直线拟合

摘要： 直线拟合是大学物理实验数据处理中的常见问题,常用的数据处理方法有两种:逐差法、最小二乘法,哪种方法最优的争论存在已久。利用Excel这一常用软件,以“拉伸法测金属丝的杨氏模量”这一实验为案例,评定逐差法和最小二乘法处理数据后测量结果的不确定度,对两种方法进行定量比较发现:精确测量时逐差法的劣势非常明显,此时应尽量用最小二乘法处理数据,逐差法只适用于粗略估算测量结果。

摘要： 巡视器导航相机在发射前已完成标定,但在飞抵行星表面开展工作前需经过长时间飞行,其间受到的外力可能导致相机参数发生变化,所以在着陆后需要对导航双目相机重新标定。本文首先介绍了以太阳能电池板为标定板,然后通过Hough变换、聚类思想和最小二乘直线拟合法提取出电池板格网线,根据直线参数重新标定导航双目相机外参的标定方法,最后进行了两项试验。试验1以嫦娥4号影像进行格网线提取试验,并与传统的Hough变换直线提取结果进行比较,本文提取方法更准确;试验2以模拟直线参数进行双目相机外参标定试验,结果说明解算精度较高,方法可行有效。但该相机标定方法将相机内参作为已知值,并单独解算左、右相机外参,下一步将继续研究相机内、外参同时标定的方法和双目相机一步标定的方法。

摘要： 某工厂的地沟电缆承担生产供电任务,为保证安全,需要经常巡查电缆温度。设计了基于激光雷达(LiDAR)的巡检机器人导航系统,研究了自主建图和定位导航算法。机器人使用激光雷达扫描周边环境生成点云数据,通过Hough变换算法和最小二乘法算法将雷达点云数据拟合成直线,建立环境地图模型。应用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法结合点云数据和位姿数据进行实时定位和预测走向,并与模型预测控制(MPC)算法进行了对比。实验结果表明:EKF算法的预测精度高,满足机器人定位导航需求,其性能优于MPC算法。

摘要： 【目的】提出一种基于多传感器融合的果园导航方案,解决果园机器人在GPS导航过程中受果树遮挡导致信号弱、定位效果差的问题。【方法】通过16线激光雷达采集高精度的三维点云数据,利用Voxel grid filter滤波算法进行点云预处理,降低点云密度并去除离散点,将果树行通过欧几里类算法进行聚类,采用改进的随机采样一致性(Random sample consensus,RANSAC)算法拟合出果树行直线,根据平行直线的关系,推算得到导航线,并融合惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)对果园机器人进行高精度定位。基于差速转向和纯追踪模型进行轨迹跟踪,实现果园机器人在果树行间自主导航以及自动换行的目标。【结果】在将激光雷达和IMU的数据进行融合后,获取到果园机器人的准确位姿,当机器人以速度0.8 m/s在果园作业时,对比最小二乘法和传统RANSAC法产生的偏差,基于密度自适应RANSAC法产生的横向偏差不超过0.1 m、航向角偏差不超过1.5°,均为3种方法中的最小值。但当机器人速度增加到1.0 m/s时,各项偏差均明显增大。【结论】本文提出的基于多传感器融合的果园机器人导航技术适用于大多数规范化果园,具有重要推广价值。

摘要： 针对标准最小二乘(SLS)解EIV模型存在算法收敛性受初值影响的问题,提出同伦加权整体最小二乘平差法。首先根据SLS理论,按照整体最小二乘平差准则获得求解EIV模型的法方程,联合同伦理论构建同伦加权整体最小二乘平差模型;然后采用预估-校正法对模型进行求解,并设计对应的计算算法;最后以直线拟合和二维坐标变换为例,对所提算法的可行性进行验证,针对不同初值情况对新旧算法收敛性对比。实验结果表明,在初值离真值较远时,新算法仍然能够收敛,解决SLS-WTLS中出现的发散和奇异问题。

摘要： 为保障大型车辆编队的安全和速度,可以让先导智能感知车辆自动检测前方路况。电力线是国家重要基础设施,由于特种车辆驾驶舱视野窄,且电力线悬于空中没有对照物,驾驶人员很难肉眼辨别其高度是否可以通行,论文着手于先导车辆的电力线实时检测。论文采用了多种型号雷达采集了电力线点云数据,研究了电力线点云特征,提出了一种基于车载激光雷达的实时电力线检测方法。该方法首先通过先验知识选定感兴趣区域后对点云进行法线方向滤波,然后对点云进行聚类,在有效的聚类点云中进行直线拟合,并提出一种电力线后验方法。实验证明论文算法能以较高准确率的检测电力线,并保证实时性。

