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海口中层大气温度变化特性的Rayleigh激光雷达观测研究 被引量：1
1
作者 龚少华 杨洁 +14 位作者 杨国韬 徐寄遥 李发泉 丁宗华 王钰茹 陈伟鹏 彭鸿雁 符运良 曲佚 刘汉军 沈振江 孙书娟 吴伟 羊大立 程学武 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1876-1887,共12页
中层大气温度变化的探测与研究是当前气候变化研究课题的一个组成部分,本文基于海南激光雷达2010—2020年间的长期观测,通过对中层大气Rayleigh散射信号的反演,探讨了海口(19.9°N,110.3°E)上空中层大气(32~64 km)温度变化特性... 中层大气温度变化的探测与研究是当前气候变化研究课题的一个组成部分,本文基于海南激光雷达2010—2020年间的长期观测,通过对中层大气Rayleigh散射信号的反演,探讨了海口(19.9°N,110.3°E)上空中层大气(32~64 km)温度变化特性.研究结果显示,中层大气温度呈周期性变化趋势,年、半年、季节变化幅度最大值分别为6.0、3.8、1.7 K,平流层顶位于42~51 km高度,日平均温度最高为~262 K.平流层温度主要表现为年变化趋势,半年和季节变化不明显;平流层顶和低中间层温度变化趋势具有年和半年变化特征,季节变化不明显.在太阳活动性发生明显变化的周期里,平流层顶温度的年际变化趋势对辐射通量F10.7指数变化有较明显的响应;而在太阳活动平静的年份里,温度变化趋势与太阳辐射通量变化的相关性不明显. 展开更多
关键词 海南岛 rayleigh激光雷达 中层大气温度 太阳辐射通量F10.7
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激光雷达和IMU融合的煤矿掘进巷道三维重建方法
2
作者 毛清华 柴建权 +2 位作者 陈彦璋 薛旭升 王川伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期351-362,共12页
针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔... 针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔曼滤波将激光雷达观测模型的残差函数和IMU预测模型的先验状态偏差紧耦合,经状态更新得到更为精确的后验状态,提升了退化环境下的位姿估计精度。为降低巷道三维模型重建过程中的累计漂移误差,提出基于体素化广义迭代最近点(Voxelized Generalized ICP,VGICP)的回环检测算法,以基于体素的单分布到多分布的方式进行配准,完成对回环帧的选取及精确匹配,实现回环帧的全局位姿校正,有效降低煤矿巷道三维重建的累计漂移误差。相比于A-LOAM、LEGO-LOAM、LINS算法,所提算法在位姿估计精度和全局一致性方面显著提升。公开数据集试验结果表明:所提算法的RPE和APE均方根误差分别为0.271 8和0.500 8,与其他算法相比分别降低了53.14%、50.97%、48.31%,和50.41%、47.99%、47.49%。开展了2种模拟巷道场景三维重建试验,结果表明所提算法构建的室内长廊模型各区域在长度、宽度和高度方向的误差均在1.2%以内;所提算法构建的煤矿巷道三维模型与真实巷道空间分布一致,总体距离退化误差仅为2.46%,较其他3种算法重建性能分别提升了66.12%、65.30%、70.43%。在煤矿主体实验室掘进巷道进行三维重建试验,结果表明三维重建结果在长度、宽度和高度方向的平均误差百分比分别为0.47%、0.75%和0.67%,可以实现掘进巷道三维精确建模。 展开更多
关键词 煤矿巷道 三维重建 激光雷达 惯导 迭代卡尔曼滤波 回环检测
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一种轻量且旋转不变的激光雷达位置识别网络
