基于遗传算法的轮廓模糊匹配问题研究

在由序列的二维轮廓线重构出面模型来表示三维形体的面绘制方式中,首先要解决相邻两层切片上的轮廓线之间的匹配连接关系。针对目前的轮廓线匹配算法容易导致错误匹配的问题,提出一种基于遗传算法的轮廓模糊匹配算法。模糊性为轮廓匹配问题本身所具有,借鉴遗传算法这一种全局优化自适应概率搜索算法,可以准确表达轮廓匹配中的约束,有效地减少错误匹配的发生。在肝脏的CT数据三维重建中应用该算法取得了比较理想的效果。     

基于目标运动模型的跟踪方法

针对常用的机动目标模型不能准确描述目标实际运动规律及常用跟踪算法只拟合目标的形心而不是目标轮廓轨迹的问题,提出一种基于目标运动模型的跟踪算法。该算法提取已检测出目标轮廓上的角点作为样本点,采用神经网络来构建目标运动模型,将用此模型预测出的目标轮廓上的点作为主动轮廓线的初始控制点来检测出目标真实轮廓,并反馈回神经网络的输入端来修正模型误差。实验结果表明该跟踪算法能很好地将前续目标检测结果继承到后续的目标检测过程中,对于目标跟踪中的遮挡问题也能很好地解决。     

一种用于轮廓线探测的CNN改进算法

图像中目标物体的轮廓探测是目标识别和计算机视觉系统的第一步也是关键一步。提出了一种基于细胞神经网络(Cellular Neural Network,CNN)的轮廓线探测改进算法。该算法中CNN模板参数(模板系数)是根据局部窗口内各像素与中心像素间的灰度和空间关系计算的,即模板参数的计算不仅考虑了局部窗口内各像素与中心像素的灰度值差异,而且顾及了窗口内各像素与中心像素间的空间距离。实验结果表明,相对于其它两种轮廓探测算法,提出算法的探测效果较好。     

无人机自主着陆地标实时检测方法

在基于计算机视觉的无人机自主着陆过程中,地标的设计与检测是关键问题。提出了一种快速轮廓角点检测算法,并设计了一种新型嵌套三角形图案作为无人机自主着陆地标。首先,利用Suzuki-Abe算法提取的背景及目标的整体轮廓信息,进行目标嵌套轮廓提取;其次,通过改进Douglas-Peucker拟合算法来检测轮廓角点。由于优化了角点个数及最远距离两点的寻找方法,在很大程度上减少了计算时间且降低了复杂度。实验结果表明,在距离地标较远、地标部分信息缺失的情况下,该算法准确快速,适合于无人机自主着陆过程位置实时检测。     

复杂物体连续碰撞检测动态投影分离剔除算法

针对复杂物体间碰撞检测,为提高碰撞检测效率,减少计算量,解决普通算法不直接适用于非凸体等问题,提出了一种连续碰撞检测算法。首先,该算法在初检测阶段利用基于波前法的三角网格生成,对非凸体等复杂物体表面进行网格划分,获取高质量三角形,得到三角形点、线、面参数信息;然后,用动态投影分离剔除法对三角形单元对进行高层剔除,从而剔除掉不可能发生碰撞的三角形;最后,针对可能碰撞的三角形特征对进行精确相交测试,返回发生第一次碰撞时间,完成碰撞检测。经过复杂度分析和实验论证,该算法响应速度快,在结构复杂物体的连续碰撞检测中效率较高,对于非凸体也可适用。     

刚体变换下基于轮廓的多传感器图像配准算法

提出了一种基于轮廓的多传感器图像配准算法,输入图像之间的几何变换假设为刚体变换。该配准算法的特点是根据匹配轮廓对的质心和长轴计算配准参数,克服了传统的基于特征的图像配准算法控制点检测与匹配的问题,算法鲁棒性较高。首先提取输入图像中的明显轮廓,然后对提取的轮廓进行匹配,并将其中匹配的开轮廓对转化为闭合轮廓对,然后根据所有闭合轮廓对的质心和长轴估计配准参数。实验结果表明,所提算法能精确解决输入图像之间仅存在旋转和平移情况时的图像配准问题。     

