阵列声波测井成像迭代算法及仿真研究

利用阵列声波测井中的反射初至波可以对井孔附近目标体速度结构进行成像，采用离散图象重建技术将成像问题经过线性化处理转化为线性方程组的求解。由于其方程组一般是病态、无精确解的，为此探讨了一种求解任意线性方程组的简单、实用的迭代算法以及其收敛J胜，该算法不需矩阵求逆而总能得到最优解。经过一些典型类型的仿真分析，结果表明该算法在处理声波射线数据不足的情况下能获得理想的成像效果。     

一种声学层析成像温度分布高分辨率重建方法

准确测量温度分布对工业生产具有重要的意义。针对声学层析成像中有限的网格划分数目会影响重建精度的问题，提出TR-RBF(tikhonov regularization-radial basis function)重建算法对温度场进行高分辨率重建。采用Tikhonov正则化对超声飞行时间(time of flight, TOF)重建，得到粗网格下的温度分布，并用局部加权回归法对数据进行平滑处理，进而采用RBF神经网络将粗解进行预测得到细化后的温度分布。通过有噪声和无噪声的数值仿真，本算法与ART、SVD和Tikhonov三种算法相比，在典型峰型温度分布情况下的重建精度提升明显且抗噪性最好。     

近场单发多收合成孔径雷达成像的频域算法

提出了一种适用于单发多收合成孔径雷达成像的频域算法。该方法利用傅里叶变换将回波数据变换至波数域进行扩维,建立了波数域的补偿关系,从而在波数域实现了对波前弯曲的精确补偿,因此具有较高的成像精度,并且可以用于近场三维成像。另外,该方法采用基于快速傅里叶变换的成像结构显著提高了成像效率。理论分析和实验结果表明,与后向投影算法相比,该方法能够获得相同成像结果的同时大大降低运算量。     

距离弯曲差对SAR欺骗干扰成像的影响

研究有源欺骗干扰难以补偿距离弯曲差形成的相位差对距离弯曲差对SAR成像质量的影响.建立了含干扰SAR成像的矩阵模型,分析了高精度成像算法下有源欺骗干扰成像中距离弯曲差的累积散焦效应,比较了R-D算法和CS算法等不同成像算法在不同距离弯曲差区域内含干扰的保护目标区的成像性能.仿真验证了在大场景高精度成像算法下有源欺骗干扰的散焦效应,为改进SAR干扰对抗方式提供借鉴.     

弹载毫米波聚束SAR对地面目标成像研究

与机载合成孔径雷达 (SAR)对地面目标成像不同 ,弹载SAR具有平台运动速度快、非匀直运动和大斜视角 3大特点 ,对成像算法的实时性、运动补偿的精度和方位分辨率都提出了更高的要求。针对弹载毫米波聚束合成孔径雷达对地面目标成像的特点 ,讨论了成像的分辨率和雷达脉冲重复频率的选取等主要问题 ,提出了一种包络对齐、相位校准和非匀速运动补偿相结合的成像运动补偿方案 ,给出了基于线性谱外推技术的超分辨谱估计图像重建算法。仿真实验的结果证明了该算法的有效性     

多目标最短路径进化求解方法

提出一种无圈有向图条件下的多目标最短路径进化算法。使用变长染色体对路径编码。进行染色体适应值分配时同时考虑支配关系及密度信息，保持了种群的多样性。有界精英保留策略保证了算法的优化性能。对算法的收敛性进行了证明。理论分析和实验表明，该算法可以在较短时间内获得多条多目标优化路径。     

车辆导航系统的动态最优路径搜索方法研究

对车辆导航系统中线路引导信息的供给与需求进行了综合分析，提出了一种新的具有真实最短路径意义的实时动态最优路径，并设计了搜索该路径的改进Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法与改进Ａ＾＊算法，前者适用于多车导航，后者适用于单车导航。     