3
作者 张正华 陈国良 《测绘学报》 北大核心 2025年第1期90-103,共14页
激光雷达位置识别技术是自动驾驶、机器人导航等领域实现全局定位的关键技术,现有方法注重提升模型特征表达能力,但忽视保持位置识别过程对点云旋转的不变性,且存在参数量大、依赖复杂预处理流程等问题。对此,本文提出一种名为RIP-Net... 激光雷达位置识别技术是自动驾驶、机器人导航等领域实现全局定位的关键技术,现有方法注重提升模型特征表达能力,但忽视保持位置识别过程对点云旋转的不变性,且存在参数量大、依赖复杂预处理流程等问题。对此,本文提出一种名为RIP-Net的超轻量级位置识别深度学习网络。首先,快速获取场景局部区域点簇并构建底层旋转不变特征;然后,使用残差结构与注意力机制,融合多尺度信息实现局部区域的增强感知;最后,利用广义平均池化函数聚合场景全局特征,并基于特征距离实现位置识别与定位。在4个大规模场景点云数据集上的试验结果表明:RIP-Net不仅可实现对点云旋转的不变性,各项精度指标均优于现有方法,且模型参数量仅为30万,相比现有方法显著降低;此外,RIP-Net可无须数据预处理,直接使用原始点云实现精准位置识别定位,具备良好的实用性。 展开更多
关键词 激光雷达位置识别 轻量化模型 旋转不变 全局定位 深度学习
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基于单线激光雷达的果园车辆地头导航方法
4
作者 李秋洁 王诗瑶 黄政 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期128-135,共8页
果园车辆导航包括行间引导和地头转向,地头转向主要采用开环控制,难以适应果园地面不平整以及车辆有初始偏差的复杂情况,阻碍了果园智能化作业的全程覆盖。针对上述问题,提出一种基于单线激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)... 果园车辆导航包括行间引导和地头转向,地头转向主要采用开环控制,难以适应果园地面不平整以及车辆有初始偏差的复杂情况,阻碍了果园智能化作业的全程覆盖。针对上述问题,提出一种基于单线激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)的果园车辆地头导航方法,引导车辆沿圆弧导航路径实施地头转向。导航电控系统采用上下位机结构,上位机首先读取单线LiDAR实时采集的果园数据,从中提取圆弧导航路径并计算导航偏差;然后采用纯追踪算法求取车辆目标角速度,将其发送给下位机,下位机控制车辆按照目标角速度转向。实验在株行距5 m×5 m的核桃园进行,在车速0.2 m/s、初始横向偏差±25和±50 cm、航向偏差±10°和±25°的条件下,该方法能够在地头转向结束后将横向偏差控制在±9 cm以内、航向偏差控制在±5°以内。本研究方法是对基于单线LiDAR的果园车辆导航方法的补充和完善,实验结果表明,该方法的抗干扰能力较强,能够有效削弱土地不平整和车辆初始偏差给地头导航带来的影响。 展开更多
关键词 地头导航 果园车辆 单线激光雷达 路径提取 路径跟踪
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融合互信息和多特征约束的激光雷达与相机外参标定方法
5
作者 刘万里 刘扬 张学亮 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期29-41,共13页
