基于时变医学先验信息的约束成像及图像配准方法

在磁共振动态成像和神经成像应用中,由于医学先验信息的时变性,使得传统的约束成像法产生成像误差,且图像配准时间较长。该文提出以快速获取低分辨率图像作为参考图像的约束成像策略,以两帧图像的互信息量结合曲率匹配的图像配准方法。该方法通过对比时序图像相邻帧配准前后的互信息量更新参考图像、检测配准结果。实验结果表明,该方法配准精度高,计算量低,可实时动态成像。

矿井突水灾变过程电阻率约束反演成像实时监测模拟研究

为实现矿井突水灾变的实时监测与灾变前兆的预警,提出了突水灾变过程电阻率约束反演成像实时监测方法。首先,将表征网格电阻率变化范围的不等式约束施加到电阻率反演成像方程中,并设计了快速反演算法,有效地改善了反演的多解性与计算效率,据此建立了电阻率约束反演成像实时监测方法。同时,开展了隐伏断层底板突水约束反演成像实时监测的数值试验,利用灰度相关系数理论定量评价了突水过程中的电阻率反演图像主要响应特征:表现为反演图像中岩层断裂、突水通道形成等重要事件及图像灰度相关性系数的基本持续单调发展或信息突变。最后,将实时监测方法应用到矿井突水物理模拟试验中,实现了对裂隙萌生、扩展、岩层断裂等重要突水过程的较真实动态成像,提前813 s准确捕捉到灾变前兆信息,表明电阻率约束反演成像实时监测方法用于突水灾害监测与预警具有良好的可行性。

姜家山矿区钻孔成像约束的隐伏煤矿采空区电磁法探测研究

通过在姜家山矿区采用高密度电阻率法和探地雷达方法对隐伏采空区进行探测,圈定了隐伏采空区的空间范围,并利用钻探方法和钻孔成像对物探测得的异常区进行验证和约束。采用钻孔成像结果约束的电磁法探测可以有效提高隐伏采空区探测的准确性,降低探测成本。

基于多目标遗传算法的卫星成像任务调度技术

针对成像卫星的任务调度问题,考虑多种约束条件,提出了成像任务约束图模型。基于多目标优化和遗传算法思想,提出了一种应用于卫星成像任务调度的多目标遗传算法,详细分析了算法的各个关键步骤的设计思想,能够求得基于成像约束图模型的满意解,生成卫星的优化拍摄计划。卫星成像任务调度原型系统的实现和实验结果验证了该模型和算法的合理性和有效性。

约束层析静校正方法应用效果分析

折射静校正方法的假设前提决定了其在表层结构复杂地区的应用效果欠佳,约束层析静校正方法能够适应低降速带速度的纵横向变化和近地表成层性差等复杂条件。在简要分析折射静校正方法对复杂近地表结构地区不适应性的基础上,阐述了约束层析静校正技术的基本原理及其实现步骤;给出了约束层析静校正技术在西部近地表结构复杂地区的应用结果,对比了层析反演时有无约束条件下的近地表建模精度与静校正效果差异,表明约束层析静校正技术在解决复杂近地表结构地区静校正时具有明显的技术优势。

可见光卫星成像调度系统关键技术研究

针对可见光卫星成像调度的应用需求,设计实现了一个成像调度系统.介绍了系统的组成和执行流程,重点讨论了系统实现的关键技术,包括成像约束图模型构建技术以及多目标遗传算法问题求解技术,最后给出了应用实例.该系统已经在某在轨卫星成像调度中得到成功应用.

