二值目标图象质心的计算

为了满足实时信号处理中快速计算二值目标图象质心的要求，作者用美国TI（德克萨斯州仪器）公司的第二代数字信号处理器TMS320C25。发挥它的硬件功能和图象处理能力，设计并研制出一个快速计算有形目标图象反心的系统，同时在算法上力求对传统的计算质心算法进行简化，通过软硬件结合来计算目标图象的质心。

多步长最小能量差法恒星亚像素质心计算

恒星质心的确定对天文导航起着至关重要的作用,白天拍摄的近红外恒星图像,由于极强的天空背景,信噪比极低,恒星目标基本被淹没在背景中,给质心定位带来极大的麻烦。传统的一阶矩法、加权质心法计算简单但是误差较大,尤其在低信噪比条件下。高斯曲面拟合法虽然定位精度较高,但计算复杂。分析恒星成像时能量的分布,提出基于多步长最小能量差的质心定位方法,该方法使用线性叠加缩小质心区域,利用恒星能量分布的对称性,基于试探性质心寻找,求取能量差值的最小值进行质心位置计算,并采用模拟星图验证比较,实验表明,该方法定位精度可达0.001 pixel,对低信噪比条件下的质心计算具有较好的效果。

基于物理信息神经网络的光斑质心计算

为了实现强噪声干扰下的远场光斑质心高精度计算,研究了一种基于物理信息神经网络的质心定位方法—质心物理信息神经网络(centroid-PINN),该方法利用U-Net神经网络优化质心计算误差损失.为了验证该方法,利用模拟产生不同强度的两种类型噪声(斜坡噪声和白噪声)干扰下的高斯光斑训练网络.通过两种类型的光斑(高斯光斑和类Sinc函数光斑)测试神经网络,均得到了较高的质心定位精度.相比传统质心定位计算方法,centroid-PINN无需根据噪声水平设置参数,特别是能够处理斜坡噪声的干扰,获得高精度定位结果.成果可用于高性能激光光斑质心参数测量设备的研制,对于夏克-哈特曼波前测量装置的研制也有一定的借鉴意义.

利用动态跟踪原理进行质心计算的新方法

分析 H- S(Hartm ann- Shack)波前传感器在扩展动态范围及抑止噪声方面存在的不足 ,提出了根据大气湍流的时间特性确定在一次采样时间间隔内质心移动的变化范围 ,对质心进行连续动态跟踪测量的新方法 .该方法在大气扰动较强时 ,可以扩展波前传感器动态范围 ,有效地降低 CCD读出噪声和散弹噪声对质心探测精度的影响 。

均质半圆盘质心计算的微元选取及讨论

微元分析法是体现大学物理思想的重要研究方法.本文通过均质半圆盘质心计算中质量元的多种选取方案,意在凸显微元法的精妙,给学生以引导和启迪.

AutoCAD和Excel在振动筛质心设计和计算中的应用

介绍了AutoCAD和Excel的某些特定功能在振动筛质心计算中的应用,给出了利用Auto-CAD的面域和质量特性计算质心和应用Excel的统计计算功能计算筛框和振动筛质心的方法和应用实例。

具有手脚融合功能的四足机器人总质心计算

研究机器人总质心在运动过程中的变化是机器人步态设计和路径规划的基础。开发具有手脚融合功能的四足机器人,可以加快机器人的实际应用。由于手脚融合功能的四足机器人结构不对称,其运动中质心计算更为复杂。文中采用坐标齐次变换理论,将机器人总质心计算与机器人运动分析过程统一,给出了这类机器人质心计算的过程及相关公式,并以实例进行了说明,该研究方法与思路为研究同类问题提供了参考。

低信噪比下扩展目标质心的高精度计算方法

分析了扩展目标在Shack-Hartmann传感器中的成像特点。针对成像特点,提出了一种提取子光斑位置的质心计算方法。该方法应用多阈值分割和多结构元形态学去噪预处理后再进行质心计算。在信噪比低、扩展度大的情况下,能够有效地抑制噪声,减小噪声对质心计算精度的影响。在不同信噪比和扩展度下,相对于一般质心方法,该方法能够显著地提高探测精度。当信噪比为0.5,扩展度达13时,该方法的平均绝对误差不到1个像素。