基于加速度补偿的惯性行人导航非零速区间姿态估计CKF算法

姿态估计是导航解算的基础，在基于足绑式惯性测量单元的行人导航系统中，由于足部运动加速度变化频繁且剧烈，使得常见的姿态融合算法精度下降。为了减小运动加速度对姿态解算的影响，通过数据分析定义了可以进行加速度补偿的拟合区间，在零速检测的基础上给出了拟合区间的判定方法，提出了对加速度计的输出进行一阶拟合补偿的方案，并设计了能完成后续行人导航姿态估计任务的容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)算法，在非拟合区间则采用三子样旋转矢量法进行姿态更新。在数值仿真中，将所提算法与纯三子样旋转矢量法进行了对比分析，对算法精度进行了测试，在行人导航试验中验证了算法的有效性。试验结果表明，在行走过程中及出现较大运动加速度的情况下，加入加速度补偿的CKF姿态估计精度平均提高了35.3%。在矩形闭合路径试验中，起终点水平误差降低了56.3%,起终点高度误差降低了20.3%。     

基于改进的圆投影向量的背景补偿方法

针对传统运动背景补偿算法难以适应大角度旋转的应用场合,提出了一种改进的圆投影向量的背景补偿方法。该算法首先利用图像熵自动选择合适的图像参考块,以增强算法的实用性;其次对传统的圆投影向量进行了改进,增加了相位向量以获取背景的旋转参量,并采用核函数定义各像素点的距离权值,从而可以获得更加准确的结果。最后给出了算法步骤,并利用实测数据进行验证。通过仿真实验证明了该算法在各种场景、各种运动情况下的有效性以及对噪声、光照等因素具有鲁棒性。     

基于蚂蚁寻径原理的最优路径选择算法

蚂蚁算法在动态路径寻优方面具有特有的优势。文章首先阐述了蚂蚁寻径原理，在长春市驾驶员调查问卷的基础上，对驾驶员的偏好性进行了分析。在蚂蚁寻径原理的基础上，结合驾驶员的偏好性，提出了一种能够综合反映驾驶员偏好的最优路径选择算法。算法以调查问卷得出的驾驶员最为关心的三类因素——行程时间、行驶距离和道路等级为考虑因素，以驾驶员对路径的硬性要求为约束条件，通过对偏好性参数的标定，体现驾驶员在路径选择上的不同偏好。最后以算例进行验证，表明算法具有很好的可行性和适用性。     

小波变换用于CT图像重建及处理研究

研究了小波变换多分辨率图像重建和局部区域重建算法。在算法中 ,小波滤波器直接修正重建滤波器 ,重建得到各种细节图像 ,并能快速地得到重建图像的轮廓。由于小波变换的局部性 ,使用局部数据能重建局部图像。通过小波多尺度分析和重构系数控制 ,提出一种简单算法 ,在重建中进行图像增强和噪声消除 ,该算法将图像重建与图像处理结合在一起。与通用的算法相比 ,能提高重建速度和图像质量     

基于新型学习观测器的卫星执行机构故障重构

针对在轨微小卫星出现执行机构故障的情况,提出了一种基于非线性学习观测器(nonlinear learning observer, NLO)的卫星姿控执行机构故障重构方法。文中结合迭代学习算法和递推学习算法,设计了一种新型自适应学习算法,该算法应用前一时刻和当前时刻的姿态敏感器测量输出误差在线更新故障重构信号,使得所提NLO在估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,能够快速精确在线重构卫星姿控执行机构故障。进一步给出了所提NLO的稳定性条件,并结合线性矩阵不等式技术给出了NLO增益矩阵的详细设计方法。最后,将所提方法应用于微小卫星姿控推力器故障重构,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于CT图像的鼻咽组织重建

基于CT图像的鼻咽部组织三维重建是建立鼻咽癌虚拟治疗系统的基础.鼻咽部组织多达六十多种,在组织分割过程中建立了鼻咽部组织解剖图谱,设定组织颜色查找表.在重建过程中,单纯利用一种重建算法不能满足重建模型效果好、显示速度快的要求.所以利用不同算法重建不同组织:改进的移动立方体算法用于重建重要鼻咽部组织,轮廓拼接算法用于重建次要的鼻咽部组织,表示空间位置的外轮廓使用光线投射算法进行绘制.通过组织分割,重建和模型简化实现了鼻咽部多组织模型重建.所建模型满足鼻咽癌虚拟治疗的需要.     

