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[发明专利]一种基于全连接网络的稀疏导波数据恢复方法-CN202210554463.7有效
发明人：李健;王筱岑;刘洋;王鼎鹏;童君开;曾周末 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： G06T5/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于全连接网络的稀疏导波数据恢复方法，用以解决现有成像方法的成像质量受限于因换能器数量减少导致的波场数据稀疏的问题；该方法步骤包括：首先，建立稠密波场‑速度分布图数据库，并对稠密波场进行降采样获得稀疏波场‑速度分布图数据库；其次，利用压缩传感对稀疏波场进行粗略重构，恢复出次稠密波场；然后将次稠密波场输入全连接网络模型中进行精细重构，得到预测的稠密波场；最后，将预测的稠密波场输入导波快速成像系统进行数据恢复质量与成像性能评估。本发明可以减少换能器的数量、降低数据传输、数据存储的难度，同时保证成像质量。
一种基于连接网络稀疏导波数据恢复方法

[发明专利]一种基于平行分解反演网络的三维复杂结构成像方法-CN202310617841.6在审
发明人：李健;王筱岑;刘洋;王鼎鹏;童君开;曾周末 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于平行分解反演网络的三维复杂结构成像方法，用以解决现有导波成像方法无法对复杂结构整体上进行高精度、快速的三维成像问题；其步骤为：利用三维有限元进行仿真，建立包含一系列复杂结构三维损伤模型及与之对应的导波全波场数值数据库；去除复杂结构三维损伤模型和导波全波场的量纲；分解去量纲的复杂结构三维损伤模型，搭建平行分解反演网络进行正向和反向交替传播；评估平行分解反演网络成像性能，并调整其结构与参数直至低于误差阈值；最后，保存该平行分解反演网络用于三维复杂结构成像。本发明实现了复杂结构整体成像，并对结构内部缺陷进行定量化表征；且平行分解反演网络结构轻巧，对待测结构形状要求低，适用范围广。
一种基于平行分解反演网络三维复杂结构成像方法

[发明专利]一种基于LSTM网络和Adam算法的天然气管道事件分类方法-CN201910788690.4有效
发明人：安阳;王筱岑;曲志刚 -专利权人：天津科技大学
申请日： 2019-08-27 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G06F18/2415 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于LSTM网络和Adam算法的天然气管道事件分类方法，属于天然气管道在线安全监测领域。该过程包括：首先提取原始样本并进行归一化处理及标签标记，然后分成训练集和验证集。其次，构建LSTM网络模型并将归一化后样本输入网络进行训练及验证。当网络训练精度满足要求时，输出网络模型；否则，重新进行网络训练。最后，将归一化后的新样本输入训练完毕的网络模型，即可实现天然气管道水合物堵塞、泄漏、弯道等事件的分类识别。本发明的优点在于，采用LSTM网络和Adam算法进行管道事件分类无需进行特征提取预处理，且网络训练速度快，能够准确识别管道事件。
一种基于 lstm 网络 adam 算法天然气管道事件分类方法

[发明专利]一种基于线性残差分解的三维穿颅超声成像方法-CN202211541509.8在审
发明人：刘洋;童君开;李健;林敏;王筱岑 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： A61B8/08 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于线性残差分解的三维穿颅超声成像方法，其步骤为：首先，根据颅脑结构和血块的材料参数生成三维有限差分速度模型样本；其次，使用三维全波形反演算法对三维有限差分速度模型样本进行快速声场正演，通过定义的传感器阵列采集各个位点的声场信号，并建立颅脑模型数据库；然后基于矩阵的F范数建立高维线性优化函数，并对高维线性优化函数进行信号残差分解与维度残差分解；再根据信号残差分解与维度残差分解的形式通过颅脑模型数据库的训练集中的样本求解子梯度矩阵；最后，使用子梯度矩阵和声场信号对测试集的样本进行三维颅脑反演成像。本发明可以实现人体颅脑中软组织，肿瘤，血块的三维高分辨率成像。
一种基于线性分解三维超声成像方法

[发明专利]一种基于全卷积网络的三维超声颅脑成像方法-CN202211390515.8在审
发明人：刘洋;王筱岑;李健;任佳豪;童君开;曾周末 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于全卷积网络的三维超声颅脑成像方法，用于解决现有超声成像方法无法满足颅骨超高分辨率和3D实时成像的技术问题。其步骤为：首先，根据生物组织和颅脑超声信号传播的物理特性计算时域超声信号，构建数值模拟数据库；并对数值模拟数据库中的超声信号数据进行数据预处理；其次，搭建全卷积网络，并利用数据预处理后的超声信号数据进行网络训练，得到最优网络超参数组合的网络模型；最后，将待预测的颅脑超声信号输入网络模型中进行超声颅脑成像。本发明的超声颅脑成像技术容易实现、分辨率高、速度快。
一种基于卷积网络三维超声颅脑成像方法

