载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建

针对深海环境下通过视觉方法难以实现地貌的大范围、高精度三维重建的问题,提出一种基于蛟龙号载人潜水器的线结构光法深海地貌三维重建视觉传感器的设计方案。根据线结构光三维重建的原理,首先改进了Steger算法,实现了快速、精准的激光条纹中心线提取;然后利用直接标定法求解出地形特征的二维空间坐标,并克服了图像畸变对重建的影响;再将获得的二维点云与多传感器数据融合,跟随潜水器坐标实时计算偏移量,并根据传感器位姿变化对图像矫正,最终获得地貌的三维点云数据。根据重建原理设计了视觉传感器的软硬件系统,并搭建了实验模拟平台来验证方案的可行性。通过水下实验可以实现对模拟地貌的完整重建,精度达到96.9%,符合重建要求。     

点特征柔性物体三维运动恢复方法

为了使用两台标定的高速相机获取点特征柔性物体的三维运动轨迹,提出了一种实用的点特征柔性物体三维运动恢复方法,包括图像空间重建、时间序列重建等步骤。其中空间和时间序列重建是三维运动恢复的核心部分,在空间重建方面,使用椭圆拟合得到图像上点的坐标,并根据马氏距离寻找匹配点,然后利用三角测量法计算空间三维点;在时间序列重建方面,利用搜索方法匹配点前后图像坐标,从而实现运动过程的三维恢复。然后利用重建结果计算运动柔性物体的速度、加速度、曲率变化等重要参数。实验结果表明,该三维运动恢复方法提高了空间序列匹配的速度和准确度,有效地实现了时间序列的匹配,减少了整个重建过程的时间。通过对目标的重建,准确地获得了物体的三维运动数据。     

一种在对极几何约束下重建三维物体的方法

本文在用对极几何关系重建三维物体的基础上,提出了利用量小二乘法和迭代法相结合的基础矩阵求解算法,推导了新的评价函数作为迭代的误差测度.在每次迭代时,以评价函数作为测度来排除具有较大误差的图象点,而对保留的误差较小的点乘以适当的权值,因此得到精度较高的基础矩阵。实验表明,我们的重建方法比已有算法运算精度更高,性能更稳定,且具有良好的抗噪声性能。     

基于即时稠密三维重构的无人机视觉定位

传统景象匹配定位方法在用于低空无人机定位时,易因低空航拍图像视场小,且与卫星图像（带有地理信息）的拍摄角度差异大而失败.本文提出了一种基于即时稠密三维重构的无人机视觉定位方法,通过将稠密三维点云与卫星图像匹配以实现无人机定位.首先根据图像序列快速估计摄像机位姿,而后使用多深度图协同去噪与优化算法生成稠密三维点云,随后通过变换观察视角由稠密三维点云生成与卫星图像拍摄视角相近的虚拟视图,最后将虚拟视图与卫星图像匹配并得到无人机的地理坐标.由于稠密三维点云包含多张图像的信息,覆盖面积大,且可变化观察视角,因此能够有效克服上述两个问题.实验证明了本文方法的有效性.     

太赫兹无损检测在文物保护领域的研究进展

为更好地设计基于不同材料、不同制作工艺文物的最佳保护方案,文物保护科技人员首先需要选用最有效的无损检测方法对文物进行全面检测。太赫兹波具有光子能量低、对非金属和非极性物质有较强穿透性、可同时获得脉冲电场振幅和相位信息、较好的抗干扰能力等独特性质,使其在诸多无损检测方法中脱颖而出。本文系统综述了太赫兹技术在文物无损检测应用中的最新研究进展;阐述了不同类型文物材料的太赫兹光谱特征、太赫兹成像检测技术原理和特点;指出了太赫兹无损检测技术对不同类型文物进行无损检测的技术关键点,列举了太赫兹技术在文物科学领域最成功和最具代表性的应用实例。最后展望了太赫兹无损检测技术在文物保护领域的发展趋势。     

面向机器人手术模拟器的神经辐射场软组织动态三维重建

构建了一种基于自监督的框架,该框架从单目立体内窥镜视频中提取多视图图像,利用图像中的底层三维（3D）信息构建对象的几何约束,实现软组织结构的准确重建。基于分割任意场景模型对内窥镜下的动态手术器械、静态腹腔场景及可形变软组织结构进行分割解耦。该框架利用简单的神经网络多层感知机来表示动态神经辐射场（NeRF）中运动手术器械和形变软组织结构,基于偏斜熵损失对手术场景中的手术器械、腔体场景和软组织结构进行正确分离。在通过使用单目立体内窥镜捕获机器人手术模拟器场景的数据集上,将所提方法的结果与其他方法进行定量定性比较。结果表明本文方法在处理腹腔体场景、软组织结构重建、手术器械的分割解耦,以及来自多视点的3D信息和运动对象的图像分割等方面显著优于当前的方法。     

基于广义形态变换的由切片重建三维物体方法

提出了基于广义形态变换的由切片重建三维多面体的方法，该方法首先对多边形进行凸剖分，然后建立凸多边形的匹配，利用广义形态变换对中间形状进行插值，与其它方法相比，该方法可对不同拓扑结构(包括有孔和分岔的情况)的切片进行重建，实验结果表明，该方法重建效果好，不需人工干预，可自动实现，对孔和分岔出现的位置定位精度高，重建的多面体与原始物体误差较小，实用性强，可广泛用于生物医学工程。     

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。     

中国南通珠算博物馆展品民国时期文物·喜利妈妈——珠算史厅之“珠算溯源”篇（一）

我们中国在三百多万年前就有古人类活动，到了大约一万年前，我们的祖先进入新石器时代，过着群居渔猎的生活。随着生活及生产的发展，这时便产生了计数的需要。开始时人们用扳手指、垒石子、摆树枝等方法计数。后来经过长期摸索和实践，人们又开始在绳子上打结来记数和记事，这就是结绳记事。锡伯族的“喜利妈妈”便是古代结绳记事的遗存。