高速旋转物体的CT图像重建方法

高速旋转物体的CT成像是难点问题,相关研究论文较少.由于CT检测系统的单幅投影的数据采集时间无法足够短,导致无法采集高速旋转物体准静止的CT扫描数据,从而使得基于逐条射线的经典CT成像模型不再适用于高速旋转物体CT成像.本文针对高速旋转物体CT,给出了数据采集准则,建立了射线混叠CT成像模型,并提出了相应迭代重建算法.仿真数据和实际数据的实验结果表明,本文提出的方法可以较好地对高速旋转物体进行CT成像.     

基于空间解析几何的锥束CT系统角度偏差测量

针对锥束CT系统中机械结构的几何参数偏差校正 问题,提出一种基于空间解析几何算法的锥 束CT系统角度偏差的测量方法。利用一种校准模板,仅通过采集单一投影角度对应的投 影数据即 可得到锥束CT系统的角度偏差。仿真和实验结果 表明,利 用本文方法可以有效地获得待测锥束CT系统的机械角度偏差,其测量精度可达到分度量级。 与平面 解析几何法测量结果的对比分析可知,本文测量方法可实现角度偏差参数的有效分离。本文 方法具有较高的可靠性和测量效率,无需模板多角度旋转投影,具有较好的实用性。     

合成孔径雷达的有源欺骗干扰方法研究

本文根据SAR成像原理和地面回波信号模型,提出了对SAR进行有源欺骗干扰的方法.文中详细地讨论了有源干扰的基本原理,分析了干扰信号模型,并用实际SAR数据进行了仿真实验,欺骗图像成功加到了真实SAR图像中.     

基于衰减板的锥束CT散射校正

 在锥束CT成像系统中,散射现象严重影响重建的图像质量.锥束CT成像散射校正的研究一直是一个热点问题.本文提出了一个新的散射校正方法,该方法需要在射线源和检测物之间放置一个衰减板,使用带有衰减板和不带衰减板两种情况下的成像,结合Klein-Nishina公式和Beer定理进行创新性的推导出散射分布.模体实验结果证明,本文算法可以有效的进行散射校正,显著的提高图像对比度和图像质量.     

增益调制非扫描激光雷达距离像的仿真及实验验证

仿真研究有助于增益调制非扫描激光雷达系统设计的优化,并对其构成和成像原理进行分析。建立了增益调制非扫描激光雷达的理论模型,提出一个用于雷达成像的标准目标,根据所建立的理论模型和成像过程,编制了仿真软件,对增益调制非扫描激光雷达系统进行仿真模拟,并与实验结果进行对比。仿真实验结果与实验结果的一致性表明,仿真模型比较贴近实际,有助于增益调制非扫描激光雷达系统的方案设计和参数优化。     

海面流场的三种雷达体制成像仿真

监测海面流场是微波遥感重要应用之一,它对民用和军用领域都有非常重要的意义。微波传感器主要包括早期的真实孔径雷达、高分辨率合成孔径雷达和新兴的双站合成孔径雷达。文中提出一种对海面弱流场和波浪进行真实孔径雷达/合成孔径雷达/双站合成孔径雷达成像的仿真方法。该方法根据给定的海面流场数据、海况条件和雷达参数,考虑倾斜、流体动力和速度聚束调制作用,并利用海面微波散射模型和雷达回波信号模型生成雷达仿真图像,得到的雷达图像可为后续的海洋目标检测等算法提供仿真数据源。     

定向干扰激光的红外成像建模与仿真

为有效应对红外成像制导武器,激光定向干扰技术在近年得到重点发展,并有望成为未来红外对抗的主要方式。着眼于对激光干扰条件下红外系统成像特性的研究需求,对机载激光定向干扰从发射、大气传输、光学系统传输以及探测器响应的全链路过程进行了分析建模,构建了激光干扰条件下红外系统成像特性的仿真模型,最后通过试验验证了文中方法和模型在对激光的红外成像灰度等级、成像光斑及灰度分布特性、成像饱和与致盲毁伤效果方面能够有效反映红外成像系统对激光的实际响应特性,并取得与实测试验相近的仿真结果,从而为后续深入研究激光定向干扰效能奠定基础。     

红外成像对抗中导引头伺服系统建模与分析

红外成像制导武器对抗是光电对抗的重点领域。在红外成像制导对抗数字图像注入式闭环半实物仿真试验时,由于红外导引头传感器被图像生成和图像注入计算机取代不参与工作,需要建立准确的导引头伺服控制系统的传递函数模型,进行仿真实验和实际工作两种情况下导引头控制回路性能的等效性分析。基于此,结合某型红外成像导引头的结构组成特点,将导引头划分为七个不同的功能模块,提出了导引头伺服控制系统建模的总体设计方法。采用机理建模和实验测试结合的方法建立了该型导引头完整的伺服系统模型,导引头在幅值5,频率2 Hz 弹体正弦扰动下的光轴能够保持稳定,经过测试,导引头实际输出弹目视线角和角速率能够高精度稳定跟踪真实的弹目视线角和角速率,结果验证了伺服控制系统数学模型的准确性。研究成果为同类设备伺服系统的建模和红外成像制导武器对抗图像注入式闭环仿真测试实验提供了方法和模型支持。     