摘要： 针对传统的农机视觉导航基准线易受光照环境影响和路径提取效率低下的问题,提出了一种基于垂直投影法的农机视觉导航方法。基于YCrCb颜色空间对农作物进行亮度矫正;对处理后的图像采用OTSU方法分割出初步的农作物区域,考虑到农作物区域可能出现空洞、毛刺等问题,采用形态学方法对农作物区域进行精细处理;在得到较为准确的农作物分割图像后,依据农作物按列种植特征,采用垂直投影提取农作物特征,并选用随机抽样的方式计算导航路径。将新算法与目前主流的农机视觉导航算法进行实验对比,结果表明新算法具有明显优势。

摘要： 直线拟合常用的最小二乘法使残差平方和极小,然而稳健性(抗粗差性)较差,直线两端的数据误差对拟合斜率的影响大.最小一乘法使残差绝对值之和极小,但算法较复杂.本文提出技术综合方法,力图部分综合几种直线拟合方法的特点,不作粗差剔除,仅在求斜率时适度降低大于临界系数的个别数据的权重,以达到如下效果:稳健性显著优于最小二乘法,也优于最小一乘法;残差绝对值和、标准偏差近似与最小一乘法相同;计算过程比最小一乘法简单,适用范围广.

摘要： 斑马线是城市管理与建设的重要基础设施,斑马线的自动识别与提取在城市基础地理信息更新中具有重要意义.针对人工测定斑马线角点效率低下的问题,以车载激光扫描点云数据为研究对象,提出了一种基于点云扫描线的斑马线角点自动提取算法.首先,基于人机交互方式提取目标点云,结合OTSU算法计算最优点云回波反射强度二值化分割阈值,初步分离出斑马线点云;其次,以扫描线为研究单元,采用直方图统计分析方法筛选位于斑马线长边边缘处的若干点,对其进行RANSAC直线拟合,获取长边直线方程;然后,创建移动窗口对扫描线进行动态检索并设置相应的判别条件,获取斑马线短边直线方程;最后,根据斑马线的矩形特征实现斑马线角点的精细提取.与传统人工测量方式相比,该算法具有提取精度高和计算时间少的优点.

摘要： 本文介绍了天宝SX10影像扫描仪在跨江线缆垂弧测量的内外业作业时,在其测程范围内能轻松实现“所见即所得”,通过架设多个测站进行数据融合后,可以在快速获取到目标物的高分辨率工地影像的同时附着矢量三维点云数据,该方法能极大提高内外业作业效率。

摘要： 针对钢轨表面区域提取时受钢轨弯道、振动等影响导致的误提取及漏提取现象,本文在优化钢轨图像采集装置的基础上,首先结合阈值分割与形态学方法对钢轨表面区域进行粗提取,然后通过采用Hough变换提取钢轨表面边缘线段及参考点,再利用直线拟合的方法对钢轨表面边缘进行精确定位,最后再利用仿射变换提取出水平、完整的钢轨表面区域.通过与现有几种典型的轨面提取算法对比,本文的速度、精度及稳定性均具有明显优势.

摘要： 对总体最小二乘估计准则在测量中直线拟合应用存在的问题,该文在分析当前多种直线拟合模型及相应总体最小二乘估计方法的基础上,根据测量平差理论，提出了附约束的N维直线概括模型及其总体最小二乘分步解法.首先利用间接平差方法通过迭代计算求出总体残差,然后通过条件平差分配残差到各观测量.仿真计算结果验证了该模型及方法的正确性和有效性.

摘要： QR二维条码作为一种可高速、全方位识别的二维条码。已经在各行各业中得到了广泛的应用。本文提出了根据QR码寻像图形的边框点拟合直线得到QR码的四条边框。从而实现了QR码的精确定位。相比于通常的Hough变换，本文算法节省了大量的空间和时间。实验表明本文算法能实现复杂背景下多QR码的精确定位。

摘要： 目标上的微动散射点会对雷达回波产生调制，当对目标进行ISAR成像时，微动部分对ISAR成像结果产生一定的干扰，本文在分析微动对ISAR成像影响的基础上，提出一种基于直线拟合将微动成份从成像信号中分离的方法，仿真结果验证了方法的有效性。

摘要： 本文提出一种基于仪表先验知识和梯度方向滤波的仪表指针位置检测方法.首先用图像重构技术提取仪表盘边框和指针，然后利用线检测掩模来估计梯度方向并进行方向滤波，最后用直线拟合方法在原图中检测出指针位置.实验结果表明，本文的算法具有较强的鲁棒性，抗干扰性强，特别适用于长方形指针式仪表.

