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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蒋长宝 程岳 李春梅 侯典东 杨毅毫 焦冰洋 赵冬 邓博知
CO_(2)地质封存是减少大气中CO_(2)排放，降低温室效应的重要途径，CO_(2)注入含水地层中时，CO_(2)-水-岩反应可能引起岩石矿物的侵蚀，对CO_(2)地质封存安全性产生显著影响。在室内实验中，通过表征岩石表面的形貌特征可以有效地评估CO_(2)-水-岩反应程度，为CO_(2)地质封存的安全性评估提供科学依据。通过三维点云计算可以精确量化地表征CO_(2)-水-岩反应程度，这种方法首先运用三维激光扫描技术，构建岩石表面的三维模型，确定CO_(2)-水处理前岩石表面三维模型的基准面，并基于处理前的均方根粗糙度确定处理后岩石表面三维模型的基准面。基于三维模型点云信息，提出了两种不同的体积计算新方法，并通过对规则模型体积的计算比较了两种计算方法的准确性与适用性，可根据实际情况选择两种计算方法量化表征CO_(2)-水处理前后岩石表面的侵蚀体积。最后，以陕西省咸阳市某煤矿煤样为例，开展了CO_(2)-水-岩反应模拟试验，验证了计算的可行性。试验结果表明：该文提出的侵蚀体积计算方法可有效地量化表征CO_(2)-水-岩反应程度，CO_(2)-水处理后岩石表面不同区域的侵蚀差异性明显，岩石表面的侵蚀体积与均方根粗糙度之间存在显著的正比关系，随着均方根粗糙度的增大，侵蚀体积也相应上升。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
谢维强 张晓平 刘晓丽 周小雄 刘泉声
砂土颗粒的形态学特征(尺寸和形状)对于评估砂土材料的力学特性至关重要,因此准确地量化其三维形态学特征是研究砂土材料力学特性的前提工作。相比三维测试(表征)方法,二维测试(表征)方法具有测试方式多、程序简单、成本低等优点。为研究二维图像对砂土颗粒三维形态的表征,利用三维激光扫描技术获取砂土颗粒的三维点云数据;然后利用计算机算法重构砂粒的三维模型,准确快速地自动提取砂粒的三维形态特征;借助算法获取了随机单一投影法、最大最小投影面积法(选自1 000张投影)和三正交方向投影法下的砂粒二维形态参数;分析了二维参数与三维参数之间的相关关系,提出了基于砂土颗粒二维形态特征表征三维形态特征的可靠方法。结果表明,砂土颗粒的三维尺寸(长、宽、厚)可使用相应的二维尺寸估算(线性拟合系数R~2=0.735～0.994); 3种投影方法中,最大最小投影面积法和三正交方向投影法可准确地估算砂土颗粒的三维形态,为砂土材料的快速定量化表征提供了实用方法。
[期刊] 林业科学
[作者]
尤磊 哈登龙 谢明坤 张晓鹏 宋新宇 庞勇 唐守正
【目的】利用地面三维激光扫描仪获取的单木树干点云,提出一种基于断面轮廓曲线的树干材积计算方法,为准确测定单木树干材积提供参考。【方法】首先,将树干点云按设定高度thick划分为若干等高垂直分段,对于一个垂直分段,将其树干点云投影至下断面得到一个平面点集,以该点集凸包点形成闭合凸多边形的质心为中心点,以角度参数θ对该平面点集角度分区,一个角度分区中所有点的重心点为该角度分区的轮廓点,根据角度分区在上下垂直分段上的相邻性和连续性修复无轮廓点的角度分区;然后,以当前垂直分段所有角度分区的轮廓点为插值点,构建一条闭合连续光滑的三次B样条曲线(称之为垂直分段的断面轮廓曲线),该曲线所围面积为断面积,断面积与高度thick之积为垂直分段体积,所有垂直分段体积累加得到树干材积。分别以可准确计算体积的圆柱体、圆台体和抛物线体的模拟点云与地面三维激光扫描仪获取的来自7个树种183个长度为1 m的树干点云为实测数据,开展模拟试验和实测试验。【结果】模拟试验结果表明,对于圆台体和抛物线体的体积计算,断面轮廓曲线法在合适的thick与θ参数下计算精度高于拟合圆、拟合圆柱体和Bézier凸曲线法的计算精度。实测试验结果表明,与断面轮廓曲线法计算的材积(thick=2 cm,θ=2°)相比,拟合圆、拟合圆柱体和Bézier凸曲线法计算材积的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为064%、43365 cm~3和054%,均方根误差(RMSE)分别为063%、42906 cm~3和053%,总相对误差(TRE)分别为1188%、3 36136 cm~3和951%。【结论】断面轮廓曲线法计算的树干断面积和材积最为精确,传统以横断面是圆为理论计算的树干断面积和材积均大于其真值。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张倩 代伟 朱美强 张坤 王军