外参标定是激光雷达与相机数据融合的关键前提,但目前的标定方法仍存在诸多不足,如依赖先验条件、特征约束单一和标定精度不高等问题。为此,提出一种融合互信息与多特征约束的两阶段外参自动标定方法,该方法有机结合了基于互信息和基于... 外参标定是激光雷达与相机数据融合的关键前提,但目前的标定方法仍存在诸多不足,如依赖先验条件、特征约束单一和标定精度不高等问题。为此,提出一种融合互信息与多特征约束的两阶段外参自动标定方法,该方法有机结合了基于互信息和基于多特征约束两种标定方法的优点,可由粗到精自动实现外参精准标定。首先,第1阶段为基于互信息的外参粗标定,即在无初值、阈值等先验条件情况下利用激光雷达反射率与相机灰度值之间的关联性,通过构建最大化模型,在互信息最大时采用自适应梯度最值算法求解出外参的初值,从而摆脱对先验条件的依赖。其次,第2阶段为融合多特征约束的外参精标定,即利用激光雷达和相机获取的点-线、点-面、线-面等多种约束来优化第1阶段获得的外参,并使用ICP算法最小化点云3D几何特征与图像2D几何特征之间的重投影误差,以获得外参的最优值。最后,基于自制的镂空圆形标定板(同时具有点线面特征)在较为复杂的室内外环境下进行了外参标定试验,结果表明所提出的标定方法可以在没有初值的情况下,能自动计算出的激光雷达与相机外参,同时具有较高的精度和稳定性。 展开更多
关键词 激光雷达 相机 外参标定 互信息 多特征约束
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架空输电线路激光雷达点云数据处理技术研究
6
作者 李杰 孔令凯 《物联网技术》 2025年第1期142-145,共4页
为了构建输电线路走廊、导地线与杆塔本体的高精度三维模型,采用激光雷达点云数据处理技术,对不同杆塔重要巡检对象的自动精准定位方法进行研究,提出了一种直接从点云数据中自动提取杆塔并精确定位其位置的方法。该方法能够获取包括塔... 为了构建输电线路走廊、导地线与杆塔本体的高精度三维模型,采用激光雷达点云数据处理技术,对不同杆塔重要巡检对象的自动精准定位方法进行研究,提出了一种直接从点云数据中自动提取杆塔并精确定位其位置的方法。该方法能够获取包括塔身、塔头等关键部位的位置信息。将提取的杆塔位置、绝缘子位置、挂点位置等信息进行展示、分析以及精度定位评估。结果表明,所提方法的效果很好、完成度高,能够真实地展现输电线路的走廊环境、杆塔架构、导地线布局以及绝缘子串等部件的信息。 展开更多
关键词 输电线路走廊 激光雷达 点云数据 三维模型 数据提取 特征分析
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一种基于差分进化算法的激光雷达波形分解算法
7
作者 黄泽东 朱少岚 +2 位作者 赵意意 陶金有 杨建峰 《光子学报》 北大核心 2025年第3期80-93,共14页
全波形激光雷达的探测精度一定程度上依赖于波形分解精度,而目前常用的波形分解方法存在对初值敏感,分解稳定性不足等问题。针对这一现象,提出了差分进化Levenberg-Marquardt波形分解优化算法:以高斯函数为分解模型,经预处理获取参数初... 全波形激光雷达的探测精度一定程度上依赖于波形分解精度,而目前常用的波形分解方法存在对初值敏感,分解稳定性不足等问题。针对这一现象,提出了差分进化Levenberg-Marquardt波形分解优化算法:以高斯函数为分解模型,经预处理获取参数初值后,首先使用差分进化算法进行初步优化,其次使用Levenberg-Marquardt优化算法对优化结果进行改善。通过理论分析验证其分解精度高的特点,并采集实际激光雷达数据进行处理,结果证明,所提方法能在一定程度上改善波形分解对于初值敏感、分解精度不稳定等问题,有效提高激光雷达波形分解的精度和稳定性。 展开更多
关键词 全波形激光雷达 波形分解 差分进化 LEVENBERG-MARQUARDT算法 参数优化
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基于U-Net与GAN的低照度激光雷达图像缺失区域补全算法
8
作者 刘向玲 任勇 王璐 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期135-141,共7页
