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《汽車半主動懸架控制算法研究與設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、汽車半主動懸架控制算法研究與設(shè)計1、相關(guān)定義1.1、個體主動輪廓線魚的定義魚群主動輪廓模型是將魚群算法應(yīng)用于主動輪廓模型的圖像分割方法。其中的主動輪廓魚群是指一條條由控制點組成的封閉主動輪廓線。它們中的每一條個體魚都對應(yīng)著一組圖像上的控制點組成的一條封閉曲線。它們都有各自的能量,它們各自的能量是由(2-1)式計算得來的。個體主動輪廓線魚的每控制點對應(yīng)于圖像中的一個像素點,因此可以采用坐標(biāo)(x,y)來表示各個控制點。對于一個有n個控制點的個體魚,那么它將有2n個變量。將這2n個變量代入(2-1)式便得到該魚的能量。那么個體主動輪廓魚可以用數(shù)學(xué)符號表示為:Fi={
2、P1,P2,P3....Pn}其中表示第i條魚,表示第i條魚的第j個控制點,n表示每條個體魚都有n個控制點。FiPj也可以進一步表示為:Fi={(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),...(xn,yn)},其中xi表示第i條主動輪廓個體魚的x坐標(biāo),yi表示第i條個體魚的y坐標(biāo)。23華南理工大學(xué)碩士論文1.2、主動輪廓模型的定義Kass,Witkin和Terzopoulos首先提出了主動輪廓的能量極小化模型[29],即Snake模型。傳統(tǒng)的參數(shù)化Snake可以定義為一條曲線:v(s)=[x(s),y(s)];s表示弧長,x(s),y(s)是輪廓點的x和
3、y坐標(biāo)值,s∈[0,1];輪廓線的能量函數(shù)定義如下:=1∫=∫++010Es*nakeEsnake(v(s))dsEint(v(s))Eimage(v(s))Econ(v(s))ds(2.1)在(2.1)式中,Eint表示由曲線的內(nèi)部限制引起的能量函數(shù)項;Eimage表示由圖像信息產(chǎn)生的能量函數(shù)項;Econ表示由外部限制引起的能量函數(shù)項。接下來我們簡要介紹下這三種能量函數(shù)項。2.1.1內(nèi)能Eint曲線的內(nèi)部能量可表述如下:Eint=(α(s)vs(s)2+β(s)vss(s)2)(2.2)其中福州大學(xué)碩士學(xué)位論文第8頁2112222212?2+?≡??≈?+≡
4、??≈?ssiiisiivvsvvvvvsvv它是由一個受α(s)控制的一階導(dǎo)數(shù)項和受β(s)控制的二階導(dǎo)數(shù)項組成的,我們稱α(s)和β(s)為彈性系數(shù)和剛性系數(shù)。其中一階導(dǎo)數(shù)項表示曲線的斜率,控制曲線的連續(xù)性;二階導(dǎo)數(shù)項表示曲線的曲率,控制曲線的彎曲程度?？梢酝ㄟ^調(diào)整α(s)和β(s)的大小來控制斜率和曲率對曲線形狀的影響。例如,當(dāng)設(shè)置某點α(s)為0時,則曲線在該點的斜率可以為無窮大,即允許曲線在該點可以不連續(xù);若設(shè)置β(s)為0,則允許曲線在該點可以為一個角點。2.1.2外能Eext外能的具體定義如下:Eext=Eedge+Econ(2.3)2Econ=
5、?k(x1?x2)(2.4)Eimage=wlineEline+wedgeEedge+wtermEterm(2.5)式(2.3)中的第二項Econ表示用戶添加的約束條件,用戶可以通過設(shè)定不同的Econ來方便地進行圖像描述。例如式(2.4)中的計算可以使主動輪廓經(jīng)過圖像上的某些特定頂點,用這種方法進行輪廓特征的準(zhǔn)確跟蹤比以前的方法更加省力。通常用戶為了計算方便而將Econ設(shè)定為零。下面我們對式(2.3)中的Eimage進行詳細的描述。圖像勢能Eimage的作用是將主動輪廓推向感興趣的圖像特征,式(2.5)中的三項分別代表不同的圖像特征,在實際應(yīng)用中具體推向哪一種
6、特征,由實驗者確定,然后通過調(diào)節(jié)控制參數(shù)來實現(xiàn)。例如當(dāng)我們對圖像邊緣感興趣時,可以將控制參數(shù)wline、wterm設(shè)為零,這種情況下Eimage僅有Eedge決定,而Eedge通常采用下式計算:Eedge=-?I(x,y)2(2.6)其中,?是梯度算子,-?I(x,y)2是圖像的梯度。在實際應(yīng)用中,為減少噪聲和模糊的影響,人們常常對圖像進行濾波處理,較為常用的濾波器為二維高斯平滑濾波器Gσ。經(jīng)過濾波處理的Eedge表達式如下:iEmage=?
7、?(Gσ(x,y)*I(x,y))
8、2(2.7)一種基于改進梯度向量流的主動輪廓算法的研究第9頁1.3、主動輪廓模型能
9、量函數(shù)的定義用參數(shù)v(s)=(x(s),y(s))表示主動輪廓模型的位置,其中s表示弧長?？梢詫⒛芰亢瘮?shù)描述如下形式:∫∫=++=10int10*(())(())(())(())EvsEvsEvsdsEEvsdsimageconSnakeSnake(2-1)式中Eint表示由曲線的內(nèi)部限制引起的能量函數(shù)項,Eimage表示由圖像信息產(chǎn)生的能量函數(shù)項,Econ表示由外部限制引起的能量函數(shù)項。2.1.1內(nèi)部能量項Eint曲線的內(nèi)部能量可以表達為如下:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文第11頁Eint=(α(s)vs(s)2+β(s)vss(s)2)(2-2)其中
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