基于阈值分割与数学形态学的高分辨率遥感影像道路信息提取

从高分辨率遥感影像中快速,有效的提取道路信息,一直是遥感学界研究的热点和难点问题。本文研究了一种基于阈值分割与数学形态学的高分辨率遥感影像道路提取算法,该算法不需人工给出道路种子点,方向等信息,在某种意义上提高了道路提取的自动化程度。提取过程是:首先利用阈值分割将遥感影像分割成包含道路信息的二值图像,然后利用数学形态学运算对二值图像进行处理,根据道路形态特征提取出道路区域。     

基于直线检测的遥感影像道路提取方法

针对传统的高分辨率遥感影像中提取道路精度低问题,提出了一种基于改进直线检测道路的方法。首先将彩色图像梯度计算运用到经典的直线段检测(LSD)算法中,实现遥感影像直线提取。根据相邻两条直线关系设置6个直线合并规则,然后判断直线间的区域是否为候选道路区域。以候选区域为种子点,生长其他直线间的区域。最后提取面状道路及优化,同时也对道路交叉路口进行提取。实验结果表明使用提出方法所提取道路区域更加完整。     

基于非抽样Contourlet变换的遥感影像道路提取

提出一种基于非抽样Contourlet变换的遥感影像道路提取算法.该算法首先对图像进行非抽样Contourlet变换得到不同尺度不同方向上的变换系数,再通过给定窗口大小分别计算各个尺度各个方向上的变换系数模在窗口内的局部最大值,然后比较各尺度在同一方向和同一窗口位置上系数模的最大值,取值最大的点作为特征点;同时利用自适应阈值对各个尺度各个方向上的系数模值进行二值化,消除小于一定面积的区域,筛选出特征点位于提取区域内的点;最后以筛选出的特征点为种子点,对道路进行Snake跟踪.实验结果表明:该文算法在道路提取的精确度、完整性方面比小波变换好.     

基于格网划分的道路最近邻查询算法

针对现有道路最近邻查询算法均以数据点作为道路端点进行查询,并未考虑数据点在道路上的情况,使得在大数据量时查询效率不够理想的问题,利用格网划分算法进行解决。利用分治法的思想,将查询区域进行格网划分,缩小有效的查询区域,快速定位查询点所在道路,进而找到最近邻数据点。研究结果表明:当数据量足够大时,格网划分算法与增量网络扩张(INE)算法相比,查询时间明显降低,效率明显提升,格网划分查询的时间复杂度为O(1);当数据量较少时,格网划分算法与INE算法相比,查询时间减少并不明显,表明格网划分算法更适用于大数据量最近邻查询。     

基于区域网平差的遥感影像色彩均衡算法

针对不同区域、不同时相的卫星遥感影像的整体匀光匀色这一问题,将区域网平差的方法引入遥感影像的色彩均衡处理中。对影像重叠区域划分均匀格网,利用方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)算法提取各个格网特征,并根据其梯度距离和其灰度均值差值的3倍中误差进行同名格网的筛选,并将这些筛选后的同名格网平均灰度值作为待平差变量,基于二次多项式为平差模型求解各影像的色彩变换参数,得到的参数对每景影像做色彩校正,从而得到色彩均衡的影像序列。利用存在色彩差异的多时相Landsat5真彩色影像进行实验验证,从目视评价、处理前后影像质量定量分析以及平差精度等方面验证了基于区域网平差的遥感影像色彩均衡算法的可行性和有效性。     

遥感影像图中的地物信息自动提取技术研究

遥感影像推动了测绘技术的发展,而遥感影像的地物自动提取技术也有利于遥感影像的全数字化发展.种子区域增长法是一种较好的遥感影像地物自动提取算法,但是由于容易受到噪声的影响,而导致地物提取轮廓不清晰.在借助面向对象的遥感影像处理思想对种子区域增长算法进行改进后,所获得的地物轮廓更加精确,具有更好的遥感影像图地物自动提取效果.     

基于倾斜影像点云的建筑物提取算法研究

多视倾斜影像密集匹配后能够生成海量点云数据,但数据本身缺乏有效的建筑物分类信息.针对此问题,提出一种基于倾斜影像点云的建筑物提取算法.首先对三维点云进行去噪处理和植被的剔除,将点云进行空间格网分区后降维到二维平面,通过赋予二维平面格网内每个点一定的权值,进而对格网进行特征值重采样.然后对二维平面进行图像形态学处理,利用骨架提取算法找到建筑物的轮廓,将该轮廓和三维点云进行融合后重新整饰建筑物边缘,提取出最终的建筑物点云.两组实验结果表明,该方法提取的建筑物点云轮廓清晰,建筑物立面提取较好,该算法具有较好的稳健性.     