在低照度环境下,激光雷达图像常因光照不足、背景噪声干扰以及信号衰减等因素导致图像质量显著下降,缺失区域呈现复杂多变的形态,包括不同的形状、大小和位置,这些特点具有时变性,使得补全图像缺失区域准确性较低。为此,提出基于U-Net与... 在低照度环境下,激光雷达图像常因光照不足、背景噪声干扰以及信号衰减等因素导致图像质量显著下降,缺失区域呈现复杂多变的形态,包括不同的形状、大小和位置,这些特点具有时变性,使得补全图像缺失区域准确性较低。为此,提出基于U-Net与GAN的低照度激光雷达图像缺失区域补全算法。通过U-Net网络的编码器和解码器,在下采样和上采样之间的跨层连接中加入双注意力机制,引入动态学习率衰减策略优化图像缺失区域分割模型,分割出缺失区域。根据GAN补全图像缺失区域,利用预补全模型展开初步补全,还原图像低维结构信息;通过增强补全模型还原图像缺失区域的高维纹理信息。实验分析表明,所提算法补全图像的峰值信噪比(PSNR)高达34.511 dB,信息保真度(VIF)为0.974,可以获取比较满意的低照度激光雷达图像缺失区域补全效果。 展开更多
关键词 U-Net GAN 低照度 激光雷达图像 缺失区域
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基于相干激光雷达的双偏振探测技术
9
作者 罗晓翩 冯力天 +5 位作者 尹微 靳国华 彭涛 董吉辉 张永科 周鼎富 《激光技术》 北大核心 2025年第1期8-13,共6页
为了在大气遥感中对风场和退偏比进行联合分析,提出了一种双偏振相干探测方法。基于传统相干测风激光雷达(LiDAR),设计了能实现正交偏振信号分集接收的探测系统,并推导了此系统下大气退偏比计算原理;搭建系统并进行了实验,在不同天气条... 为了在大气遥感中对风场和退偏比进行联合分析,提出了一种双偏振相干探测方法。基于传统相干测风激光雷达(LiDAR),设计了能实现正交偏振信号分集接收的探测系统,并推导了此系统下大气退偏比计算原理;搭建系统并进行了实验,在不同天气条件下,对比观测平行偏振光和垂直偏振光径向风速信息,结合实时大气退偏比参数双维度描述大气状态。结果表明,激光发射能量为100 J、脉宽为400 ns、距离分辨率为30 m时,阴天、雾天、雨天、晴天径向风速测程分别可达6.0 km、5.5 km、3.0 km、3.0 km;大气退偏比测程为2.0 km、2.0 km、1.0 km、1.0 km;测程内双通道径向风速的一致性不随天气而变化。该研究为大气多要素一体化探测提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光雷达 双偏振接收 相干多普勒测风 大气退偏比
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基于无人机激光雷达点云数据估算红树林覆盖度
10
作者 王鑫淼 赵峰 +3 位作者 刘华 凌成星 刘霞 曾浩威 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第2期143-151,共9页
【目的】利用无人机激光雷达数据,快速、准确地获取红树林覆盖度信息,为更好地评估红树林生态修复成效提供重要参考。【方法】以广东省湛江市太平镇岭头岛为研究区,利用40块样地无人机激光雷达数据和单木检尺数据,以决定系数(R_(2))、... 【目的】利用无人机激光雷达数据,快速、准确地获取红树林覆盖度信息,为更好地评估红树林生态修复成效提供重要参考。【方法】以广东省湛江市太平镇岭头岛为研究区,利用40块样地无人机激光雷达数据和单木检尺数据,以决定系数(R_(2))、均方根误差(RMSE)和估算精度(E_(A))为评价指标,比较第一回波比例模型(FRRM)、全部回波比例模型(ARRM)、脉冲回波强度比例模型(PRIRM)和冠层高度模型(CHM)4种模型估算红树林覆盖度的精度。分析样地红树林覆盖度、激光点云密度和高度特征变量与覆盖度估算误差的关系,选取精度最高的模型估算研究区红树林覆盖度,并进行空间制图。【结果】(1)FRRM模型估算的红树林覆盖度精度最高(R_(2)=0.970 1,RMSE=0.032 5,E_(A)=93.01%),估算误差最小,平均低估1.04%;其次为ARRM模型(R2=0.977 4,RMSE=0.033 6,E_(A)=92.58%)和CHM模型(R2=0.945 0,RMSE=0.044 0,EA=90.54%);PRIRM模型(R2=0.950 9,RMSE=0.061 0,EA=88.17%)估算精度最低。