季云松[1]2002年在《主动照明目标图像的仿真和提取算法研究》文中研究指明复杂背景中的目标发现、识别和特征提取是空中目标成像跟踪研究中难度较大的关键技术。在跟踪中采用主动发射的照明激光照射目标，对提高目标特征提取的可靠性和精度具有重要意义。 在远距离目标的主动照明探测中，存在光照、背景变化、目标转动、电子噪声等各种干扰目标提取的因素。为提高主动照明跟踪的稳定性，本文就湍流下的主动照明目标的特征从仿真方法和照明目标特征提取算法两方面展开研究。 文中用Kalman谱模型和菲涅尔衍射的FFT技术实现了照明光大气传输的数值模拟，分析了照明光分布规律，并提出了材料反射特性、光学系统、采集系统和图像噪声的模拟方法。同时，用openGL开发库和VC++实现了一个基于上述技术的照明图像仿真软件，并将其模拟结果和实验结果进行了对比，证明了该仿真软件的实用性。 其次，围绕目标的特征提取问题，文中讨论了含噪照明目标图像的分布特点，并从亮度和边缘变化方面对照明光束远场特征进行了分析和归纳，提出采用基于MRF理论对照明目标分割来提取目标形心特征的方法。 通过对主动照明条件下目标照明图像光强分布的分析发现：1、与自然光照分布相比，湍流传输后的照明光强分布起伏大，高频成分多；2、远距离强湍流(C_n~2＞1×10~(-15)m~(2/3))条件下的照明光高频分布接近白噪声的分布；3、从分布均匀性看，多束照明有利于提高均匀性、降低光强起伏；4、高斯光束通过大气湍流后的远场亮度和边缘变化分布均可用Weibull分布来近似描述；在图像噪声较小时，目标边界和内部照明光的边缘变化直方图分布可用Gauss分布近似。 从分割算法的稳定性分析中发现：夜间弱湍流环境适合用亮度分割来提取目标；而白天的强湍流、强自然光和云层背景等因素使得边缘变化分割对目标提取更适用。
季云松, 张凯[2]2002年在《主动照明目标图像的仿真和提取算法》文中研究表明复杂背景中的目标发现、识别和特征提取是空中目标成像跟踪研究中难度较大的关键技术。在远距离目标的主动照明探测中,存在光照、背景变化、目标转动、电子噪声等各种干扰目标提取的因素。为提高主动照明跟踪的稳定性,本文就湍流下的主动照明目标的特征从仿真方法和照明目标特
韩捷飞[3]2016年在《便携式水下连续光成像系统设计及成像质量增强技术研究》文中研究说明水下连续光成像技术广泛应用于海洋以及内陆江河湖泊的工程和科研领域,利用该技术设计的系统多搭载于水下机器人等水下探测设备中作为机器视觉。但是由于光在水中传播受到吸收和散射的作用,系统的成像距离和成像质量受到严重的制约。尽管国内外学者利用同步扫描技术和距离选通技术获得超过6倍衰减长度的成像距离,但是所耗费的巨额成本和系统庞大的体积使上述技术难以应用于便携性要求较高的水下成像应用。设计一种便携性和成像性能兼顾的水下连续光成像系统具有广阔的应用前景。本论文基于国家纵向科研项目,从成像系统设计的各个环节出发,研究并设计出一套便携式水下连续光成像系统,并通过大量的实验研究,证明偏振成像技术作为图像质量增强的硬件技术手段的可靠性。本论文首先利用经典的水下成像模型详细分析了水下成像过程,掌握成像系统接收信号组成及特点。基于该水下成像模型的系统结构,对本课题组现有的蒙特卡罗水下探测模型进行改进,并增加偏振特征,获得了带有偏振特征的蒙特卡罗水下成像模型,实现对系统配置的模拟和主动偏振成像的仿真。为了对仿真和实验的系统成像质量进行客观评价,提出了利用对比度和调制传递函数分别作为成像对比度和分辨能力的评价标准,对系统在水下环境下的成像性能进行客观的评定。根据本系统双程光路的结构,利用改进的倾斜刃边法从图像结果中计算调制传递函数,为后文的仿真和实验结果的分析提供准确的评价标准。基于所建立的理论模型,采用综合噪声抑制技术对成像系统进行设计,并对系统所必需的光学参数进行了系统的仿真研究。通过仿真结果的比较,总结出系统各部分参数对成像质量的影响规律,并确定了参数配置范围。据此设计并搭建了一套原理样机。将样机在不同水体条件下分别进行实验研究,研究结果表明了仿真得出的参数配置的合理性,所设计的样机获得了实验室水体4倍衰减长度,外场真实水体约2倍的衰减长度的成像距离。但是在成像清晰度和体积等方面不符合预期要求。根据原理样机的实践经验,对系统光源、成像器件、系统结构、水密设计等方面进行了大幅度的改进。改进后,体积缩小到原系统的叁分之一,系统结构及参数配置更加合理。在系统组装完成后,对该系统在实验室条件水体和项目要求的典型水体进行了实验研究,实验过程体现了该系统便携性的优势,并得到了在实验室环境超过4倍衰减长度,真实水体约2.4倍衰减长度的成像距离的结果,达到了国际一流同类系统的性能指标。同时,成像系统的改进使得其不再是系统成像分辨能力的瓶颈。然而,系统的结构配置优化对散射抑制方面仍存在极限,并且以上的研究都未提及对成像系统分辨能力的改进。本论文用图像对比度和系统调制传递函数作为系统成像质量的衡量标准。为了能从根本上区分水体散射和目标信号,有效提高成像质量,将偏振成像技术引入到本系统中,研究该技术是否可以在提高对比度的前提下,提高系统成像分辨能力。利用已建立的偏振条件下的蒙特卡罗模型对偏振成像过程进行了仿真,得出了水体对光的不同偏振态的响应存在差异,合理选择检偏方式有助于提高系统成像分辨能力的结论。根据理论分析和原理样机结构,搭建了一套水下主动偏振成像系统,并自行设计了两种不同表面偏振特性物体作为实验目标。通过大量的实验研究总结了检偏方式在成像系统对两种偏振特性的目标成像时的对比度与分辨能力的影响规律,并确定了低偏振度目标适合于正交偏振检测,高偏振度目标适用于采用偏振差分算法来同时提高成像对比度和分辨能力。同时,根据非正交态差分算法的结果,得出了优化偏振差分算法需要参考实际情况和系统特征的结论。以上分析证明了偏振技术在水下主动成像中应用,可以同时抑制后向散射和前向散射,从而对成像对比度和分辨能力同时提升。该结论对线偏振照明和圆偏振照明皆有效。此研究为进一步提高样机的性能提供了一种简便而充满潜力的技术方法。