摘要： 对于自动获取的车辆图像,论文中提出了一种自动车窗识别方法。由于车窗位置特征的不明显性,针对不同光照条件下、具有复杂背景的深色车和浅色车分别进行处理。在识别深色车车窗部分,基于Log边缘检测后水平投影图确定车辆垂直方向的中心位置,然后以定位好的车牌位置为参照,利用滑动窗口定位车窗。在识别浅色车车窗部分,提出了一种直线拟合确定车窗位置的方法。实验结果显示,自动车窗识别方法对实验数据可得到90％以上的正确率。

摘要： 特定目标的检测识别是自动目标识别(ATR)的关键技术之一.机场作为典型的地面目标,一直是自动目标识别领域的热点研究课题.跑道作为最重要的特征被用于机场识别,主要因为其边缘由长直线组成,而且面积大易寻找.在基于启发式的边缘跟踪、直线拟合、合并的基础上,提出了一种新的四边形识别算法.对比由跑道的先验知识经透视变换得到的四边形与检测的四边形对应边长是否一致,来进行前视红外(FLIR)图像中机场的识别.试验表明,本算法充分利用跑道更多的特征信息,增加了机场识别的鲁棒性,并具有良好的识别性能。

摘要： 针对频率步进信号中存在的距离-多普勒耦合现象,提出了一种基于相邻帧距离单元相位差的斜率信息的速度估计方法.该算法的思想是求出相邻两帧相对应的距离单元的数据的相位差,通过相位解卷绕和数值拟合的方法求解相位差的斜率,利用相位差的斜率与目标运动速度成正比的关系估计出目标运动速度.并通过仿真试验分析了该算法的测速范围、测速精度和抗造噪能.

摘要： 针对频率步进信号中存在的距离-多普勒耦合现象,提出了一种基于相邻帧距离单元相位差的斜率信息的速度估计方法.该算法的思想是求出相邻两帧相对应的距离单元的数据的相位差,通过相位解卷绕和数值拟合的方法求解相位差的斜率,利用相位差的斜率与目标运动速度成正比的关系估计出目标运动速度.并通过仿真试验分析了该算法的测速范围、测速精度和抗造噪能.

摘要： 针对频率步进信号中存在的距离-多普勒耦合现象,提出了一种基于相邻帧距离单元相位差的斜率信息的速度估计方法.该算法的思想是求出相邻两帧相对应的距离单元的数据的相位差,通过相位解卷绕和数值拟合的方法求解相位差的斜率,利用相位差的斜率与目标运动速度成正比的关系估计出目标运动速度.并通过仿真试验分析了该算法的测速范围、测速精度和抗造噪能.

摘要： 本发明涉及一种基于直线拟合的三维激光点云配准方法及装置，该方法首先采集三维点云数据，计算三维点云数据的初始特征点并法向一致化，得到初始特征点的法向；然后根据初始特征点的法向，对初始特征点进行聚类，将属于同一特征的初始特征点聚类成数据集；将每个数据集拟合生成不同的特征线；接着将不同的特征线采用直线拟合的方法进行拟合，得到虚拟特征点，用于点云配准。相较于传统的基于几何特征的特征点提取方法，本发明抛弃了原始方法提取被测物实际特征点的思想束缚，而是通过聚类方法得到虚拟特征点来进行配准工作。该方法具有更高的精度，能加快初始配准计算速率，并能在初始配准阶段获得更加精确可靠的变换参数。

摘要： 本发明提供了一种移动直线拟合的无键相叶尖定时测振方法，属于旋转机械无键相叶片振动测量技术领域。本发明包括以下步骤：首先，在标定工况下，随机选择一组数据得到相邻叶片的夹角并建立叶片的标准顺序；然后，在标定工况下，标定各通道测量的相邻叶片的夹角和识别各通道测量的叶片顺序；最后，在实验工况下，先对各通道测量的叶片顺序进行识别，再利用移动直线拟合的方法得到计算每个叶片振动的最优参考时间，从而进一步计算叶片的振动位移。通过与有键相法的计算结果对比，本发明完全可以替代有键相法进行叶片振动测量，而且测量精度更高。

摘要： 一种抗干扰的亚像素直线拟合方法，对图像进行ROI设置，检测ROI中直线的边缘点，然后对边缘点使用邻域加权的方式进行亚像素细化，计算出边缘点的亚像素梯度值，通过梯度阈值与极性方向综合判断，将符合条件的点进行二次曲线拟合和平滑滤波，作为候选直线边缘点记录下来；之后使用基于边缘点距离权值的直线拟合算法对候选直线边缘点进行多次迭代拟合，得到直线参数，计算拟合的直线与ROI的交点，得到最终目标直线的两个端点。本发明提出了一种基于边缘点距离权值的高精度直线拟合算法，使用多次迭代拟合的策略，极大地降低了离群点、噪声点对目标直线拟合的干扰，具有高鲁棒性、高精确度，抗干扰能力强的优点。