磁共振脑组织弹性成像的数值仿真算法

磁共振弹性成像技术主要面向组织器官的生物力学属性检测,能够直观地导出定量弹性分布图.脑部组织的病变往往会引起其生物力学属性的变化,而且相对于其他影像指标更为灵敏,所以进行磁共振脑组织弹性成像研究具有重要意义.但是,由于组织结构复杂,磁共振脑组织弹性成像研究还处于起步阶段.直接在磁共振平台上进行脑组织弹性成像实验研究的成本比较高,而且受实验条件的限制,缺乏灵活性.本文先期通过数值模型仿真弹性波在不同组织器官中的传播过程,有效地克服了实际成像实验误差给研究带来的影响,对研发高效的脑组织弹性波驱动装置和精确的弹性重构算法具有指导意义.同时,针对已报道的仿体模型相对简单,与真实脑组织结构差异过大的问题,本文建立了专门的解析模型并开发了相应的开源算法,能够有效支撑磁共振脑组织弹性成像的数值仿真研究.     

智能变电站二次设备仿真系统可视化研究

针对变电站进行电网运行生产、维护等实际问题,智能变电站的兴起可以有效地解决有关问题,智能变电站的可视化是热点研究方向。文中提出的智能变电站通过仿真系统,使训练对象认识变电站的技术结构、组成设备、运行机制,从而建立智能变电站的系统和网络架构。文中通过模拟IED的仿真和SCD技术设计进行可视化研究。实验中能够将智能变电站二次设备可靠地进行真实模拟并从多媒体视角度达到设备可视化设计。通过实验验证二次设备可视化设计能够为变电站的运行、检修人员的维修提供很好的参考,使变电站更好地运行。     

锥束CT系统的3D Shepp-Logan体模仿真及其投影数据重建

为了验证锥束CT成像算法的性能,提出了使用Fortran语言编写的3D Shepp-Logan体模作为算法性能验证的参考模型,并详细介绍了3DShepp-Logan体模的参数设置及编程方法。然后,直接加入到正投影程序中得到投影数据。最后,利用得到的投影数据进行了三维医学图像重建的仿真实验。经过实验验证,表明了使用Fortran语言编写的3DSheppLogan体模来验证算法性能是准确可行的。     

空间目标在轨红外成像仿真

为了使空间目标红外成像仿真尽量反应实际在轨工作状态,文中综合考虑目标自发辐射、太阳光辐射、地球辐射和地球反照的影响,结合空间目标在轨单点经纬度姿态数据、材料数据、探测器数据等先验信息,提出了一种空间目标在轨红外成像仿真技术。首先,阐述了空间目标红外成像仿真的理论模型。然后,以某简单立方体卫星为例,进行了在轨红外成像建模与仿真。所提出的空间目标红外成像仿真方法对空间目标探测、识别与跟踪算法的研究具有重要意义。     

基于MATLAB的柴油发电机组起动过程仿真分析

建立了柴油机发电机组起动全过程的数学模型,并分别求解出柴油发电机组起动特性和柴油机及调速系统数学模型。详细论述了运用Matlab/Simulink建立400V柴油发电机组起动全过程的仿真模型。仿真结果分析表明:所建立的模型具有较高的准确可靠性,能够真实反映发电机实际起动过程特性,可以作为柴油机结构设计和方案优化的计算机模拟仿真分析工具,为柴油发电机组性能分析和综合评估提供了一种新的研究方法。     

基于红外照射仿真的快速搜索相关跟踪干扰点研究

通过人工红外照射改变目标与背景的红外辐射特性能够对相关跟踪形成有效干扰,其中,红外照射的位置对干扰效果具有重要影响。为提升红外照射干扰相关跟踪的效率,文中建立了红外照射仿真搜索相关跟踪干扰点模型,对干扰相关跟踪的有效照射位置进行快速搜索。首先,运用TracePro光线追迹软件建立了真实实验条件下的红外照射系统模型,并利用高斯模型对照射光斑的照度分布进行了拟合。然后,在一定空间范围内,采用二维扫描的方式进行真实照射干扰和仿真照射干扰对比实验,结果表明:仿真照射与真实照射的干扰结果一致性达到了98%,且仿真照射找出了真实照射条件下干扰相关跟踪的全部干扰点,从而很好地验证了文中方法的有效性。     

