RANSAC算法在线结构光视觉测量系统中的应用研究

针对线结构光视觉测量系统中参数标定易受噪声和亮度突变等因素的影响,而传统算法难以拟合包含异常值点云的问题,在现有标定方法的基础上,提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)的改进算法拟合光平面参数。随机选取三个点云数据拟合光平面,选择阈值并统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特征值法进行平面拟合得到所求平面方程。实验结果表明,与最小二乘法相比,该方法可以很好地适应标定过程中出现的误差和异常值的情况,稳健地估计平面参数值,从而进一步提高线结构光参数标定精度。     

结合区间和符号方法的多变元多项式的混合全局最优化方法

提出了一种求解带边界约束的多变元多项式全局最优解的混合方法.混合是指在优化的过程中结合了区间方法、符号方法和数值方法.一方面通过区间方法在舍入误差存在的情况下得到包含最优解且满足要求的任意小区间;另一方面通过符号方法解决当Jacobi矩阵在区间内某点奇异时区间牛顿法无法验证驻点的存在性与惟一性的问题;同时,利用数值优化方法(如BFGS方法)来有效克服区间方法运算速度慢的缺点.此外,文中的算法非常有利于并行化,因此可以进一步提高算法效率.     

随机抽样一致性算法在线结构光视觉测量系统中的应用

针对线结构光视觉测量系统中参数标定易受噪声和亮度突变等因素的影响,而传统算法难以拟合包含异常值点云的问题,在现有标定方法的基础上,提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)的改进算法拟合光平面参数。随机选取三个点云数据拟合光平面,选择阈值并统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特征值法进行平面拟合得到所求平面方程。实验结果表明,与最小二乘法相比,该方法可以很好地适应标定过程中出现的误差和异常值的情况,稳健地估计平面参数值,从而进一步提高线结构光参数标定精度。     

线结构光多传感器三维测量系统误差校正方法

针对线结构光多传感器三维轮廓测量系统中多传感器坐标系统一误差及线结构光带特征平面方程求解误差的校正问题,应用一种可进行特征点多分辨率提取的平面靶标,选择两传感器共同测量范围内部分特征点作为参考点,应用迭代求解最近临点算法,求解两标定坐标系精确统一的参数,实现多传感器测量系统中两坐标系统一误差的校正.提出了一种带参数的线结构光带图像特征点亚像素提取算法,通过参数设置改变线结构光带特征平面的位置,对线结构光带特征平面方程求解误差进行校正.实验结果表明,误差校正算法精度高、重复性好,确保测量系统可以获得复杂型面物体高精度的截面测量配准数据.     

路线平面线形设计计算的两点线元法原理

提出通过两点确定平面线形线元的设计计算方法。将平面线形线元分为切直线、圆曲线、正\反向完整型回旋线、正\反向非完整型回旋线共6种基本类型,均可由最多4个独立参数唯一确定。采用线元法顺次设计平面线形时,与起点相关的坐标、切向角、半径3个独立参数已知,故只需再拟定终点坐标即可唯一确定各基本型线元,均类似于两点确定一条直线。偏转角是线元其余参数计算的关键,圆曲线线元采用解析法,回旋线线元采用迭代法,亦可通过多项式拟合公式进行预估,误差不超过1.0%。两点线元法凸显坐标位置对线形的控制作用,适宜于立交、山岭区等复杂曲线线形设计及既有道路线形重构等。     

基于多结构快速生成算法的建筑物平面提取

针对RANSAC算法在多结构数据集中提取平面点时存在的不足,提出了基于多结构快速生成算法的点云平面提取的新算法.该算法在随机产生一组平面模型之后,通过每个点相对于模型的残差排序信息,计算条件内点概率分布,然后利用得到的内点先验分布概率指导模型采样.实验结果表明,该算法能准确地检测出点云数据中的平面,相比RANSAC算法具有更好的采样效率.     

一种多线结构光测头的误差补偿方法

针对在多线结构光测量系统中光平面不等距和不平行引起测量误差的问题,提出了一种基于标准三角块的误差补偿方法.通过分析测量误差产生的原因,建立了光平面平行度、光平面间距与测量误差之间关系的数学模型,将测头产生的结构光条投射到一个标准三角块斜面上,利用三角块斜面的几何变换能力将光平面平行度、光平面间距的信息转换到系统可以进行精确测量的光平面当中.通过CCD采集和数学计算,可以得到准确的各光平面平行度和光平面间距的误差数据,并根据得到的误差数据对测得的原始数据进行补偿修正,由实验证明了该方法在对阵列式多线结构光测头结构误差补偿后,测量得到的数据精度可以提高约40%.     

