值误差在允许范围内,RBF神经网络交通生成预测效果好,能在实际中应用。     

基于机载LiDAR数据的建筑物点云提取

LiDAR技术是快速获取地面及地物三维数据的新型测绘技术,也是近年来进行城市三维建模的一种重要手段,而对建筑物的提取是城市三维建模的重要步骤。为了从原始机载点云中有效地提取出城市建模所需要的建筑物点云,在常用机载LiDAR滤波与点云分类思想的基础上,提出了结合面积与斜率两特征参数的区域增长算法,实现了高大植被与建筑物点云的有效分离,完成了建筑物点云的提取。通过设定合理的面积阈值与斜率阈值,结合具体的数据通过该算法获得了较好的提取效果,最后对提取方法及效果进行了客观分析与评价。