空间配准

摘要： 分时多频(Time-Division-Multifrequency)数字电视外辐射源雷达以分时切换方式轮流接收来自多个发射站的目标反射信号从而提高探测性能。但在实际应用中发射站位置往往不能预先获得而需要现场实时测量,为了解决这个问题,本文建立多发单收外辐射源雷达目标定位模型并结合时间对齐后多个收发对的目标量测,得到发射站位置存在偏差情况下的目标状态,从而构造出以发射站坐标偏差为参数的伪量测方程;通过扩展卡尔曼滤波处理求解所求参数,并通过牛顿迭代法以补偿线性化所带来的误差,从而得到发射站精确位置。仿真结果与分析表明,此方法可以有效地对发射站进行定位,且收敛速度较快。

摘要： 对于多平台数据融合模式下的航迹关联问题,使用了聚类关联的方法进行解决.采用基于地心坐标系的最小二乘方法对航迹数据进行配准,对航迹间的距离使用Hausdorff距离进行衡量.使用了K-均值算法对各平台侦测的航迹进行关联,并将初始聚类中心设定为相距最远的航迹,有效降低了经典K-均值算法过于依赖初始聚类点带来的错误.仿真数据证实,能在目标密度大且航迹存在交错的场景下保持较高的关联正确率,具有较好的可用性.

摘要： 主从介入手术中,空间配准技术可以将从手端介入导管的路径实时显示在主手端虚拟三维图像中,用来引导医生完成复杂的手术操作.本文针对配准过程中导管与血管壁受力变形所造成的位置误差对配准的影响,研究基于受力变形,通过物理模型计算形变位移,将其引入最小目标函数,估计主从转换矩阵.实现了受力变形情况下,主从坐标系的准确关联,提高了配准精度.与传统最近点迭代法作对比实验,进行了误差分析,结果表明该方法降低了接触受力变形下的配准误差,配准精度达到预期要求.

摘要： 主从介入手术中,空间配准技术可以将从手端介入导管的路径实时显示在主手端虚拟三维图像中,用来引导医生完成复杂的手术操作。本文针对配准过程中导管与血管壁受力变形所造成的位置误差对配准的影响,研究基于受力变形,通过物理模型计算形变位移,将其引入最小目标函数,估计主从转换矩阵。实现了受力变形情况下,主从坐标系的准确关联,提高了配准精度。与传统最近点迭代法作对比实验,进行了误差分析,结果表明该方法降低了接触受力变形下的配准误差,配准精度达到预期要求。

摘要： 红外、深度摄像机构成的双摄像机系统应用广泛,摄像机间的空间配准和时序配准影响着图像信息的整合.空间配准方面,利用不同材料的不同辐射率设计了标定板,解决了传统标定板无法标定红外、深度摄像机的问题.时序配准方面,利用搜索窗口解决了红外摄像机非一致性校正的问题;采用动态改变搜索窗口大小的方法消除了图像序列累积时间偏差;利用求取互信息的方法得到时序配准的红外、深度图像.通过实验验证了本文方法的有效性.

摘要： 为了解决两坐标雷达系统误差估计问题,提出一种联合ADS-B的最小二乘雷达系统误差估计方法.提出方法首先将ADS-B量测从地理坐标系转换到雷达局部直角坐标系,建立统一的配准空间;其次以雷达航迹的采样时间为基准,对ADS-B航迹进行插值,构造新的ADS-B航迹;然后采用直线拟合算法分别计算雷达航迹和ADS-B航迹的直线方程,并计算两条直线的夹角,再利用该夹角补偿雷达航迹的航向角数据;最后采用最小二乘算法估计雷达系统误差.实测数据实验结果表明,与传统直线拟合方法和最小二乘方法相比,提出方法能够更有效地估计雷达系统误差;经过提出方法配准处理后,雷达航迹数据的平均斜距离误差和方位角误差分别降低71.7％ 和52.7％.

摘要： 本文基于多传感器集成以及时空配准技术,实现林木的立体参数采集.采用自主研发的林木参数多传感器集成系统,在东北林业大学林场样地进行林木的数据采集,利用传感器间坐标系转换关系与双目视觉算法实现点云数据和图像数据的时空配准.对配准后数据提取标靶坐标与全站仪得到真实坐标进行比较,X、Y、Z三个方向的RMSE分别为0.074、0.117、0.153 m,RMSE平均值为0.115 m.结果表明该集成系统采集数据有效,配准效果良好.

