一种深度图像障碍物检测新方法

针对传统障碍物检测技术存在的不足,该文将Kinect深度摄像机作为障碍物检测系统的传感器,在Kinect实时三维重建和Meanshift图像分割的理论基础上,提出了一种基于Kinect深度图像的障碍物检测方法,并针对深度图像随机噪声点多的特点,提出了一种改进的高斯滤波算法.分别在不同环境中进行了障碍物检测实验,实验结果表明该文提出的检测算法能准确检测出复杂场景中的障碍物区域,并对光照具有很强的鲁棒性.     

基于杨赤中推估法的DEM及等值线绘制

数字高程模型(DEM)是GIS最重要的组成部分,应用杨赤中滤波推估法,可将离散的高程数据经插值计算转换为格网DEM数据。在此基础上,利用VB和MapX实现等值线绘制功能。详细讨论杨赤中推估法构造DEM的原理和实现绘制等值线功能的步骤。     

混合误差协方差用于集合平方根滤波同化的试验

在集合卡尔曼滤波方法中, 根据预报集合统计提供的依流型而变的预报误差协方差对同化起到决定性的作用。但在集合样本容量不足及模式存在系统误差时, 由预报集合估计的预报误差协方差会出现明显偏差。既要减小这种估计偏差对同化产生的影响而又不增加计算量, 一种可供选择的方法是将定常或准定常的高斯型预报误差协方差和由预报集合估计的预报误差协方差加权平均用于集合卡尔曼滤波同化。利用浅水方程模式, 通过观测系统模拟试验检验在不同的模式误差、 集合成员数以及观测密度条件下, 将这种混合预报误差协方差矩阵用于在集合平方根滤波的效果。试验结果表明, 当预报集合成员数较多而模式又无误差时, 不必采用混合的预报误差协方差矩阵, 否则, 采用混合的预报误差协方差矩阵都有可能改进分析和预报。混合预报误差协方差的最优的权重系数与模式误差关系密切, 模式误差越大, 定常预报误差协方差的权重越大。最优的权重系数与集合成员数及观测密度也有一定关系。     

用滤波方法进行MαCS云团形态差异的个例分析

利用GMS－5卫星资料, 研究了2002年6月27～28日一次强降雨过程中尺度暴雨云团的演变特征。分析表明, 整个降雨过程分两个阶段, 第一阶段, 一个近圆形中尺度对流云团从西北向东南移动, 主要造成河南省强降雨; 第二阶段, 南移的中尺度对流云团到达长江流域, 重新发展并形成东西向宽带状α中尺度对流系统 (Meso-α-scale Convective System, 简称MαCS) 云团, 造成长江中下游暴雨。为研究这次暴雨过程中尺度对流云团的组织方式演变和结构特征, 使用滤波方法对NCAR/NCEP 1°×1°再分析资料进行尺度分离, 获得中尺度扰动场, 结果表明: (1) 利用改进的Shuman-Shapiro滤波方法, 可以有效地分离出中尺度扰动。对于近圆形的MCS, 低层高度场低中心和流场辐合中心重合, 位于云顶亮温 (Black Body Temperature, 简称TBB) ≤-52℃冷云盖的西侧边缘, 这里也是新生对流活跃的地方, 而高层高度场高中心和流场辐散中心分离, 但都位于冷云盖区域。对于宽带状MαCS, 低层高度场低中心和流场辐合中心也基本重合, 位于TBB≤-52℃冷云盖的北侧边缘, 高层高度场高中心与低层低中心相对应, 但流场在冷云盖中没有表现出单一中心, 却表现为一致辐散气流。 (2) 滤波结果显示, 不论是前期的近圆形中尺度对流云团, 还是随后发展起来的宽带状MαCS, 二者都具有低空辐合高空辐散扰动结构, 只是扰动的强度后者大于前者。 (3) 这次过程的中尺度对流云团表现出的形态演变, 由近圆形变成宽带状, 是因为其组织差异造成的。两者的组织方式完全不同, 前者主要是低层中尺度气旋, 而后者主要是低层的中尺度切变线。     

多关节深海航行器组合导航算法

为解决多关节水下航行器定位问题,本文提出了基于捷联惯导+航位推算的组合导航算法。该方法利用捷联惯导系统测量航行器的位置,采用航位推算的方法得到航行器在下一时刻的位置,然后将测得的信息采用Kalman滤波处理,得到高精度的位置信息。通过Matlab/SIMULINK平台对比其他两种单一导航系统的性能,仿真结果表明,采用捷联惯导+航位推算算法时,位置误差可控制在5 m以内,满足多关节水下航行器的定位需求。     

