基于幸运成像和生成对抗网络的大气湍流图像复原方法

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作者 吕品 邓东平 +6 位作者 石铁柱 王梦迪 刘潜 田雨 张紫红 曾赟 邬国锋 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第1期157-166,共10页

在拍摄远距离目标时,视频序列图像受到大气湍流的影响从而产生畸变和模糊,为对视频序列大气湍流退化图像进行复原,提出了一种幸运成像与生成对抗网络相结合的方法.采用空域幸运成像方法,在有限的视频序列图像中挑选出幸运区域,将其拼接... 在拍摄远距离目标时,视频序列图像受到大气湍流的影响从而产生畸变和模糊,为对视频序列大气湍流退化图像进行复原,提出了一种幸运成像与生成对抗网络相结合的方法.采用空域幸运成像方法,在有限的视频序列图像中挑选出幸运区域,将其拼接-排序后进行叠加,从而消除大气湍流带来的几何畸变;在此基础上引入DeblurGAN-v2模型,进一步提升图像质量.将高速相机拍摄的真实湍流退化图像作为研究对象,采用所提方法进行实验,并与图像重采样、灰度变换、巴特沃斯高通滤波、MPRNet模型和DeblurGAN模型等方法进行对比,并通过客观评价指标对不同方法的结果进行评估.实验结果表明,所提方法的Brenner梯度函数、Laplacian梯度函数、灰度差分函数(SMD)、熵函数(Entropy)、能量梯度函数(Energy)、PIQE以及Brisque指标相较于其他方法分别提升了194%,58%,84%,7%,55%,74%和163%.从主观效果上看,幸运成像与生成对抗网络相结合的方法能显著地提高图像的视觉质量,并有效地降低图像的模糊和几何畸变程度. 展开更多

关键词 图像复原 大气湍流效应 幸运成像 生成对抗网络

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环境语义信息辅助的室内停车场车辆定位方法 被引量：1

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作者 周宝定 杨程景 +1 位作者 顾祉宁 刘旭 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第6期6-11,75,共7页

针对室内停车场环境下GNSS信号受限,无法进行车辆定位的问题,本文提出了一种环境语义信息辅助的室内停车场定位方法。该方法基于智能手机,首先在使用机器学习识别室内停车场中环境语义信息(减速带、转弯)的基础上,建立了室内停车场路网... 针对室内停车场环境下GNSS信号受限,无法进行车辆定位的问题,本文提出了一种环境语义信息辅助的室内停车场定位方法。该方法基于智能手机,首先在使用机器学习识别室内停车场中环境语义信息(减速带、转弯)的基础上,建立了室内停车场路网的拓扑结构,然后利用粒子滤波算法对传统车辆航位推算定位数据进行了融合。试验结果表明,该方法有效消除了车辆航位推算的累积误差,平均定位精度达3 m以内,并通过语义信息匹配减少了传统粒子滤波方法的运算时间。 展开更多

关键词 车辆定位 智能手机 航位推算 环境语义信息 粒子滤波

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基于弯沉斜率的CRTS-Ⅱ板CA砂浆层脱空长度评估方法

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作者 王广琦 毛庆洲 +2 位作者 李清泉 夏梦璇 穆远博 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期826-836,共11页

列车运动条件下CA砂浆层脱空病害的定量检测缺乏有效的评估指标,而基于轨道/车辆响应特征和轨道线形变化的检测方法以定性判断为主。为解决上述问题,采用弯沉斜率作为脱空长度病害的评估指标,开展多种条件下脱空长度的定量评估研究。首... 列车运动条件下CA砂浆层脱空病害的定量检测缺乏有效的评估指标,而基于轨道/车辆响应特征和轨道线形变化的检测方法以定性判断为主。为解决上述问题,采用弯沉斜率作为脱空长度病害的评估指标,开展多种条件下脱空长度的定量评估研究。首先,基于欧拉伯努利梁理论和Winkler模型,推导出轨道板弯沉斜率与变形速度之间的关系。建立车辆-轨道有限元动力学模型,设置多种不同的脱空长度。其次,研究列车以不同速度通过病害区域时,轨道板表面特定区域变形速度的分布情况,统计该过程中轨道板最大变形速度出现的位置与轮对中心的间距。再次,基于线性递减粒子群优化算法,求解最优的变形速度测量位置。最后,分析弯沉斜率的变化规律及其与脱空长度的关联。研究结果表明:弯沉斜率与脱空长度呈正相关,因此弯沉斜率不仅可以用于砂浆层脱空的识别,还可以用于脱空长度的定量评估;在不同的脱空工况下,变形速度的最优测量位置位于列车轮对中心前方2.4 m处,该位置对应的变形速度能更有效地反映出脱空产生的影响;在不同的速度条件下,弯沉斜率的平均绝对百分比误差的平均值为13.7%,对应位置变形速度的平均绝对百分比误差的平均值为112.93%;揭示了不同脱空工况条件下弯沉斜率的变化规律,给出了7种脱空条件下弯沉斜率变化的参考范围。 展开更多