张大山[4]2017年在《基于高速视觉的结构运动测量算法研究与应用》文中进行了进一步梳理测量技术作为现代工业技术的基础技术,其测量的精度和效率是衡量国家科学技术发展水平的重要因素,工业制造技术的进步与加工工艺的提高对测量方法的性能提出了更高的要求。随着数字成像技术与图像处理芯片的发展,图像传感器在成像精度和速度上均得到较大提升,以机器视觉和深度学习为代表的分析算法的进步使得图像信息的提取更加多元化。基于视觉的测量技术作为一种新兴的测量手段,以其非接触、高精度、全场测量、无负载效应和自动化程度高等诸多优点,受到越来越多国内外研究人员和学者的关注。视觉测量技术已经在机械零件的形状与尺寸检测、目标识别与追踪、结构运动分析和生理信号采集等领域得到了广泛应用。随着高速成像技术的发展,视觉测量中相机的采样帧率不断提升,使其能够对被测物体瞬间发生的变化以及更高频率的运动信息进行记录与分析。本文以高速视觉测量系统作为研究对象,对高速视觉测量系统的硬件结构设计和信息提取算法进行了深入研究,并且针对结构不同的运动情况提出一系列行之有效的测量方案。本文首先阐述了视觉测量的研究意义与发展现状,对高速视觉测量系统的硬件构架进行了详细介绍,分析了不同硬件的选型标准和工作特点。通过合理搭配硬件结构,视觉测量系统可以完成不同尺度和不同距离下的目标运动参数测量与分析。文章同时对视觉测量系统中相机的几何成像原理进行了推导与分析,明确了在使用标靶的简单相机标定中影响测量精度的主要误差来源。常规的图像处理算法往往具有人工参数调整、自动化程度低、鲁棒性差等不足,文中针对结构视觉测量中物体的平动、旋转和微小振动等问题提出了一系列简单有效的信息提取算法。首先通过将简单梯度优化和曲面拟合优化与多种整像素精度的图像匹配算法相结合,提升了原始振动提取算法的测量精度和运算效率。使用优化后算法的视觉测量系统与传统的光栅尺位移传感器相比测量数据的误差小于1%,算法帧间位移提取耗时降低至1ms以下,可以满足实际拍摄帧率在1000fps左右的实时测量需求。其次,文章针对物体旋转参数测量问题给出了径向和轴向两种情况下的解决方案,将Lucas-Kanade与ECC图像对齐算法及其快速反向组合算法应用于物体的旋转参数测量中,提出了一种新的非线性扭曲函数描述圆柱结构径向旋转测量中目标图像与模板图像的扭曲变化关系,优化了参数在运算时的迭代方式,提升了算法的运行效率。最后,文章将视觉测量系统用于提取目标物体表面微小的亮度变化和振动信息中,通过对影像放大算法的剖析发现,放大视频中的微小变化量的前提在于有效提取该信息,针对影像放大算法执行效率低的问题,文章提出一种基于SVD奇异值分解的快速微振动提取算法,能够在去除冗余信息的同时有效提取图像序列中像素信息的微小变化。所提出的相关测量算法被集成在搭建的高速视觉测量系统中,在实际工程测量中取得了良好的效果。文中分别使用该装置对叉车方向盘系统和铁路桥声屏障结构的振动,故障轴承驱动时的旋转参数以及声音激励产生的微小振动进行了测量与分析,实验结果表明所开发的高速视觉测量系统在实际测量时工作稳定可靠,具有重要的应用价值。
佚名[5]2011年在《自动化技术、计算机技术》文中进行了进一步梳理TP112011011954一般成本环境下分散式多工厂资源调度/陈胜峰,蔚承建(南京工业大学信息科学与工程学院)//信息与控制.―2010,39(5).―640～645.研究多工厂一般成本结构特征,即工厂含有固定成本和单位成本,提出了一种分散式多工厂资源调度方法,该方法使用基于连续双向拍卖市场机制的ZI2策略。ZI2策略是一种包含价格和数量的二维报价策略,agent采用该策略在给定价格范围内随机提交报价。模拟实验结果验证了ZI2策略可以实现较高的调度效率,整体平均效率达到90%。图2表8参10
参考文献：
[1]. 主动照明目标图像的仿真和提取算法研究[D]. 季云松. 中国工程物理研究院北京研究生部. 2002
[2]. 主动照明目标图像的仿真和提取算法[C]. 季云松, 张凯. 中国工程物理研究院科技年报（2002）. 2002
[3]. 便携式水下连续光成像系统设计及成像质量增强技术研究[D]. 韩捷飞. 华中科技大学. 2016
[4]. 基于高速视觉的结构运动测量算法研究与应用[D]. 张大山. 中国科学技术大学. 2017
[5]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2011
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