摘要： 航摄资料数据库是有效管理历史航空影像数据的重要手段之一,入库前恢复原始航摄影像的空间姿态,能大幅提升影像数据的管理效率.本文采用空三成果中内、外方位元素等参数,基于中心投影共线方程解算物方中心点坐标,并利用仿射变换方法计算出影像的坐标文件.实验证明,该方法能有效改善原始航摄影像配准精度,为高效管理航摄资料提供思路.

摘要： 针对双站固定雷达探测区域内的非合作目标,采用精确极大似然空间配准算法(EML)实现对两坐标雷达的距离维和方位维的系统误差修正.基于非合作目标,提出了共视目标的匹配方法,并完成共视目标航迹数据的时间配准,给出了EML算法在工程应用中输入数据的编排方法.考虑到EML算法在目标位置真值和雷达系统误差迭代求解中容易陷入局部最小值的缺陷,采用基于最小二乘理论的数据检查方法,进一步提高了估计结果的准确性.经过EML算法的空间配准处理,可以有效提高融合航迹的位置精度.在所述的两部同型雷达以相同的扫描策略对共视区内目标进行探测的条件下,通过试验数据的分析,双站雷达的点迹融合航迹的位置精度不低于单部雷达航迹的位置精度.

摘要： 在多传感器空间配准中,信息矩阵的病态性是影响系统误差参数估计质量的主要因素之一.针对采用最小二乘算法(LS)进行系统误差估计过程中由于信息矩阵的病态性导致估计结果无效的情况,分析病态性产生原因,并根据Fisher信息矩阵奇异值呈阶梯型分布特点,提出一种新的奇异值修正算法(GSVD).该算法兼顾参数估计的分辨率与方差,充分保留观测方程中的确定成分,有效抑制了其中不确定成分,较好地解决了多传感器空间配准系统误差实时估计问题.两种不同的场景下的系统误差估计结果证明,当信息矩阵的条件数明显分梯形分布时,该方法的使用显著地提高参数估计结果的精度和稳定性。

摘要： 对参数估计方法和非参数估计方法的特点及适用条件进行了探讨,在此基础上提出和实现了一种基于混合估计的空间配准方法,并与基于神经网络的空间传感器配准方法以及基于广义最小二乘估计的空间配准方法在一种及多种系统误差源情况进行了仿真比较,结果验证了基于混合估计的空间配准方法的性能优势.

摘要： 证明了线性量测下配准结果与关联关系的无关性,讨论了非线性量测下系统偏差与定位相对偏差的关系并基于此提出了新的配准方法.首先根据一组随机生成的关联关系估计传感器定位相对偏差,使用定位相对偏差补偿目标航迹,拉近不同传感器对同一目标的定位距离,然后对补偿后的航迹使用常规关联方法关联得到最终关联结果,最后进行非线性空间配准.经过仿真实验证明该方法简单可行,在远距目标密集场景下有较好的关联配准效果,具有一定的工程实践意义。

摘要： 针对非合作目标传感器空间配准问题,提出一种基于可观测性分析的配准算法,分别识别出测距与测向系统偏差估计的可靠程度,对于可靠性程度低的估计值,通过增加额外规则重新输入到基于非合作目标建立的线性方程组中,一起采用递推最小二乘法重新估计系统偏差大小.仿真结果表明提出的新方法切实可行,提高了目标航迹的配准精度.

摘要： 对极限学习机的特点及适用条件进行了探讨,在此基础上提出和实现了一种基于极限学习机的空间配准方法,并与基于广义最小二乘和神经网络配准方法在多种场景下进行了仿真比较,结果验证了基于极限学习机的空间配准方法的性能优势.

摘要： 本文分析了空间配准技术的军事需求和国内外研究现状,指出了空间配准技术在工程应用中存在的主要问题,在此基础上提出了该技术领域需要进一步研究的一些内容,包括配准误差可观测性分析技术，独立估计方法中的线性化误差克服方法，联合估计方法中状态方程和测量方程的正确合理构建，2D雷达下目标高度估计方法及空间配准方法，绝对配准方法对信息源数量、性能及传感器地理分布的适应性研究等。系统误差估计是多传感器信息融合领域中一个非常重要的研究方向。尤其在多传感器组网融合系统中，系统误差的存在成为直接影响整个融合系统工作性能的关键。针对具体应用背景，深入开展空间配准技术研究，应用空间配准方法解决传感器失配问题是提高信息融合系统系性能的有效途径。

摘要： 系统误差估计是空间配准中的关键环节,在网络化火控系统的空间配准中有着十分重要的意义.介绍了传感器组网系统的意义,分析了系统误差估计对传感器组网的重要作用,重点研究了在没有合作目标时的空间配准方法,通过实测数据验证了方法的有效性.

