一种基于改进U-Net模型的电磁层析成像算法

为解决电磁层析成像(electromagnetic tomography,EMT)传统成像算法由于逆问题的不适定性和病态性导致重建图像质量差的问题,提出了一种基于改进U-Net深度网络模型的新型电磁层析成像方法。首先,以U-Net深度网络模型为基础,加入残差模块使网络提取更多特征信息并避免网络训练时梯度消失的问题;其次在此结构上引入注意力机制来提升重要特征信息,抑制无用的特征信息,加强对缺陷边缘和形状特征的权重分配。通过仿真和金属缺陷检测实验评估了本文所提出算法的性能,并与线性反投影算法和共轭梯度算法进行了对比。仿真实验和金属缺陷检测实验结果表明:本文提出的算法在精确率、召回率和F1-Score分别达到88.41%、90.38%和89.38%,重建图像对于缺陷位置和形状的预测更为准确。

基于四线旋转变压器及AD2S1200的叉车线控转向永磁同步电机角度解码研究

基于四线式旋转变压器及AD2S1200芯片对叉车线控转向永磁同步电机的转子角度解码展开研究。设计功率放大电路对AD2S1200芯片输出的正弦波信号进行放大和滤波作为旋转变压器的正弦励磁信号,将旋转变压器输出单端包含角度信息的正、余弦信号经调制电路处理成AD2S1200需要的差模输入信号。通过Freescale DSP芯片MC56F8367经接口电路获取转换后的角度信息,利用一种数字滤波方法对角度信息进行处理,最终获得永磁同步电机转子位置角度。实验证明,解码角度准确、波形平滑、实时性好,能够满足叉车线控转向永磁同步电机控制需求。

基于小波多分辨分析和LSQR的快速EIT图像重建算法

针对LSQR(least square QR-factorization)算法在求解电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)逆问题时,由于矩阵维数高、计算量大而导致重建速度较慢的问题,提出基于小波多分辨分析的LSQR算法(wavelet multi-resolution based least square QR-factorization,WALSQR)。该方法将EIT的图像重建过程投影到低维的尺度空间进行,通过提取有效信息减少数据计算量,明显提高了图像重建速度。同时由于去除了噪声和冗余信息,保证了成像质量。本文将SALSQR方法分别应用于二维、三维EIT成像实验,证明其有效性,并为三维动态EIT图像重建算法的研究奠定了基础。

基于平面阵列电磁传感器的金属缺陷检测新方法

针对传统金属缺陷检测方法中存在的缺陷位置、形状和尺寸测量失真问题,设计了新型平面阵列电磁传感器,该传感器能有效克服中心区域检测不敏感问题,提高检测精度,通用性更强。分别采用传统扫描式检测方法和基于平面阵列电磁传感器的电磁层析成像检测新方法进行了金属缺陷检测实验,新方法在重建缺陷图像时使用了稀疏加权算法。最终文中对比了两种检测方法用于仿真和真实实验的成像结果,表明新方法更适合金属缺陷图像重建,其缺陷成像结果能较好反映出缺陷位置、形状和尺寸。

室内惯性/视觉组合导航地面图像分割算法

导航技术是机器人实现自主移动的关键技术之一。针对惯性导航创建全局导航地图困难等问题,提出一种新的惯性/视觉组合导航室内全局地图创建方法。规定机器人只能在地面区域中移动,并利用室内俯视图像建立全局地图,提出一种俯视图像地面区域的自动分割算法。首先,利用主元分析算法对图像的局部颜色特征进行降维;其次,利用聚类算法对地面区域进行自动分割;最后,建立了室内俯视图像数据库并对算法的性能进行了验证。由于第四组图像中包含反光区域,算法的分割结果较差,平均正确分辨率为75%。算法在其他各组的平均正确分割率为85%左右。为提高算法的性能,可在应用本算法前利用反光区域检测算法对图像进行预处理。

基于特征参数的脉搏波高斯拟合

由非创伤性测量获得的脉搏波可由若干个高斯函数合成,提出一种得到最优高斯拟合脉搏波信号的方法.首先提取能反映人体心血管系统生理病理信息的一些特征参数,然后选择其中的一个或多个特征参数作为评价高斯拟合效果的标准,最后依据这些标准得到最优的高斯拟合脉搏波信号.由于依据该方法得到的拟合脉搏波信号的一些重要特征参数与实测脉搏波信号最为接近,因而更能真实地反映人体心血管系统的生理病理状态.

