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非等中心锥束CT成像系统标定及三维重建被引量：9: 2014年; 目的研究非等中心锥束CT系统(CBCT)几何参数标定及投影图像重排,提出新的方法以提高参数标定精度及三维(3D)重建质量,以期突破现有算法要求等中心系统应用环境的限制。方法针对非等中心CBCT系统建立坐标系,推导标定模型中特定标志点空间坐标与其在投影图像中平面坐标之间的几何关系,建立虚拟等中心CBCT系统,提出面向非等中心CBCT系统的解析+迭代混合标定方法,对投影图像进行重排,在此基础上进行3D重建。将标定模型置于非等中心CBCT系统中,获取各个旋转角度下的投影图像;提取投影图像中特定标志点坐标,基于这些坐标数据,采用所提方法计算虚拟等中心CBCT系统几何参数;并求取虚拟等中心锥束投影图像;最后采用FDK算法进行3D重建。结果与文献[10]算法相比,所提算法对转轴在成像板上的投影坐标(u0'和v0')标定精度相当,而射线源到成像板的垂直距离(D')和射线源到转轴的距离(R')标定精度明显较优。结论本研究混合标定算法可提高D'和R'的标定精度,并可突破文献[10]算法等中心系统应用环境的限制。; 闫士举王蕴衡仇庆; 关键词：锥束计算机体层摄影术

基于遗传算法的腿式跳跃机器人上肢运动优化被引量：1: 2013年; 针对腿式跳跃机器人,提出了最优跳跃性能下的上肢运动优化方法。上肢运动是刻画跳跃机器人性能的关键因素之一。以跳跃性能为优化目标,地面反力冲量作评价函数,关节力矩为优化变量,运用遗传算法,分析了上肢运动对跳跃性能的影响程度。仿真实验表明,该多约束任务下的运动优化方法是有效可行的。; 徐兆红喻洪流闫士举; 关键词：跳跃机器人上肢运动遗传算法

基于正侧位锥束CT投影快速构建脊椎三维模型: 2016年; 目的探讨基于C形臂的两张正侧位2D锥束CT(CBCT)投影图像进行3D模型重建的效果。方法采用半自动化的二维投影图像特征点提取算法,选定18点的特征点集并提取其对应的正侧位二维投影图像平面坐标,然后针对C形臂CBCT系统建立坐标系,推导特征点三维空间坐标与其在投影图像中平面坐标之间的几何关系,代入转换公式获得特征点集的三维空间坐标。利用薄板样条法对三维脊椎基础模型进行空间非刚性插值获得三维脊椎目标模型。将L3石膏模型置入C形臂CBCT系统,获取375幅圆周扫描图像,利用FDK算法重建三维模型并进行表面重采样得到三维脊椎参考模型,对其进行不规则形状调制得到三维脊椎基础模型,利用本文方法对三维脊椎基础模型进行空间非刚性插值得到三维脊椎目标模型,并设置对照组对本文方法的精度进行评价。结果相对于特征点手动提取和边缘增强提取算法,采用半自动化特征点提取算法构建获得的三维脊椎目标模型与参考模型的误差降低至1mm以内。结论采用本文方法可构建出近似的、精度较高的脊椎三维模型,为基于C形臂CBCT的手术导航提供3D图像支持。; 王蕴衡张红军闫士举; 关键词：脊椎锥束计算机体层摄影术特征点

一种混合CBCT成像系统标定方法被引量：4: 2014年; 目的建立一种混合锥形束CT(CBCT)成像系统标定方法,以提高CBCT成像系统参数标定精度,突破现有算法须已知标定模型中各小球相对中平面位置的限制。方法针对CBCT成像系统建立坐标系,推导光锥不同旋转角度下标定模型中小球中心空间坐标与其在投影图像中投影平面坐标之间的几何关系,提出解析+迭代混合标定方法。将标定模型置于CBCT成像系统中,获取各个旋转角度下的投影图像;提取投影图像中各小球投影的质心坐标,套用上述方法计算出标定参数。对小鼠标本模型进行相同扫描,采用已求标定参数用FDK算法进行3D重建。结果解析+迭代混合法对于成像系统参数D的标定精度较高;参数R的标定不直接受D的影响。结论解析+迭代混合法可提高部分成像参数的标定精度,且突破了须事先知晓小球相对于中平面的空间位置及受旋转半径影响较大的限制。; 仇庆闫士举; 关键词：成像系统易用性

基于加速度映射的跳跃机器人稳定性控制被引量：2: 2012年; 针对腿式机器人,讨论了腿式机器人稳定性控制与稳定性判定准则,基于稳定约束条件零力矩点(ZMP),提出一种干扰下的动态稳定性控制方法。落地冲击是跳跃机器人必须考虑的外干扰。所提出的稳定性控制方法是基于驱动性能约束下腿式跳跃机器人的动态平衡,运用ZMP平面加速度正交映射方法,进行地面冲击力干扰下的稳定性控制,在满足轨迹跟踪的同时保证了系统的动态平衡性。跳跃运动过程中的仿真结果表明,该方法是一种有效可行的腿式机器人抗干扰控制策略。; 徐兆红喻洪流闫士举宋成利; 关键词：跳跃机器人动态稳定性

基于C型臂超短扫描路径锥束投影的图像合成: 2013年; 背景:CT成像质量的优劣不仅取决于仪器的精密性和先进性,在很大程度上也取决于重建算法,由二维扇束扫描向三维锥束扫描是CT技术的发展方向,因此,寻找一种合适的锥束重建算法具有无法忽略的意义。目的:探讨基于C型臂超短扫描路径锥束投影的图像合成,为实现基于C型臂2D投影图像的3D模型重建提供算法支持。方法:由第一作者于2012年3至5月检索PubMed数据库、CNKI系列数据库及万方数据库1990年至2011年文献。检索词为"C型臂,超短扫描路径,FDK算法,有限角锥形束三维重建,超短扫描扇束重建算法",检索文章的语言种类为中文和英文。计算机初检得到58篇文献,其中19篇符合纳入标准被保留。结果与结论:基于C型臂2D投影图像的3D模型重建必须进行三维模型的重建,目前应用最为广泛的的三维图像重建方法仍然是FDK。但是FDK算法适用于全路径,对超短路径而言不能直接采用,而通过将二维扇束重建算法推广到三维空间中而获得的短扫描轨迹的FDK类型锥束重建算法可对采集到的锥束投影数据进行感兴趣区域重建。未来的研究可针对减少噪声等干扰数据对重建质量造成的影响进行探讨。; 谢亲李自强闫士举; 关键词：C型臂 FDK算法 2D图像

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国家自然科学基金(61003119)