! l5 e Q/ H n/ w( F/ b
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
! M& U" p ?% ^9 [* [2 ]
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
* I1 g( C8 C2 u J) `: `6 l! ]- v4 R1 A
A=xlsread('E:\math_model_data\data2017\A.xls');8 M+ N6 h! N& V
! {4 p& ?" q% g! M9 w" q
- + J @# ?6 Q( S4 }2 A. w- v8 A
" S( A+ z0 r9 x! v
imshow(A)5 |/ F# @+ c) X0 E4 S: D3 d: h4 E: S3 F
/ e5 B; [, U9 J J
: g8 K8 X% v5 o
* a$ G" T8 A, S- A% u! d
表格二数据读取
' N. w3 q! k6 a7 i% J" \+ N: _: u+ g8 I; a. X
B=xlsread('E:\math_model_data\data2017\A.xls',2);& z& _. Q) h& O& E) i& A
. j0 T6 D9 H' y5 b- * H- F1 L0 F0 r2 o8 Y8 d5 ]
# W5 N4 v* u- t% K* iX=1:size(B,2);
& E' ~& R/ b4 C0 s4 \
& I0 o/ ]. ^" N0 M* |9 ^( f/ {* j, U
: L5 m! I; n. x J% Y9 P4 n! w7 R5 W0 `% {& n- P! y0 `
Y=1:size(B,1);8 o# }5 J/ k" @1 N, A) P+ K% Y
9 T9 V2 N- Z8 P
: E9 [7 F/ H! ^- R& |. W' L) M
) e! |+ ~) Z2 Xfigure(1)
" \: _( A! ]5 j% j2 d* Y9 u! X3 ^, G x; a8 Z, f: x$ Q
& t ^( ~" H' V( p- r( `4 Q
) L7 P" g- e5 n2 Kmesh(X,Y,B)
. j5 w( u3 K' p# |* t/ [! [) ^/ R# y$ B" Q
0 F# P( A" j; ^
) A1 O7 W% |5 q% n$ F
3.2探测器之间的距离
计算- / J3 z" S- ~/ a( E1 c) r
7 G" P! k3 l0 u" Y; o5 O1 y5 b4 kB=xlsread('E:\math_model_data\data2017\A.xls',2);- R0 V# m8 q( m" H5 L
" {: ?1 L8 C# r1 V - # O. c4 L+ s d& [2 a, H5 C- k
1 } u# d2 a- ^/ ]3 I
/ ~# i0 `4 c) ~% m9 M8 H% y- A6 [- K& t7 G& r4 c" A3 r* K* a
- V5 }/ ?. i. N. N% X
: S8 q& q, D8 _1 Yfigure
6 z3 B0 s1 E8 l9 g7 R$ @+ @2 ~2 n$ D7 O5 m1 E9 K
- $ T. N1 N5 y7 S& G/ i, h
4 F% _+ i) w& y; g M! _% llenb = (1:length(B));
2 b% Q; l H9 }, i0 V8 N% l9 Y% f( ], Y5 B3 F+ }: I9 G$ D
- 5 y+ `/ Q4 x E @
0 O1 o6 @2 D$ w: j6 Q) q: ]6 w
/ E7 V. y. e1 W" C- c% W5 x) X1 A8 @3 ~) Q
- 9 }7 i5 Q7 `( [& c+ X, V# t& J; B! ~
' \, ?3 A3 f, U4 h5 I$ t5 I
subplot(221)
6 Y8 A5 j( u# n; M- e4 O$ J
8 I Q/ w' Z* U: m# a) k3 a - 6 O9 {5 ]4 h9 e7 d
" _. p( O1 L$ @* ]scatter(lenb( B(:,1)~=0 ),B( B(:,1) ~= 0 ,1),20,'filled')5 }9 o* \$ b/ b0 y3 d$ ? B8 T
+ p4 l, Y7 R5 r, b$ W$ J$ d - p9 ], b# C+ S% Y, k, N
{; } e4 [; ?6 \& y, P( otitle('1')
8 G+ t# z" T+ |& z! \4 V' J, n+ K
) r8 n C. M, k, d
7 T& [% P- h& p8 z( ~5 R
8 g% {4 C$ Y0 u4 ~; y+ _
8 I! _# |# Y2 C, {5 u" z
1 O% l/ d6 Y( d1 N! h2 L1 v
0 V4 t8 u& k* N+ r) c+ T7 e
, h) N4 M! ]$ V9 O& {; esubplot(222)
% c: t. Y( a" u2 l2 D5 V6 ^, |; }2 W. i$ }* z. R0 ?7 f3 U
, B" t8 c$ \/ Y. m& C# l' N- p8 @/ j2 @9 U' b/ o2 r# ^
scatter(lenb( B(:,6)~=0 ),B( B(:,6) ~= 0 ,6),20,'filled')& Y; V$ B v. {4 t6 h/ x
: k- i. r5 p l0 Y* d" S
- ( D# [$ N4 i) t* O& F# X' l6 z
, n, O; ^0 Q7 s; W" v# Ctitle('6')+ z; l6 t) A1 H
0 K8 B' }3 i- M1 f3 c
- ! m8 O: u" M( D2 M/ h+ A3 J
2 j! E7 i. }! N! O6 h v4 e. c, C1 c% P3 F
1 ?- ~' k, S6 X5 g
- " B/ A2 _, Z1 [. J6 I3 I$ Q
. J: k& H8 l/ `# d3 p3 d
subplot(223)2 C/ e" x5 a5 ~0 ^3 w
. c: D+ [5 H" E
% q r) t$ V' D- Y
1 c+ l4 z; K- e( h/ E1 {. Cscatter(lenb( B(:,11)~=0 ),B( B(:,11) ~= 0 ,11),20,'filled')
# B5 a+ E6 e) q4 ~' Q: ^
+ F* I/ `+ c9 w! `% V7 j
" I3 U/ z4 m8 X
0 H7 P s$ X- ~) N: qtitle('11')
* Z/ B' z7 |* F. M
: B5 P0 H: ^. h9 ]% M
! M0 ?: {6 ]: s B
- n- b+ h( |/ D8 [# m
# }) E0 f' Q, m
' U m2 W* K" C- * O) e8 T! h" }8 s/ v3 m1 V @
$ y* E# z5 d7 g1 ~$ B8 [* x: c$ esubplot(224)
/ L" c; c y/ R
0 X( K I9 U0 o - / S; ]: R, r- E3 P0 o- D; A4 B
/ d! D- X$ w2 _/ n- _
scatter(lenb( B(:,60)~=0 ),B( B(:,60) ~= 0 ,60),20,'filled')7 r7 ]' K5 N& e) w1 @
. d! c. T! o! S6 {. K$ f
# f: m. v2 R/ z. k7 g8 V. g! d
2 u! l, x, }& p4 htitle('60重合')2 M2 D; W+ E B
4 i3 }0 i4 o. P1 i* c0 C
; w9 C9 P/ a0 O* ?% x

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
! { p& o2 @+ c3 `* h5 R; T! Z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
5 O8 T0 m: W, C& U
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
5 I0 ]+ f4 K$ U B8 l3.5.2 修正旋转中心坐标