基于区域生长和融合特征SVM的涂胶缺陷检测

针对传统的涂胶工艺缺陷检测精度低、效率低的问题,文章提出一种基于区域生长和融合特征支持向量机(support vector machine, SVM)的涂胶缺陷检测算法。首先对图像进行预处理操作;然后通过改进的快速细化算法提取涂胶区域,将去除毛刺后骨架特征作为起始生长种子,为改善分割不完全现象,采用中心像素加权灰度和区域自适应阈值生长准则分割出完整的涂胶区域;最后结合改进边缘梯度特征和区域纹理特征的优点,将改进的梯度方向直方图-多半径局部二值模式(improved histogram of oriented gradient-multi radius block local binary pattern, IHOG-MBLBP)融合特征送入SVM多分类器进行训练,实现对涂胶区域缺陷的精确检测。经过实验验证,所设计的缺陷检测算法能够精确地提取骨架并分割出完整的涂胶区域,对于涂胶缺陷具有较高的检测精度和效率,能够满足工业生产需求。     

基于自动多种子区域生长的遥感影像面向对象分割方法

在遥感影像分割分类中,种子区域生长算法是一种常见的分割算法.传统的种子区域生长算法只能提取单一连续的、纹理简单的目标地物,而对具有复杂纹理和多光谱特征的遥感影像,分割时存在分割效果差、不能同时有效地提取多个地物的问题.针对以上问题,本文提出了一种改进的面向对象的自动多种子区域生长算法.该方法适用于同时提取多个目标地物,且分割效果好.该方法首先使用一种改进的中值滤波对影像进行平滑处理,使目标内部一致性更高,同时保留纹理信息.然后通过一定的准则进行自动种子选取并进行生长,最后对生长后的区域进行碎斑合并处理,最终得到多种对象的分割结果.本文采用三组不同大小的1m空间分辨率的航空影像进行实验,通过与分水岭以及传统单种子区域生长算法的多组实验对比,发现该方法可以面向全局对象,自动选取覆盖各种地物类型的种子,同时对多种地物目标进行分割处理,可为后续面向对象影像分析和应用提供可靠的数据基础.     

基于改进区域生长的巡检机器人道路实时检测方法

本文提出了一种巡检机器人道路实时检测方法,试验中测试的道路图片来自校园环境。根据区域生长算法,设计了一种初始种子自动选择算法,同时考虑了多种子点距离值和边界值混合加权作为新的生长准则,减少了过分割和欠分割。在实验中本方法对于户外环境中道路的检测是有效的,并且满足了实时性的要求。     

基于改进区域生长和小波变换的非结构化道路检测

针对在复杂场景的非结构化道路中,由于众多的环境干扰因素从而不能准确检测车道线的问题,提出了一种基于改进区域生长法和小波变换相结合的非结构化道路检测算法。根据大多数情况下道路区域在车载摄像头的正下前方及道路区域与道路两旁背景灰度值的一定差异,来有效地选取区域生长的种子点及生长原则进行区域生长道路初分割。同时结合基于小波变换的边缘检测来修正由于初分割道路受复杂环境导致道路检测不准确的情况。实验结果表明,该算法能够较准确地检测出受光照等因素影响的道路区域,且具有较高的准确性。     

浮动车与空间网格结合的新增道路自动检测

利用浮动车系统提供的车辆定位数据进行新增道路检测,可有效提高新增道路的检测效率,降低成本。文章提出了浮动车与空间网格结合的新增道路自动检测算法,该方法首先记录车路匹配不成功的浮动车位置数据,得到可表示疑似新增道路的浮动车轨迹点,然后建立起浮动车轨迹点与路网网格之间的对应关系,最后通过网格过滤实现新增道路自动检测。实例验证了该算法的可行性。     

基于三维激光雷达的路沿检测算法

为了在多种道路环境下准确提取智能汽车前方道路路沿,提出一种基于三维激光雷达的路沿检测算法。该算法采用随机采样一致性算法(random sample consensus, RANSAC)快速分割出道路区域,滤除了大部分非地面数据,提高后续步骤的处理速度;提出一种基于无向图邻域关系的多特征、宽阈值、多层次路沿特征提取算法,通过构造多种路沿几何特征设置较宽阈值以提高路沿检测精度;采用双向扫描线搜索算法获取路沿候选点,根据路沿特征点密度和全局连续性的特点进行聚类分析并去除噪声,用二次曲线拟合道路路沿。结果表明,该算法能够在车辆、行人和障碍物遮挡的情况下有效识别结构化直、弯道路路沿,算法准确率均高于86%,且检测道路宽度误差小于0.19m,验证了算法的鲁棒性和准确性。     

