電阻層析成像技術(shù)（Electrical Resistance Tomography,ERT）是一種新興的可視化過(guò)程檢測(cè)技術(shù),具有非侵入、安全、簡(jiǎn)單便攜、造價(jià)低等特點(diǎn),有著廣闊的應(yīng)用前景。然而,由于ERT的“軟場(chǎng)”效應(yīng),重建過(guò)程具有高度的非線性、不適定性和病態(tài)性,導(dǎo)致重建圖像退化嚴(yán)重、準(zhǔn)確度不高,限制了其應(yīng)用與發(fā)展。降低ERT重建圖像退化程度,提高成像精度,一直是國(guó)內(nèi)外ERT研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。本文針對(duì)ERT的圖像退化問(wèn)題,重點(diǎn)開(kāi)展了基于非線性映射的ERT重建研究。針對(duì)ERT圖像退化問(wèn)題,從ERT圖像重建原理和數(shù)學(xué)模型入手,分析了場(chǎng)域分布與邊界測(cè)量電壓的映射關(guān)系。指出了在ERT敏感場(chǎng)中,對(duì)邊界電壓與電導(dǎo)率分布間的映射關(guān)系進(jìn)行線性化近似是導(dǎo)致重建圖像退化的主要原因,也是導(dǎo)致場(chǎng)域內(nèi)靈敏度系數(shù)嚴(yán)重的非一致性引起圖像退化畸變的重要因素。針對(duì)ERT線性化求解對(duì)重建圖像退化的影響,在分析采用均勻場(chǎng)靈敏度矩陣重建誤差影響的基礎(chǔ)上,提出了一種對(duì)重建圖像與靈敏度矩陣關(guān)聯(lián)的交替修正的迭代動(dòng)態(tài)更新重建算法,構(gòu)建了具有非線性特征的映射關(guān)系。該算法根據(jù)邊界電壓的變化與初始靈敏度矩陣引入誤差之間的相關(guān)性,獲得具有... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：114 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 電阻層析成像的概念及技術(shù)優(yōu)勢(shì)
        1.1.2 電阻層析成像的應(yīng)用及研究前景
    1.2 電阻層析成像技術(shù)的研究進(jìn)展
        1.2.1 電學(xué)層析成像重建算法的研究進(jìn)展
        1.2.2 深度學(xué)習(xí)在電學(xué)成像中的應(yīng)用發(fā)展
        1.2.3 阻抗激勵(lì)測(cè)量模式的研究進(jìn)展
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
        1.3.1 現(xiàn)有研究工作的挑戰(zhàn)
        1.3.2 本文的主要研究工作
        1.3.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 ERT圖像退化分析
    2.1 引言
    2.2 ERT技術(shù)基本原理
        2.2.1 ERT的測(cè)量原理
        2.2.2 ERT的數(shù)學(xué)模型
        2.2.3 基于有限元法的ERT重建
    2.3 ERT圖像退化分析
        2.3.1 ERT圖像退化現(xiàn)象及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        2.3.2 有限元剖分對(duì)正問(wèn)題計(jì)算的影響
        2.3.3 敏感場(chǎng)特性對(duì)反演重建的影響
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于靈敏度誤差估計(jì)的ERT修正算法
    3.1 引言
    3.2 基于靈敏度誤差估計(jì)的ERT圖像修正算法
        3.2.1 均勻場(chǎng)靈敏度矩陣引起的重建誤差估計(jì)
        3.2.2 基于誤差懲罰的圖像修正算法
        3.2.3 重建圖像及靈敏度矩陣交替修正算法流程
    3.3 圖像重建實(shí)驗(yàn)及分析
        3.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.2 實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于條件式生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的ERT重建
    4.1 引言
    4.2 ERT數(shù)據(jù)集的產(chǎn)生
        4.2.1 電導(dǎo)率分布圖像集合的產(chǎn)生
        4.2.2 邊界電壓集合的產(chǎn)生
    4.3 基于條件式生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的ERT重建
        4.3.1 訓(xùn)練目標(biāo)函數(shù)
        4.3.2 ERT條件式生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
        4.3.3 基于自適應(yīng)判別網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練流程
    4.4 基于CGAN的 ERT重建實(shí)驗(yàn)及分析
        4.4.1 CGAN網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定
        4.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.4.3 實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.5 基于CGAN的重建圖像復(fù)原及實(shí)驗(yàn)分析
        4.5.1 基于CGAN的重建圖像復(fù)原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)及分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 帶有中心電極的ERT圖像重建
    5.1 引言
    5.2 帶有中心電極的ERT傳感器設(shè)計(jì)
        5.2.1 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.2.2 混合激勵(lì)測(cè)量模式分析
    5.3 帶有中心電極的ERT圖像融合算法研究
        5.3.1 場(chǎng)域敏感性分析
        5.3.2 中心激勵(lì)模式的電導(dǎo)率分布重建
        5.3.3 融合重建算法研究
    5.4 圖像重建實(shí)驗(yàn)及分析
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        5.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]沉積物中天然氣水合物生成過(guò)程的二維電阻層析成像觀測(cè)[J]. 李彥龍,孫海亮,孟慶國(guó),劉昌嶺,陳強(qiáng),邢蘭昌.  天然氣工業(yè). 2019(10)
[3]GA-SVM在木材缺陷識(shí)別中的應(yīng)用[J]. 徐梓敬,賈培,吳楠,徐凱宏.  傳感器與微系統(tǒng). 2019(09)
[4]基于電阻抗層析成像的CFRP結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)[J]. 范文茹,王勃,李靚瑤,周琛.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(11)
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[6]加壓氣液鼓泡塔的CFD數(shù)值模擬與ERT實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 張博,秦玉建,靳海波,楊索和,何廣湘,羅國(guó)華,徐新,郭曉燕.  化學(xué)反應(yīng)工程與工藝. 2017(04)
[7]電阻層析成像技術(shù)最優(yōu)激勵(lì)與測(cè)量模式的研究[J]. 李坤,張煜林,邵云峰,李勤,關(guān)煒,韓焱.  測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(03)
[8]電學(xué)層析成像技術(shù)[J]. 王化祥.  自動(dòng)化儀表. 2017(05)
[9]基于電阻層析成像技術(shù)的氣升式內(nèi)循環(huán)鼓泡反應(yīng)器流體力學(xué)研究[J]. 靳海波,連以誠(chéng),劉鑫,林金芝,楊索和,何廣湘.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(11)
[10]電阻層析成像系統(tǒng)陣列電極寬度優(yōu)化[J]. 肖理慶,王化祥,聶文艷.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2018(01)

博士論文
[1]基于電阻成像技術(shù)的水平管氣液兩相流研究[D]. 許燕斌.天津大學(xué) 2009
[2]電阻層析成像技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 余金華.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]植物塊莖電阻層析成像仿真研究[D]. 黎光宇.北京交通大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3565487