基于并行直流电法和瞬变电磁的综合物探

为了提高井下工作面异常体勘探的准确度,详细叙述了直流电法和瞬变电磁物探技术的原理,并分析了各自的优缺点,初步探索了综合物探技术在提高探测质量中的应用。首先对一工作面进行直流电法的探测并反演成图,然后利用瞬变电磁技术对同一工作面进行探测并反演成图,最后找出直流电法和瞬变电磁技术反演成图中的共同异常区作为重点异常体。实验数据结果表示：综合物探技术更能突出工作区内异常体,更为准确地确定异常区的位置,对实际物探具有一定的指导意义。     

瞬变电磁法在变电站地质物探中的应用

在电力系统地质探测方面,为了查明引发滑坡的地质形态特征,简要介绍了瞬变电磁法(TEM)的工作原理及其探测方法,并以滇东北区某变电站周边边坡进行探测为例,通过对视电阻率成像图进行分析,得到了视深断面图的地形特征,总结了地质形态的分布情况.与传统的电阻率法相比,瞬变电磁法能够高效、简便地运用在山地环境的地质物探中.     

坑道水核磁共振探测激发磁场计算与测试方法研究

提出一种测量激发场垂直于地磁场分量的测量方法：应用固定线圈电磁感应法测量激发场,应用磁通门传感器测量地磁场,通过矢量运算求解激发场垂直于地磁场的分量。制作了激发场测量装置,通过对比激发场的径向分量和轴向分量的理论计算值和实测值,验证测量装置有效性。分析固定点处激发场垂直于地磁场的分量受线圈布设方向的影响,推导出固定点处激发场垂直于地磁场的分量取最大值时线圈布设角度求解方法,为实际探测线圈布设方向提供理论指导。     

一种新的材料微结构电磁场效应数值模拟方法

为了定量揭示材料微结构与入射电磁波引起的材料内电磁场效应之间的内在关联性,借助可以表征能量流动方向和大小的Poynting矢量,通过程序设计结合有限元数值模拟的方法实现了材料微结构电磁场效应的计算。建立了材料微结构电磁场效应数值分析有限元模型。在数值计算中,将Poynting矢量正交分解为三个不同方向分量,计算了材料微结构的吸收、透射和波源方向反射效应;根据Poynting矢量在反射方向的分量,计算了任意反射方向的反射效应。研究方法对任意微结构均具有适用性。     

瞬变电磁法地质勘探的仿真研究

针对优化地质勘探准确性问题,采用瞬变电磁法进行地质勘探,由于地质构造复杂,存在各种矿质材料.为优化探测,采用有限元分析软件ansys仿真半空间瞬变电磁场的传播特性,对比分析含高阻异常体、低阻异常体时线圈的响应数值,用瞬变电磁法对低阻异常体敏感程度好,并改变低阻异常体的埋深、尺寸、导电特性,对低阻异常体不同参数仿真分析,拟合相应的探测结果,得到相应的函数曲线.仿真结果表明:瞬变电磁法能比较灵敏地探测出低阻异常体,而对低矿质材料不能很好地区分,但对低阻异常体的阻值、尺寸和埋深是瞬变电磁法的探测效果较好.     

场论与自适应彩色图像边缘检测

传统彩色图像灰度化边缘检测方法大都将彩色像素的R、G、B三分量分别乘以固定系数,从而将彩色图像转换为灰度图像,然后利用处理灰度图像的系列检测方法进行后续处理.仅从数学上分析,彩色图像可认为是彩色像素矢量平面,灰度化处理步骤实际上可理解为固定投影方向彩色像素矢量场通量的求解,根据通量场上的通量密度分布信息则可进行边缘提取.提出基于彩色图像矢量平面自适应投影矢量的检测算法,根据不同图像本身的像素值分布,寻找使得通量场中梯度场的散度在图像平面上积分达到最大的投影方向,并根据该自适应的投影方向对原始图像进行灰度化处理.该方法旨在追求获取最为全面的彩色图像边缘成分,而不偏向局部细节信息的强化或者弱化.实验表明,彩色图像RGB三分量之间存在较强的相关性和互补特性,而采用该算法,利用任意两种彩色分量就能够达到同时使用三种彩色分量的边缘检测效果.通过自然图像的实际测试,能够证明算法的合理性,以及相对于传统灰度化方法的优越性.     

