基于多通道融合和极线约束的道路检测与定位

计算机双目视觉道路检测及定位在实现无人运动平台自主导航中具有重要意义.根据双目摄像机系统模型,提出基于多通道阈值融合的车道线检测方法,融合车道线边缘和色彩信息进行图像阈值分割,采用透视变换和自适应动态滑窗法提取车道线像素,采用最小二乘法拟合道路模型并依据极线约束关系进行定位,投影至SLAM地图中.实验结果表明,算法在光照变化、阴影遮挡等场景中均能精确检测车道线,将车道线信息投影至三维地图可以有效地将车道信息与地图信息进行融合,提高了道路感知能力.      

焊缝结构光图像处理与特征提取方法

为实现焊缝磨抛自动化,将双CCD相机与激光器搭载于磨抛机器人上,构成机器人视觉导航和检测系统。根据机器人与焊缝特征点之间空间位置的相关性,构造动态感兴趣区域(ROI),提出了一种提取焊后焊缝结构光特征线的快速算法,该算法可将图像处理区域缩小到原来的1.49%,从而极大地提高了运算效率。在动态ROI内,对图像进行分析,针对焊缝结构光图像的特点,对图像的预处理过程进行了优化,采用动态高斯平滑模板处理直方图,改进了阈值计算方法。在此基础上,提取焊缝激光带的特征线,并进行了实验研究。研究结果表明,视觉系统稳定可靠,提出的算法能够快速地锁定动态ROI,可准确地提取结构光特征线,从而为磨抛机器人视觉导航和检测奠定了基础。     

线性结构光心的自适应迭代提取法

针对线结构光测量系统中如何提高光刀中心位置提取精度的问题,根据系统量传递理论,建立了线结构光截面强度的偏态分布分析模型,采用一种基于重心法的自适应迭代算法来提取光刀中心位置,并且分析了被曲面调制后的光刀强度分布变化对光刀中心位置提取精度的影响.分别对45°标准斜面和自由曲面进行了实验,并与阈值重心法、自适应阈值法进行了比较.实验结果表明,自适应迭代提取算法可以得到较稳定、更准确的光刀中心位置数据,精度可从50μm提高到10μm左右,并具有受外界干扰影响较小的特点,因此满足了线结构光测量系统的测量精度要求.     

基于动态聚类算法的显微刻度线自动提取

设计一种基于机器视觉的显微刻度线自动提取系统,提出了一种实时、自适应能力强的刻度线全自动提取方法.根据Hough变换对刻度图像进行刻度边缘直线提取;基于动态聚类的方法对所提取的刻度边缘直线进行有效归类,给出了自动选取归类阈值的方法,借助归类信息进行非刻度线直线剔除操作;对优选后的直线使用最小二乘法对刻度线中线进行精确拟合.实验结果表明,使用该方法提取刻度线的精度高、抗干扰能力强.     

曲面拟合方法从DEM中提取线性信息

依据Haralick提出的使用最小二乘法拟合曲面提取线性信息的原理,研究了具体实现方法,并依此编制了提取线性信息的程序。应用该程序从实验数据中提取了山脊线与山谷线,并对应其联贯性不好的缺点提出了相应的改进方案。     

基于动态规划提取信号小波脊和瞬时频率

提出一种基于动态规划提取信号小波脊和瞬时频率的方法,其基本思路是：对信号进行连续复Morlet小波变换,由变换得到的小波系数的局部模极大值初步提取其小波脊;为降低噪音影响,在初步提取的各小波脊附近选取部分小波系数,通过施加罚函数平滑噪音干扰引起的小波脊变化的不连续性,将小波脊的提取问题转变为最优化问题,采用动态规划方法计算得到新的小波脊;根据小波尺度与频率的关系由提取的小波脊识别出信号的瞬时频率。将提出的方法运用于含噪调频信号进行数值模拟分析和实测索冲击响应信号分析。研究结果表明,基于连续小波变化的模极大值可以有效提取信号小波脊和瞬时频率;采用施加罚函数的方法可有效降低噪音的影响;基于动态规划的方法可有效提高计算效率。     

一种自适应的EDTLBP人脸识别方法

局部二值模式(local binary pattern,LBP)算子只采用0阈值编码,忽略像素对比度信息,造成了特征提取单一﹑抗干扰能力差的缺点。主要从两方面对以上问题加以改善:为获取光照变化环境下最具有鉴别能力的多元特征空间,采用交叉验证算子筛选出两组最优动态阈值,分别进行LBP编码;为有效融合提取的多尺度特征,引入信息熵估算各阈值编码后的LBP特征权重,作为不同阈值特征融合时的贡献率。所提方法 EDTLBP(entropy dynamic threshold local binary pattern)在各组对比实验中均取得了最优结果,其中,在不可控光照环境下的户外人脸库上更取得了100%的理想识别率。实验结果表明,EDTLBP方法在光照变化环境下具有极强的自适应性。     

