基于激光点云的树木三维几何建模系统的设计与实现

根据树木的几何拓扑原理,直接利用地面激光扫描仪扫描获得的活立木点云数据,提出了一种基于点云数据的树木三维高精度、真实感的快速重建技术,重点解决了树木骨架点的提取、枝条系统分级重建、模型交互式编辑等关键技术.应用结果表明,基于点云的树木三维几何建模系统能够克服传统树木建模精度低、效率低、形态逼真度差等不足,依据点云数据能快速高效地重建出忠实于现实树木形态结构的三维真实感模型.系统具有良好、灵活的交互性以及较强的实用性,可广泛应用于森林资源管理、精准农业、古树名木管理、园林规划设计等领域.     

磺基甜菜碱与烯烃磺酸盐复配体系的溶液特性

为考察磺基甜菜碱与烯烃磺酸盐复配体系的溶液性能,利用界面流变仪和泡沫扫描仪研究磺基甜菜碱复配体系的表面扩张黏弹性及泡沫性能,利用泡沫驱油装置测量磺基甜菜碱复配体系的流度控制能力。结果表明:磺基甜菜碱与烯烃磺酸盐的质量比为4∶6,复配体系的表面吸附量最大,分子占据的平均面积最小;复配体系的表面扩张黏弹性好于单一磺基甜菜碱或烯烃磺酸盐的表面扩张黏弹性,复配体系的表面膜以弹性为主,且复配体系的泡沫性能明显改善;复配体系在多孔介质中的流度控制能力明显好于单一磺基甜菜碱或烯烃磺酸盐的;复配体系受温度或盐的影响较小。     

基于ICC标准的扫描仪色彩管理研究

按照国际颜色协会(ICC)制定的开放式色彩管理标准，采用多项式回归算法以及矩阵模型和查表模型，建立给定扫描仪的设备特征描述Profile文件，实现了基于ICC标准的扫描仪色彩管理。研究结果对ICC标准的普及应用以及色彩管理应用水平的提高都有着指导意义。     

Improved method for the feature extraction of laser scanner using genetic clustering

Feature extraction of range images provided by ranging sensor is a key issue of pattern recognition. To automatically extract the environmental feature sensed by a 2D ranging sensor laser scanner, an improved method based on genetic clustering VGA-clustering is presented. By integrating the spatial neighbouring information of range data into fuzzy clustering algorithm, a weighted fuzzy clustering algorithm （WFCA） instead of standard clustering algorithm is introduced to realize feature extraction of laser scanner. Aimed at the unknown clustering number in advance, several validation index functions are used to estimate the validity of different clustering algorithms and one validation index is selected as the fitness function of genetic algorithm so as to determine the accurate clustering number automatically. At the same time, an improved genetic algorithm IVGA on the basis of VGA is proposed to solve the local optimum of clustering algorithm, which is implemented by increasing the population diversity and improving the genetic operators of elitist rule to enhance the local search capacity and to quicken the convergence speed. By the comparison with other algorithms, the effectiveness of the algorithm introduced is demonstrated.     

分区DBSCAN算法在激光雷达行人检测系统中的应用

摘要 行人检测过程中原始DBSCAN算法不能正确地对密度不均匀的激光点云聚类,产生错误的聚类结果导致行人检测系统出现误检和漏检。为解决这一问题,基于激光雷达的行人检测系统在原始密度聚类算法DBSCAN的基础上提出了分区DBSCAN算法。该算法将密度不均匀的点云数据划分为若干个密度相对均匀的分区,从而能实现对行人的快速准确检测。实验结果表明原始DBSCAN算法行人检测率为62.47%,使用分区DBSCAN算法的激光雷达行人检测系统行人检测率达到82.21%,相对于原始DBSCAN算法检测精度提高了19.74%;而且在时间消耗上也比原始DBSCAN算法降低了16.22%。     

三维激光扫描仪油膜粗糙度检测

【目的】观测水面油膜粗糙度,以进一步研究水面油膜对后向散射的影响,提高微波监测水面溢油的精度。【方法】采用三维激光扫描仪观测激光垂直扫描油面获得测距数据,多次测量求平均值后再求其均方根误差以实现对油膜粗糙度的观测。【结果】随着含水率的增加,原油张力和粘度逐渐增大,当温度为20~33℃时,其乳化饱和含水率不大于21%,在理想状态下的原油乳化制备过程中,油膜粗糙度与含水率基本呈余弦关系。三维激光扫描仪可在0~6m/s风速下观测油膜厚度0.005mm的油面粗糙度。【结论】采用三维激光扫描仪观测油膜粗糙度是可行的。     

超声诊断仪TGC电路的改进

给超声诊断仪的时间增益控制(TGC)电路，增设一个局部增益可调节电路．可达到增强某些指定区域上回波脉冲或脉冲群信号的效果．使操作者能够对任一深度区域的信号提供附加放大量．从而更有效提高图像诊断的质量。     

激光扫描成像系统的全息扫描装置设计

激光全息扫描成像系统具有体积小、重量轻、结构简单等特点 .它可用于小型物体的三维成像、大型物体某一侧面的浮雕式图像及地貌图的制作等 ,同时它又能克服传统电子扫描摄像系统无法采集三维空间信息的缺陷 ,这为计算机进行三维图像处理提供了必要的条件 .根据给定的分辨率和扫描区域纵横比设计了用于扫描成像系统的全息扫描装置 ,并对此进行了讨论 .     

CAI课件制作室的研究与设计

教师自己开发制作CAI课件的要求越来越高,需要将大量的传统教学资料和电教资料进行转换,并以多媒体计算机为中心对它们进行编辑制作,传输到教室进行教育教学活动。本文设计的课件制作室,使教师进行课件制作时可以很方便地在一处完成从采集到成品的全部操作环境,避免了大量的重复烦琐的连接和不便,极大地提高课件制作的质量和效率。     

基于TLS数据的杨树削度方程建立及材积估算

【目的】削度方程可以很好地描述树干直径随树高变化的情况,基于地基激光雷达(terrestrial laser scanner, TLS)的高精度三维点云数据建立准确的削度方程并进行立木材积估算,对活立木尺度的材积估计具有重要意义。【方法】以江苏省黄海海滨国家森林公园杨树人工林为研究对象,获取4块样地的TLS点云数据,通过MATLAB 2020a软件计算点云平坦度和法向量以提取单木主干,采用圆拟合方法进行不同高度处的直径拟合,利用32株样木的数据,选取6种削度模型进行建模,得到杨树树干削度方程最优拟合模型,并进行材积估算。【结果】利用TLS数据提取的胸径能替代实测胸径,其平均误差小于0.90 cm。通过对6种模型的拟合优度检验,Schumacher and Hall模型为该地区杨树削度方程最优拟合模型,模型的决定系数R²=0.984,均方根误差为1.00 cm,相对百分误差为2.79%,平均预估误差为0.271%。利用Schumacher and Hall 削度方程最优拟合模型进行活立木材积的估算,经与二元材积方程估计结果进行对比,其相对差异为3.34%,二者在统计上无显著差异。【结论】该方法可以减少地面调查对树木造成的永久性破坏,为人工林的蓄积量调查提供有效的技术支持。