作者单位
摘要
昆明理工大学 国土资源工程学院,云南昆明600093
针对激光扫描获取城市场景出现不同时期位置偏差,传统点云配准方法存在效率低和鲁棒性低等局限性,本文提出了顾及杆状物和车道线的点云配准改进方法。首先对滤波后的点云进行体素格网降采样,再利用布料模型滤波对地面点滤波,后使用K均值无监督分类非地面点云,后用先验的随机一致抽样法提取杆状物作为目标特征,并根据点云反射强度提出点云灰度图和空间密度分割法提取车道线。利用改进迭代最近点(ICP)算法和法向量约束,将杆状物作和车道线作为配准基元,几何一致算法剔除错误点对,并使用双向KD-tree快速对应特征点的关系,加快配准速度和提高精度。经实验证明,在低重叠度的城市点云场景耗时不到20 s,且只迭代20次,精度可达1.987 7×10-5 m,可实现城市道路场景点云的高效准确配准。
车载激光扫描 杆状物 地面点滤波 K均值 车道线 改进ICP vehicle laser scan pole-like object ground point filtering K-means lane lines improved Iterative Closest Point(ICP 
光学 精密工程
2024, 32(4): 535
作者单位
摘要
辽宁工程技术大学 电子与信息工程学院,辽宁 葫芦岛 125100
针对ICP算法在初始位姿差、部分数据丢失和噪声干扰情况下鲁棒性差、配准精度低的问题,提出一种基于统计局部特征描述与匹配的点云配准算法。首先,用点云局部密度、点云拟合平面距离方差、高斯曲率和平均曲率构建一个四维的统计局部特征描述符,准确地描述查询点的局部特征;然后,通过点对间的特征差异进行对应点匹配,剔除错误点对,解决点云部分数据缺失和噪声干扰的问题;最后,使用平均匹配距离作为度量改进ICP算法,对点云进行配准,解决初始位姿较差时配准精度低的问题。实验结果表明,该算法在初始位姿差、部分数据丢失和噪声干扰情况下的配准精度提高至少1个量级,配准速率也有较大提升,在鲁棒性和配准精度方面均表现出明显优势。
点云配准 特征描述 特征匹配 平均匹配距离 迭代最近点 point cloud registration feature description feature matching mean match distance ICP 
液晶与显示
2024, 39(1): 89
作者单位
摘要
1 无锡学院自动化学院,江苏 无锡 214105
2 南京信息工程大学自动化学院,江苏 南京 210000
3 无锡学院轨道交通学院,江苏 无锡 214105
4 无锡学院电子信息工程学院,江苏 无锡 214105
针对迭代最近点(ICP)配准算法易陷入局部最优、迭代收敛速度慢等问题,提出基于内部描述子(ISS)特征点结合改进ICP点云配准算法,先对基准点云和待配准点云进行体素网格下采样,随后选用ISS算法提取特征点,采用点特征直方图(FPFH)对特征点进行特征描述,并寻找两片点云特征点的对应点对,之后利用随机采样一致性算法(RANSAC)算法去除错误对应点对,最后对已有良好初始位姿的两片点云采用基于Nanoflann加速的点到平面ICP算法进行精配准,将配准精度和配准效率进一步提高。试验结果表明,该算法比传统ICP算法迭代次数减少,在精度与速度方面均有显著提升;比尺度不变特征(SIFT)的ICP算法在欧氏适合度评分和配准用时上分别平均减少了64.4%和73.75%。
点云配准 点到平面的ICP point cloud registration ISS ISS point-to-plane ICP Nanoflann Nanoflann 
应用激光
2023, 43(6): 0124
作者单位
摘要
1 中国科学院 国家空间科学中心,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
3 辽宁大学 物理学院,辽宁 沈阳 110036
针对时间飞行(TOF)获取的三维点云数据噪声点多、有效目标在点云中所占比例较小的问题,提出一种适用于TOF 点云数据的基于强度特征匹配的迭代最近点配准算法。首先使用强度特征进行有效区域提取,然后对有效区域进行配准,最后使用有效区域的变化矩阵对整个点云数据进行配准。实验结果表明,该方法能在不影响配准速度的情况下,有效提高真实点云配准的精确度。
