联合NSCT模糊域的声呐图像目标增强方法研究

提出一种基于非下采样轮廓波变换(NSCT)结合模糊域的噪声抑制和目标增强方法。使用NSCT将含噪声呐图像分解为不同的频率和方向响应子带,利用V-Bayes估计理论推导了模型的相应非线性二元阈值函数对NSCT系数的子带进行去噪。结合领域信息和空间信息构造模糊特征,再构建出模糊隶属度收缩函数对降噪后的NSCT分量执行二次降噪,最后以重建降噪后的声呐图像数据,使用综合数据和效果图示例来证明所提出的方法能够有效的去除声呐图像噪声,且优于基于小波变换的阈值去噪方法。

遥控水下机器人多电机协同控制研究

为了提高遥控水下机器人(ROV)多电机系统的同步性能、鲁棒性和动态性能,该文提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合控制结构和一种新型多模态非奇异终端滑模控制策略。该控制结构增加了电机间的速度检测和反馈,并且对反馈结构进行PID控制,提高了电机间速度的同步性;该控制策略结合线性滑模控制和非奇异终端滑模控制的优点,并优化了滑模面的设计,缩短了系统收敛时间,提高了系统的动态、稳态性能。仿真实验表明:该控制结构提高了系统的同步性能、抗干扰能力;该控制策略很好地提高系统的动态、稳态性能和鲁棒性。该文提出的控制结构和策略能够良好地运用于ROV多电机系统。

基于粒子群优化粒子滤波的声呐目标检测前跟踪

针对传统固定粒子数粒子滤波算法计算量大、复杂环境下声呐微弱目标检测与跟踪鲁棒性不强的问题,提出基于粒子群优化(PSO)算法的粒子滤波检测前跟踪方法(IPSO-PF-TBD)。该算法在滤波预测与步骤更新之间加入PSO算法,结合预测信息和更新完成的粒子分布状态进行优化,将粒子集合转移到后验概率密度较大的区域,并充分利用声呐回波信号中目标粒子的权重信息设置粒子自适应采样策略,通过检测前跟踪(TBD)技术的数据帧间能量累积和目标检测,提高目标检测前跟踪的性能。仿真试验结果表明,提出的检测前跟踪处理方法对低信噪比及快速机动等复杂环境下的目标进行跟踪时,在位置估计精度和误差值方面明显优于粒子滤波(PF)和PSO-PF算法,具有一定研究和应用价值。

基于双树复数小波和模糊理论的声呐图像目标增强方法

为了提高声呐图像的质量,更好地消除噪声对声呐图像的影响,提出了一种基于双树复数小波和模糊理论的声呐图像降噪增强算法。通过双树结构消除了因间隔采样而丢失的实用信息,对高频系数实部和虚部分别依据各自的特性,将低于阈值的小波系数设为零,并将高于阈值的小波系数进行相应的收缩处理,对低频系数利用改进的模糊隶属函数可以对其细节进行增强。经实验验证,基于双树复数小波和模糊理论的算法能够较好地保留图像细节信息,提出的算法的客观指标明显优于其他算法,使图像的层次更加分明,并有很好的视觉效果。

达芬奇手术机器人在全结肠切除手术中的应用研究

目的探讨应用达芬奇手术机器人Si系统行全结肠切除术的可行性。方法回顾性分析2017年12月至2019年8月中国人民解放军联勤保障部队第940医院结直肠肛门外科用达芬奇手术机器人Si系统进行全结肠直肠切除手术7例的临床资料。手术采用腹部5个戳卡、2次变换手术体位、2次对接机器人的方法进行。结果7例患者中4例为家族性结肠息肉病,其中2例有恶性变;2例为慢传输型便秘,其中1例合并有直肠癌;1例为结直肠多原发癌。中转开腹2例,1例因较严重的上腹部粘连中转,另1例因合并巨结肠而中转开腹;无手术并发症发生,无围手术期死亡。平均手术时间为(332.0±95.2)min(150~430 min),未中转开腹的平均手术时间为(364.0±61.9)min(280~430 min);机器人平均安装时间为(37.9±6.4)min(30~50 min),中间转换机器人位置的平均时间为(14.0±2.2)min(10~15 min)。平均估计失血量为(157.1±60.8)mL(100~250 mL)。对于恶性病例,淋巴结检出数目平均(26.3±15.2)枚(18~49枚)。结论采用腹壁5孔、2次变换手术体位、2次对接机器人的方法进行全结肠直肠切除手术安全可行,亦可达到根治的效果。