一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计

针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流过冲。仿真与实验结果表明,该方案能够去除发射电流的过冲振荡,减小探测盲区。     

一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计

针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流过冲。仿真与实验结果表明,该方案能够去除发射电流的过冲振荡,减小探测盲区。     

复杂电磁环境下防空雷达的探测模型研究

现代战场处于复杂的电磁对抗环境之中,在空袭与防空作战中,制电磁权的斗争集中表现在雷达领域,防空雷达的探测模型是防空作战仿真中不可或缺的重要模型.传统的雷达模型对复杂电磁环境考虑的不够,模型通常为距离模型而非概率模型,并且模型参数过于复杂,不适合大规模作战仿真的需要.针对复杂电磁环境下电子对抗和雷达装备的特点,在雷达距离方程的基础上,对雷达探测的某些问题做了合理的简化,参考雷达探测的BLAKE图解法,采用功能性仿真,计算统计意义上的雷达探测概率,建立了雷达探测的概率模型和仿真算法.通过仿真结果与相关型号试验数据的印证,表明模型能够确切反映相关雷达的真实作战效能,适合作战仿真的需要.     

物探与计算机——纪念《工程地质计算机应用》创刊10周年有感

物探—地球物理勘探的简称。它之所以能够解决或查明有关地质和工程问题,是因为所要探测的对象与周围介质间存在某种物性差异。而这种物性差异可影响被寻找对象周围某种天然或人工物理场的分布特征。物探技术就是利用先进的物探仪器来摄取这些物理场的分布并与均质条件下的物理     

一种新的心脏核磁共振图像分割方法

心脏核磁共振图像分割一直是医学影像分析领域的研究热点和难点,文中提出了一种基于梯度矢量流Snake模型的左心室分割方法.作为对梯度矢量流(GVF)的改进,提出了退化最小曲面梯度矢量流(dmsGVF).该模型对弱边界泄漏有更好的鲁棒性;挖掘了左心室的形状特点,采用相应的形状约束,克服了由于图像灰度不均而导致的局部极小,也大大减弱了分割结果对初始轮廓的依赖;对于左室壁外膜的分割,挖掘了左室壁内、外膜的位置关系,通过重新组合梯度分量来构造新的外力场.这种外力场能够克服原始梯度矢量流的不足,使得室壁外膜边缘很弱时也能得到保持,以左室壁内膜分割结果作为初始化能够自动地分割出左室壁外膜.实验结果表明,该方法能高效准确地同时分割左室壁内、外膜.     

改进GVF的自动Snakes模型

针对Gradient vector field Snakes模型轮廓线需人工初始化的问题及GVF场强分布不合理所导致的模型效率低下和角点定位精度低的问题,在分析GVF场强分布和模型迭代变形原理的基础上,改进原始GVF Snakes模型:模型以SUSAN算法提取的边缘点集构建GVF Snakes模型的初始化轮廓线;并依据图像SUSAN边缘线和模型迭代变形原理局部修正和整体调整GVF场强分布,以符合模型高效迭代变形和对角点、细边缘精确定位的需要。理论分析和实验结果表明,改进GVF的自动Snakes模型提高了模型的计算效率,对细边缘和角点有更高的定位精度。     

融合凹点检测与仿射变换的活动轮廓模型

目的 针对基于矢量场的活动轮廓模型,如经典的梯度矢量流（GVF）模型、矢量场卷积（VFC）模型等,在提取凹形物体时矢量场常出现平衡点,不能较好地收敛到凹陷区域、尤其是深而窄的凹形及复杂凹陷区域的问题。提出一种融合凹点检测与仿射变换的活动轮廓模型。方法 首先利用活动轮廓模型进行曲线演化,得到演化后轮廓曲线上各点的坐标并求出各点的法线方向;然后基于凹点检测的方法,判断各点的凹凸性,利用梯度判断法,检测出未收敛到目标边界的凹点;其次对各凹点进行法向方向的仿射变换。在接近且不越过目标边界的情况下求出可变换的最大距离,变换后的点穿越了平衡点区域,让变换后的点代替原来的点形成新的轮廓曲线;最后为保证提取边界的精确性,将变换后的轮廓曲线再次演化并最终收敛到目标边界。结果 通过对具有凹陷区域的合成图像进行分割,计算提出模型分割结果的平均Jaccard相似系数（JS）值为95.51%,相比目前先进的GVF模型,VFC模型和自适应扩散流（ADF）模型分别提高了15.08%,12.09%和10.70%,整体效果上优于几种先进的模型。然后又对单/多目标真实图像及含噪的图像进行分割,证实提出模型分割性能的鲁棒性。结论 提出的模型有效地避免了凹形区域内的平衡点问题,可以对深凹形及复杂凹形图像进行有效分割,并且提高了分割精度。此外,该模型能融合到任何基于矢量场的活动轮廓模型中,具有广泛的普适性。     