基于提升小波时延估计的气液两相流流速测量

利用双截面ERT系统测量气液两相流流速具有高实时性、非侵入测量等优势,并将流速测量问题转化为信号处理中的时延估计问题。由于气液两相流信号大多是非平稳的,因此利用传统互相方法计算时延会出现相关函数曲线多峰值现象,导致流速计算结果严重偏差。为提高流速测量的精度和稳定性,本文出了一种基于提升小波的时延估计算法。该算法基于基小波二次加权理论,利用改进阈值函数提升小波算法对源信号进行去噪,再通过形态学提升小波对互相关计算结果去噪,实现流速精确测量。

基于最大期望算法的电阻抗成像系统的图像重建

电阻抗成像EIT(Electrical impedance tomography)技术利用不同媒质具有不同的电导率这一物理基础,通过测量目标场在一定电刺激下所呈现出的电特性,推导出目标场内部的电导率分布信息,进而推知该场中媒质的分布情况。EIT图像重建问题是一个非线性的病态逆问题,且测量系统往往存在噪声,使重建图像中存在伪影,传统的正则化方法对重建图像伪影的抑制能力有限。本文将一种统计学方法,即最大期望EM(expectation maximization)算法应用于EIT逆问题求解。它将EIT的数学模型转化为非负约束极小化问题,并通过梯度投影简化牛顿算法GPRN(gradient projection-reduced Newton iteration method)求解该问题。与传统的Tikhonov算法和共轭梯度算法CG(conjugate gradient)相比,有效地抑制了重建图像中伪影的产生。仿真和实验结果表明,EIT系统可以通过EM算法获得高质量的重建图像。

浮点遗传算法中一种新的杂交算子

为了提高浮点遗传算法在优化计算时向最优解收敛的速度 ,提出了一种新的遗传算子 :代间差分杂交算子 .通过应用于非线性参数估计的仿真计算 ,表明了这种杂交算子的有效性及其相对于普通杂交算子的优点 .

相机自运动参数的鲁棒性估计

相机自运动估计是视觉导航中的关键技术之一,主要是通过分析相机在不同位置拍摄到的场景图像来获取相机的运动信息。从数学上讲,相机自运动估计已经形成了完备的理论基础,但是由于图像中包含大量的噪声,会使算法的性能大幅度降低,因此,如何提高自运动估计的鲁棒性是当前面临的主要问题。主要研究了基于匹配点对的自运动估计的鲁棒性问题,其核心思想是:同时利用多种算法进行自运动参数估计,从中选择最优的估计结果以提高算法性能。首先利用SIFT特征提出两幅图像中的匹配点对,然后采用一种匹配点对选取策略减小匹配点对的错误率。利用多种方法对基本矩阵进行估计,依据成像约束关系从中选择最优估计,以获得最佳估计结果。最后利用仿真数据和实验图像对算法进行验证,实验结果表明了算法的有效性。

相位一致性的理解及两种新的相位一致性模型

首先研究了1D方波信号边缘处的相位分布特点,发现不同频率分量在边缘处的相位不一定收敛于同一个角度值,而是会随着占空比的变化而变化。因此,基于局部能量的相位一致性模型实际上是不同频率分量利用幅度加权后的平均结果。由于在多数自然图像中,图像频率分量的幅度会随着频率的增加而呈反比下降,基于局部能量的相位一致性模型主要由低频分量决定,这样在一定程度上降低了对边缘空间定位的精度。为了提高边缘检测的空间分辨力,提出了两种新的相位一致性模型。利用二维Log Gabor滤波器提取图像的局部相位信息,分析了利用这三种相位一致性模型进行边缘检测的结果。实验表明,利用两种新的相位一致性模型可以检测到更加细致的图像边缘信息,具有更高的边缘空间定位能力。

基于相空间模糊熵算法的金属缺陷形状辨识

提出了一种多线圈涡流无损检测方法,通过相空间模糊熵算法分析涡流信号复杂度,进而实现对金属微小缺陷形状的辨识。为了从足够的测量信息中获取有效的缺陷特征,设计了多线圈传感器模型。通过仿真实验选取适合的传感器参数和激励模式。采用相空间模糊熵算法,研究不同大小、深度、形状的缺陷对涡流信号复杂度的影响。为了准确提取涡流信号的内在规律,获得对缺陷敏感的信号分析结果,对涡流信号进行相空间重构,并在重构的相空间中计算信号的模糊熵。分析结果表明:随着缺陷体积的增加,模糊熵增大,涡流信号的复杂度增加。根据不同形状缺陷的模糊熵均值分布图,可以实现对孔、洞、裂缝3种缺陷较精确的区分。

苎麻不同繁殖材料比较试验报告

对苎麻扦插苗、种根苗、实生苗等不同繁殖材料进行了比较试验,结果表明在纤维产量、纤维品质、经济性状、光合强度和株高整齐度等方面,扦插苗均表现出明显的优势。

PWM型DC/DC变换器的Washout滤波器混沌控制方法

研究如何利用Washout滤波器控制技术来控制PWM型DC/DC变换器中的混沌现象.首先分析了利用Ott-Grebogi-Yorke(OGY)方法对DC/DC变换器进行混沌控制存在的不足,然后以H啨non系统为例说明了如何利用Washout滤波器进行混沌控制.最后,应用Washout滤波器对两种采用不同控制策略的DC/DC变换器实施控制,将其从混沌状态控制到周期状态.理论分析和计算机仿真表明,该控制技术不但可以很好用于DC/DC变换器中的混沌控制,而且能够克服OGY方法的不足.