(2)PRIRM模型的结果普遍高估,且估算误差与覆盖度和高度特征变量均呈显著负相关;FRRM、ARRM和CHM模型的估算误差与覆盖度无明显相关性。(3)激光雷达采样敏感性分析表明,3 m栅格大小最适合作为研究区覆盖度制图的单元。【结论】4种模型估算红树林覆盖度的精度均较高,其中FRRM模型的估算精度最高,结果可靠,可为岭头岛红树林的科学管护和生态修复提供支持。 展开更多
关键词 无人机激光雷达 点云 首次回波 红树林 覆盖度
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基于机载激光雷达的复杂环境空间考古调查方法
11
作者 田松林 秦高敏 +3 位作者 乔保同 王巍 先怡衡 于春 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期139-149,共11页
机载激光雷达作为一种主动遥感技术,可在复杂环境中有效感知地表或浅地表遗迹信息。然而因成本和技术因素,目前在大规模考古调查中仍不普及。基于棱镜式半固态机载激光雷达技术设计了一套涵盖数据采集、处理和考古分析的一站式激光雷达... 机载激光雷达作为一种主动遥感技术,可在复杂环境中有效感知地表或浅地表遗迹信息。然而因成本和技术因素,目前在大规模考古调查中仍不普及。基于棱镜式半固态机载激光雷达技术设计了一套涵盖数据采集、处理和考古分析的一站式激光雷达空间考古调查方法,在满足激光雷达数据精度要求的同时,降低了考古工作者学习和应用的难度,并以南阳地区古代城址调查为例,在各种复杂的遗迹赋存环境中进行了试验。实践表明,该方法能够高效、高质量地完成复杂赋存环境下的考古遗迹信息获取与感知,为考古调查和遗址保护监测等工作提供坚实的数据基础,进而推动机载激光雷达在考古调查中的普及应用。 展开更多
关键词 机载激光雷达 空间考古 赋存环境 微地貌 数字考古
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基于激光雷达的小尾寒羊体尺快速获取方法
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作者 谷志帅 蔡振江 +2 位作者 程曼 袁洪波 王媛 《黑龙江畜牧兽医》 北大核心 2025年第1期52-58,共7页
牲畜的体尺参数是衡量其生长发育和生产性能的重要标准,在遗传育种和质量升级改进中发挥着重要作用。为了满足规模化羊场对无接触式快速获取小尾寒羊体尺参数的需求,试验采用一种基于激光雷达的方法对小尾寒羊体尺参数进行测量,设计开... 牲畜的体尺参数是衡量其生长发育和生产性能的重要标准,在遗传育种和质量升级改进中发挥着重要作用。为了满足规模化羊场对无接触式快速获取小尾寒羊体尺参数的需求,试验采用一种基于激光雷达的方法对小尾寒羊体尺参数进行测量,设计开发了一种能够快速自动获取小尾寒羊体尺参数的装置,并配套开发了一套小尾寒羊体尺快速自动获取算法,算法融合直通滤波、体素网格滤波、统计滤波和高斯滤波等方法,经过点云投影和点云边界提取后得到羊只背部点云投影轮廓,然后采用三次B样条曲线拟合轮廓曲线,最后根据轮廓曲线变化设计了快速定位体尺测量特征点的方法,快速自动获取小尾寒羊的体高、臀高、体斜长和体宽参数。结果表明:测量一只羊体尺的平均耗时为5.1 s,机器测量值与人工测量体高、体斜长、臀高和体宽的平均相对误差分别为2.23%、6.40%、6.15%和2.14%。说明此设备和算法可以满足羊体尺无接触快速自动测量的精度要求。 展开更多
关键词 小尾寒羊 激光雷达 点云处理 曲线拟合 测点识别 体尺快速获取
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激光雷达观测研究低纬度地区钠层季节变化特征
13