小型制导炸弹的质量质心计算方法

为掌握小型制导炸弹全弹质量和轴向质心的变化范围,应用合力投影定理和合力矩定理,得出全弹质量质心函数方程,分析了极值法和蒙特卡罗法计算质量质心偏差的可行性,并通过蒙特卡罗法对小型制导炸弹的质量质心进行计算。分析和计算结果表明,采用极值法求解质心偏差最大值的难度较大,而蒙特卡罗法基于各参数在偏差范围内呈正态概率分布,能够更真实地描述全弹质量质心的偏差范围。

基于运动多目标实时质心计算硬件电路的实现

提出了一种基于二值图像运动多目标实时标记和识别的算法,它是根据视频图像中目标的位置和连通情况对视频跟踪系统中的多个运动目标进行实时标记、识别,以及对各个目标的质心进行实时计算。同时,采用 CPLD(复杂可编程逻辑器件),将该算法用硬件电路来实现。

基于片上质心计算的高速哈特曼波前传感器技术

针对强湍流像差校正、气动流场像差测量等高速波前探测场景,提出一种基于片上质心计算的高速哈特曼波前传感器设计,将光斑图像数据在输出之前做预处理,将预处理获取的光斑质心而非光斑图像作为光电探测器高速实时输出的数据,从而大幅压缩高速波前探测所需的实时传输数据量,可显著提升哈特曼波前传感器的实时探测速度。测试结果表明,提出的设计方案基于常规GigE Vision接口即可实现10 kHz以上的高速波前实时测量,有望为哈特曼波前传感器的自适应光学校正、气动光学效应测量等应用场景提供一种实时、高速波前测量新的技术手段。

数字标记点质心跟踪法在骨盆位移测量中的应用

目的：评价数字标记点质心跟踪法在骨盆位移测量中的可靠性。方法：选择健康成人尸体骨盆标本6例,保留主要的韧带和关节囊,骨盆关键部位粘贴标记点;双足站立位,0~500 N垂直分级载荷下,CCD采集骨盆形变图像;基于Image J软件,采用数字标记点质心跟踪法测量冠状面上S1椎体的垂直位移及矢状面上骶骨相对于髂骨的角位移。结果：骨盆形变前后标记点图像具有良好的相关性,相关系数达到0.983;相对误差达到1.11‰。双足站立位,骨盆垂直载荷-位移曲线基本呈线性变化;侧位观察,骶骨相对于髂骨呈现屈曲运动,其载荷-角位移曲线呈非线性变化。500 N垂直载荷下,S1椎体垂直位移为（0.835 6±0.283 0）mm,骶骨相对于髂骨的角位移为（0.584±0.221）°。结论：基于Image J软件数字标记点质心跟踪法用于测试骨盆的位移,其测试方法简单、测试精度高,在生物力学上可以得到很广泛的应用。

中阶梯光栅光谱仪信号光斑位置的质心提取算法

中阶梯光栅光谱仪二维谱图中,信号光斑位置的提取精度直接影响光谱分析精度,是中阶梯光栅光谱仪研制中的关键问题之一。为保证中阶梯光栅光谱仪的高分辨率特征(其分辨率一般为几千以上,本仪器光谱分辨率为15 000),信号光斑的位置提取误差应小于0.03mm(小于2个像素)。在分析中阶梯光栅光谱仪谱图特征的基础上,提出了一种基于质心法的信号光斑位置提取算法,即通过搜索信号光斑探测窗口进行光斑判读以及信号光斑质心计算,实现了信号光斑位置的精确读取。实验结果表明,采用该算法可以有效地去除噪声光斑的干扰,实现信号光斑位置的快速精确读取,位置提取误差小于2个像素,波长误差小于0.02nm,满足本仪器要求。