基于压缩感知的分布式MIMO 成像雷达网格失配问题研究

在基于压缩感知的分布式多输入多输出(MIMO)成像雷达系统中,若成像目标不在事先划分的网格点上,即存在网格失配(Off鄄Grid)偏差时,成像结果将急剧恶化,文中针对该问题,分别在Off鄄Grid 偏差一阶和二阶近似下提出了行之有效的解决方法。文中首先建立了系统存在Off鄄Grid 偏差时的回波模型,在理想划分网格点的基础上,将Off鄄Grid 偏差看作未知数,分别进行一阶和二阶Taylor 展开,建立扰动模型,分析Off鄄Grid 偏差对成像结果的影响,最后给出了一种采用欠定系统局灶解法(FOCUSS)和约束总体最小二乘(CTLS)方法联合估计目标位置和散射系数的算法。与传统的基于压缩感知的成像方法相比,文中所提出的算法能够很好地解决网格失配问题,提高目标的反演精度。计算机仿真结果验证了所提方法的有效性。     

一种毫米波全息成像系统方案及其仿真

提出了一种双频毫米波全息成像系统方案。该方案不仅可以准确地测定目标与成像雷达天线口径的距离,而且可以对一定距离但事先未知的目标进行全息成像。相比于需要放置在预知位置的美国太平洋西北国家实验室研究的单频和宽带毫米波全息成像系统,该方案具有更为广泛应用的潜力,不仅可以用于个人携带的藏匿武器或者违禁物品的检查,还可以作为毫米波成像雷达用于军事目的。文中根据该成像系统确定了毫米波全息成像方法,建立了相应算法,给出了成像仿真结果。该方案可对实际系统设计提供一定参考。     

匹配傅里叶变换的SAR多普勒参数估计

讨论了SAR的基本信号模型,针对这一模型提出了应用匹配傅里叶变换估计SAR多普勒参数的新方法。文中给出了理论分析和仿真,并用机载SAR回波实际数据进行了多普勒参数估计,根据估计的多普勒参数给出了成像结果,表明了该方法可对SAR数据进行盲处理估计出多普勒参数,且精度高。     

基于反卷积神经网络的超声导波层合板脱粘缺陷超分辨成像

针对传统超声导波成像检测方法难以精确表征结构损伤细节特征的问题，文中提出了基于深度学习的反卷积神经网络模型，对层合板中亚波长脱粘缺陷的超分辨成像问题进行研究，以获得损伤的细节特征。通过有限元仿真与全聚焦成像算法获取初始成像结果，再使用数据增强方法扩充数据库，最后对标注好的12 550张损伤图像进行训练和测试。研究结果表明，与原始全聚焦成像算法相比，反卷积神经网络模型下损伤的成像位置准确度提高了5%,成像精度高于91%,定位误差低于1.8 mm,说明文中所提方法能够明显提高网络成像结果分辨率并较好地显现亚波长损伤的细节特征。上述结果表明文中所提方法具有较高的检测效率，且无需人工经验，在工程实践中具有良好的应用价值。     

景象匹配定位系统建模与仿真

介绍了景象匹配系统性能评估的一种方法.该方法通过分析各种影响景象匹配系统工作性能的误差因素,建立相应的误差模型;并利用这些误差模型在实际设备硬件平台上进行仿真试验,从而实现景象匹配系统在不同使用条件下进行仿真和评估,最终得出景象匹配系统在不同使用条件下的匹配概率、匹配精度和适应性.本技术克服了以往仿真系统成像模型和仿真注入系统复杂、没有考虑地面反射特性、生成图像与真实效果不一致、各误差模型与仿真回路不能形成一套系统等问题,提高了仿真的灵活性和真实性,大大降低了操作复杂程度;通过成像模型和仿真注入技术对系统进行仿真,不仅能够大量减少外场试验的次数,还能够在实际使用时对未知区域的景象匹配性能进行评估,提高系统的适用能力.     

深空双波段红外动态场景仿真与目标分析

为了提高深空中红外探测器探测波段选择的效率以及反映目标真实的在轨状态,文中研究了空间目标动态红外图像的生成技术以及双波段红外图像的仿真。结合从STK获得的空间目标的运行轨迹和姿态数据以及从3DS MAX获得的目标模型数据提出了一种进行空间目标红外成像仿真的方法。首先分析了深空背景中目标的红外辐射特性以及目标在中波和长波两个波段中的辐射特性,为探测器波段参数的选择提供了依据;然后介绍了用节点网络法求解热平衡方程的方法并且简化了求解过程,提高了效率;最后阐述了空间目标红外成像系统的理论模型,实现了空间目标的红外可视化建模与仿真。仿真图像对新型系统的研制和红外图像处理算法的研究有重要的意义。