基于搭桥式点云拼接的管道三维重建研究

针对现有管道三维重建方法依赖于管道内壁结构、纹理特征的问题,提出了基于合作目标与单目视觉的搭桥式点云拼接方法,实现管道内壁三维重建,该方法不依赖管道内壁的任何结构纹理特征,拼接速度快,且不受点云规模的影响。同时,设计了高精度的同心圆合作目标,用于计算点云的高精度拼接位姿,其位姿解算精度可达0.02 mm,相比椭圆合作目标高出53%,并实现了合作目标的鲁棒识别算法、以及拥有旋转不变性的特征点排序算法。最后,利用ROS机器人,搭建了不依赖任何特征的管道三维重建系统,并在实际实验中,完成了拼接精度为0.02 mm的管道整体三维重建。     

改进YOLOv7的纸张表面缺陷检测研究

提出一种改进YOLOv7的纸张表面缺陷一步式检测算法。首先将注意力机制模块CBAM融合到主干和特征提取网络结构,从空间和通道2个维度提取信息,提升小目标纸病特征提取准确性和算法稳定性;将ASPP空洞卷积加入主干网络SPP中,ASPP可以进一步扩大感受野,使较小目标的特征信息在网络传递时得到保留,解决了小目标信息量不足的问题,进而提高小目标纸病识别的性能。通过自制纸病数据集检测实验,与YOLOv7相比,精确率、召回率及平均精确率均值mAP 0.5分别提升了1.5、2.3和2.1个百分点。     

管道缺陷检测全聚焦数据处理及成像方法研究

管道缺陷检测是保证管道系统安全运行的必要手段,本文采用全聚焦成像的方法对管道缺陷进行成像与识别。利用有限元软件ABAQUS对基于L(0,1)模态导波的管道缺陷检测方法进行数值模拟研究,利用中值滤波、希尔伯特变换及信号包络锐化方法对信号进行预处理,然后用处理后的信号构建全矩阵数据,最后利用全聚焦算法实现缺陷成像,最终显示成像结果。实验结果表明,将信号进行预处理后再成像,可有效提高分辨率,实现缺陷的高精度可视化。     

融合多注意力机制与PointRCNN的三维点云目标检测

针对三维不规则的点云格式和密度不均匀的问题,提出了一种融合多注意力机制与PointRCNN网络用于三维点云目标检测。本实验主要对PointRCNN两阶段网络分别进行改进,首先,把通道注意力与空间注意力机制串行通过调节输入到第一阶段各网络层的分布,批量归一化进一步快速识别三维特征;其次,引入交叉位置注意力机制到第二阶段网络为了避免交叉路径出现位置偏差,从而进一步精细化三维目标位置以进行特征提取。在KITTI数据集上实验结果表明：相比于PointRCNN检测网络,改进的网络在小汽车和行人测试上平均均值精度(mAP)分别提高了1.2%、1.9%。因此改进的方法在解决了点云格式不规则和密度不均匀问题的同时还保证了检测精度。     

基于点云与图像融合的BGA锡球检测方法研究

为实现球栅阵列封装芯片视觉检测中焊球质量和共面度在线检测,提出一种点云与图像数据相结合的检测方法。首先对彩色相机进行标定,再分别获取芯片彩色图像和点云数据,利用随机采样一致性算法获取点云主平面法向量,根据法向量提供的倾角信息,进行倾斜度校正。然后,将倾斜度校正后的点云利用彩色相机内外参数投影成像得到点云灰度图,将其与彩色图像进行点模式匹配,获取点云数据与彩色图像间的平移量和偏转角,完成点云数据与图像数据配准。从配准后的数据提取焊球进行焊球大小、破损、变形、桥连等缺陷检测和高度测量,完成焊球共面度测量。该方法与迭代最近点法进行了对比实验。二者测量结果总体一致,但本文方法在耗时上减少了62.8%。该方法在先进制造业中具有广阔的应用前景。     

