基于改进栅格图的道路和障碍物检测算法研究

多线激光雷达(LIDAR)是无人驾驶汽车在环境感知过程中的核心传感器,运用多线激光雷达中提取的点云数据进行道路和障碍物检测是环境感知过程中重要的任务.目前常见的栅格化算法无法实现高效的障碍物和道路检测,论文针对这些问题提出一种新颖改进栅格化方法,通过统计栅格内点云高度分布的方法进行障碍物分类,有效避免噪声点和悬浮障碍对结果的影响,并运用自适应半圆弧道边点搜索和改进RANSAC(Random Sample Consensus)算法结合进行道边检测.最终,在实验中验证了算法的精度和实时性.     

基于坐标变换的圆柱体点云数据拟合方法

为了解决工程测量中圆柱体点云数据的拟合问题,论文通过迭代逼近法求解圆柱体中轴线方向向量,再将点云数据按照中轴线方向进行坐标变换到与竖直方向平行,最后通过拟合平面圆形得到圆柱体的模型参数,将三维的非线性拟合问题转换为二维的线性拟合问题,降低了处理的复杂度,也避免了非线性最小二乘拟合过程中初值选取的问题,同时也能处理任意方向的圆柱体拟合问题.另外通过计算拟合中误差进行噪声点剔除处理,通过迭代拟合提高了圆柱体的拟合精度.实验结果表明该算法能够满足实际工程测量中圆柱体拟合的精度需求.     

基于谱聚类的不平衡数据欠采样方法研究

不平衡数据的分类问题在数据挖掘和机器学习领域中,一直是备受关注的问题.论文从数据预处理方面出发,提出一种基于谱聚类的欠采样方法,以此来降低数据的不平衡程度.先对多类样本进行谱聚类,根据每个聚类簇的密集程度,以及到少类样本的平均距离,来计算每个聚类簇的采样数目和选取怎样的多类样本,此欠采样方法可以有效去除多数类的冗余数据.实验结果证明,该算法可以有效提升少类样本的分类效果.     

基于PointNet++改进的点云特征提取与分类网络架构

点云作为一种能提供丰富空间信息与几何特征的数据表达形式,正受到越来越多的重视.为了克服其无序性,以及不均匀的空间分布带来的影响,许多研究者采取平面投影,或者使用体素网格对原始点云进行转换,但这些方式都是以损失三维信息或者增大数据规模为前提.PointNet[1]创新性的使用原始点云作为输入,提取特征并处理.PointNet++[2]则在此之上,更进一步地加强了对局部特征的提取能力.论文结合深度学习中的优化思想,对PointNet++结构进行改进,加入自顶向下的网络分支,经过处理后将原网络每一层的中间特征都输入到最终分类网络,更进一步地强化特征提取的能力.该网络易于理解且高效,在ModelNet40数据集上测试,整体分类准确率有明显提升,证明了其优化后的特征提取能力.     

基于窄带物联网的城市环境监测系统设计

随着中国经济的发展,城市环境污染问题越发严重。为了提高环境监测性能,文中构建了一种基于窄带物联网技术(NB-IoT)的低功耗环境监测系统。设计以STM32F103RBT6控制器为核心,利用传感器技术对环境温湿度、PM_2.5、CO等环境数据进行监测,并通过NB-IoT模块将传感器检测的数据输出到云平台,利用云平台对环境数据进行监测和分析。经实验验证,环境监测系统运行稳定,能够实时准确地检测和上传相关环境数据,为相关部门对环境的监测和管理提供便利和保障。     

基于BIM的钢筋骨架语义设计点云自动生成算法

当前预制构配件钢筋骨架质量检查主要依靠人工,存在效率低、容易出错的问题。建筑信息模 型(BIM)、三维重建等技术为改进预制构配件钢筋骨架质量检查方法提供可能。运用这些技术时,有必要由钢 筋骨架 BIM 模型生成可区分每根钢筋的点云。为此,提出了语义设计点云的概念,并构建了基于 BIM 的钢筋 骨架语义设计点云自动生成算法。该算法首先从钢筋骨架 BIM 模型中提取每根钢筋并分别存储于不同的文件, 然后对每根钢筋所在文件进行格式转换,接着生成每根钢筋的语义设计点云,最后基于每根钢筋的语义设计点 云生成钢筋骨架语义设计点云。分别用简单钢筋骨架和复杂钢筋骨架对基于 BIM 的钢筋骨架语义设计点云自 动生成算法进行实验验证,结果表明,该算法能够自动并快速地生成准确的钢筋骨架语义设计点云。      

基于云模型的汾河水库健康评价

针对多沙河流水库健康的内涵,构建包含水库结构安全、上下游河段健康、社会服务效益和区域生态系统四个方面的汾河水库健康评价指标体系,建立基于层次分析法、云模型和加权平均法的模糊综合评价模型对其进行健康评价。结果表明汾河水库处于健康状态,但其健康值偏低,存在健康下滑趋势,主要体现在水库泥沙淤积严重、径流调节能力减弱等方面。可见,泥沙淤积对多沙河流水库的安全运行带来了多方面的影响,进而影响到了其健康状况,解决泥沙问题已经成为汾河水库运行与管理的迫切需要。     

考虑多因素作用下的RC梁抗力时空退化模型

为研究钢筋混凝土结构锈蚀后的力学性能和抗力退化规律,基于RC梁加速锈蚀试验结果,首先综合考虑均匀锈蚀和点蚀同时发生的影响,对钢筋截面面积的时变模型进行分析,其次探讨裂缝宽度与氯离子扩散系数及RC梁抗力的关系,随后考虑受拉主筋锈蚀不均衡的影响,对结构抗力计算模型进行讨论,最后基于材料性能和结构尺寸的空间变异性,建立RC梁抗力时空退化模型,并对桥梁服役100 a后的抗力进行预测.研究发现:当考虑各参数的空间变异性时,不考虑裂缝影响得到的抗力值比考虑裂缝影响得到的抗力值高了9.91%;考虑各参数空间变异性时的抗力值比不考虑时下降了14.68%;适当的选取波动系数和单元尺寸对考虑结构各参数的空间变异性十分重要;潮汐区和浪溅区环境下结构的剩余抗力分别为初始抗力的43.23%和36.45%,较海岸线大气区环境下的抗力值分别下降了6.73%和21.35%,因此在结构服役期间,应尽量做好防腐措施,减少氯离子侵蚀对结构耐久性的破坏.     

串级不稳定时滞过程的内模控制器设计

针对串级不稳定时滞过程研究了内模控制器的设计方法。该方法副回路采用传统内模控制,能及时快速消除内环干扰对系统整体控制性能的影响;主回路采用一种二自由度内模控制结构,将设定值跟随特性与干扰抑制特性解耦,控制器的参数整定不需要在两种特性之间折中选择,克服了传统内模控制的不足。理论分析和仿真结果表明,该方法不仅能有效减少控制器的个数,而且可使系统同时获得良好的设定值跟随特性、干扰抑制特性和鲁棒性。