点云配准 时间飞行 强度信息 迭代最近点 point cloud registration Time Of Flight intensity information Iterative Closest Point (ICP) 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 838
作者单位
摘要
1 西安科技大学安全科学与工程学院, 陕西 西安 710054 陕西省煤火防治重点实验室, 陕西 西安 710054西安高新技术产业开发区管理委员会, 陕西 西安 710065
2 西安科技大学安全科学与工程学院, 陕西 西安 710054 陕西省煤火防治重点实验室, 陕西 西安 710054
3 空军军医大学第二附属医院, 陕西 西安 710038
氯气泄漏应立即对其进行应急处置, 同时日常也要加强对含氯尾气的及时回收和净化处理。 目前普遍采用具有发达多孔结构与丰富比表面积的活性炭吸附有害气体, 但是目前活性炭的生产普遍需要消耗木材、 竹子等自然资源, 导致成本高且不利于可持续发展。 因此采用生物质废弃材料制备活性炭, 同时利用冶金固体废弃物对活性炭进行改性处理, 以进一步降低生产、 环境成本与提高吸附性能, 已经成为活性炭生产领域研究的热点。 研究以特殊钢渣与废弃核桃壳为研究对象制备钢渣基生物质活性炭。 采用氯气专用P-C-T吸附装置测试吸收氯气的性能, 电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、 X射线荧光光谱仪(XRF)、 激光粒度仪(LPSA)、 场发射扫描电子显微镜(SEM)分别测试其浸出重金属浓度、 化学成分、 粒径分布、 微观形貌, 从微观层面阐述特殊钢渣-废弃核桃壳制备钢渣基生物质活性炭机理。 结果表明特殊钢渣超微粉溶液中含有Cd、 Cu、 Pb、 Zn、 Ni、 Cr、 As等重金属, 其中Pb、 Ni、 Cr的浸出毒性含量高于《浸出毒性鉴别标准》(GB 5085.3—2007)中相关重金属的浸出毒性限值。 磷酸具有破坏结构特性、 无水乙醇具有促进分散特性, 有利于消除微粉颗粒间的引力, 提高废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的分散性。 特殊钢渣超微粉所含具有磁性的Fe2O3与具有催化性的CuO、 MnO形成协同作用, 有利于氯气在钢渣基生物质活性炭表面形成富集, 提高对氯气吸附能力。 钢渣基生物质活性炭对氯气的吸附能力随着吸附环境温度上升呈现先小幅降低后大幅降低的趋势, 过高的吸附环境温度会增强氯气分子的活跃性, 造成被钢渣基生物质活性炭吸附的氯气出现解析现象。 钢渣基生物质活性炭在活化处理与焙烧过程中废弃核桃壳超微粉形成的活性炭不仅包裹特殊钢渣超微粉, 而且将特殊钢渣超微粉所含重金属稳定固化于活性炭中。
特殊钢渣 废弃核桃壳 活性炭 制备机理 ICP-MS ICP-MS Special steel slag Discard walnut shells Activated carbon Preparation mechanism 
光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2308
作者单位
摘要
1 中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北省珠宝工程技术研究中心, 湖北 武汉 430074
3 中山大学地球科学与工程学院, 广东 广州 510275