基于参数活动轮廓模型的图像分割新方法

针对目前基于参数活动轮廓模型(PACM)的图像分割方法不能精确定位到角点,不连续边缘易受周围无关信息影响的缺陷,提出一种基于参数活动轮廓模型的图像分割新方法。该方法首先构造边缘保护项,将其引入到图像分割的活动轮廓模型中,保留拉普拉斯扩散项的切线方向分量;再引入两个权重参数控制切线方向和法线方向有偏的扩散,以提高分割的精度和效率。实验结果表明,该模型不仅能检测到弱边缘,精确定位到角点,而且能收敛到深度的凹形边界,降低无关信息对边缘不连续处的影响,防止边缘泄露,很好地保护图像细节,收敛的效率和准确率比边缘保护梯度向量流模型、法向梯度向量流模型及其改进模型有明显提高。     

一种视频运动目标精确分割新算法

针对视频图像中单个运动目标的分割问题,提出了一种基于Kirsch边缘算子的视频运动目标分割算法,该算法将Kirsch算子检测到的边缘作为主分割信息,运动矢量场作为次要分割信息;首先利用双重尺度的运动矢量场进行累加和滤波处理来获得辅助分割信息;然后将Kirsch算子的模板分解为差值模板和公共模板以提高边缘的抗噪性;最后用自适应状态标记的方法将边缘信息和运动矢量信息相融合来准确地分割运动目标;实验结果表明该方法分割比较精确。     

基于气象无人机GPS/DR组合导航的单步长测风方法研究

针对气象无人机GPS／DR组合导航的特点,提出了一种利用位置构成的矢量三角形关系进行风场测量的新方法,并提出了单步长风场测量,最后对测量结果进行了仿真,结果表明：采用单步长测量时风速变化频率较高,能够将风场高频信号的变化特点反映出来,测量精度较高,均方差为4m／s。可以作为气象无人机测风的一种新方法。     

基于差分投影和梯度向量流场的眼睛特征提取

提出了差分投影的方法确定眼睛区域,并根据人脸图像的边缘梯度图提出了一种新的基于梯度向量流场的眼睛特征提取方法。该算法改进原有的梯度向量流迭代方程求解梯度向量流场,以梯度向量流场中的汇点作为候选点,通过人脸器官的几何位置关系等方法评价候选点以定位眼球。算法能较好地容忍一定的光照变化、人脸的小角度倾斜和旋转、闭眼和眼镜等干扰。在具有以上干扰的ORL人脸库(400幅图像)和JAFFE人脸表情库(213幅图像)上的实验证明该算法具有较好的眼睛特征抽取能力。     

欠驱动飞艇三维路径跟踪控制

针对欠驱动飞艇的路径跟踪控制问题,提出了一种基于制导向量场的三维路径跟踪控制方法.首先,引入向量场理论.接着基于牛顿–欧拉方程建立欠驱动飞艇动力学模型.基于所提模型和向量场理论构造制导向量场以获得期望姿态角和期望速度.然后结合反步法和PD控制设计路径跟踪控制器,用指令滤波器对控制器设计过程中虚拟控制的导数进行估计,避免了复杂的解析计算.所设计的控制器是由制导向量场子系统、姿态稳定环和速度跟踪环组成的内外环结构.稳定性分析证明了飞艇的路径跟踪误差最终一致有界.最后仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

基于三维场景和图像边缘特征的浅浮雕建模

针对数字浅浮雕设计,通过对已有的浅浮雕建模方法进行分析,提出一种结合深度场边缘特征自动生成浅浮雕的方法。从三维场景中获取深度图,再将深度图分割成块,利用局部图像结构的优点,用随机结构化森林来学习精确且计算有效的边缘检测器,得到的边缘图再进行处理得到平滑且细节增强的浅浮雕轮廓;视边缘连续图为概率场,提出根据概率场对深度场的梯度域进行自适应的非线性压缩;通过求解泊松方程来恢复浅浮雕的高度场。实验结果表明,该方法对于大部分三维场景能在合理时间内自动生成效果良好的浅浮雕模型。     

基于多尺度梯度矢量场GAC模型的MR医学图像分割

医学图像分割是图像分割技术的一个重要应用领域,GAC(测地线活动轮廓)模型是基于PDE(偏微分方程)方法中一种常用的图像分割模型,使用这种模型时,如何选择合适的平滑尺度是影响分割效果的重要因素之一。提出了一种基于多尺度梯度矢量场GAC模型图像对象轮廓提取的MR图像分割方法,用多尺度梯度矢量取代GAC模型中单一尺度下平滑图像的梯度矢量,提高了GAC模型的收敛速度,有效地改善了局部极小值问题。实验结果验证了该方法的有效性。