双四步路径相移均值法

在光栅投影三维表面测量系统中,光学仪器的伽玛非线性和随机噪声是影响相位展开精度的两个主要因素。双三步相移法具有同时降低这两类误差的独特优势,但仍然存在非线性误差较大且相位测量精度较低两个方面的问题。针对以上问题,提出了双四步路径相移法,首先将双三步相移法中对齐平均的思想应用于四步相移法,以降低非线性误差对测量精度的影响;进而提出了相位域空间变换多频外差方法,以利用所有测量相位进行相位平均,进一步降低随机误差的影响,提高测量精度。实验结果表明,该算法能够有效地提高相位展开的精度,具有更强的适应性。     

InSAR中应用可靠度导向改进的分级表相位展开算法

目的 在干涉合成孔径雷达的相位展开过程中,如果相位展开的展开路径穿过残差点就会产生相位展开的误差。在相位展开的时候,希望将相位展开的误差限制在局部区域,提高相位展开的精度。方法 首先通过判断截断相位图的残差点,并以InSAR的干涉一致性图作为相位展开的可靠性度量,对截断相位图进行量化,将残差处的可靠度设为排序中的最低等级。在进行可靠度排序后进行干涉合成孔径雷达相位图的相位展开。结果 使用该算法改进了经典可靠度导向相位展开算法中可靠度排序的缓慢问题。与经典菱形算法相比,展开精度高很多。与洪水算法相比,展开速度能快上百倍。通过可靠度排序的改进,对干涉合成孔径雷达相位展开后的结果进行分析,可以看到提高了相位展开的精度,有效的控制了相位展开过程中误差的传递。结论 相位展开算法的改进提高了干涉合成孔径雷达相位展开的精度,在干涉合成孔径雷达的相位展开中可以广泛应用。     

基于取整最小二乘的全局相位展开新方法

基于取整操作和全局最小二乘,提出了一种快速简单的相位展开算法；不同与传统的相位展开方法,该算法通过一种非迭代的和健壮的方法来处理相位跳变部分的梯度；因此,降低了残差点的传播和平滑的影响；并用提出的算法与四种经典的相位展开算法:切枝法、最小费用流法(MCF)、质量图导向(QG)和快速傅里叶变换(FFT)进行对比；通过计算机模拟和实验结果表明:该算法仅仅需要与FFT方法相接近的较低的运算时间,就能达到比MCF方法更高的精度；而且,该算法运算速度快,非常简单,可以在干涉测量技术中得到实时的应用。     

一种高效的扩展粒子滤波相位展开方法

鉴于干涉相位展开是InSAR技术应用中最为关键的步骤和难点,把扩展粒子滤波算法与修正矩阵束模型、量化跟踪策略结合起来,提出一种高效的扩展粒子滤波相位展开方法。利用修正矩阵束模型算法快速、准确地从复干涉图中获取扩展粒子滤波相位系统模型所需要的相位梯度信息,以改善算法效率;利用量化跟踪策略来指导相位展开路径,减小在搜索最佳待展开像元时所消耗的时间,进一步提高算法效率;最后,利用扩展粒子滤波算法沿量化跟踪策略所定义的路径处理缠绕像元,在滤去残留噪声同时完成相位展开。实验处理结果表明,该方法具有效率较高,稳健性较强的特点。     

激光波数扫描干涉相位解卷绕算法研究

激光波数扫描干涉技术作为一种具有微米级检测分辨率和微应变级测量精度的新型干涉图像测量方法,能够透视测量复合材料内部的微观结构信息,实现材料的高精度无损透视成像检测。作为干涉图像数据处理至关重要的环节,相位解卷绕技术能将干涉图像信息从卷绕相位展开为解卷绕相位,还原干涉图像的真实信息。在传统相位解卷绕算法中,为了避免在噪声区域展开相位时相位展开错误进而导致误差的大面积传递,往往在存在噪声的区域停止相位展开,使得解卷绕后的数据存在缺陷及视场较小的问题,甚至可能无法正常解卷绕。针对以上传统算法的问题和研究了Goldstein枝切法在相位解卷绕中的应用。通过对噪声区域进行残差点判断设置枝切线,绕过枝切线进行相位展开,在所有正常点展开后结合枝切线周边的相位信息对枝切线上相位点完成最后的解卷绕,从而实现相位更有效地展开,减少相位展开后的数据缺陷,增大展开视场,精度更高。     

