基于圆投影与矢量和的旋转不变量检测方案

在工业产品检测中,传统模板匹配方法不适用于元件标志的旋转情况。针对该问题提出基于圆投影与矢量和的旋转不变量检测方案,采用构造模板的方法,乘以模板中的系数实现灰度图像圆周投影统计和一维特征向量矢量圆求和的功能。实验结果证明,该方案可以实现目标发生旋转后的标志匹配,其抗噪能力和处理速度高于SIFT算法。

地球电磁响应函数的旋转不变量特征

论述了不变量为整体或全局所共有的约束关系与旋转不变量在地球电性结构研究中的重要性。根据电磁响应函数的旋转特性 ,提出了几个基本的旋转不变量 ,也由此导出了其它一些旋转不变量 ,并指出这些不变量与电性分布的关系。最后 ,简单给出了大地电磁阻抗张量旋转不变量的

航空频率域电磁法中姿态旋转不变量的姿态校正算法

基于磁偶极子的航空频率域电磁法仪器在飞行探测的过程中,由于吊舱姿态角的变化,使得收发线圈与大地之间的耦合发生变化,从而产生姿态误差。根据误差来源的不同,可以将姿态误差分为方向误差与位置误差两种。为了消除姿态误差的影响,基于层状大地模型,首先推导得到三轴发射、三轴接收线圈架构下的电磁张量姿态旋转不变量,再基于重叠偶极子模型,推导得到吊舱翻滚角及俯仰角的余弦值,进而实现不变量位置误差的校正。与传统的姿态校正算法相比,不变量的姿态误差校正算法无需测量吊舱的姿态角信息。由仿真结果可知,不变量的姿态校正算法可以实现传统姿态校正算法在3种常用线圈架构中的校正效果;在常见的H型与K型三层大地模型下,校正后不变量的相对误差小于0.1%,从而验证了不变量姿态校正算法的可行性。

电磁张量姿态旋转不变量研究

首先研究了传统基于重叠偶极子模型的几何误差校正方法,该方法需要姿态角测量装置测得仪器的姿态角信息,且具有无法消除姿态角测量装置的安装角度误差、探测区域地形的起伏倾角误差以及感应误差的不足;基于类似的公式推导以及姿态角旋转矩阵中各分量间的等式关系,推导出在层状大地模型下的电磁张量姿态旋转不变量。由模型仿真结果可知,在一个测量周期内,当系统姿态角恒定不变时,垂直共轴、垂直共面以及水平共面三种常用线圈架构由姿态角引起的总误差,分别可以达到12%,11.5%,-11.5%,而不变量的总误差恒为零;当系统姿态角变化率恒定不变时,不变量的总误差随着初始姿态角以及姿态角变化量的增大而增大,且可以忽略发射频率以及大地电导率的影响。若选取的测量周期足够短,此时姿态角变化量足够小,则可以忽略不变量的总误差,从而不再需要测量系统的姿态角信息。已知RESOLVE系统在30 ms的测量周期内翻滚角及俯仰角的初始姿态角均为27°,姿态角变化量均为0.45°,得到不变量在H型层状大地下的总误差仅为-0.21%,验证了不变量的可行性。

基于递降阶乘计算的Tchebichef矩的旋转不变量

传统Tchebichef矩的旋转不变量是用几何矩的旋转不变量来表示的,这就不能避免几何矩冗余信息多、对噪声敏感等缺点。提出了一种新的Tchebichef矩的旋转不变量,用降阶阶乘的性质,将它转化为可以利用Tche-bichef矩直接计算的Tchebichef中心矩的线性组合。实验表明,提出的描述子具有更好的旋转不变性。

利用复数推导二次曲线的旋转不变量

在平面解析几何中,我们知道由旧坐标系oxy经过绕原点o依逆时针方向旋转角度α后,变换到新坐标条ox′y′所对应的坐标变换公式为:由复数知识如果令z=x+iy,z′=x′+iy′则上述坐标变换公式可表为:z=z′e^(i(?))…………………………………………………………………(1′)

大地电磁资料处理中有效视电阻率的利用

有效视电阻率与大地电磁响应阻抗张量矩阵的模相对应,是坐标旋转不变量,在一维条件时有效视电阻率等于常规视电阻率aρ,在二维条件时等于TρE和TρM的几何平均,具有降维特征。因静态效应不影响有效视电阻率的曲线形态,所以可用平移法进行静校正,由于与旋转轴无关,对有效视电阻率进行二维反演可避免因极化模式判别不准确而带来的反演结果偏差。经系统的讨论,认为在大地电磁测深资料处理解释中,可充分利用有效视电阻率发挥作用。