基于主成分分析和区域增长的结构光中心线提取

结构光中心提取是结构光三维测量中的重要环节,为了能够在光学条件复杂的情况下实现结构光中心线快速精确的提取,提出一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)算法与RG(regional growth)算法的提取方法。首先,通过图像掩模法提取结构光的感兴趣区域(region of interest,ROI);然后对ROI进行两次高斯卷积得到其梯度分布,根据梯度分布确定一个初始位置;利用主成分分析确定初始位置的法线和切线方向并在该位置沿法线方向进行二阶泰勒展开得到亚像素级中心点,将其作为区域增长的种子点进行迭代运算,最终得到结构光的中心线。本文方法与灰度重心法、Steger法在中心线提取效果和时间上进行了比较,实验结果表明:本文方法在光学条件复杂的情况下,能够在光学条件复杂的情况下,准确地提取结构光的中心线且速度更快。     

道路网络图的区块划分算法

为了解决基于并行系统动态交通分配的网络分割划分问题,该文给出了一种道路网络图区块划分的启发式算法。该算法不同于当前的普适算法,是专门针对交通应用中的道路网络图的特点而设计的,算法首先对矢量网络进行栅格映射,然后通过区块生长方法来满足分割要求。相对于其他算法,该算法能够满足任意指定数量的区块划分要求,分析过程不需反复迭代。因此算法的执行效率很高,并且能够得到理想的划分结果。同时由于所考虑的并行硬件环境是IBM兼容机加局域网的主流平台,算法具有一般性。     

基于步行轨迹的复杂道路中心线提取方法

传统的基于GPS轨迹的路网提取多关注使用车载GPS轨迹数据提取城市车道级路网,忽略了校园、社区、景区等小范围区域内的复杂道路信息,该文提出了一种基于步行GPS轨迹数据的复杂道路中心线提取方法.在数据清洗的基础上,基于轨迹点分布密度进行栅格化,然后采用Zhang-Suen快速细化算法对栅格路网细化得到道路中心线,最后采用改进的追踪法实现路网矢量化.以华中师范大学校园为试验区域,提取出了人车混行、小路交错的校园路网,证明了该方法的有效性.     

基于图像理解的移动机器人定位问题研究

为了能够提高在一般环境下移动机器人定位的精度,文章采用栅格地图来描述环境;提出基于图像理解的移动机器人定位的概念,将栅格地图当成图像来处理,从而可以将图像配准中的优秀算法引入移动机器人定位中;对于栅格化的图像提取其Harris角点,同时提出两步匹配法寻找相邻2个时刻的2幅图像中匹配的Harris角点。首先采用里程计的数据对角点进行粗匹配,而细匹配采用的是基于随机抽样算法,能够有效地剔除粗匹配过程中误匹配的角点对,提高了定位算法的鲁棒性;最后用非线性最小二乘法估计机器人的位姿。通过实验可以看出在一般的环境中,基于图像理解的定位算法要优于基于线段特征的定位算法。     

基于显著图的遥感图像多分辨区域生长分割算法

针对传统区域生长算法对噪声敏感和初始种子过度依赖的问题,本文提出一种基于显著图的遥感图像多分辨区域生长分割方法.该方法利用亮度、颜色、方向三个特征金字塔生成显著图,通过视觉选择注意模型自动选择注意区域作为种子区域.从能分辨种子区域的最大尺度开始区域生长,直到0尺度,从而分割出对遥感图像中感兴趣的区域.实验结果表明该方法能有效地从遥感图像中分割出视觉注意的区域,且有较快的速度.     

Path Recognition Algorithm of Tracking Robots Based on Image Sensor

Path recognition is an inevitable core technology in the development of tracking robot. In this paper,the path tracking system of tracking robot can be realized by image sensor module based on camera to obtain lane image information,and then extract the path through visual servo. The whole system can be divided into seven modules: micro control unit( MCU) processor module,image acquisition module,debugging module,motor drive module,servo drive module,speed sensor module,and voltage conversion module.In image pre-processing part,there is an introduction of binarization processing and the median filtering to strengthen the image information. About recognition algorithm,three key variables which are changed in the movement state are discussed and there are also many auxiliary algorithms that help to improve the path recognition.The experiment can verify that the whole system can accurately abstract the black guide lines from the white track and make the robot moving fast and stable by following the road parameters and conditions.     

基于出租车轨迹数据的交通异常识别算法研究

为了实现基于出租车轨迹数据的交通异常识别,本文首先以城市栅格地图模型为框架,提出了一种针对城市路网的多光谱分隔算法,并根据城市路网分别从区域增长与区域融合两种角度实现了多光谱地图的分割。其次在分割的城市路网基础上,设计了交通异常的识别算法。算法依据单元区域内道路网络拓扑结构构建交通异常图,然后根据出租车路径选择模式的历史规律计算每个单元区域内不同路径上的出租车轨迹流量的变化,最后根据三倍均方差指标识别单元区域内的交通异常。文章最后以哈尔滨为例进行了算例分析,算例结果表明,本文提出的异常识别算法取得了良好的效果,验证了算法的有效性及准确性。