摘要： 本发明适用于自动化控制技术领域，公开了一种激光CAM加工的圆弧直线拟合方法、系统、设备及存储介质。该方法包括步骤：基于原始图形轨迹获取样条点序列；基于样条点序列，判断三个相邻的样条点所构成的轨迹类型；基于三个相邻的样条点所构成的第一图形轨迹，判断下一样条点是否与第一图形轨迹共线或共圆；若下一样条点与第一图形轨迹共线或共圆，将下一样条点更新为第一图形轨迹的终点，继续判断之后相邻的样条点是否与第一图形轨迹共线或共圆；若下一样条点与第一图形轨迹非共线或共圆，则以三个相邻的样条点中最后一个样条点为第一图形轨迹的终点，将下一样条点作为下一段新图形轨迹的起点。本发明可减少加工轨迹数目，提高加工效率。

摘要： 本发明涉及一种基于分段直线拟合的危化品堆垛测距方法，包括：对危化品堆垛进行图像采集，对采集的图像进行角点检测，对检测的角点进行去噪处理，对去噪后的角点进行分段直线拟合，根据拟合得到的交点和去噪后的角点提取有效角点，利用提取的有效角点对危化品堆垛进行距离测量。本发明针对双目视觉测距的有效角点提取的关键问题，将Shi‑Tomasi角点检测与改进的分段直线拟合相结合，将分段直线拟合之后得到的直线交点补充为有效角点，解决了现有角点检测方法中存在的伪角点，角点遗漏的问题，进而提高了危化品堆垛角点检测准确率及降低测距误差。

摘要： 本发明提供一种基于摄影测量的空间直线拟合方法，领域属于摄影测量领域，用于提取待测物体的空间边缘信息。在一些工程领域，需要的待测对象的边缘信息时，由于相机畸变的存在，传统的摄影测量方法拟合空间直线时误差较大，本发明提出的方法以畸变为权重拟合空间直线可以降低误差，提高拟合直线精度，从而得到更准确的边缘信息。

摘要： 本发明公开了道路标线快速直线拟合方法、装置、设备及介质，该方法包括获取多张道路标线图片并通过深度卷积神经网络获得多张道路标线图片的地面标识模型识别结果；将地面标识模型识别结果缩放到新的固定尺寸；对每个缩放到固定尺寸的地面标识模型识别结果通过预设阈值做二值化处理，得到一组点对；对每个点对通过最小二乘法计算直线方程的参数及第一损失函数和第二损失函数；根据地面标识模型识别结果的缩放比例对损失函数进行补偿；根据补偿后的损失函数确定直线方程，并计算出直线的两个原始端点；根据地面标识模型识别结果的外接框坐标修正原始端点，得到最终拟合的直线方程。本发明能够保持和传统方法一样效果，并极大地减少计算量和时间。

摘要： 本发明涉及计算机视觉技术领域，且公开了一种基于轮廓边缘的直线拟合算法，包括以下步骤：S1：对测试原图进行二值化处理，为了方便计算将二值化图像归一化，通过归一化把灰度值低于二值化阈值的置为0，高于二值化阈值的置为1，用改良的sobel算子作为方向梯度，通过边缘筛选算法得到目标边缘，得到边缘特征提取图，该基于轮廓边缘的直线拟合算法，本申请中提出的直线检测算法具有良好的抗干扰性和适用性，相对于传统的直线拟合算法在复杂的图像背景下拟合更贴近实际直线，此算法适用于多种工业场景和产品的角度特征提取，对产品进行准确的定位。

摘要： 本申请提供的一种基于约束的三维直线拟合方法，包括确定待拟合点云数据；所述待拟合点云数据通过预设拟合方法确定空间拟合直线以及所述空间拟合直线的参数，所述预设拟合方法包括带局外点拟合和最小二乘拟合；所述空间拟合直线在预设平面投影得到平面拟合直线以及平面拟合直线的参数，所述平面拟合直线的参数中第二偏移量和第二RMS由所述空间拟合直线的参数确定。本申请通过预设拟合方法克服局外点对直线拟合的干扰，提高直线拟合的精度，减小点云投影运算的复杂度。

摘要： 本发明公开了一种基于直线拟合的表面缺陷检测方法及检测系统，其中方法包括：在产品的表面图像上，沿若干个搜索线方向分别进行采样，得到与若干个搜索线方向对应的若干个采样点群；获取每个采样点群中每个采样点的灰度值，得到与若干个采样点群对应的若干个数据点集；对每个数据点集进行直线拟合，得到与若干个数据点集对应的若干条基准线；通过每条基准线求对应的数据点集中每个采样点的基准值，并根据采样点的灰度值与对应的基准值之间的计算结果，确定采样点是否为表面缺陷点。本发明可对产品的表面缺陷进行自动检测，提高了检测效率和检测精度，能够满足现代化生产需求，易于市场推广。