应用三维线特征自动配准建筑物点云数据

针对建筑物中丰富的线特征,提出一种点云数据自动配准方法。该方法以两非平行空间直线作为配准基元,以线对夹角和垂距作为相似性测度,在相邻两站间匹配同名线对,以同名线对的垂线中点作为同名点解算最终变换模型。试验结果表明,在没有初始估计的情况下,利用三维线特征能够有效地完成具有部分重叠的建筑物点云数据的自动配准。

MT等效视电阻率法在构建电性柱结构模型中的应用

电性柱结构模型通常用来代表某一地区范围内在纵向上的电性变化特征。利用大地电磁测深资料进行区域电性特征分析时,一般采用单独的TE模式、TM模式、TETM均值模式进行一维反演计算,难以取得较好的区域电性特征。等效视电阻率法是依据阻抗张量复数旋转不变而推导出来的,计算测点下方等效视电阻率的一种计算方法,计算结果不会因地表测量方位不同而发生变化。在地质条件非常复杂地区,利用该方法可以较好地获得该地区具有代表性的纵向电性结构特征。以东北阵列大地电磁"标准点"为例,依据实测资料设计一个复杂的三维模型,通过模型的正反演计算和模型对比实验研究,该方法在横向上、纵向上均具有较好的分辨率;将该方法应用到东北阵列大地电磁场"标准点"电性柱模型构建上,取得了较好的应用效果。

网格曲面上自由形状特征设计重用

针对目前网格曲面上复杂特征重用困难的问题,提出一种保细节的特征重用方法。借助于拉普拉斯坐标蕴含的曲率、法矢等微分几何信息,提出基于微分坐标的重用特征边界环参数化方法,具有保长度、保曲率和保形状的特性,减小特征边界环从兴趣区域映射至目标区域时所产生的形变。采用离散测地极坐标方法对目标网格进行局部参数化,按照参数坐标一致原则将重用特征的边界环映射至目标网格的指定区域,并以映射后的边界环顶点位置和法矢信息为约束边界条件,基于旋转不变量的改进拉普拉斯变形框架,对重用特征进行变形操作,使重用特征与目标区域实现自然过渡。所提特征设计重用框架无须对重用特征本身参数化,因而可以重用任意复杂的特征,且对特征的亏格数亦无限制。试验结果表明,所介绍方法健壮、有效,可用于复杂特征的迁移式设计重用。

基于多测点多频点的大地电磁一维区域阻抗恢复

在实际勘探中,浅部三维电性不均匀体的存在会导致大地电磁响应发生畸变,使阻抗张量偏离真实区域阻抗,影响后续反演和解释工作。本文主要利用1D(One-dimensional)区域构造中静态因子的统计学性质对多测点多频点畸变校正方法进行了改进。首先通过粒子群全局优化算法得到GB(Groom-Bailey,GB)分解参数中确定参数的全局最优解空间,将其作为高斯牛顿法的初值来进行局部优化,然后通过ssq(the Sum of the Squared Elements,SSQ)旋转不变量的统计特性得到不确定参数,最后利用正演模型验证了该算法的有效性。结果表明:该方法结合了粒子群算法和高斯牛顿法,避免结果陷入局部最优,通过正演模型发现不确定参数随测点位置呈“正态分布”,在异常体中心位置取最大,并且不确定参数可以指示静态效应的影响频段。同时静态校正后视电阻率和相位曲线与未受畸变影响的数据具有较高的重合度,说明该方法很好地消除了1D区域构造中多个浅部异常体的影响,恢复了原始区域阻抗信息。

基于环向特征的快速旋转不变性匹配算法

景象匹配中经常会出现基准图与模板图之间存在任意角度旋转的情况,传统的结构化模板匹配算法是通过逐个比较基准图与模板图对应像素灰度值之间的相关性来进行匹配的,所以只能工作在小角度旋转的情况下,对任意角度旋转的景象匹配是无能为力的。利用圆的各向同性和投影特征提出了圆环投影匹配算法,并构造了环向特征投影不变量,用环向特征作匹配。实验结果表明,在同等条件下,该方法较圆投影算法具有更高的鲁棒性,且匹配速度可增快7倍,匹配概率可提高10%-20%。

低次微分多项式系统的Sibirsky理想生成元的构造

研究了低次微分多项式系统的Sibirsky理想生成元的构造问题,指出了Sibirsky理想可以由基本旋转不变量生成.通过给出一个具有12个变元的丢番图方程的基本正规解的上界,文章得到了丢番图方程的所有基本正规解,从而给出了五次多项式微分系统的所有基本旋转不变量,构造出五次多项式微分系统的Sibirsky理想生成元.最后,文章在MAPLE中实现了构造Sibirsky理想生成元的方法,将运行的结果与已知的Jarrah(2003)和刘一戎等人(1989, 2010)结论进行了比较.