成像模型约束非均匀B样条曲线拟合车道线检测

控制点作为基于样条曲线拟合的车道线检测方法的关键数据,其提取过程容易受车道线图像中存在的车辆遮挡、路侧阴影、路面破损等干扰,导致控制点定位精度降低甚至定位失败,进而影响车道线拟合结果。为了提高基于样条曲线拟合的车道线检测效率,提出了一种成像模型约束的非均匀B样条曲线拟合车道线检测方法。首先,对经过中值滤波和直方图均衡化预处理后的车道线图像进行了Canny边缘检测,通过Hough变换和形态学处理减少干扰边缘。然后,基于“相机光轴与道路平面平行”及“左右车道线平行”2个假设,结合相机几何成像模型,建立了车道线曲线拟合控制点成像模型约束。在非均匀B样条曲线车道线拟合阶段,为避免由各种干扰导致扫描线定位当前控制点错误或丢失,基于成像模型约束推导了相邻控制点位置信息关系式,根据已知控制点位置信息估算出当前控制点位置,实现控制点精确定位,进而实现车道线精准拟合。利用Matlab平台实现了算法仿真试验,采用涵盖4种干扰等级的2个车道线图像库验证了算法的有效性,并与2种经典算法在控制点检测率、定位精度、时间成本3个方面展开了对比试验。结果表明:相较于传统经典算法,本算法能显著提高控制点的定位精度和检测率,并对4种等级的干扰有更高的鲁棒性。

漾濞Ms6.4地震三维精细速度结构与地震活动研究

本研究利用漾濞及其周边地区32个固定台站和94个临时台站记录到的5506个地震的体波到时数据,使用具有一致性约束的双差层析成像方法联合反演了漾濞Ms6.4地震序列的震源参数及三维精细的Vp、Vs、Vp/Vs结构模型。结果显示,重定位后的震源深度大多为3-10km范围,呈明显的近水平状分布,集中在高速体的薄弱区域或高低速体过渡带偏向高速体的一侧,与速度结构之间表现出了很好的对应关系。漾濞地区的速度结构存在明显的不均特性,地震活动发育区在近地表处以容易发生脆性破裂的高速体为主,随深度增加开始有低速异常体出现,在地震活动密集条带的上下两侧波速比值存在明显差异。根据漾濞Ms6.4地震的震源机制和精细的三维速度结构,本文认为漾濞Ms6.4地震是西北方向坚硬的高速体将强大区域构造应力传递到相对薄弱区,导致应力集中位置发生破裂所产生的。Ms5.6前震打破了区域应力的固有平衡,促进了漾濞Ms6.4主震的发生,随后又通过大量余震调整区域应力到新的平衡状态,形成了前震-主震-余震型的地震活动模式。基于漾濞Ms6.4地震序列活动规律和三维速度结构分布特征,本文推测此次漾濞地震的发震构造是位于维西-乔后断裂西南侧3-10km深度可能存在的北西向走滑型隐伏断层。

远距离高分辨激光成像雷达技术

星载和机载远距离目标的高分辨成像一直是科研人员不断追求的目标,为了突破远距离光学系统孔径衍射受限的问题,国内外先后发展了多种激光成像雷达技术。着重介绍了基于"点发射、面照射、点接收"工作模式来实现远距离目标高分辨成像的四种激光成像雷达基本原理,给出了这几种类型激光成像雷达的国内外实验和工程化进展程度,并进行了相应的比较。

基于Q-learning算法的SAR导引头制导律设计研究

基于任务装订工作方式的传统空地SAR导引头存在模式固定、成像-打击交接班弹体约束高准确度要求、作战系统资源调配自由度低,无法满足雷达导引头智能化作战需求。针对该问题,提出基于全信息链条利用的强化学习智能制导律算法。该算法以雷达导引头当前位置和速度为输入状态,以导弹施加法向过载为动作空间,充分考虑到末制导弹载SAR成像视场角和前视跟踪打击脱靶量约束,以成像检测和跟踪打击脱靶量作为奖励函数。在连续的状态空间和动作空间中,雷达导引头能根据战场态势自主选择制导律动作。实验表明,所提算法可综合中制导单脉冲扫描、末制导聚束成像与前视跟踪打击弹体前倾角和曲线轨迹控制约束要求,并可根据目标成像结果合理调配SAR成像时间,提高打击目标识别准确率,具有一定的SAR导引头制导智能决策打击能力,并可灵活适应不同作战任务。