针对机器人抓取问题进行了综合性教学实验设计，提出了基于物体点云信息的机器人跟踪抓取方法。通过阈值处理保留运动模糊光条中亮度较高的部分，改善了运动模糊情况下光条区域提取困难的问题；利用特征直方图对不同物体的点云进行特征描述，实现了由未知的点云信息查询得到实际的抓取位置的目标；采用基于位置控制的优化算法实时更新跟踪路径，完成抓取操作。通过该完整的实验设计能够帮助学生理解激光三角法、点云信息、位置逼近等基本理论和方法，培养学生理论联系实际的能力和对科学研究的兴趣。
关键词：
三维点云 激光条纹 抓取 教学实验
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
黄天天 刘波
针对植物三维点云精简时特征信息提取不准确的情况,提出局部曲率误差和法向量夹角相结合的区域复杂度判断方法,对曲率精简算法进行改进。将每个数据点K邻域内曲率标准差和法向量夹角与阈值进行比较,确定局部区域的复杂情况,采用不同精简率判定邻域点是否保留,统计其保留概率,最后通过整体精简率和保留概率确定数据点的取舍。通过与传统精简算法进行对比分析,在相近精简率下,提出的局部曲率误差–法向量夹角法精简后的植物叶片、叶脉特征更明显,封装建模后的偏差减小了25%以上。
[期刊] 经济地理
[作者]
田宇 许建 麻学锋
连片特困地区是我国当今扶贫攻坚的主要战场,精准识别贫困人口及贫困类型是开展精准扶贫的关键。从多维贫困指数及发生率角度探讨我国扶贫问题已成为当今国内研究的焦点。在科学、系统设计多维贫困测算指标的基础上,以武陵山片区扶贫重点市(州)为例,构建基于"单维度、多维度识别及贫困加总/分解"多维贫困测算法对研究区域贫困人口进行测算与分析。利用Kriging法对非样本点进行空间插值,从而系统、合理地分析研究区域多维贫困的空间分布状况。结果显示:武陵山片区农村家庭存在多个维度的贫困,多维贫困发生率较高,多维贫困家庭达到了70.9%,重度贫困家庭达到了40.1%;多维贫困指数较高,其中燃料、人均收入、教育年限对贫困指数的影响较大;此外,不同地区各贫困指标差异不同,地处武陵山片区的怀化及湘西自治州的农村多维贫困问题比较严重。
[期刊] 经济地理
[作者]
田宇 许建 麻学锋
连片特困地区是我国当今扶贫攻坚的主要战场,精准识别贫困人口及贫困类型是开展精准扶贫的关键。从多维贫困指数及发生率角度探讨我国扶贫问题已成为当今国内研究的焦点。在科学、系统设计多维贫困测算指标的基础上,以武陵山片区扶贫重点市(州)为例,构建基于"单维度、多维度识别及贫困加总/分解"多维贫困测算法对研究区域贫困人口进行测算与分析。利用Kriging法对非样本点进行空间插值,从而系统、合理地分析研究区域多维贫困的空间分布状况。结果显示:武陵山片区农村家庭存在多个维度的贫困,多维贫困发生率较高,多维贫困家庭达到了
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
廖崴 郑立华 李民赞 孙红 杨玮
为给果园精细管理中果树修枝整形、果实品质评价以及果实产量估算等提供科学的理论依据和技术指导,以果园自然开心形苹果树为研究对象,基于果树三维点云结构,进行果树冠层空间光照分布建模研究。用三维点云重构技术和点云分割技术获取果树不同高度的点云分层,分别使用像素占比和Graham扫描算法计算各高度点云分层垂直投影的有效投影面积和占地面积及有效叶面积指数。以果树冠层不同高度层的有效叶面积指数为自变量,对不同高度层平均相对光照强度进行线性回归,获得果树冠层光照分布模型,并对模型进行验证。结果表明:所建果树冠层光照分布
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周崇秋 高春甫 李林峰 王冬云
通过MV-DP090-02B激光轮廓传感器获取轨道车辆轮对踏面轮廓影像信息，再将物体表面轮廓位置转化为三维点云数据，并对数据进行降噪和特征提取，然后对踏面轮廓进行三维重建。文章结合轮对踏面动态测量实验，对轮对低速转动过程中的踏面轮廓进行了扫描。数据处理结果表明，基于MV-DP090-02B激光轮廓传感器获取的三维扫描点云数据及相关数据处理，可以动态测量轮对转动过程中的踏面轮廓；MV-DP090-02B激光轮廓传感器能够满足实验室的测量需求，操作简便，是“轨道交通车辆机械检修”课程实验中轮对踏面轮廓获取的一种新方法。
