光学 精密工程
2023, 31(22): 3331
河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000
针对三维深度学习网络PointNet中缺少点局部特征描述而导致的分类精度较低的问题，提出了一种整合图卷积模型与PointNet的机载激光雷达点云分类方法。该方法首先通过最小香农熵准则确定点的最优邻域，计算出点云的浅层特征；然后将点云的浅层特征输入深度学习网络中，通过图卷积提取点云局部特征，并将该特征与PointNet提取的点特征、全局特征组合得到特征向量；最后，将上述特征向量输入设计的多层感知机实现点云的准确分类。利用国际摄影测量与遥感协会提供的Vaihingen点云数据集进行了验证，实验结果表明，所提方法相较于PointNet点云分类方法精度提高了9.58个百分点。
遥感 机载激光雷达 点云分类 图卷积 最优k邻域 PointNet 激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2228003
河南理工大学测绘与国土信息工程学院, 河南 焦作 454000
针对基于深度学习的机载激光雷达(LiDAR)点云分类方法训练时间长、对样本数据需求量较大等问题,提出了一种整合迁移学习与全卷积神经网络(FCN)的小样本机载LiDAR点云分类方法。首先,对机载LiDAR点云的光谱信息进行补充,并提取点云数据的归一化高程、强度值和植被指数特征构建三通道点云特征图。然后,通过设置不同的邻域大小和投影方向,生成多尺度和多投影特征图,并采用密集连接网络DenseNet201预训练模型提取多尺度、多投影深度特征。最后,通过池化操作提取深度特征中的全局特征,用FCN进行初步分类后基于图割优化策略实现机载LiDAR点云的高精度分类。在标准测试数据集上的实验结果表明,在训练样本数量约占数据集1.4%的情况下,本方法的总体分类精度可达到89.91%。
遥感 机载激光雷达点云 光谱数据 迁移学习 小样本 图割优化 中国激光
2021, 48(16): 1610001
1 河南理工大学测绘与国土信息工程学院, 河南 焦作 454000
2 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100094
地物纹理的复杂性,使地物分类一直是遥感领域研究的热点和难点。机载激光技术可以直接获取地物的三维点云信息,影像数据可以提供丰富的波谱信息,因此,结合机载激光点云和航空影像主被动遥感数据对地物进行分类。首先,将三维点云数据转换成网格数据,并利用顶帽变换算子去除噪声点;然后,对网格数据进行区域分割,引入植被区域限制的分水岭算法生成聚类区域;最后,利用模糊证据理论对不同聚类区域进行地物类型识别。用ISPRS数据集中的机载激光点云和航空影像数据作为实验数据,对本方法进行精度评价。结果表明,与基于单点的证据理论分类方法相比,本方法的分类效果较好。
遥感影像 机载激光点云 分水岭算法 证据理论 精度评价 激光与光电子学进展
2020, 57(18): 182803
河南理工大学测绘与国土信息工程学院, 河南 焦作 454000
针对传统二维深度学习方法无法实现三维点云分类问题,提出一种融合光谱信息的机载LiDAR点云三维深度学习分类方法。该方法首先融合机载LiDAR点云和多光谱航空影像进行点云光谱信息扩充,进而在点云格网化和数据增强处理的基础上,采用多层感知机提取出不同尺度下的点特征和全局特征,最后基于三维深度学习算法实现机载LiDAR点云的准确分类。利用国际摄影测量与遥感协会提供的数据集进行所提方法验证,结果表明,融合光谱信息后,机载LiDAR点云分类精度提高了13.39个百分点;与已有方法的对比结果也进一步表明,所提方法可以在减少特征向量提取的情况下,取得较好的分类结果。
遥感 机载LiDAR 多光谱影像 数据融合 PointNet 点云分类 激光与光电子学进展
2020, 57(12): 122802
河南理工大学测绘与国土信息工程学院, 河南 焦作 454000
机载激光雷达系统可以直接有效地获取地物的三维点云信息,为数字高程模型生成和建筑物检测与三维重建提供强有力的数据保障,但原始点云数据不可避免地会产生噪声点。提出了一种基于多窗口顶帽变换的机载激光雷达点云噪声去除算法。首先,根据原始点云间隔对点云进行内插生成网格,分别获取了最大和最小网格数据;然后,对网格数据进行聚类,根据每个聚类区域的尺寸设置阈值,检测出初始噪声点所在网格区域;最后,利用白、黑顶帽变换理论分别对最大和最小网格数据进行处理,检测出最终的噪声点所在网格区域。利用ISPRS数据对此方法和其他方法进行对比实验分析,结果表明,本文方法不仅可以较好地去除噪声点,还可以较完整地保存原始点云的细节信息。
遥感 噪声点去除 机载激光雷达 聚类 顶帽变换 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 112802
1 北京电子工程总体研究所, 北京 100854
2 中国长峰机电技术研究设计院, 北京 100854
传统三维制导律设计通常将三维空间分成垂直面和水平面分别考虑, 容易导致耦合信息的缺失, 同时没有考虑导弹红外导引头对导弹头部热流密度的限制和终端速度约束。针对以上问题, 基于具有推力可控能力的导弹, 在视线旋转坐标系的视线瞬时旋转平面内进行制导律设计。该制导律包含根据运动伪装理论设计的一种新的满足运动伪装条件的视线法方向加速度指令, 以及通过变系数加权法综合考虑导引头热流密度限制及终端速度约束的视线方向加速度指令。数值仿真结果表明了存在导引头初始对准误差时, 该制导律在满足红外导引头对导弹头部的热流密度限制、终端速度约束以及轴向过载限制下对高速机动目标制导性能良好, 视线角速率可控制在3 ( °)/s以下, 具有一定的工程应用价值。
三维制导律 推力可控 运动伪装 导引头 热流密度 终端速度 3D guidance law thrust control motion camouflage seeker heat flux terminal velocity 红外与激光工程
2018, 47(3): 0304004
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
提出了一种基于十字靶标的双目立体测量系统标定方法。采用多视图几何约束和光束平差优化精确获得两相机内参数，同时得到在两相机各自坐标系下重建出的靶点三维坐标点集；由两组三维点集之间的刚体变换直接求得系统外参数。该方法只需双相机同时对十字靶标拍摄一次，再由两相机单独拍摄若干幅靶标图像即可，现场操作简单灵活。在标定结果的基础上，对长度为611.800 mm的标尺进行多次测量，平均值为611.776 mm，标准差为0.030 mm。
测量 双目立体测量 摄像机标定 多视图几何 刚体变换 十字靶标
以单波道160Gbit/s传输为例,介绍了光时分复用技术的基本原理,对其中的关键技术进行了分析、比较,并对更高速的OTDM传输技术做了探讨。
光时分复用 解复用 时钟恢复 激光与光电子学进展
2003, 40(11): 36
