惯性约束聚变实验中空间干涉检测与预警系统设计

针对惯性约束聚变实验中多诊断系统在有限空间同时作业引发碰撞风险的问题，设计了基于碰撞目标检测和空间距离测算方法的空间干涉检测与预警系统，分析了真空靶室特定环境下不同实现方法的适用条件和可行性。实验室条件下模拟验证结果表明，基于结构光深度图像获取方法可获得较好的碰撞距离测量精度，在靶室半径探测距离内空间测距误差不大于3cm，为靶室空间干涉检测与预警提供了一种可行的解决方案。     

一种基于场景轮廓特征的三维地形重建方法

为了提升双目视觉系统三维重建的准确性和实时性,提出了一种基于区域分割和匹配的方法。针对实际场景中存在大面积灰度相近区域的现象以及稠密三维重建存在实时性差的问题,采用分水岭算法提取区域轮廓进行三维重建;针对轮廓边缘的误匹配问题,建立区域匹配和边缘点匹配的双重约束条件进行优化匹配;根据平行轴双目立体视觉模型进行三维重建。结果表明:采用轮廓特征进行匹配因其匹配点数大为减少,匹配用时提高了90%;由于采用了双重匹配策略,匹配和重建的准确性得到了保证。     

大型回转类锻件的三维重建方法

提出一种基于单幅图像的回转类锻件三维重建方法.利用图像中提取的锻件截面椭圆求解圆环点图像,并结合极线约束建立绝对二次曲线像的三参数约束方程,进而求取相机的内参数矩阵.利用平行截面椭圆间的平面投影特性,进行回转体表面经线和纬线的求解,进而通过对经线进行校正实现被测锻件形状的三维重建.利用拉盖尔(Laguerre)公式进行...     

基于相关性的医学图像插值算法

鉴于医学图像层间插值是图像三维重建的关键环节,它直接影响人体组织器官三维重建结果的准确性;为克服以往医学图像插值方法低效率,边缘模糊的缺陷,提出了一种新的医学图像插值算法;该方法利用人体断层扫描数据中体素相关性和组织相关性,对人体组织进行分类,采用以不同的方式对不同类别的点进行插值,并对这些点进行校验;实验结果表明,该算法在插值图像的精度以及时间上比现有的同类插值算法有了很大的改善,图像边缘更加清晰,能有效地应用于三维重建。     

嫦娥一号月面成像的高精度匹配及月貌三维重建

针对嫦娥一号探月卫星2C级月面成像,提出了基于待配点最优模板选择的二次函数形变补偿迭代匹配方法。仿真表明它能有效地适应地形起伏引起的图像形变,匹配精度较高且稳定性好。在标准相关匹配的基础上结合所提出的方法完成了下视图与前、后视图的精确匹配,采用三视约束机制和顺序检验机制保证了匹配的稳健性。分析了线阵相机成像的仿射近似模型,并以此为基础实现同轨三视重建。基于邻轨下视图同名特征点,采用RANSAC方法估计邻轨三维坐标转换参数,完成邻轨拼接。实验结果表明,三维重建的月貌图能够更好地表达月球表面的形状和地形。     

基于深度学习的patch-match双目三维重建

以patch-match为核心的算法在双目立体重建中有着广泛应用,因其具有低内存消耗、重建精度高等优良性能;然而,传统patch-match算法需要有序地对图像中的每一个像素点进行迭代求取最优视差值d,从而导致运行时间较高。为了解决该问题,在传统patch-match算法的基础上引入基于学习的模型作为指导来降低运行时间,提高立体重建精度。利用深度学习模型输出每个像素伴有异方差不确定度的初始视差图,异方差不确定度用于衡量网络模型所预测视差值的准确度;将异方差不确定度和初始视差作为patch-match算法的先验信息;在平面细化步骤中,利用每个像素点的异方差不确定度大小动态调整其搜索区间,实现减少运行时间的目标。在Middlebury数据集上,通过与原有算法比较可知,改进后的算法在运行时间上减少20%,同时,在不连续等区域上的重建精度得到略微提高。     

等径管道的三维重建

由轮廓线重建物体的现有方法，不能准确地恢复原有管道的形状．本文提出了一种等径管道的三维重建方法，能较为准确地恢复原管道的三维结构．     

基于四目系统的真实场景三维建模

为实现敦煌莫高窟文化遗产数字化保护,设计了一套基于四目系统的真实场景三维建模方法。针对双目立体视觉系统特征点匹配精度不高的问题,构建了一种四目立体视觉系统,并设计了与之相适应的高精度立体匹配策略,运用四目系统的冗余设计和自检验功能,可以获得高精度的空间点云数据。针对Delaunay三角化结果中不相关目标的错误连接问题,增加三角形边长分别在图像坐标系和世界坐标系中的约束条件,抑制错误三角形,该条件可根据点云数据分布特征自适应获取。该系统已被运用到莫高窟第172窟的三维重建中。结果表明:该系统可以重建多目标、深度变化大的复杂场景,172窟的有效点云为41 649点,三维建模时间约为0.5 h。     

鼠海马CA1锥体细胞三维结构的研究——共聚焦激光扫描显微镜的光学记录及分形结构的计算机仿真

本研究工作不仅记录了CA1锥体细胞的完整结构,也深入追踪了神经元的轴-树突之间相互联结的三维空间分布。注意到CA1区神经元的树状分形结构,采用分形算法,在PC-486计算机上“生长”出2—18个与真实的CA1双极锥体细胞极为相似的仿真细胞。因此,采用CLSM-10的光学成象记录与分形结构的计算机仿真相结合的实验手段来研究海马CA1锥体细胞的三维结构,将可能对脑神经混沌动力学的研究提供定量的分形结构依据。