基于点云处理的小型工业零件高度精密测量

针对很多小型工业零件存在微米级测量的需求,提出了一种点云多次滤波与平面拟合相结合的测量方法。以上下平面平行的规则直三棱柱体工件作为测量对象,使用3D线激光传感器获取工件的点云模型并传输到计算机中进行处理,将点云数据首先通过统计滤波剔除噪声和离群值;其次利用体素滤波降采样精简点云数量;然后采用直通滤波分离出工件点云的上下表面;再分别对上下表面的点云通过随机抽样一致性（RANSAC）算法拟合出平面方程;最后计算上下平面之间的间距即为被测工件的高度信息。将该方法测得的高度与激光三角法原理测得的高度数据进行对比,结果表明,该方法测量精度提高了72.33%;同时对于不同的点云密度,利用所提出的方法进行测量,测得当降采样中体素立方体的边长为15cm时（点云数量精简了98.3%时）测量的误差最小,最小能达到5.1。该方法大大提高了工件的测量精度,可以广泛应用于工业测量中。     

计及置信容量的光热电站储热容量优化配置

为探索光热电站的容量价值,文中基于光热电站的容量置信度和度电成本,提出一种光热电站集热面积和储热容量优化方法。文中建立光热电站发电效率模型和经济性模型,基于序贯蒙特卡洛方法计算发电系统可靠性,使用粒子群算法计算光热电站置信容量,研究太阳倍数和储热时长分别对光热电站容量置信度和度电成本的影响;并以容量置信度和度电成本作为优化目标,使用加权理想点法建立目标优化函数、熵权法确定指标权重值,对太阳倍数和储热时长进行优化。以西北某地区光热规划为例,使用该地区实际太阳辐照资源数据建立模型,发现随着太阳倍数和储热时长的增加,容量置信度单调递增,而度电成本呈先降后升的趋势,可优化得到约束条件下最佳太阳倍数和储热时长。     

土工膜防渗低水头平原水库渗流场及膜体稳定性

针对平原水库土工膜稳定及渗漏等问题,结合珠江三角洲某土工膜防渗平原水库实际工程,建立渗流有限元模型,模拟施工和运行过程中土工膜破损和缺陷情况,分析土工膜缺陷对库底土工膜膜体稳定性和渗漏量的影响。结果表明:平原水库库内未储水时,土工膜缺陷对平原水库渗流场和库底土工膜稳定性的影响甚微;当库内及外江水位均处于高水位时,缺陷处膜下压力水头最大,但土工膜仍可维持稳定;当土工膜缺陷距离排水盲管30m,且缺陷孔径为0.5~3.0cm时,孔径变化对缺陷处渗漏量的影响较小,但缺陷数量和位置对缺陷处总渗漏量影响显著。     

基于改进CenterNet的托盘定位方法

目前,托盘定位大多采用基于深度神经网络的目标检测算法,一般使用矩形框进行托盘定位,托盘中心点定位精度不高,且无法有效估计托盘水平方向.针对此问题,本文提出了基于关键点检测的托盘定位方法,通过检测托盘正面外轮廓的4个角点来定位托盘.首先,由于目前没有大规模的托盘数据集,使用迁移学习的方法,将CenterNet的人体姿态估计引入托盘定位任务.然后改进关键点分组方法,并提出关键点回归自适应补偿,提高关键点检测精度.在托盘关键点定位的基础上,提出基于几何约束的托盘中心点计算和托盘水平方向估计方法.本文方法与原CenterNet相比,托盘关键点定位指标AP^kp从0.352提高到0.728,托盘中心点定位精度指标ALP达到0.946,并且可以有效估计托盘水平方向,具有较高的实用价值.     

三维激光扫描测量技术在矿山精矿盘点中的应用

采用三维激光扫描非接触倾斜测量法,可以高效获取矿仓中精矿产品的物料堆积形态。通过优化精矿盘点扫描测量流程,精准计算出矿仓库存量,提高了精矿盘点数据的准确性、测量的高效性和操作的安全性。