基于脊波变换的直线特征检测及其实现

在数字图像领域,图像的特征检测是一种重要的图像预处理技术,广泛应用于轮廓抽取和纹理分析等领域.本文在Matlab编程环境下,将脊波变换提取图像直线特怔的实现分为3个步骤:(1)对含躁声的图像进行Randon变换;(2)对得到的Randon变换域进行3层小波变换,得到脊波系数;(3)对脊波系数进行阈值处理,得到的稀疏脊波系数经逆变换提取图像的直线特性.利用该方法分别对几种含躁声的图像进行直线检测,结果图像的信噪比可以达到17.4以上.研究表明,脊波变换对直线特征的提取可以得到良好的效果.     

基于脊波变换的自适应阈值图像去噪算法

利用脊波变换的方法，研究了图像去噪问题．设计了一种基于脊波变换的改进图像去噪算法，该算法采用软硬阈值折中函数，针对Normal Shrink阈值提出了改进．仿真实验表明，该算法与小波全局软硬阈值去噪、脊渡全局软硬阈值去噪等算法相比，图像的峰值信噪比值有明显提高，算法对以直线特征为主的图像较为有效．     

基于DEM与SPOT5的小班边界自动提取

小班界线的确定是森林资源规划设计调查最基本的内容,它关系到森林分布空间定位的准确性和面积数量的精确性。采用传统的野外对坡勾绘的方法确定小班界线,带有很大的主观性,且外业工作量相当大。在山区,小班边界一般与山谷线、山脊线相吻合,笔者针对山区小班分布的特点,应用地形表面流水数字模拟法,从DEM中提取出山谷线、山脊线,结合SPOT5遥感影像信息,采用图像分割技术自动提取小班边界,并对分割对象进行评价,提取精度最高可达到0.579。     

Geophysical evidence for reduced melt production on the Arctic ultraslow Gakkel mid-ocean ridge

Most models of melt generation beneath mid-ocean ridges predict significant reduction of melt production at ultraslow spreading rates (full spreading rates &<20 mm x yr(-1)) and consequently they predict thinned oceanic crust. The 1,800-km-long Arctic Gakkel mid-ocean ridge is an ideal location to test such models, as it is by far the slowest portion of the global mid-ocean-ridge spreading system, with a full spreading rate ranging from 6 to 13 mm x yr(-1) (refs 4, 5). Furthermore, in contrast to some other ridge systems, the spreading direction on the Gakkel ridge is not oblique and the rift valley is not offset by major transform faults. Here we present seismic evidence for the presence of exceptionally thin crust along the Gakkel ridge rift valley with crustal thicknesses varying between 1.9 and 3.3 km (compared to the more usual value of 7 km found on medium- to fast-spreading mid-ocean ridges). Almost 8,300 km of closely spaced aeromagnetic profiles across the rift valley show the presence of discrete volcanic centres along the ridge, which we interpret as evidence for strongly focused, three-dimensional magma supply. The traces of these eruptive centres can be followed to crustal ages of approximately 25 Myr off-axis, implying that these magma production and transport systems have been stable over this timescale.     

基于DEM的汾河流域水系提取试验研究

以山西省汾河流域为水系提取实验研究区域,采用该区域的DEM数据,依托地表径流模型,并利用ArcGIS10.0中的水文处理工具包对河流流域进行水系特征提取,通过对水流方向的计算,对集水积累量进行分析,最终生成基于不同阈值的河网。     

GIS数字地形模型的建立及应用研究

介绍了GIS数字地形模型（DTM）的构造原理和方法,用离散点移动拟合距离加权平衡插值方法生成了GIS数字高程模型（DEM）,以DEM为基础,用离散点插值数值拟合方法构造了DTM的数学模型,用该模型从DEM中提取地面单元的平均高程、相对高程、高差、高程变形、坡度、坡向、地面粗糙度、坡面形态、谷脊特征线、沟谷密度、沟谷深度等各种地形结构线,由EDM产生了三维地形立体模型和各种地形剖面,以及地面幅照度的计算和地形阴阳坡的划分等,用该方法对晋西离石羊道沟流域的土壤侵蚀进行了试验研究。     

小波阈值去噪与岭估计在飞机磁补偿中的应用

针对飞机干扰磁场模型求解时均方误差较大的问题,提出小波阈值去噪结合岭估计(WTRE)的模型参数求解方法.首先采用小波阈值去噪对观测数据进行预处理,降低测量噪声对模型求解的影响;然后利用岭估计求解干扰磁场模型系数,岭参数的选取采用L曲线法.参数估计仿真实验的结果表明,WTRE的均方误差明显小于LS估计和岭估计,特别是在低信噪比情况下对岭估计的改进更加明显.飞机磁补偿仿真实验的结果表明,采用WTRE所求系数补偿后的信噪比最高,在飞机磁补偿中与其它方法相比具有明显的优越性.     

