( J i/ @ v5 b7 G ?9 k目录
一、任务分析
二、题目一求解
题目分析:
模型建立:
模型求解:
3.1读数据,绘图
3.2探测器之间的距离计算
3.3小圆与发射—接收系统的相对运动
3.4提取小圆圆心位置坐标
三、题目二求解
3 a' U) E" i$ G
一、任务分析历年赛题
任务:CT标定,CT图像重建
知识:图像处理
标定模板为椭圆与球。CT测量所得数据为512*180的二维矩阵。
行数512:接收点个数,列数180:CT旋转次数。所成的二维矩阵并不是真实物体的成像,而是不断旋转的水平投影的叠加。
每个角度都有一个大小为512的投影向量,一共180个角度的叠加。
二、题目一求解求解:CT系统旋转中心在正方形托盘中的位置
、探测器单元之间的距离
、CT系统使用的X射线的180个方向
题目分析:标定 CT 系统的安装误差
模型建立:(1)探测器之间的距离
模型求解:3.1读数据,绘图表格一数据读取
) h6 Z( n0 i- K$ {3 M; s& `& c) X0 y& m! v, J' X" D" d
A=xlsread('E:\math_model_data\data2017\A.xls');& |9 Q8 e) o2 u A7 p
6 G0 k& J& I9 ~) m
- n6 i4 Q3 X8 z4 Y- p$ i. Q$ X: J% D8 b3 ]; b. W; S
imshow(A): O1 ~( g+ Z' l+ h0 {9 R1 T- @8 @$ S
. n; w- t- ` ^3 K/ O# G& P9 ^7 h1 X* M4 m# ?% Q$ Z; s
, s& I: w3 `/ ] [- F

表格二数据读取
1 ^1 p* o" W. d$ }; R
2 J; E5 \# `7 K+ s' GB=xlsread('E:\math_model_data\data2017\A.xls',2);1 ^+ V; I& R* Z) f
5 s4 j7 i( C! k% {+ w' |/ w$ ^
, I7 v: v' \1 M* n% Z$ v% O0 j. g! g0 e* N: X# d/ `1 N* f
X=1:size(B,2);
3 n7 x [6 h; E- q2 s- F1 q
3 z% Y- E# E. q7 r/ Y
" k' T& S, X. O" ^/ v& G& w9 N# c% P& l7 E: H1 |
Y=1:size(B,1);
$ z" d" t, q7 ^! R! k' I) k! n. K
6 |+ ~' @5 E" @) n% A- ) G5 X# n9 |+ ]( p
" b7 M" G& g8 S+ ?3 n6 ^8 y& i
figure(1)6 Y! v Z6 r7 E; W! F, }
% O$ z" f) P/ i6 ?( @. h
- / x' L' D) a( C- l* _7 k0 w: X
* L4 B a" Y: x" D9 M; Rmesh(X,Y,B)
& k# l J S( s/ N4 q
2 i7 y% r/ m* `5 }& `+ \0 B+ l5 z+ Y+ p4 p; s) Y% o: i
# V: Y. I2 H2 u" ~9 W: E! A; L; a% L