关键词 无砟轨道 水泥沥青砂浆 脱空 变形速度 弯沉斜率

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沉管安装测量塔倾斜位姿修正方法

4

作者 成益品 管明雷 +3 位作者 张德津 刘国辉 田晨阳 张奕虹 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第1期161-165,共5页

在沉管管节沉放对接施工过程中,针对管节本体发生形变导致测量塔与管节相对几何位置发生微变,从而影响沉管安装定位精度的问题,本文在管节本体与测量塔结构上分别加装倾斜仪监测设备,与管节内安装的倾斜仪在同一坐标体系下进行标定,在... 在沉管管节沉放对接施工过程中,针对管节本体发生形变导致测量塔与管节相对几何位置发生微变,从而影响沉管安装定位精度的问题,本文在管节本体与测量塔结构上分别加装倾斜仪监测设备,与管节内安装的倾斜仪在同一坐标体系下进行标定,在沉管沉放对接过程中实时监测与修正测量塔定位倾斜误差。经贯通测量比对验证发现,该方法可以有效降低管节形变对沉管安装定位精度的影响,取得了良好的应用效果,为沉放对接施工决策提供了参考。 展开更多

关键词 沉管安装 测量塔法 钢壳沉管 倾斜误差

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基于激光点云灰度图像的隧道渗水病害检测 被引量：12

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作者 周宝定 谢沛瑶 +1 位作者 郭文浩 毛庆洲 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第8期34-39,90,共7页

地铁盾构隧道渗水检测是隧道维护的基础。针对传统的检测手段难以在隧道内部光线昏暗条件下获得高质量病害图片的问题,本文使用了激光雷达对隧道进行内部渗水检测。首先,基于激光点云灰度图中的渗水病害特征,建立了激光点云灰度图像渗... 地铁盾构隧道渗水检测是隧道维护的基础。针对传统的检测手段难以在隧道内部光线昏暗条件下获得高质量病害图片的问题,本文使用了激光雷达对隧道进行内部渗水检测。首先,基于激光点云灰度图中的渗水病害特征,建立了激光点云灰度图像渗水病害数据集;然后,以Mask R-CNN(Region-CNN)模型为基准框架,采用Swin transformer网络作为底层特征提取网络,实现了对隧道渗水病害的快速检测;最后,利用铁道移动测量系统在武汉采集的数据进行试验验证。试验结果表明,本文提出的改进Mask R-CNN模型的渗水病害检测精度比原算法提升了12%以上,在地铁隧道渗水病害检测中有较好的性能表现。 展开更多

关键词 地铁盾构隧道 渗漏水 深度学习 病害检测 Swin transformer

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基于电磁混合理论的沥青路面密度预估方法 被引量：6

6

作者 熊学堂 谭忆秋 +2 位作者 张德津 肖神清 王伟 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期650-656,共7页

为了实现沥青路面密度的准确预估,开展了沥青混合料的介电特性测试和密度预估模型对比研究.基于多相复合材料的电磁混合理论,推导出沥青混合料的4种密度预估模型(CRIM模型、Rayleigh模型、Böttcher模型和ALL模型);使用Percometer... 为了实现沥青路面密度的准确预估,开展了沥青混合料的介电特性测试和密度预估模型对比研究.基于多相复合材料的电磁混合理论,推导出沥青混合料的4种密度预估模型(CRIM模型、Rayleigh模型、Böttcher模型和ALL模型);使用Percometer介电常数仪测定了沥青混合料旋转压实试件及其组分的相对介电常数,综合考虑了沥青混合料矿料级配类型和空隙率因素,进行了不同模型预估密度值与表干法实测密度值的误差分析;最后通过现场AC-20沥青路面探地雷达检测以及取芯检测验证了优选模型的准确性.结果表明:Percometer介电常数仪测得的沥青路面相对介电常数与探地雷达检测结果具有较好的一致性,沥青混合料密度预估模型的精度受到级配类型和空隙率的影响;与CRIM模型和Böttcher模型相比,Rayleigh模型和ALL模型更适用于沥青混合料密度预估,其中ALL模型预估精度最高. 展开更多