蔷薇辉石是一种具有特征粉红色的单链硅酸盐矿物。 蔷薇辉石常为致密块状集合体产出, 主要以玉石形式出现在珠宝玉石市场中, 而单晶体的宝石级蔷薇辉石市场上罕见。 单晶蔷薇辉石以澳大利亚Broken Hill矿区以及巴西Minas Gerais矿区为代表。 采用现代测试手段对10块巴西产出的单晶蔷薇辉石样品进行测试, 旨在探讨其化学成分及光谱学特征, 为蔷薇辉石的品种鉴定、 优化、 产地鉴别提供基础资料。 根据LA-ICP-MS结果计算, 该研究样品的平均晶体结构化学式为(Mn0.763Ca0.106Fe0.070 Mg0.061)1.00SiO3, 主量元素富含Ca-Fe-Mg, 与巴西Minas Gerais地区出产单晶蔷薇辉石成分组成相似。 样品的拉曼位移主要由666 cm-1最强峰、 972和997 cm-1次强双峰, 及若干弱峰组成。 蔷薇辉石的主要拉曼峰与[SiO4]四面体的伸缩、 弯曲振动以及八面体配位阳离子的伸缩振动有关。 红外测试结果表明, 蔷薇辉石在指纹区的吸收峰主要归因于Si—O的伸缩、 弯曲振动。 蔷薇辉石的结构决定其在750~550 cm-1波段内存在五个吸收峰, 以此区别其他的(似)辉石族矿物。 3 631 cm-1处存在明显吸收峰, 为典型的OH伸缩振动带, 表明样品中含有少量结构水。 紫外-可见吸收光谱测试表明, 蔷薇辉石为典型的自色矿物, 其致色主要由八面体配位Mn2+ 的d—d电子跃迁导致。 样品对可见光的吸收峰位于紫区及黄绿区, 是其呈现橘红-粉紫红色的主要原因。
巴西单晶蔷薇辉石 红外光谱 Mn2+ 致色 Monocrystal rhodonite from Brazil LA-ICP-MS LA-ICP-MS Infrared spectrum Mn2+ coloration 
光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3504
作者单位
摘要
上海交通大学 电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台,上海 200240
开发了一种和MEMS工艺兼容的基于硅微加工技术的简易硅微透镜阵列制造技术。利用光刻胶热熔法和等离子体刻蚀法相结合的方法,实现了在硅晶圆上制作不同尺寸的硅微透镜阵列的工艺过程。实验中,对透镜制作过程中的热熔工艺、刻蚀工艺进行了深入的研究。最终确定了最优的工艺参数,制备了孔径在20~90 μm、表面质量高的硅微透镜阵列。
硅微透镜阵列 光刻胶热熔法 电感耦合等离子体刻蚀 刻蚀缺陷 silicon microlens array photoresist hot melt method ICP-RIE etch defect 
半导体光电
2023, 44(3): 389
作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
“达碧兹”宝石具有由内含物或者致色元素的分布不均导致的类似于“六射星光”的六方对称的特殊现象, 具有该现象的宝石可成两类, 即由内含物将主晶体分隔为不同区域而形成的“达碧兹”宝石, 以及由于内部其他原因形成的外观上与“达碧兹”宝石近似的“类达碧兹”宝石。 紫外可见近红外光谱显示四块样品中均出现的375与450 nm附近的几个窄吸收峰, 均为Fe3+所产生的晶体场场谱。 560 nm附近的宽吸收带则应当为Fe2+与Ti4+两种离子发生电荷转移时产生的电荷移动谱, 这是在黄色蓝宝石之外绝大部分蓝宝石中都会出现的吸收带。 拉曼(Raman)光谱测试发现, 在具有“类达碧兹”图样的山东蓝宝石内部的各个部位的矿物相均为刚玉相。 其拉曼位移峰集中于位于在378、 417及576 cm-1等处, 证明其并没有被矿物包裹体分隔为不同的生长区域, 应当属于“类达碧兹”系列。 能量色散型X射线荧光光谱(EDXRF)分析测试发现其内部各处的铝元素含量远远高于其他元素, 且符合刚玉矿物的理论值97%以上。 激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)结果证实在的“核心”与“臂”等区域Fe、 Ti等微量元素含量均明显高于其他元素, 造成了上述区域的颜色加深。 山东“类达碧兹”蓝宝石出现“类达碧兹”图样的原因是致色元素差异分布导致的, 故而仍然属于“类达碧兹”系列。
“类达碧兹”蓝宝石 紫外-可见-近红外光谱测试 激光拉曼光谱 X射线荧光光谱 激光剥蚀等离子体质谱 Trapiche-like sapphire UV-VIS-NIR spectra Raman spectra EDXRF LA-ICP-MS 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1199