摘要： 系统误差估计是空间配准中的关键环节,在多雷达组网系统中有着十分重要的意义.分析了系统误差估计的一般模型,从非线性估计问题的角度给出了系统误差估计的一般方法,使用最小二乘配准方法对某试验中的实测数据进行了验证,结果证明了方法的正确性和有效性,可为多雷达组网空间配准中系统误差估计问题提供一定的参考.

摘要： 空间配准在多雷达组网中有着十分重要的意义，是多目标跟踪系统中的关键环节。针对实际情况下雷达系统误差时变的特点，研究了一种新的实时在线的空间配准方法，给出了符合实际场景的雷达量测模型，使用有限记忆最小二乘法对雷达系统误差进行实时估计;新方法能够较好的估计出雷达的系统误差，利用实测数据进行验证，结果证明了方法的正确性和有效性。

摘要： 针对被动测向传感器组网无源定位系统的空间配准问题,本文给出了一种最优化求解方法.该方法无需建立先验目标运动模型和配准误差模型,而是直接从量测数据出发,首先以误差配准的基本原则构造最优化目标函数,将空间配准问题转化为带有约束条件的配准误差参数非线性优化问题,建立了遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和序列二次规划算法(Sequential Quadratic Programming,SQP)两种求解策略.仿真结果表明,本方法简单可靠,GA和SQP两种配准算法均能有效地估计配准误差,GA配准算法能得到全局最优解,而SQP配准算法稳定性更好.

摘要： 影像配准装置与测距传感器(10)可通信地连接，并且与相机(20)可通信地连接，该测距传感器通过由受光元件感知通过光照射而从物体反射的反射光来生成包含距离信息的反射光图像，通过由该受光元件感知相对于反射光的背景光来生成与反射光图像相同坐标系的背景光图像，该相机通过由相机元件检测来自外部的入射光来生成相机图像。影像配准装置具备：图像获取部(41)，获取反射光图像、背景光图像和相机图像；以及图像处理部(42)，通过确定背景光图像的特征点与相机图像的特征点之间的对应关系，来实施与背景光图像相同坐标系的反射光图像与相机图像的影像配准。

摘要： 在用于配准诸如相同对象的至少第一和第二幅数字或数字化图像或截面图像组的生物医学图像的方法中，在第一幅图像或图像组内，通过选择一定数量的像素或体素，来个体化一定数量的界标，即所谓的特征。通过对被选择作为特征的每个像素或体素确定从第一到第二幅或图像组的光流矢量，从第一到第二幅或图像组跟踪被选择作为特征的每个像素或体素的位置。第一和第二幅图像或图像组的配准通过向第二幅图像或图像组的像素或体素应用逆光流来执行。本发明提供自动可跟踪界标选择步骤，即：定义第一幅图像或第一组截面图像的每个像素或体素周围的像素或体素邻域；对于每个靶像素或体素，确定一个或多个特性参数，其作为描述所述靶像素或体素的外观和所述像素或体素窗的每个或部分的外观的参数的函数，以及作为表示所述窗的像素或体素的数字矩阵或所述数字矩阵的变换的一个或多个特性参数的函数被计算。作为靶像素或体素的所述特性参数的函数，确定与有效可跟踪界标相符的像素或体素。

摘要： 本发明涉及航拍技术领域，提供航拍目标空间信息配准方法及航空器空间信息显示方法。航拍目标空间信息配准方法，包括：接收航拍视频/图像；解析航拍视频/图像，得到图像数据和摄像装置参数数据；对图像数据进行正畸处理得到矫正完毕的图像；基于摄像装置参数数据计算镜头所在空间位置，进而计算出视景体；将矫正完毕的图像通过视景体向预制空间信息场景进行投影。该种航拍目标空间信息配准方法，无需开启激光测距装置进行照射测距，基于空间信息配准方法，就可以实时计算出每一个像素的空间坐标，进而可同时得到该航拍视频/图像中所有目标的空间坐标。

摘要： 本申请提供了一种骨盆配准方法、骨盆配准装置和骨盆配准系统，该方法包括：根据至少三个第一标记点对骨盆的三维模型与实际骨盆进行配准，得到一次配准模型，第一标记点为三维模型的任意一点；根据一次配准模型确定多个偏差点，偏差点与第一参考平面的距离为第一距离，偏差点在实际骨盆中的对应点与第二参考平面的距离为第二距离，第一距离与第二距离的差值大于预定值，第一参考平面和第二参考平面为对应的两个平面，预定值大于等于0；根据多个偏差点确定剔除区，剔除区为中具有预定数量的偏差点；在一次配准模型的剔除区以外的区域选取至少三个第二标记点；根据第二标记点对一次配准模型与实际骨盆进行配准，得到二次配准模型。