三元均相共沸精馏浓度的分布

通过对泡点温度面具有代表性的两个三元共混系统的连续精馏实验,考察了在进料组成位于泡点温度面脊上的情况下沿塔高的浓度分布,     

南黄海辐射沙洲海底地形可视化与定量分析

南黄海辐射沙洲海底地形复杂多变,精细的数字地形模型、不同地形单元的立体可视模型及其定量统计值是进行海洋科学研究、海洋功能区与海域开发利用的基础.利用在辐射沙洲北翼进行的单波束测深获取的水深资料,根据残差分析,选择研究区现有水深数据最佳插值法——克里金法,生成海底地形的数字高程模型.运用水深分层设色法立体可视地表征了辐射沙洲的四种地形单元:浅滩、沙脊、潮流槽和宽谷.根据地形倾角可以定量地分析脊、槽等地形单元的坡形变化,整个沙洲以水平-微倾斜地形(倾角<5°)为主,占总面积的60%,分布在宽谷、沙脊顶部和潮流槽中部等.地形剖面曲率分层设色可以更细致地刻画脊、槽相间地形单元的微地貌,并可定量分析不同地形单元的面积及所占比例.地形平面曲率和切线曲率可以指示不同地形单元的海洋动力特征,即:负值区水深较小、流场较强;正值区水深较大、流场较弱.     

基于DEM的流域特征提取及应用

依据数字高程模型(DEM)提取流域特征信息的基本原理,对DEM在非点源污染研究领域的应用进行了有益的探索.应用密云水库北部流域的DEM进行了流域的刻划及SWAT模型运行单元水文响应单元(HRUs)的生成,在集水区面积阈值为2 km2的水平上得到的流域水系主河道与实际水分有最大相似性,共生成310个子流域和594个HRUs.从DEM刻划结果准确性的检验等3个方面讨论并总结了应用结果.     

Constrained circulation at Endeavour ridge facilitates colonization by vent larvae

Understanding how larvae from extant hydrothermal vent fields colonize neighbouring regions of the mid-ocean ridge system remains a major challenge in oceanic research. Among the factors considered important in the recruitment of deep-sea larvae are metabolic lifespan, the connectivity of the seafloor topography, and the characteristics of the currents. Here we use current velocity measurements from Endeavour ridge to examine the role of topographically constrained circulation on larval transport along-ridge. We show that the dominant tidal and wind-generated currents in the region are strongly attenuated within the rift valley that splits the ridge crest, and that hydrothermal plumes rising from vent fields in the valley drive a steady near-bottom inflow within the valley. Extrapolation of these findings suggests that the suppression of oscillatory currents within rift valleys of mid-ocean ridges shields larvae from cross-axis dispersal into the inhospitable deep ocean. This effect, augmented by plume-driven circulation within rift valleys having active hydrothermal venting, helps retain larvae near their source. Larvae are then exported preferentially down-ridge during regional flow events that intermittently over-ride the currents within the valley.     

结合新安江模型和TOPMODEL模型对流域土壤水分空间分布模式的描述

改进型新安江模型利用双抛物线型曲线来描述流域土壤蓄水容量的空间分布及进行产流计算,双抛物线型曲线有一种内在结构,能够利用同一组参数对流域空间上同时存在的多种土壤水分模式进行描述,然而,这一曲线为统计积分表达式,需要利用流域降雨径流观测资料通过最优率定来确定.传统的TOPMODEL模型利用湿润指数或土壤一地形指数,对流域内每一点的土壤水分进行预测.然而,TOPMODEL模犁假定整个流域处于稳定状态,且地下水位与地面平行.这种简化处理使得TOPMODEL模型并不适用于流域每一点,本文结合新安江模型双抛物线型曲线和TOPMODEL型湿度指数,充分利用流域降雨径流观测资料和分布式地形数据.对不同的土壤水分模式在广东省珠江三角洲双桥流域空间上的分布进行了确定,研究得出了该流域划分TOPMODEL模犁适用范围的湿度指数临界值.