加门限的一阶矩光斑质心探测方法

提出了加门限的滑动窗口一阶矩质心计算方法。在单帧图像内首先计算全局质心,并在全局质心处加上一定大小的窗口,在窗口内再次进行质心计算,判断相邻两次质心是否满足给定质心收敛条件,若不满足将窗口滑动到新的质心位置处,直至完全收敛。在不同的系统条件下,将滑动窗口一阶矩质心计算方法与传统的一阶矩方法在计算精度上进行了仿真及实验的比较。结果表明,滑动窗口一阶矩质心计算方法具有较高的计算精度,适合于高精度自适应光学系统中。

大直径电子束束斑质心精确定位方法研究

强流脉冲电子束作为一种高亮度的光源,具有广阔的应用前景,而电子束的质心位置的控制对于研究产生电子束的加速器技术具有重要意义;针对短脉冲电子束位置的时间变化测量要求,研究了一种对数据本底、噪声相对不敏感的束斑质心位置的计算方法,该方法在结合传统的质心法的基础上,再利用不同数据区计算质心时得到的多条中心轨迹曲线的交点位置来判断质心位置,大大地降低了对数据质量的要求,最重要的是解决了从单次计算结果给出准确数据时存在较大误差以及易于受到各种不利因素如噪声、数据截断等影响的问题;对于扩展型电子束光斑的质心位置,即使存在较大噪声时,计算误差仍可小于0.5像素。

几何距优化质心结合隶属度约束RFCM的脑MRI图像分割算法

针对现有图像分割算法聚类复杂以及分割精度不够高的问题,提出了基于几何距优化质心和粗糙模糊C-均值(RFCM)相结合的医学图像聚类分割算法。首先建立软集表示的像素集,并计算每个像素与质心之间的距离,然后基于像素和质心之间的最小距离,将像素分组到聚类中。为了将软集应用到粗糙模糊C-均值中,定义了一个模糊软集,进一步将输入图像转换为二值图像,通过计算连通区域的几何距选择适当的质心。最后利用这些新的质心计算更新像素的隶属度值,从而完成模糊聚类划分。在Allen Brain Atlas等三个医学数据库上评估了所提出混合算法的性能,获得的Jaccard系数和分割精度(SA)都优于几种对比算法。实验证明,提出的聚类分割算法具有良好的性能。

基于压电测力仪三维质心测量方法研究

针对被测模型质心测量精度高、变化范围小的动态测试需求,以四点支撑式压电测力仪为基础开展了测量方法研究。分析对比单一状态测量质心法与两状态测量质心方法,以测量精度为目标对两状态测三维质心法进行研究与改进,最终确定图解法三维测量质心。通过仿真分析进行了方法可行性验证,设计两状态质心测量结构,采用放置小砝码进行质心测量实验。实验结果表明:改进后的测量方法满足三维质心的测量精度需求。

一种用于大气温度梯度测量的光斑图像质心算法

光斑质心的计算是折射法大气温度梯度测量的关键。提出了一种用于折射法大气温度梯度测量的光斑图像质心算法.该算法使用了自适应阈值选取,适应性强.实验表明,该光斑图像质心算法实时性强、实现简单,适用于大气温度梯度测量。

拖拉机质心试验台的开发与研究

以运输车辆为研究对象,通过创建数学模型,建立空间坐标系,推算出车辆质心坐标位置的计算方法。再利用NI DAQ采集卡及LabVIEW虚拟仪器技术测控软件搭建测试系统,以地磅称重系统及起吊系统为机械主体,应用悬挂测量法来精确测量车辆的轴质量和质心位置。

天文光电图像序列目标成像特征提取与分析

地基大视场天文光电观测系统获取的序列图像中,空间目标和数目众多的恒星目标成像特性相似,大部分都表现为弱、小目标特性,需根据二者特征之间的微小差异实现目标的正确可靠识别。首先分别从空域和时域的角度出发,将目标的成像特征分为静态特征和动态特征,并提出了相应的特征计算方法。然后结合实测数据,根据目标的特征提取结果深入分析了空间目标和恒星目标的成像特征,并详细比较了两者的成像特征差异。空间目标和恒星目标的成像特征提取和分析,为空间目标虚警的消除提供了大量的判决依据,有助于空间目标的低虚警率检测识别。