利用混沌提高dc/dc变换器的EMC性能

为了提高dc/dc变换电源的电磁兼容性,基于混沌现象的宽频谱特性提出了一种新的dc/dc变换器控制策略。首先推导了能够产生可控幅度混沌序列的Logistic映射形式,然后利用混沌序列对电流滞环控制策略的电流参考值进行扰动。从而扩展了电感电流的功率谱,降低了在开关频率及其谐波频率上发射的电磁干扰。仿真研究证明,该控制策略可以改善dc/dc变换器的电磁兼容性能。

一种新的基于相位保持的指纹图像增强算法

图像的相位信息在人眼感知图像的过程中起着十分重要的作用。如果指纹图像增强算法能够保证图像的相位信息不被破坏,将有助于保持指纹图像中纹理特征的不变。首先通过实验表明了指纹图像的纹理特征主要是由图像的相位信息来决定的,然后把相位保持原理引入到指纹图像增强算法中,提出一种新的基于相位保持的指纹图像增强算法。该算法采用复Gabor小波来提取指纹图像的相位信息,并利用指纹图像的局部方向信息在相位保持的原则下来进行图像增强。为了验证该算法的有效性,选取了两种低质量的指纹图像来进行处理,实验结果表明增强后的图像其图像质量有了显著的提高。

一种新的基于混沌的DC/DC变换器控制策略

工作在混沌状态的DC/DC变换器能够改善电路的电磁兼容性能(EMC).该文首先分析了这种方法存在的不足,然后提出了一种新的DC/DC变换器混沌控制策略.仿真研究证明,这种控制策略扩展了电感电流的功率谱,减低了在开关频率上的电流分量,从而改善了DC/DC变换器的EMC性能.

PWM型DC/DC变换器中混沌控制的仿真研究

该文研究如何利用OGY混沌控制技术来消除DC/DC变换器的混沌状态。首先利用数据采样方法得到系统的离散模型,利用计算机技术由该离散模型进行可以得到系统的分叉图,从分叉图中可以看到DC/DC变换器发生了混沌、分叉等非线性现象,然后从理论上说明了如何利用OGY混沌控制策略把工作在混沌状态的DC/DC变换器控制到周期状态,最后利用计算机对DC/DC变换器进行仿真研究,仿真结果证明了该文中基于OGY方法DC/DC变换器混沌控制策略的有效性。

秋水仙素诱导白萝卜试验研究初报

[目的]选择白萝卜变异株,培育白萝卜多倍体品种。[方法]以品种P1(短叶青)、P2(浙大长)、P3(南畔洲),秋水仙素浓度A1(0.02%)、A2(0.04%)、A3(0.08%),时间T1(24 h)、T2(48 h)、T3(72 h)组成27个处理,比较植株形态,显微镜下观察叶片气孔保卫细胞数量和花粉粒染色情况。[结果]各处理均有不同程度的变异,3个品种的植株变异率依次为P1>P2>P3,处理时间对变异率没有明显影响。各处理变异株的叶片气孔数均低于对照,保卫细胞大于对照。各处理的变异株经过一段时间生长之后,变异株数显著减少,即存在变异退化现象。P3A1T3-2、P3A2T1-1、P3A3T1-4、P3A3T2-6号的花粉粒在碘化钾作用下都不能够染色。[结论]秋水仙素浓度越高,白萝卜的变异率越高。P3A1T3-2、P3A2T1-1、P3A3T1-4、P3A3T2-6号是变异株。

一种用于物体姿态估计的快速Isomap降维算法

为了降低基于流形学习的物体姿态估计算法中数据降维算法的复杂度,提高算法的执行速度,提出了一种快速的Isomap算法.通过分析Isomap算法的执行过程发现,计算任意两点间的测地线距离是导致其计算复杂度高的原因之一.基于这一分析,首先假定在空间旋转角度相邻的两幅图像,降维后其对应的数据点在低维流形上也相邻,然后对Isomap算法中的测地线距离矩阵构造进行优化,优化后不再需要遍历所有数据点,可以大大降低算法的计算复杂度.实验结果表明:在保证算法效果的前提下与原算法相比,本算法提高了执行速度,且图像序列越长,速度提升越明显,当图像数量达到350幅时,降维所需时间为原来的13%.