作者 何诗敏 张铁民 +4 位作者 柴薇薇 张一民 羊大立 彭鸿雁 王继红 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期102-112,共11页
使用钠荧光激光雷达观测2018-2019年低纬度地区海口(20.0°N,110.3°E)上空钠层变化规律,统计分析了钠层密度分布与其季节变化特征以及特殊事件的季节变化特征,发现海口钠层变化与季节之间有较大关联.钠层平均密度呈现基本对称... 使用钠荧光激光雷达观测2018-2019年低纬度地区海口(20.0°N,110.3°E)上空钠层变化规律,统计分析了钠层密度分布与其季节变化特征以及特殊事件的季节变化特征,发现海口钠层变化与季节之间有较大关联.钠层平均密度呈现基本对称的高斯分布特点,柱密度和峰值秋冬季大,峰值位置夏高秋低,质心高度变化稳定,半高全宽与均方根宽度秋季小冬季大.突发钠层事件(Sporadic Sodium Layer,SSL)随季节变化明显,持续时间夏长春短,峰值秋季大、春季小,秋冬季峰值位置较高,夏季突发强度最大,除秋季外其他季节突发峰值多在后半夜.结合海南儋州(19.5°N,109.1°E)测高仪数据,结果显示海口地区发生在97 km以上的SSL与突发E层(Es)有较大相关性.低纬度地区冬季发生SSL的概率较高,双钠层(Double Sodium Layer,DSL)多出现在春、夏季. 展开更多
关键词 激光雷达 钠层季节变化特点 突发钠层 电离层偶发 双钠层
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基于改进FCN的路侧激光雷达可行驶空间检测
14
作者 朱进玉 杨若楠 +3 位作者 鲍宇健 张凯 唐尔迪 汪贵平 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期97-105,共9页
为了提高道路检测的精度,提出了一种基于改进全卷积神经网络(FCN)的路侧激光雷达可行驶空间检测方法。首先,通过建立环形栅格图并统计栅格内的点云信息,生成二维俯视图;然后,在FCN中引入混合膨胀卷积以替换标准卷积,并在池化层后添加空... 为了提高道路检测的精度,提出了一种基于改进全卷积神经网络(FCN)的路侧激光雷达可行驶空间检测方法。首先,通过建立环形栅格图并统计栅格内的点云信息,生成二维俯视图;然后,在FCN中引入混合膨胀卷积以替换标准卷积,并在池化层后添加空间特征对齐模块,在卷积层后添加通道特征对齐模块,从而构建HCS-FCN。在自主构建的16线路侧激光雷达道路数据集和32线路侧激光雷达道路数据集上,将HCS-FCN与传统的FCN和SegNet进行对比实验。实验结果显示,HCS-FCN的F_(1)分数在16线数据集和32线数据集上分别达到88.4%和89.2%;平均像素准确率在16线数据集和32线数据集上分别达到89.1%和89.7%;平均像素交并比在16线数据集和32线数据集上分别达到87.3%和88.9%;均优于传统FCN和SegNet。 展开更多
关键词 辅助驾驶 路侧激光雷达 可行驶空间 全卷积神经网络
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基于特征点匹配的激光雷达与相机间外参标定方法
15
作者 李新 王肖霞 杨风暴 《现代电子技术》 北大核心 2025年第3期19-25,共7页
激光雷达点云和相机图像融合常被应用在多个领域,准确的外参标定是融合两种信息的前提。现有的基于特征的标定算法,提取的3D⁃2D特征存在不匹配的问题,影响了整体标定的性能。为此提出一种基于特征点匹配的激光雷达与相机外参标定方法。... 激光雷达点云和相机图像融合常被应用在多个领域,准确的外参标定是融合两种信息的前提。现有的基于特征的标定算法,提取的3D⁃2D特征存在不匹配的问题,影响了整体标定的性能。为此提出一种基于特征点匹配的激光雷达与相机外参标定方法。首先利用圆心特征提取算法从点云和图像中分别获取标定板上4个圆心特征点的三维和二维坐标;然后建立三维点云数据和二维图像数据中点对间约束关系;最后通过非线性优化算法得到激光雷达和相机标定的外参,利用外参矩阵将激光雷达点云投影在对应的图像上。实验结果表明,文中所提方法平均重投影误差在2.6像素内,与基于手动匹配的标定方法相比,精度提升了42.2%;与基于两孔圆形标定板的标定方法相比,精度提升了27.8%。 展开更多