序列医学图像三维分割的一种方法

介绍了一种Live Wire和轮廓插值算法相结合的序列医学图像分割算法，在这个算法中又借鉴了活动轮廓模型方法的思想，使得这三种算法有机的结合在一起。并对传统的轮廓插值算法和-Live Wire进行了改进，结合活动轮廓模型方法的思想在重建的轮廓中根据实际图像的局部特征进行了自动收缩。实验表明这种算法能快速准确的从序列医学图像中分割出感兴趣的物体。     

模糊控制策略在避碰运动系统中的应用

目前多机器人避碰运动已经被广泛研究,其控制策略也多种多样.主要解决基于全景视觉传感器的多机器人多目标系统中机器人之间以及机器人和静态障碍物之间的避碰问题,提出了单个自主运动机器人的结构模型、自主机器人周围物体的态势模型以及移动机器人动态速度的快速检测方法.机器人的运动决策采用基于Step-Forward策略的模糊推理机制,实现机器人在动态环境中快速、准确的找到一条无碰撞的路径,最终达到目标点.仿真结果表明了该算法应用于移动机器人在动态复杂环境中的无碰撞运动具有正确性、实用性和智能性等优点,同时该算法计算量小,运算速度快,提高了机器人控制的响应速度.     

一种新颖的网格综合优化算法

用三角网格逼近三维扫描所得散乱点集,实现曲面重构,是一种得到广泛应用的技术。为了提高网格对物体表面的逼近精度,需要对网格进行优化。提出一种新颖的网格综合优化算法,将基于SOM的网格优化模型和节点分裂算法有机结合,使网格中顶点的分布更符合散乱点数据的空间分布,使网格更好地逼近数据点集,还通过分裂大度数顶点来改善网格的拓扑关系,使其更好地反映原始数据点集的拓扑特征,也使得网格更加平滑。试验结果表明,该算法取得的网格优化效果良好。     

基于灭点的三维物体重建

在总结灭点属性的基础上,提出了一种基于灭点的三维物体重建方法.首先利用灭点计算出相机的内、外部参数,在此基础上,计算出物体上各点的三维空间坐标,然后通过对物体进行绘制及纹理映射,实现三维物体的重建.实验表明,这种基于灭点的物体重建方法能够恢复场景中各点之间的位置关系,以及各线段之间的长度比例关系,满足虚拟现实系统的需要.     

基于边界特征点提取的约束Delaunay三角剖分算法

在地形表达上不规则三角网应用广泛,实际中用到最多的也是Delaunay三角网剖分算法。针对约束数据域下的Delaunay三角剖分通常不满足DT特性的问题进行了阐述,分析了已有的三种引入附加点的算法,算法主要从几何的角度考虑如何减少附加点的数量,而加入附加点的最终目的在于获得更加真实的地形,因而提出了基于边界特征点提取的约束Delaunay三角剖分算法,算法实质就是在加入特征约束之前提取能够满足可以真实再现地形的所有特征点作为新的特征约束,省去附加点的概念,应用现有的Delaunay三角剖分算法进行构网,保证构建后的地形仍具真实感。     

露天矿车辆运输智能防盗管控系统3PGS的研发与应用

提出了一种防止露天矿运输车辆偷盗矿石的管控策略"三点有序管控法",通过在采区、采区进出口和卸车区分别安设区内过磅点、通行验证点和卸车过磅点,借助称重传感器技术、RFID识别技术、道闸自动控制技术、以太网网络控制技术和系统工程理论与思想,对运输车辆进行三点有序控制,实现对车辆运输偷盗现象的过程监测与控制和事后评价与分析.在此基础上研发了针对车辆运输的无人值守智能防盗管控系统"3PGS"(简称三点管控系统,three points guarding system),并论述了该系统在三道庄露天矿的工程应用,结果表明该系统能够有效解决露天矿矿石偷盗问题.     