平面度误差统计特征实验

针对平面度误差统计特征识别的问题,以条件概率和全概率为理论依据,提出由平面到直线再到平面的研究思路.采用三坐标测量机对某两个零件实际平面进行提取实验,通过对实验数据的分析和处理,对其平面度误差统计特征进行识别.经过检验方法计算验证,结果表明,在工艺系统稳定的情况下,加工出来的工件表面的平面度误差呈现正态分布的特征.     

带区间参数的贝叶斯网的近似推理

 用区间概率代替贝叶斯网中的点概率,将贝叶斯网扩展为带区间参数的贝叶斯网,使得贝叶斯网更具一般性.用规范概念的计算规则进行区间概率的计算,用Gibbs采样的近似推理法对带区间参数的贝叶斯网进行近似推理,计算后验概率.并给出近似推理的算法和实验,实验结果表明该方法是有效的.     

凸方法和区间法在可靠性设计中的对比分析

基于对区间非概率可靠性模型和凸集非概率可靠性模型下的非概率可靠性指标的对比分析,通过理论推导和图形分析得到两种方法下的非概率可靠性指标具有一致性,即区间法非概率可靠性指标认为可靠,基于凸方法的非概率可靠性指标必然认为可靠,但反之则未必成立.基于区间法比基于凸方法的非概率可靠性指标对可靠性的判断偏保守,从而得到凸方法是一种更符合实际工况的非概率可靠性计算方法等结论,同时通过对两种方法的非概率可靠性指标的数值算例结果进行比较,也验证了这一结论.     

考虑参数误差的严密线元不确定性模型

在分析误差带模型研究的基础上,从概率统计和误差传播理论出发,考虑线元端点以及量测距离的误差,导出了更为严密、准确的线元不确定性模型;解决了线元误差分布特点,阐述了误差带宽的确定,并对其计算结果和可视化进行了分析和讨论。     

洪水预报误差分布的极大熵法

首先根据实际洪水预报误差出现在有限区域的特点,应用极大熵原理,建立了洪水总量预报误差分布的极大熵模型;通过几个不同流域的计算,得出随着降雨量的增大,产流预报误差趋于一个稳定值的结论. 同时将该模型计算的分布与正态分布进行了比较,结果表明用极大熵法求得的误差概率分布能更好地描述洪水总量预报误差的分布特性,可以根据实际降雨量的大小确定不同的最大不确定性的误差分布,为分析不同量级洪水预报的风险提供依据.     

一种基于失效概率相对误差估计的可靠性分析方法

为更高效地分析复杂机械结构的可靠性，提出了一种新的基于Kriging模型和失效概率相对误差估计的自适应分析方法.采用泊松二项分布的近似正态分布推导了样本符号不确定区域内真实失效样本数的取值范围，并通过引入比例因子重新定义取值下限，以确保真实失效样本数准确落在确定的区间内，进而给出了一种更精确的失效概率相对误差的估计.采用学习函数U实现自适应试验设计.通过两个算例验证失效概率相对误差估计和自适应分析方法的准确性、通用性及高效性，结果表明:本文方法不仅能准确估计失效概率的相对误差，而且显著减少了功能函数的调用次数.     

应用极值理论预测开放式基金赎回量

对产生开放式基金流动性风险的主要原因之一开放式基金的巨额赎回做了阐述,将极值理论运用在流动性风险的测量之中·通过分析发现,I型极值分布适用于预测开放式基金赎回量发生的概率,并运用极大似然法对参数进行了估计及拟合优度检验·同时还应用蒙特卡罗方法对所得结果做进一步的模拟实验,对基金赎回量的均值和标准差做出预测·基金管理人可以根据一定的概率,预测出基金的赎回量,进而预留出适当的现金,为合理地规避开放式基金的流动性风险提供了一种很好的预测方法·     