非局部正则化的压缩感知图像重建算法

压缩感知(compressed sensing, CS)图像重建算法是CS图像获取问题的一个研究重点。针对传统基于稀疏性先验的重建算法不能有效重建图像的各种结构特征,为了在测量值数量不变的情况下进一步提高图像的重建质量,在稀疏性先验的基础上,引入局部自回归模型和非局部自相似性作为图像额外的先验信息,建立了非局部正则化的CS图像重建模型,并给出了相应的数值求解算法。此外,对于重建模型中图像的自回归参数,给出一种基于非局部相似点的估计方法。实验结果表明,较之传统的稀疏性正则化重建算法和同类的MARX(model based adaptive recovery of compressive sensing)算法,所提算法能获得更高的图像重建质量。     

预警系统对低空目标探测的地形遮蔽算法研究

地形遮蔽是影响预警探测系统发现目标能力的关键因素。有效算法是实施模拟仿真的基础。在分析电磁波和光线在地球大气层内传播过程中的机理和现象的基础上，充分考虑了地球的曲率影响和大气的折射效应及吸收效应，针对某实际问题，建立了预警系统对低空目标探测的地形遮蔽模型算法。本算法实用性好、精度高，可用于作战推演的实时仿真。     

求解N-车探险问题的离散水波优化算法

N-车探险问题是一类NP-hard离散优化问题，针对该问题，首次提出一种融合局部搜索的离散水波优化算法。结合该问题等价于置换排序的特性，设计基于置换序列的编码方式；利用反转、移动、交换等操作重新定义传播、折射和碎浪算子；开发基于插入邻域的局部搜索策略，以增强水波优化算法的局部搜索能力。最后，利用实验设计探讨关键参数对算法性能的影响。基于14个标准问题的测试结果表明：所提方法的寻优精度、稳定性等整体优于标准水波优化算法、粒子群算法、烟花算法和启发式算法H1~H4；与离散水波优化算法相比，基于禁忌搜索的变邻域搜索算法用至少66.6倍的计算时间得到了最大相对偏差比为0.017的寻优精度。结果表明，离散水波优化算法能在较短时间内获得较满意的解。     

主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像系统

针对主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像系统在人体安检中的应用,研究了该体制成像系统下的重构算法,给出了该系统中信号的带宽、采样准则以及在三维直角坐标系下的系统分辨率评估方法。基于微波暗室条件下获取的高质量回波数据验证了该体制成像系统理论上的正确性,并在此基础上搭建了高速的主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像人体安检系统,验证了该体制成像系统在人体安检领域应用的可行性和检测能力的有效性。     

基于固定滞后滤波平滑的弹道重构算法

为有效利用雷达测量的飞行数据进行弹箭的实际弹道重构,建立了弹道重构需要的状态方程和量测方程,考虑模型的非线性和重构状态非高斯分布的可能性,结合Bootstrap粒子滤波给出一种一步固定滞后滤波平滑算法的实现,并将其作为弹道重构的估计工具。算例仿真表明,相比于Bootstrap粒子滤波和无迹卡尔曼滤波,该Monte Carlo平滑算法可以进一步提高估计的精度,为弹道重构提供一种新的有效工具。     

2-D Conductor Cross Section Reconstruction via Amplitudes of Backscattered Field in Near Regions

２－ＤＣｏｎｄｕｃｔｏｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｖｉａＡｍｐｌｉｔｕｄｅｓｏｆＢａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄＦｉｅｌｄｉｎＮｅａｒＲｅｇｉｏｎｓＹｕＣｈｕｎｙａｎｇ，ＤｏｎｇＸｉａｏｌｏｎｇ＆ＷａｎｇＷｅｎｂｉｎｇＳｉｇｎａｌ...