关键词 激光雷达 点云 相机图像融合 外参标定 特征点匹配 平均重投影误差
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基于场面热点区域的激光雷达与摄像头布局优化研究
16
作者 千富荣 丁玉荣 余京津 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期233-238,共6页
在激光雷达与摄像头的布局过程中,原有的布局约束条件不够精确或全面,导致布局后的覆盖率较低,从而影响测量结果可靠性。因此,提出基于场面热点区域的激光雷达与摄像头布局优化方法。补全目标区域运动轨迹数据,并对其进行预处理,获取场... 在激光雷达与摄像头的布局过程中,原有的布局约束条件不够精确或全面,导致布局后的覆盖率较低,从而影响测量结果可靠性。因此,提出基于场面热点区域的激光雷达与摄像头布局优化方法。补全目标区域运动轨迹数据,并对其进行预处理,获取场面热点数据,确定场面热点区域。根据获取到的场面热点数据,通过距离、角度以及碰撞三部分构建激光雷达布局约束条件。确定激光雷达运动速度,使用网格划分场面热点区域,应用约束条件完成布局位置最优点求解。构建实验环节,实验结果表明:此方法完成布局优化,可进一步提升,激光雷达与摄像头布局后覆盖率,保证激光雷达及摄像头测量结果可靠性。 展开更多
关键词 场面热点 激光雷达 覆盖率 测量偏差 布局优化
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基于改进DBSCAN聚类的激光雷达点云数据算法研究
17
作者 孙浩然 杨家富 +1 位作者 王子洋 周梦飞 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期301-308,共8页
针对激光雷达采集到的原始三维点云数据量大导致无人车在障碍物检测过程中实时性差和准确率低的情况,提出了一种改进的密度噪声空间聚类(DBSCAN)算法。通过采用统计异常值去除(StatisticsOutlierRemoval)与体素网格(VoxelGrid)相结合的... 针对激光雷达采集到的原始三维点云数据量大导致无人车在障碍物检测过程中实时性差和准确率低的情况,提出了一种改进的密度噪声空间聚类(DBSCAN)算法。通过采用统计异常值去除(StatisticsOutlierRemoval)与体素网格(VoxelGrid)相结合的混合滤波算法对原始点云进行预处理,采用随机抽样一致性(RANSAC)算法对滤波后的点云进行地面分割以获取非地面点云,在传统DBSCAN算法中引入KD-tree,并将传统的欧氏距离聚类准则改进为标准化欧氏距离准则。改进后的DBSCAN算法在单帧点云数据的时效性方面得到提升,聚类效果准确可靠。 展开更多
关键词 无人车 激光雷达 点云处理 DBSCAN聚类
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全局线形特征与局部结构特征约束的隧道激光雷达点云逆向参数化建模方法
18
作者 张鹏阳 丁雨淋 +5 位作者 郝蕊 胡翰 范文娜 程智博 孙安培 朱庆 《测绘工程》 2025年第2期24-31,共8页
隧道三维模型是隧道智能运维与精细化管控的重要基础,隧道结构复杂、构件多样,洞内空间狭小且相互遮挡,加之激光雷达点云细节缺失、几何特征不明显,导致逆向精准提取隧道规则结构参数困难。为此,提出了全局线形特征与局部结构特征约束... 隧道三维模型是隧道智能运维与精细化管控的重要基础,隧道结构复杂、构件多样,洞内空间狭小且相互遮挡,加之激光雷达点云细节缺失、几何特征不明显,导致逆向精准提取隧道规则结构参数困难。为此,提出了全局线形特征与局部结构特征约束的隧道激光雷达点云逆向参数化建模方法,采用多视角投影及迭代最优估计提取隧道线形特征,构建仰拱、底板等典型基元结构的参数化模版,以全局线形特征约束提取横截面点云,以局部模版几何结构自适应匹配断面点云提取隧道结构参数,基于既有BIM软件参数化重建引擎实现隧道逆向参数化建模。利用典型隧道激光点云数据验证了文中方法的有效性,结果表明,文中方法能高效、完整提取线性参数和结构参数,半径拟合标准差为3 mm,隧道自动化建模可达mm级。 展开更多