电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带选取算法

为了有效利用线路暂态特征频带包含的故障信息,准确选取线路暂态特征频带,使得频率在该频带内的暂态分量可有效体现电网低频振荡扰动源位置,提出电网低频振荡扰动源线路暂态特征选取算法。分析了线路边界频率特性,获取线路暂态特征频带上限约束值。将电网低频振荡扰动源线路的始端和末端当成端口,通过二端口网络方程获取线路等值阻抗,对暂态特征进行分析。在此基础上,通过矩阵束法对不同线路电流频率分量和频率分量相位进行提取,按照升序顺序排序,对不同频率分量相位进行比较。将与90°相角相应的频率当成频带上限,完成对电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带的选取。实验结果表明:所提算法可得到线路暂态特征频带选取结果,获取电网低频振荡扰动源位置;和特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取算法与基于暂态相电流特征分析的故障选线算法相比,所提算法选取结果和实际结果间的误差最小。可见所提算法暂态特征频带选取结果准确。     

岩体结构面产状随机分布空间表征

基于不同的结构面产状概率分布函数对工程岩体的结构面进行模拟.通过运用内聚理论对结构面进行组别划分,并分别采用双平均密度分布、双正态密度分布、Fisher分布三种不同的分布形式,结合分布参数的反演,进行随机性结构面模拟.引入辽宁省某边坡工程的计算,运用自主研发的Geo SMA-3D(geotechnical structure and model analysis-3D)系统进行关键块体搜索,提出离散性评价参数,分析基于不同结构面产状概率分布计算得到关键块体体积的差异.研究发现当离散性评价参数大于临界值时,生成的关键块体体积随离散性评价参数的减小而增大.     

基于特征点统计模型的联机签名校验

在联机签名校验中,动态时间规正(DTW)方法是一种常用的校验算法,在非线性时间对齐的基础上给出两个签名间的距离并进行判决,这样做经验的成份较多,缺乏统计基础。该文提出了签名的特征点统计模型,利用DTW算法在序列匹配的基础上从签名中提取到多个特征点,将每个特征点的变化情况描述为多维统计特征的概率分布,在所有特征点具有同样协方差分布的假定下得到具体的概率分布参数。按照此模型推导出了在最小风险准则下对签名进行真伪判决的判决准则。采用此方法对一个公共的签名样本库进行了真伪校验测试,得到了4.41%的等误率。     

链码表和线段表在计算机图像处理中的应用

针对图像进行准确数字化描述是计算机图像处理的关键问题。在图像特征提取过程中,采用链码表和线段表描述特征向量的数据结构。首先进行轮廓跟踪,用行扫描得到图像轮廓起点,然后采用链码跟踪技术得到封闭的轮廓信息--链码表,直到所有的轮廓跟踪完毕为止。再通过线性转换得到线段表,最后根据链码表和线段表分别求出周长和面积等特征。此方法已在Visual C＋＋平台实现,经验证,采用链码表和线段表两种结构可准确求出图像几何形状特征。     

深水浊积岩储层定量解释技术及应用

目前深水浊积岩储层定量解释主要是在岩石物理分析基础上采用弹性参数截止值来实现,该方法无法准确描述定量解释存在的不确定性,存在较大的误差.因此,研究形成一种新的深水浊积岩储层定量解释技术,首先基于叠前反演获取弹性参数体,分岩性统计已钻井数据,通过交会分析确定弹性参数对不同岩性的响应范围,并采用随机模拟建立不同岩性的概率分布函数,然后基于贝叶斯分类方法,估算目的层范围内每一种岩性的相对比例,并对概率密度分布函数进行加权,将加权后的概率密度分布函数应用到地震属性体获取岩性概率体,再通过多实现岩相随机模拟得到岩相体.最后,在岩相体约束下通过高斯协模拟获得孔隙度体.实际应用表明,改进的深水浊积岩储层定量解释技术得到的岩性数据具有更加明确的地质含义,并可定量评估岩相预测风险,提高了定量解释精度.     

软土地层盾构近距上跨运营地铁施工技术

为研究新建线路上跨既有地铁隧道的施工控制措施的合理性,通过现场试验的方法研究了杭州地铁7号线上跨既有地铁1号线的施工措施,并对隧道变形及地表沉降监测数据等进行了分析.研究表明:1号线运营地铁的道床变形、管片收敛及病害扩张等均得到有效控制;7号线施工过程中的地表沉降、管片姿态等均在允许范围内.研究结果对类似盾构近距离上跨...