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    水下视觉SLAM的图像滤波除尘与特征增强算法

    摘要:将视觉SLAM(同步定位与地图创建)方法应用于水下环境时,扬起的沉积物会导致SLAM特征点提取与追踪困难,而且人工光源的光照不均匀还会引起特征点分布不均与数量较少。针对这些问题,设计了一种水下图像半均值滤波除尘与光照均衡化特征增强算法;根据水中杂质的像素特征,按照“检测-滤波”的顺序采取从外至内的半均值滤波过程消除扬起的沉积物在图像内造成的干扰;同时,通过统计光照均匀、充足区域内的像素分布,得到同一地形下不同位置处的环境特征相似的规律,并将其用于求解水下光照模型,将图像还原为光照均衡的状态,以此来增强图像的特征,进而实现更多有效特征点的提取。最后,利用该滤波与增强算法对多种海底地形数据集进行处理,并在ORB-SLAM3算法下测试运行。结果表明,滤波与增强后的数据集能够将特征点提取数量和构建地图的点云数量平均提高200%。综上,图像滤波除尘与特征增强算法能够有效提高视觉SLAM算法的运行效果与稳定性。

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    PCL滤波介绍(1)

    在获取点云数据时 ,由于设备精度,操作者经验环境因素带来的影响,以及电磁波的衍射特性,被测物体表面性质变化和数据拼接配准操作过程的影响,点云数据中讲不可避免的出现一些噪声。在点云处理流程中滤波处理作为预处理的第一步,对后续的影响比较大,只有在滤波预处理中将噪声点 ,离群点,孔洞,数据压缩等按照后续处理定制,才能够更好的进行配准,特征提取,曲面重建,可视化等后续应用处理,PCL中点云滤波模块提供了很多灵活实用的滤波处理算法,例如:双边滤波,高斯滤波,条件滤波,直通滤波,基于随机采样一致性滤波, PCL中点云滤波的方案 PCL中总结了几种需要进行点云滤波处理情况,这几种情况分别如下: (1) 点云数据密度不规则需要平滑 (2) 因为遮挡等问题造成离群点需要去除 (3) 大量数据需要下采样 (4) 噪声数据需要去除 对应的方案如下: (1)按照给定的规则限制过滤去除点 (2) 通过常用滤波算法修改点的部分属性 (3)对数据进行下采样 双边滤波算法是通过取临近采样点和加权平均来修正当前采样点的位置,从而达到滤波效果,同时也会有选择剔除与当前采样点“差异”太大的相邻采样点,从而保持原特征的目的

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    精彩碰撞!神经网络和传统滤波竟有这火花?

    惯性传感器在航空航天系统中主要用于姿态控制和导航。微机电系统的进步促进了微型惯性传感器的发展,该装置进入了许多新的应用领域,从无人驾驶飞机到人体运动跟踪。在捷联式 IMU 中,角速度、加速度、磁场矢量是在传感器固有的三维坐标系中测量的数据。估计传感器相对于坐标系的方向,速度或位置,需要对相应的传感数据进行捷联式积分和传感数据融合。在传感器融合的研究中,现已提出了许多非线性滤波器方法。但是,当涉及到大范围的不同的动态/静态旋转、平移运动时,由于需要根据情况调整加速度计和陀螺仪融合权重,可达到的精度受到限制。为克服这些局限性,该项研究利用人工神经网络对常规滤波算法的优化和探索。

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    天津大学研究团队提出基于源混叠矩阵估计的稳态视觉诱发电位扩增方法

    针对稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential, SSVEP)识别面临的校准数据不足的问题,天津大学神经工程团队提出了一种源混叠矩阵估计方法(source aliasing matrix estimation, SAME)来扩增SSVEP信号的校准数据。在Benchmark和BETA公开数据集上的结果表明,当与SAME方法结合后,两种先进的空间滤波方法(eTRCA, TDCA)在校准数据不足的情况下均有显著的性能提高。SAME可以有效扩增基于稳态视觉诱发电位的脑机接口系统的校准数据,从而减少系统的校准负担,相关研究成果在实用型脑机接口方面具有潜在的应用价值,已在线发表至《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》期刊。

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    双边滤波算法原理

    图像平滑是一个重要的操作,而且有多种成熟的算法。这里主要简单介绍一下Bilateral方法(双边滤波),这主要是由于前段时间做了SSAO,需要用bilateral blur 算法进行降噪。Bilateral blur相对于传统的高斯blur来说很重要的一个特性即可可以保持边缘(Edge Perseving),这个特点对于一些图像模糊来说很有用。一般的高斯模糊在进行采样时主要考虑了像素间的空间距离关系,但是却并没有考虑像素值之间的相似程度,因此这样我们得到的模糊结果通常是整张图片一团模糊。Bilateral blur的改进就在于在采样时不仅考虑像素在空间距离上的关系,同时加入了像素间的相似程度考虑,因而可以保持原始图像的大体分块进而保持边缘。在于游戏引擎的post blur算法中,bilateral blur常常被用到,比如对SSAO的降噪。

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