关键词 激光雷达点云 逆向建模 参数化 隧道基元
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相干测风激光雷达对城市风场典型过程分析
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作者 董保华 夏小维 +4 位作者 庄鹏 谢晨波 周月凌 孔现涛 罗红艳 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期90-107,共18页
近年来,极端天气频发,对社会、经济及公共生命安全造成严重影响,亟需实时、高时空分辨率的气象观测手段。为应对气象的变化,利用多普勒效应,结合最大似然离散谱峰估计(ML DSP),寻找能量峰值最大值频谱位置,进行风数据的反演,进而研制一... 近年来,极端天气频发,对社会、经济及公共生命安全造成严重影响,亟需实时、高时空分辨率的气象观测手段。为应对气象的变化,利用多普勒效应,结合最大似然离散谱峰估计(ML DSP),寻找能量峰值最大值频谱位置,进行风数据的反演,进而研制一款相干测风激光雷达系统,该系统探测距离为50~4000 m范围内,时间分辨率达到10 s,垂直分辨率30 m。该系统与探空气球比对结果,风速相关性为0.962,风向相关性为0.96,风速标准偏差为0.93 m/s,风向标准偏差为6.52°。通过该雷达系统进一步在平阴县及北京市的进行长期监测,根据监测数据发现受地形及近地面温度影响,城市近地空1 km高度以内风场变化较大,1 km高度以上的风场变化较小。同时对平阴县及北京市典型过程进行分析,发现相干测风激光雷达能够有效地监测到城市降雨及冷暖空气交汇过程,具有良好的风场连续观测能力及典型天气现象的监测和分析能力。该雷达可用于对城市风场监测,为极端天气变化提供实时、高分辨率的数据,进而为气象监测和极端天气预警提供数据支撑。 展开更多
关键词 激光雷达 相干测风 风场比对 城市风场
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基于激光雷达的温室茄子三维重建与表型测量
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作者 韩笑宇 张波 +5 位作者 赵秀丰 董鑫 白皓然 贾天怡 姜宏宇 王瑞雪 《农业工程》 2025年第1期63-68,共6页
针对传统手动提取作物表型的方式存在效率低、精度差等缺点,提出一种基于三维重建获取茄子植株表型信息的方法。使用激光雷达获取茄子点云信息并进行处理,构建了基于半径滤波和统计滤波单株点云提取,DBSCAN叶片点云聚类的茄子植株点云... 针对传统手动提取作物表型的方式存在效率低、精度差等缺点,提出一种基于三维重建获取茄子植株表型信息的方法。使用激光雷达获取茄子点云信息并进行处理,构建了基于半径滤波和统计滤波单株点云提取,DBSCAN叶片点云聚类的茄子植株点云三维重建方法。研发了基于三维重建激光雷达点云的温室茄子株高、冠幅、叶面积和叶倾角的生理结构表型参数的建模方法,基于单株点云最小包围盒计算株高和冠幅,基于三角面片化计算叶面积,基于高频法向量计算叶倾角。试验结果表明,提出的基于三维重建提取茄子植株表型参数的方法能够快速精准地获取茄子植株的表型信息,可以用于作物表型参数的在线检测,具有较好的实用性。 展开更多
关键词 茄子 三维重建 表型测量 激光雷达 点云处理
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