基于电磁层析成像技术的目标物特征参数的识别与提取技术研究

摘要

研究先进电子电磁传感技术，通过特定频率下电导率和磁导率信息，研究物质结构组分及特性等与电导率和磁导率分布的关系，实现对目标物特征参数（例如形状、内部结构及成分等）的识别与提取。研究出提取和融合目标物的特征参数的有效方法，此技术对应用于工业检测、探伤中具有重要意义。
　　本课题采用理论分析，计算机仿真研究与实验相结合的方法来完成。探索电磁现象在电磁层析成像（EMT）技术中的表现，开发的EMT系统，根据试验和仿真中的数据，开发和研究出有效的提取和融合方法，能够同时重现目标物的多种特征。本文主要的工作如下：
　　（1）查阅关于电磁传感技术的文献资料，研究了EMT系统的基本理论基础，包括电磁学基础和数学基础，并充分利用最新数字及集成电路技术，开发设计了8线圈结构的EMT系统。
　　（2）针对EMT系统的特性，利用数据采集原理，基于LabVIEW软件开发完成了EMT系统的数据采集和分析软件。软件开发过程中，充分利用LabVIEW平台的图形化编程的优势，进行模块化编程。
　　（3）在基于数据采集技术的基础上，利用数据融合技术对特征参数进行融合，取得了相应的成果。
　　（4）EMT系统进行实验分析。对传感器阵列的空间分辨力做了实验检测，并对三种常见的图像重建算法进行了对比。

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第一章 绪 论

1.1电学层析成像技术

1.2 电磁层析成像（EMT）技术

1.3 模式识别概论

1.4数据融合技术概述

1.5 研究本课题的目的和意义

1.6 本论文的结构安排

第二章 电磁层析成像技术基础

2.1 EMT的电磁学基础

2.2 EMT技术的正问题和逆问题

2.3 EMT的数学基础与数学模型

2.4 EMT系统的基本构成

2.5 本章小结

第三章 数据采集与分析

3.1 数据采集

3.2 EMT系统数据采集系统硬件组成

3.3 EMT系统采集流程

3.4 虚拟仪器与LabVIEW

3.5 数据采集系统软件设计

3.6 本章小结

第四章 多传感器特征参数识别与融合技术

4.1 EMT系统的多传感器技术

4.2 EMT系统的特征参数识别

4.3 数据融合技术

4.4 本章小结

第五章 EMT系统的实验与分析及优化改进

5.1 检测EMT传感系统的空间分辨力

5.2 图像重建概述

5.3 三种图像重建算法

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 存在问题及后续工作展望

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