基于轮廓多边形拟合的红外与可见光图像配准算法

针对红外图像和可见光图像配准问题,提出一种基于轮廓多边形拟合的图像自动配准算法。首先,为获得较好的主轮廓信息,对提取的轮廓进行多边形拟合,有效剔除轮廓上的冗余点和噪声。然后选取拟合轮廓上的多边形顶点为特征点,将轮廓划分为特征轮廓段,以特征轮廓段作为匹配单元匹配轮廓并得到匹配特征点。采用修剪的最小二乘法,在获取变换参数的同时不断剔除误匹配。实验证明,该算法可实现性强,配准精度高,配准速度快,较好地实现了刚体变换下红外图像与可见光图像的配准。     

三维人脸建模中面部特征轮廓线的提取

提出一种基于彩色Snake模型和人脸先验知识的面部特征轮廓线提取算法，并将其用于真实意的三维人脸建模。根据肤色和灰度信息，在图像分割的基础上，利用种子填充技术获得面部各非肤色特征的轮廓初值；然后采用一种改进的彩色Snake模型对轮廓初值进行精确定位；接着，根据人脸的先验知识，利用含有方向信息的形态学边缘检测算子通过一次逐点考察完成下颚轮廓线的提取。实验结果表明该算法在轮廓线的搜索效率和定位精度上都有良好表现，在真实感的三维人脸建模以及面部识别等领域具有广泛的应用。     

基于直线与B样条曲线求交算法加密等高线图

对于存在碎部点,且矢量化后间距较大的等高线图,给出了一种加密等高线算法,该算法以任意直线与B-样条曲线求交算法为基础;加密等高线算法利用图纸给定的等高线和碎部点等客观信息在间距较大的等高线之间形成新的等高线,等高线加密效果好,并对等高线图的三维可视化有重要意义。     

New deghosting method based on generalized triangulation

A new deghosting method baaed on the generalized triangulation is presented. First, two intersection points corresponding to the emitter position are obtained by utilizing two azimuth angles and two elevation angles from two jammed 3-D radars (or 2-D passive sensors). Then, hypothesis testing baaed deghosting method in the multiple target scenarios is proposed using the two intersection points. In order to analyze the performance of the proposed method, the correct association probability of the true targets and the incorrect association probability of the ghost targets are defined. Finally, the Monte Carlo simulations are given for the proposed method compared with the hinge angle method in the cases of both two and three radars. The simulation results show that the proposed method has better performance than the hinge angle method in three radars case.     

基于三维CT数据的放射治疗剂量计算

研究和实现了一种基于医学序列CT图像的放射治疗蒙特卡罗剂量计算方法。通过改写蒙特卡罗剂量计算软件DPM(doseplanningmethod),使其具有处理三维CT图像数据的能力,其中CT值的组织物理参数标定采用一种新的神经网络的简化方法,并得到了可视化的剂量计算结果。探索了在实际临床肿瘤放疗计划中用DPM进行精确快速剂量计算的路径。实验结果证明了算法的正确性、有效性,对于提高放射治疗水平和精确放疗的后续研究具有一定的指导意义。     

CT轮廓线数据重构曲面的方法

介绍了基于CT等值面数据的脸部面貌及颅骨的曲面生成方法。区别于传统的蒙皮曲面生成方法,以双三次B样条曲面技术为基础,采用截面数据的重采样,解决了复杂实体在曲面生成时的局部扭曲及数据量过大等问题, 在等值线的曲面造型方法及医学可视化领域具有广泛的应用前景。     

一种求非线性全局最优解的分形算法

运用分形原理给出了求解全局优化问题的一种新算法——分形算法。该算法充分利用了分形的局部精细构造和黄金分割法的快速收敛性,只需搜索很少一部分区间就可以找到最优全局解,因而是一种高效快速的寻优算法。其优点为:适应性强,可适用于较为复杂的函数,计算精度是令人满意的。此外,克服了传统的直接解法所共有的要求大量计算机内存的缺点。给出了算法收敛性的证明。仿真结果表明算法是有效的。