作者单位
摘要
1 中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室, 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所, 北京 100044
2 中国科学院大学考古学与人类学系, 北京 100049
3 成都文物考古研究院, 四川 成都 610000
4 国家文物局考古研究中心, 北京 100009
5 会理县文物管理所, 四川 会理 615100
青铜器的矿料来源及其体现的地区间文化互动等信息是考古学界关注的重点问题。 四川会理位于欧亚草原、 中原、 南亚和东南亚之间的“十字路口”, 且处在著名的“藏彝走廊”之上, 自古以来就是多民族聚居地和多元文化交汇区, 当地出土的青铜器更是包含多种文化因素。 然而, 以往对该地青铜文化的研究多集中于墓葬形制和随葬品的器型及纹饰等所体现的文化互动上, 而对多元风格青铜器的矿料来源和地区间文化互动的具体模式关注较少。 使用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)、 多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)对会理文管所藏8件具有多元文化风格的青铜器进行成分分析和铅同位素比值测定。 在此基础上, 搜集铜、 铅矿山和相关青铜器的铅同位素数据并结合考古类型学进行对比分析, 以期揭示不同地区和青铜文化之间的互动联系。 pXRF分析结果显示, 这批样品合金类型多样, 包括纯铜、 锡青铜、 铅锡青铜和锡铅青铜等。 MC-ICP-MS分析结果显示, 两面石寨山型铜鼓和盐源文化风格树形器应为利用滇中南地区的铅料生产的, 且前人对多面石寨山型铜鼓的研究结果显示其矿料均来自滇中南, 表明铜鼓这种象征权力与地位的礼器的矿料来源及生产较为独特, 很可能为统治阶层所垄断; 而石寨山型铜钟则是利用会理当地铜料生产的“仿制品”。 以上结果表明, 会理与石寨山、 盐源等周边地区青铜文化存在着实物和精神等层面的复杂互动。 研究显示, 在运用pXRF、 MC-ICP-MS明确青铜器合金成分和矿料来源的基础上结合文献记载与考古类型学分析可以为深入探讨地区间文化互动的具体模式提供很好的证据支持。
青铜器 多元风格 矿料来源 文化互动模式 Bronzes Multi-style Mineral material sources Culture interaction modes MC-ICP-MS MC-ICP-MS 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1140
作者单位
摘要
重庆理工大学 机械工程学院,重庆400054
针对传统迭代最近点(ICP)算法在点云存在重叠或部分重叠时,配准误差大且适应性差的问题,提出一种基于匹配点对加权优化的改进配准算法。首先,提出一种改进体素降采样算法对点云进行采样,减少数据量的同时提高算法对噪声的鲁棒性;然后,采用改进Sigmoid函数赋予参与配准的匹配点对不同的权重,克服传统算法忽视距离较小的匹配点对中仍具有错误点对的缺点,同时提高了配准精度和收敛速度;最后,提出一种采用奇异值分解法(SVD)求解配准参数的方法,进一步提高配准精度。设计了不同重叠度的配准实验和噪声实验,并结合曲轴三维点云重建对本文算法进行验证。实验结果表明:本文算法误差较Tr-ICP算法减少了约34.1%,较AA-ICP算法减少了约29%,配准时间较Tr-ICP算法缩短了约16.1%。最终表明本文算法具有更高配准精度的同时,具有更好的适用性和鲁棒性。
点云配准 迭代最近点算法 Tr-ICP 匹配点对优化 point cloud registration iterative closest point algorithm Tr-ICP matching point pairs optimization 
光学 精密工程
2023, 31(4): 503

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!