关键词 沥青混合料 电磁混合理论 密度预估模型 相对介电常数

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融合多源测量数据的桥梁挠度异常探测方法 被引量：4

7

作者 陈睿哲 涂伟 +3 位作者 李清泉 谷宇 左小清 高文武 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第9期105-110,共6页

桥梁是一种重要的交通基础设施,保障了人员和物资的流动运输,桥梁安全状态监测至关重要。受桥梁自身承重、桥面移动荷载和环境温度等因素的影响,桥梁挠度不断发生变化,而挠度异常可能会引起桥梁的结构性损伤而产生安全隐患。针对目前挠... 桥梁是一种重要的交通基础设施,保障了人员和物资的流动运输,桥梁安全状态监测至关重要。受桥梁自身承重、桥面移动荷载和环境温度等因素的影响,桥梁挠度不断发生变化,而挠度异常可能会引起桥梁的结构性损伤而产生安全隐患。针对目前挠度异常探测方法没有综合考虑其外部环境和挠度自身变化特征的不足,本文提出了一种融合多源测量数据的桥梁挠度异常探测方法。利用环境温度、桥面移动荷载及桥梁挠度计算多源测量数据特征并融合,通过随机森林分类模型识别异常挠度。试验结果表明,本文方法的异常探测精度达到88.18%,效果良好,并且优于其他典型机器学习模型,能够帮助桥梁管理部门及时发现桥梁挠度异常情况,从而提高桥梁维护管理水平。 展开更多

关键词 桥梁挠度 异常探测 数据融合 随机森林

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邻域与梯度显著特征融合的沥青路面裂缝检测方法 被引量：18

8

作者 胡成雪 何莉 +2 位作者 陶健 王墨川 张德津 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期245-253,共9页

针对沥青路面裂缝检测中富纹理噪声影响和细小裂缝误识别严重等问题,提出一种邻域与梯度显著特征融合的沥青路面裂缝检测方法.首先采用灰度校正和形态学重建降低外界干扰和富纹理中较亮点状噪声导致亮度不均的影响,根据像素及其邻域的... 针对沥青路面裂缝检测中富纹理噪声影响和细小裂缝误识别严重等问题,提出一种邻域与梯度显著特征融合的沥青路面裂缝检测方法.首先采用灰度校正和形态学重建降低外界干扰和富纹理中较亮点状噪声导致亮度不均的影响,根据像素及其邻域的显著差异提取邻域显著特征,通过方向可调滤波器得到不同方向上的梯度显著特征,将两者卷积融合并优选方向生成特征融合显著图;然后对特征融合显著图阈值分割得到疑似裂缝聚集区域,结合聚集区域的不同几何特征引入聚类分析法筛选裂缝候选区域;最后提出区域端点搜索与定位法,剔除无端点聚集区域的子集,并连接不同区域端点,最终实现裂缝较完整提取.在采集的沥青路面裂缝图像数据集上的实验结果表明,该方法的准确率、召回率、F值分别为92.857%, 86.405%和89.515%,可有效地检测沥青路面图像裂缝,尤其能识别细小裂缝,为路面养护工作提供更准确的裂缝信息. 展开更多

关键词 沥青路面 裂缝检测 显著特征融合 裂缝区域筛选 区域端点搜索

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基于众源轨迹数据的行人路网提取 被引量：3

9

作者 郑恬静 黄金彩 +1 位作者 周宝定 张德津 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第3期69-74,共6页

目前,导航位置服务应用提供的路线大多基于机动车道路网数据,难以满足行人导航的需求,有无完备的行人道路网络成为制约行人导航应用的重要因素,因此,本文提出了一种基于莫尔斯理论的行人路网提取方法。首先对轨迹进行预处理,清除轨迹数... 目前,导航位置服务应用提供的路线大多基于机动车道路网数据,难以满足行人导航的需求,有无完备的行人道路网络成为制约行人导航应用的重要因素,因此,本文提出了一种基于莫尔斯理论的行人路网提取方法。首先对轨迹进行预处理,清除轨迹数据中的冗余和噪声,并对原始轨迹进行合理分割,形成清晰的轨迹集合;然后利用莫尔斯理论,对步行轨迹密度图中的"山脊线"进行提取,并重构步行道路网。试验分析时采用深圳大学校园步行GPS轨迹数据进行行人路网提取,通过将提取的行人路网结果与OpenStreetMap(OSM)数据进行定性和定量比较,验证本文方法的有效性;同时通过与当前典型的路网提取方法进行对比分析发现,本文方法能提取出高质量的行人路网。 展开更多