面向全球DEM生产的点云智能滤波与DEM泊松编辑方法

国家全球战略急需全球地理信息资源的支撑,如何利用国产高分辨率卫星影像高效生产全球DEM已经成为我国全球地理信息资源建设工程的重大任务。由于全球地形地表结构的多样性和复杂性,现有依靠单一滤波模型或有限滤波规则的点云滤波方法的可靠性和效率难以保证。为此,本文提出一种可靠、高效、稳健的影像密集匹配点云数据智能滤波与DEM泊松编辑方法,通过顾及弯曲能量的点云自适应滤波及多边界约束的泊松地形编辑方法的设计与实现,构建了点云自适应滤波与定向智能精准编辑软件LINK。通过四川、黑龙江、陕西、海南、重庆测绘地理信息局等多家生产单位,采用覆盖国内外重点区域不同地形地表结构特征的资源三号卫星影像的DSM数据,进行DEM试生产验证。结果证明了本文方法的可靠性和有效性,在DEM生产困难的建筑区、森林和水域等区域,精度和效率优势明显,为全球大规模DEM生产提供了有力支撑。     

基于粒子滤波的移动物体视觉跟踪方法

基于颜色特征的粒子滤波算法已成为移动物体跟踪的热点.提出一种基于加权颜色直方图的粒子滤波跟踪算法,利用Bhattacharyya距离来描述粒子与目标区域颜色模型的相似性.实验结果表明:该方法具有较好的实时性与鲁棒性,可应用在视频监控、小车寻迹等场合.     

南京一次特大暴雨天气过程的中尺度特征

分析了2007年7月7-8日南京特大暴雨天气过程的大尺度背景以及中尺度特征,发现中高纬阻塞形势的生消、冷暖气流的交汇、深厚的对流辐合场的形成等是强暴雨发生发展的主要因素.另外500 hPa中尺度流场汇合带、700 hPa中尺度扰动中心、雷暴云系、强雷达回波带以及强降水带走向相当一致,说明这次强暴雨过程具有明显的中尺度特征;发现500 hPa中尺度流场汇合带比卫星云图更能体现大范围的地闪分布,此发现对大范围的雷电预报有参考价值.     

准静止波强迫对1998年和1991年江淮洪涝影响的数值模拟

为了进一步检验青藏高原、北方冷空气及西太副高对1998年和1991年江南北部和江淮洪涝的影响,利用NCEP/NCAR的再分析格点资料和MM5中尺度模式分别对该两年夏季的两段强暴雨个例作了对照和滤波试验。模拟结果表明:在两次强暴雨个例中,考虑了中高纬度环流、青藏高原热力作用和低纬西太副高影响的对照试验,能相当好地再现中高纬度环流的平均场特征及形势演变的情景;而不包括上述准静止波异常影响的滤波试验的模拟结果与对照试验的结果相差较大,更接近多年平均的7月气候场。这证实北方冷空气活动、高原热力作用和西太副高位置对该两个个例中雨带的重要影响。同时,本文模拟也显示中尺度模式MM5有相当强的模拟中高纬度形势演变的能力,这种保留或滤除准静止波异常的模拟方法不失为一种讨论大尺度准静止波异常对区域气候影响的有效方法。     

1323号台风“菲特”螺旋云带中“列车效应”特征及形成分析

本文针对1323号强台风“菲特”螺旋云带中出现“列车效应”的特征及形成开展了分析研究。研究发现,浙江钱塘江湾南岸持续性降水中具有“列车效应”特征,按照雨带的稳定位置,将其分为两次“列车效应”过程,时间跨度都在3～4小时左右,空间跨度在1～2个经度距离;暴雨区呈现出带状特征,降水效率高,每小时降水超过25 mm并向前线性传播;台风螺旋云带中强度在35 dBZ以上的雷达回波平均反射率也呈现线性带状结构;降水带走向和雷达回波运动方向与台风中心运动方向产生了大致在25°以上的向右偏离。从“列车效应”的形成来看,高空引导气流的方向和地面中尺度扰动辐合带走向与“列车效应”中对流单体运动方向基本一致,为其呈近线性排列提供依据。沿海形成的中尺度扰动辐合或扰动涡旋,为螺旋云带中对流在沿海地区发生或发展提供重要条件,形成了对流云的快速增长和后续发展的启动和维持机制,对于“列车效应”的形成、发展和维持起了重要作用。