[期刊] 林业科学
[作者]
张睿珂 陈梅香 李明 杨信廷 温俊宝
【目的】在农林业害虫自动识别分类过程中,目标蛾类三维姿态的准确获取可以优化识别过程,提高识别效率。通过对复杂的蛾类害虫三维姿态进行量化,准确获取虫体三维姿态的信息数据,可克服二维姿态识别的信息缺失问题,提高算法的鲁棒性,为蛾类虫体的自动识别奠定基础。【方法】以棉铃虫为例,提出一种基于机器视觉原理的蛾类虫体前翅间夹角计算方法,以确定虫体的三维姿态,即:通过角点检测原理提取蛾类虫体前翅的标记特征点,获取标记特征点的空间坐标,进而计算虫体前翅间夹角角度。【结果】此方法能够快速、便捷、准确地获取棉铃虫成虫虫体前翅
[期刊] 图书馆建设
[作者]
钱明辉 樊安懿 田甜
以问卷调查为主要方法的公共图书馆满意度评价方式存在成本高、数据连续性差、覆盖范围有限等问题。为此，本文提出了一种以在线评论为数据源、运用深度学习方法测算多维度公共图书馆满意度得分的模型。该模型结合了Word2Vec在上下文间语义关联的优势和长短期记忆人工神经网络（LSTM）在长期依赖问题上的优势，通过构建在线评论-用户满意度得分数据集，训练模型得到多维满意度测评结果。经检验，该模型计算准确率较高，且与通过问卷调查方式得出的满意度评分具有较高的一致性。本研究提出的多维公共图书馆满意度量化模型能够在成本、效率、时空范围等方面能够较好地弥补问卷调查方法的短板。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
郑军 李文庆
双目视觉已在机器人视觉、三维测量等多个领域得到广泛应用。但是,随着研究的不断深入,双目视觉的局限性也逐渐突显出来。例如测量复杂形面的三维形貌精度低,计算速度慢等。基于此,该文提出一种基于双光敏位置探测器(position sensitive detector,PSD)的三维测量方法。利用2个PSD从不同的角度捕获、跟踪激光点的方式来还原工件的三维信息,省去了传统双目视觉中的特征点识别和匹配部分,极大简化了三维测量模型。由于传统的标定方法不再适用,该文提出2种标定方案,改进的Faugeras标定加LM(Le
[期刊] 统计与决策
[作者]
张群 刘文生
传统的风险度量方法比较粗略,不具备唯一性和全面性,因此只能做大概估计。文章介绍了一种实用的三维熵式度量模型,并将其引入到风险型投资决策中,通过实例给予了论证。该模型可如实评价开发中的利润和风险,可为决策者进行投资决策提供良好可靠的建议。
关键词：
风险 三维熵式度量模型 决策
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
彭孝东 何静 时磊 赵文锋 兰玉彬
为了更好地建立单木三维彩色模型，获得准确表型参数，提出了一种基于Kinect v2相机和激光雷达的单木点云信息融合检测方法。首先由激光雷达采集樱树单木所在区域的完整环境点云，生成点云地图；由Kinect相机采集樱树单木多视角点云得到完整的三维彩色点云；然后以激光雷达点云位置为基准，通过选取对应同名点的方式对2种点云进行初始配准，使点云之间具有良好的初始位置关系，再使用最近点迭代（iterative closest point, ICP）算法对点云进行精配准；最后使用彩色点云对雷达点云进行点云着色融合处理，实现樱树单木的三维重建。结果显示：与只使用Kinect v2相机生成的樱树单木表型参数对比，融合后的樱树单木的株高、冠幅和胸径的平均相对误差分别降低了1.52、6.46和18.17个百分点。研究结果表明，Kinect v2深度彩色相机和激光雷达在单木三维重建上能实现优势互补，提升点云配准精度，同时，既能降低光照气候条件的影响，又能增加测量距离，单木表型参数更准确。
[期刊] 林业科学
[作者]
黄洪宇 陈崇成 邹杰 林定
对利用野外树木激光扫描获取的海量点云数据来提取树木几何与拓扑特征并以此来构建树木三维模型的方法进行综述。在总结基于激光点云的树木建模基本原理和步骤的基础上,围绕单树点云数据的分割、树枝骨架的提取与优化、单木模型的表面重建等主要过程,对各种具体实现技术或方法进行分类、分析和评价,最后对生成的树木模型的精度和未来的技术发展趋势进行简要分析。
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