摘要： 本申请提供了一种骨盆配准方法、骨盆配准装置和骨盆配准系统，该方法包括：根据至少三个第一标记点对骨盆的三维模型与实际骨盆进行配准，得到一次配准模型，第一标记点为三维模型的任意一点；根据第一标记点对三维模型的表面进行区域划分，得到多个待选区域；根据层次分析模型对多个待选区域进行排序，得到优选区域，层次分析模型包括目标层、因素层和方案层，目标层包括多个待选区域，因素层包括多个骨盆配准的影响因素，方案层包括多个可行排序方案；在优选区域选取至少三个第二标记点；根据第二标记点对一次配准模型与实际骨盆进行配准，得到二次配准模型。该骨盆配准方法解决了现有技术中骨盆配准精度低的问题。

摘要： 本申请提供了一种骨盆配准方法、骨盆配准装置和骨盆配准系统，该方法包括：根据至少三个第一标记点对骨盆的三维模型与实际骨盆进行配准，得到一次配准模型，第一标记点为三维模型的任意一点；根据一次配准模型确定多个标记点组，任意一个标记点组包括第一标记点和第二标记点，第二标记点为第一标记点平移预定距离后投影在一次配准模型上得到的，一次平移对应一个标记点组；计算各标记点组中第一标记点和对应的第二标记点的距离与实际距离的均方根误差，得到多个误差；根据误差确定至少一个优选点组；根据优选点组确定标记点的优选区域；在优选区域内选取至少三个第三标记点；根据第三标记点对一次配准模型与实际骨盆进行配准，得到二次配准模型。

摘要： 本发明涉及一种图像引导机器人微创外科手术的物理空间与图像空间配准方法，属于X射线成像技术领域。通过术中CBCT扫描标定模体，自动识别成像几何参数，建立模体坐标系下的三维重建算法模型，术中CBCT再扫描手术对象即可重建出模体坐标系中的三维CT图像，而标定模体通过基座与机器人固定连接，模体坐标系与机器人坐标系之间相对固定的转换关系标定一次即可。该方法利用标定模体将物理空间和图像空间统一，避免了常规方法中物理空间和图像空间配对标记点坐标获取和配准的复杂过程，大幅提升了物理空间和图像空间的配准精度、简化了配准流程、缩短了配准时间，对手术对象亦无损伤。

摘要： 本申请公开了一种多源遥感影像的空间配准方法及空间配准系统，其中，该空间配准方法包括：分别对基准影像和待配准影像进行区域提取，并分别获取各区域的区域特征；通过对各区域特征进行匹配实现区域匹配，获得待配准影像的简单空间变换模型；基于简单空间变换模型，提取基准影像和待配准影像的高精度特征点；以及对各高精度特征点进行匹配，以获得待配准影像的精准空间变换模型；利用精准空间变换模型对各待配准影像进行坐标变换和重采样，输出变换后图像。根据本申请实施例提供的技术方案，通过由简单空间变换到精准空间变换的配准方法，能够解决多源遥感影像难以提取特征点带来的配准难题。

摘要： 本发明涉及一种图像引导机器人微创外科手术的物理空间与图像空间配准方法，属于X射线成像技术领域。通过术中CBCT扫描标定模体，自动识别成像几何参数，建立模体坐标系下的三维重建算法模型，术中CBCT再扫描手术对象即可重建出模体坐标系中的三维CT图像，而标定模体通过基座与机器人固定连接，模体坐标系与机器人坐标系之间相对固定的转换关系标定一次即可。该方法利用标定模体将物理空间和图像空间统一，避免了常规方法中物理空间和图像空间配对标记点坐标获取和配准的复杂过程，大幅提升了物理空间和图像空间的配准精度、简化了配准流程、缩短了配准时间，对手术对象亦无损伤。

摘要： 本发明公开了一种种植机器人中CT扫描空间与视觉空间配准的装置，包括配准平台、标记板、标记a、夹具、固定模块、颌骨模型、定位托盘、标记b；标记板固定在配准平台上，标记a标记在标记版上；固定模块与夹具相匹配，颌骨模型通过3D打印加工；定位托盘能够与颌骨模型紧密装配，定位托盘上带有标记b；标记a能够被视觉系统所识别；固定模块能够与颌骨模型在CT空间中相匹配，并形成组合体可以装配夹具上；定位托盘上的标记b能够被视觉系统所识别。该装置能够实现灵活的配准方法，且配准精度好。