基于平面估计的三维测量相位展开新方法

工业自动化生产中微米级的三维测量大多采用相位测量轮廓术,但其中现有的包裹相位展开方法容易受图像噪声和相位突变的干扰;在电路板贴片安装的锡膏三维测量中,利用电路板的平面区域包裹相位信息进行平面估计,然后全局相位展开向拟合平面靠拢,根据统计信息确定参数,得到连续相位;利用展开后的相位再进行电路板平面的二次曲面拟合,提高基平面的拟合精度和相对高度;对比实验证明了该方法的鲁棒性和快速性,处理时间短,不受噪声、相位突变、阴影等干扰。     

斜视模式下基于Legendre展开的改进CS成像算法

在SAR的斜视模式下,针对传统的CS成像算法相位展开精度差的缺点,提出一种改进算法将Legendre展开应用其中。传统的成像算法主要对回波信号的二维频域的传递函数,还有算法流程中的三个相位校正函数应用Taylor多项式进行展开。将Legendre多项式取代Taylor多项式对算法进行处理,并进行了详细的推导,与传统的基于Taylor多项式进行展开的成像算法相比,减少了回波相位近似误差,相位展开精度得到了提高。最后从峰值旁瓣比和积分旁瓣比的角度评估了SAR图像的成像质量。理论推导和仿真结果都表明成像质量得到了进一步的提高。     

基于机器视觉的SMT焊膏印刷缺陷自动三维检测

在电子产品印刷电路板表面贴片安装生产中,传统的激光三角法进行焊青印刷质量三维缺陷检测存在速度慢和精度低的不足,基于光栅投影相位测量轮廓术的机器视觉三维测量方法可以提高速度和精度,结合数字光处理投影仪产生正弦投影光橱,并通过机器视觉采集的二维图像改进性能、提高速度,较好解决了相位展开、阴影区域测量等难点.仿真实验结果表明,该方案速度快、精度高且具有很好的可靠性.     

基于分块技术的相位展开算法

对干涉相位图的相位展开是干涉合成孔径雷达处理过程中的重要步骤,也是干涉合成 孔径雷达理论与应用研究的难点所在.在充分利用干涉相位图中的干涉条纹信息的基础上,提出 了一种基于分块技术的相位展开算法.首先对干涉相位图做了分块处理,块是由干涉条纹线和图 像边界线组成的一个封闭的区域,在一个块内不存在相位跳跃,即在块内的相位展开已经完成. 在下一步对全图做相位展开时,再逐块进行.最后通过后处理技术进行错误校正.通过对真实数 据的实验和与传统方法的比较,证实了算法的有效性和稳定性．     

基于自相关的宽范围高精度频偏估计算法

基于自相关函数的载波频偏估计算法存在捕获范围与估计精度相矛盾的问题.针对该问题,采取新的相位展开措施,对观测信号自相关函数做快速傅里叶变换以粗估频偏,利用该频偏对高延时自相关函数值进行相位展开,对频偏估计结果求均值.该算法在保持较高估计精度的同时将估计范围扩大到1/2MT.仿真实验结果证明了该算法的有效性.     