关键词 道路提取 步行轨迹 轨迹预处理 行人路网 莫尔斯理论

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基于局部纹理特征的沥青路面裂缝检测方法 被引量：17

10

作者 陶健 田霖 +2 位作者 张德津 胡成雪 何莉 《计算机工程与设计》 北大核心 2022年第2期517-524,共8页

针对不均匀光照和阴影等因素影响沥青路面图像中裂缝检测误识别问题,提出一种基于局部纹理特征的沥青路面裂缝检测方法。设计结构保持型Retinex算法将高频的纹理信号从低频光照信号和结构型纹理中分离,改进百分比阈值算法,获取高信噪比... 针对不均匀光照和阴影等因素影响沥青路面图像中裂缝检测误识别问题,提出一种基于局部纹理特征的沥青路面裂缝检测方法。设计结构保持型Retinex算法将高频的纹理信号从低频光照信号和结构型纹理中分离,改进百分比阈值算法,获取高信噪比的裂缝区域二值图像,建立高置信裂缝段的特征匹配机制,利用圆形度、面积、不同置信裂缝的类间欧氏距离进行置信连通域邻域去噪,实现裂缝区域的提取。实验结果表明,该算法改善了不均匀光照和阴影情况下裂缝识别的准确性。 展开更多

关键词 沥青路面 裂缝检测 邻域去噪 特征匹配 图像处理

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基于曲率滤波和N-P准则的路面裂缝识别方法 被引量：4

11

作者 王墨川 何莉 +2 位作者 胡成雪 陶健 张德津 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第10期1822-1831,共10页

针对沥青路面裂缝不连续问题,提出一种基于曲率滤波和N-P准则的裂缝识别方法。通过组合最小矩形切平面和最小三角切平面及修正正则能量项的改进型曲率滤波算法,消除随机噪声并平滑纹理。采取二次分割策略提取疑似裂缝目标和运用裂缝几... 针对沥青路面裂缝不连续问题,提出一种基于曲率滤波和N-P准则的裂缝识别方法。通过组合最小矩形切平面和最小三角切平面及修正正则能量项的改进型曲率滤波算法,消除随机噪声并平滑纹理。采取二次分割策略提取疑似裂缝目标和运用裂缝几何特性去除块状或点状噪声,实现裂缝定位和获取裂缝片段。在此基础上,融合裂缝片段的位置和方向信息,提出利用N-P准则连接裂缝片段的端点,从而获得完整裂缝数据。研究结果表明,提出的方法对横裂、纵裂、块裂及龟裂等裂缝都具有较好的检测效果和较高的检测精度,裂缝检测的完整性达到90.5%以上。 展开更多

关键词 路面裂缝 曲率滤波 N-P准则 裂缝识别 裂缝连接

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基于线结构光点云的多剖面路面跳车检测方法 被引量：2

12

作者 陶健 田霖 +2 位作者 张德津 胡成雪 何莉 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第6期1765-1774,共10页

针对当前单一剖面的路面跳车检测方法难以完整反映跳车的问题,提出基于线结构光的多剖面检测方法。通过线结构光获得多剖面的路面全幅点云信息,基于点云路面纹理特点分离提取路面变形损坏轮廓,利用断面高差特征还原路面标准轮廓,形成变... 针对当前单一剖面的路面跳车检测方法难以完整反映跳车的问题,提出基于线结构光的多剖面检测方法。通过线结构光获得多剖面的路面全幅点云信息,基于点云路面纹理特点分离提取路面变形损坏轮廓,利用断面高差特征还原路面标准轮廓,形成变形损坏病害图像;结合车轮和病害的接触状态,计算变形损坏病害处多剖面高差;计算和评估路面跳车情况。实验结果表明,该方法重复性在99%以上,与人工测量结果相关性约为98.83%,验证了方法的可行性。 展开更多

关键词 道路工程 三维点云 病害识别 三维跳车检测 标准轮廓 路面跳车 路面变形

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