3.2探测器之间的距离
计算
: f, s7 J+ u R: k: h( P0 Y: s9 @, E" ]: |: X
B=xlsread('E:\math_model_data\data2017\A.xls',2);7 _/ m3 r) j2 l
+ B. ^' {9 c0 A" C# D; f
/ [' D. X7 }& K5 [6 Q$ G- k) k
# F4 e! Y' L) m$ A+ m, U, \# `5 z
~3 t5 ^: E I2 H" i+ \- l
' `& ?3 E% _( L0 V! J! C- 1 f0 |; B2 L2 E
$ \5 W( S! L: z$ N/ n D9 M7 s w1 L: bfigure
: G( q! O% y! u p9 ~1 c; s9 ~
: \/ D, N1 f/ C/ o9 J
T; o! e; R0 v% l# H0 Y2 Y% n, F/ V9 d, Y0 A2 z
lenb = (1:length(B));3 e. j' O4 S8 ~) }+ \2 Y& Y
% e ~* `! Y, x I! j- + A) ?6 U& e: F) ^+ h" Q
) [& |+ P8 a. m
' l. D0 X3 V! H( k4 R
- _8 [ o8 Y- q" J: W
* P9 m- v/ D" D5 [/ R; E4 W+ C) O% M) \) t* q
subplot(221)/ q! n( I2 j: Y' {/ n
3 O& a: ?7 _1 J5 H* ^5 t
^2 n! ?4 g! `; x! A" ` o' N1 J8 w! W# k
scatter(lenb( B(:,1)~=0 ),B( B(:,1) ~= 0 ,1),20,'filled')5 ]8 A( R8 W2 p2 W9 o7 Y$ w {- @
, g1 ?2 ~" a6 I4 A6 Q4 d
- / j+ s- e4 B4 n2 ^0 y
4 m( r/ n; }6 l
title('1')
( h1 M) Z- b- I2 F6 O( E5 y9 V! S( H" P
- 7 E1 F* k, w' z4 c- V( [
6 p1 m% U, t2 t
. F! ~6 Q. O2 l) n" Y5 n2 C
- A2 |6 g: Z' b; d( k
, |: Z5 X, o& j' n* n- |8 o% r+ Z# v4 j% Q" M2 k
subplot(222)
7 O4 @+ s/ j9 a# v- p
' Q M5 P8 F: v2 g3 X+ ^- ( M+ O; S6 C9 o4 ?+ [$ c
8 q \# ~% F9 f- m |
scatter(lenb( B(:,6)~=0 ),B( B(:,6) ~= 0 ,6),20,'filled'); G3 R/ @/ ?8 d0 W
6 g6 K x, n6 A/ u |' T& u7 T
- + e* w4 z2 z$ j5 @+ h
2 j# d. l& Q. k# A; {% V# ?
title('6'), P+ n- U$ F7 ]8 L
* S7 i; i9 Q# g9 }: M
5 @4 h/ E: J g
0 m1 D4 ]+ c) [- f! u0 \
1 ^, C' [; G! ?+ L3 e8 Y, Z9 B
. l& A+ j1 M& s) I* X. Y7 K1 u
. R& j' c# \1 Z! c4 W
2 y1 p9 H1 j9 f% d6 v& X! C" N- V' {subplot(223)
! S( I* L$ a, {, J, C# K+ P# K4 T1 F4 C
. I! B" L& X, [( M4 d+ E
- I% W6 D- M; X4 j' _: i0 ]( a7 A3 Z! I! d9 S
scatter(lenb( B(:,11)~=0 ),B( B(:,11) ~= 0 ,11),20,'filled')
: Z9 T; V4 z3 O& C+ o( U
: e6 Q. p: I/ L, l7 j1 R- , x2 p+ B$ Z5 P8 O; X9 H% X- N3 u
: B3 V3 A0 n3 Ttitle('11')& u! q0 d9 Y+ B, X
- \6 j( |! |3 v D/ L, P& U m9 ? - 7 P. {" p2 i: h6 ~4 D8 I
9 q) R. r) w2 P4 u( W: y# W
D- X5 B7 I3 v4 j" o5 [
9 N) u! C+ M. B3 x; T
- 2 e8 ~+ ~% N: @- l5 I( o1 f
0 V6 v5 l$ o) h i6 k* v% Q
subplot(224)9 Y, b f; q7 y) D0 Z! J8 F
' `; L. H) _1 Y; Q6 c' q
- 5 y( n2 C! G8 i) K0 m& h& i
0 y; s" }$ F5 k8 U h7 z8 A
scatter(lenb( B(:,60)~=0 ),B( B(:,60) ~= 0 ,60),20,'filled')
6 y2 h, l6 l6 W& r$ Y
8 ^* [/ b8 B" T - & c( K) ], m( q. g7 q6 h
% @+ T- U' R$ O" h# i: R( O4 D
title('60重合')
3 Q5 `: q! f* \) I4 {- [7 m" n7 R g2 L
( w2 e# b/ |3 a

图1:球投影29个点。图6:球投影29个点。 图11:球投影28个点。
解得,探测器之间的距离
和小圆直径的不等关系式: 

由图即可解得
近似解:
3.3小圆与发射—接收系统的相对运动模板:小球与椭圆,小球投影为小圆。系统:CT系统。
模板与系统相对运动,一动一静。以系统为参照物,系统看做静止物体,则模板为运动物体。取第一个探测器为坐标原点,建立坐标系,解算


根据特殊点解得
、
与
5 @- \. `0 v, {& ^ k0 F5 ^
点A:
点B:
点C:

解得

3.4提取小圆圆心位置坐标分离段:取极值
$ Q% q, N! |! `9 j/ N; J y重合段:边缘提取后,取平均值作为中心
得到180个小圆圆心,解得180个角度。

3.5参数修正3.5.1 进一步确定旋转角度的范围
( h8 V# _5 L3 A' N1 R# l0 ]2 K3.5.2 修正旋转中心坐标