相位解包裹技术及应用研究进展

相位解包裹技术是光学相位测量中获得连续相位分布的一项关键技术,解包结果的好坏直接影响测量结果的精度高低。近年来该技术广泛应用于散斑干涉测量、合成孔径雷达等领域。从两大类相位解包裹技术出发,详细论述了各类路径跟踪解包裹算法和最小范数解包裹算法的实现方式,并分析比较各算法的优缺点;最后介绍了相位解包裹的国内外发展与应用,展望了相位解包裹技术在抗噪能力、解包裹效率以及解包裹结果定量评价等方面的发展趋势。     

基于随机并行梯度下降算法的InSAR相位解缠方法

相位解缠是干涉合成孔径雷达InSAR数据处理中的一个关键步骤,解缠结果的好坏直接影响最终数字高程模型的精度。介绍了一种基于随机并行梯度下降SPGD算法的解缠方法,该方法对图像中各相位点施加随机并行扰动,通过迭代使得解缠误差代价函数收敛到全局最优值,从而实现相位解缠的目的。模拟和实测数据实验结果表明,相较于最小二乘解缠方法,随机并行梯度下降解缠算法精度更高,且原理简单,易于实现,为相位解缠提供了一个全新的思路。     

时间相位解包裹算法仿真与实验研究

为提高基于编码光栅的物体三维轮廓重构的精度,消除多频时间相位解包裹算法的相位跳跃性误差。采用一种改进的三频相位解包裹算法,通过相位与光栅节距的关系,实现了精准的相位解包裹。相比于传统方法和已提出的方法,提出的方法解相精度更高。通过仿真分析可得,改进方法展开相位无跳跃性误差,无需相位矫正,且在外加较大干扰的情况下也不会产生2π周期性误差,减小了相位解包裹的非线性误差。通过实验分析可得该方法实现了较高精度的物体三维轮廓重构。     

一种求解最短枝切长度问题的学习算法

枝切法是一种高效的抗噪声相位展开方法,而最短枝切长度能够保证最优的相位展开结果。最短枝切长度问题属于组合优化问题,提出一种求解该问题的学习算法,将最短枝切长度问题的解视为个体,该算法通过个体之间的学习以及个体自身的变异实现进化,作用类似于遗传算法中的交叉算子以及变异算子。通过对多幅含噪声包裹相位图进行实验验证,该算法比传统的求解最短枝切长度问题的算法更快更优。     

基于Hadoop的异常传感数据时间序列检测

无线传感器网络中,异常时间序列的研究具有十分重要的意义。针对传统研究在海量数据环境中时间效率低下的问题,提出了基于Hadoop的异常时间序列检测算法。首先对时间序列进行预处理,然后在Hadoop的MapReduce操作中调用动态时间弯曲距离计算算法,实现了DTW距离计算的并行化,从而大大提高检测速度。同时针对传统DTW算法计算复杂度瓶颈问题以及传统约束方法准确率较低问题,提出了基于显著特征匹配的局部约束算法,对弯曲路径进行局部限制,在确保准确性的同时进一步降低了时间、空间复杂度。Hadoop平台下实验结果表明,该方法既提高了检测速度,又保证了检测准确率。     

基于改进ASM的三维人脸自动对齐算法

针对传统三维人脸对齐算法需要大量人工操作和数据冗余的不足,提出一种基于改进主动形状模型的三维人脸自动对齐算法。该算法对二维人脸进行快速自动特征定位,根据三维人脸柱面展开的二维纹理图进行自动特征定位并分片。采用基于平面模板的重采样算法,自动实现三维人脸顶点稠密对齐。实验结果表明,该算法在提高运算速率的同时,得到的归一化结果与原始数据仍能保持99%形状相似度。     

基于三次B样条曲线拟合的智能车轨迹跟踪算法

针对传统几何轨迹跟踪算法切向角获取依赖高精度惯导设备的问题，提出了基于三次B样条曲线拟合的轨迹跟踪算法。首先，通过对先验地图中的离散轨迹点进行拟合生成平滑轨迹线；然后，根据轨迹方程通过插值法重新生成离散路点，并计算各个路点处的切向角，从而实现了对多传感器融合轨迹的优化与跟踪。在真实的智能车实验平台上，用所提算法对20km/h低速绕圈和60km/h较高速度直道两种典型场景进行了在真实道路下的跟踪测试。在低速大曲率和较高速度直道两种典型场景下，所提算法轨迹跟踪的最大横向误差均保持在0.3m以内。实验结果表明，该算法有效解决了传统几何轨迹跟踪算法对惯导设备依赖的问题，同时保持了较好的跟踪性能。