[发明专利]一种基于数值逼近的高精度导波定量成像方法-CN202210921756.4在审
发明人：刘洋;童君开;李健;林敏;王筱岑 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-08-02 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G06T17/20 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于数值逼近的高精度导波定量成像方法，其步骤为：首先，使用脚本在三维有限元模型中生成形状、大小和位置随机变化的腐蚀缺陷，建立腐蚀缺陷数据库；其次，在三维有限元模型上设置传感器，设置有限元仿真的总时间长度与时间步长，并利用传感器进行时间信号采集，提取时间信号中指定频率的信号分量；然后，将信号分量作为腐蚀缺陷数据库的样本特征，将其厚度分布作为样本标签进行分类；并选取部分样本输入拟合训练模块中进行网络参数训练以获得网络参数；最后，将网络参数载入输出测试模块，将剩余样本输入输出测试模块中进行定量成像检测。本发明可以大幅提升金属板材的导波检测效率，实现板材结构损伤的高精度快速定量成像。
一种基于数值逼近高精度导波定量成像方法

[发明专利]一种基于超声导波和卷积神经网络的腐蚀成像方法-CN202111141818.1有效
发明人：刘洋;王筱岑;童君开;李健;曾周末 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-09-28 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于超声导波和卷积神经网络的腐蚀成像方法，用以解决现有方法只能检测腐蚀缺陷不能进行腐蚀成像，且成像质量差、成像速度慢的技术问题；本发明的步骤为：首先，通过正演模拟获取检测信号与真实速度图；其次，对真实速度图进行降采样处理，将检测信号和真实降采样速度图平化至一维，作为样本输入卷积神经网络进行训练与验证，得到成像模型；再将待检测信号输入成像模型中，得到相速度；最后，根据频散曲线，将相速度转化为厚度，实现腐蚀缺陷的成像与定量检测。本发明实现了腐蚀缺陷成像与定量评估；且本发明的卷积神经网络算法简单，网络架构搭建容易；成像速度快、成像质量佳；适用于腐蚀的高精度快速定量检测。
一种基于超声导波卷积神经网络腐蚀成像方法

[发明专利]一种基于声学脉冲压缩的天然气管道安全监测方法-CN201910535544.0有效
发明人：安阳;王筱岑;曲志刚 -专利权人：天津科技大学
申请日： 2019-06-20 - 公布日： 2021-08-17 - 主分类号： F17D5/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于声学脉冲压缩的天然气管道安全监测方法，属于管道安全监测领域。该过程包括：向管道内发射线性调频脉冲声波信号，传感器接收反射信号，由数据采集卡传输至上位机进行相关数据处理。数据处理包括以下步骤：首先将采集信号进行匹配滤波、包络提取以及差值运算，然后计算差值曲线中发射与反射信号之间的时间差，即可实现水合物堵塞或管道泄漏的定位。本发明的主要优点在于定位精度高、实时性好、系统监测范围广、空间分辨率高，脉冲压缩技术可实现信号的有效压缩，解决了系统空间分辨率与监测距离之间的矛盾，差值算法可以实现水合物生成过程的实时动态监测，匹配滤波技术可以有效抑制严重的噪声污染。
一种基于声学脉冲压缩天然气管道安全监测方法

[发明专利]一种基于BP神经网络的FBG温度标定方法-CN201811085366.8有效
发明人：安阳;王筱岑;曲志刚 -专利权人：天津科技大学
申请日： 2018-09-18 - 公布日： 2021-01-05 - 主分类号： G01K15/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于BP神经网络的FBG温度标定方法，属于光纤传感领域。该过程包括：将采集到的FBG原始光谱数据传输到上位PC机；利用拟合算法从原始光谱数据中获得光纤光栅的中心波长；再将两个热电偶固定在FBG附近来采集温度并传输到上位PC机；在加热板下部固定两个铂电阻并通过上位PC机以实现闭环温度控制；将采集的FBG中心波长及热电偶温度数据作为样本，对BP神经网络进行训练和测试；该模型训练完成后，将FBG中心波长数据输入到精度符合要求的神经网络模型中实现温度标定。本发明的优点主要在于该系统搭建方便，算法简单快速，显著提升了FBG在常规使用环境及低温环境下的温度测量精度。
一种基于 bp 神经网络 fbg 温度标定方法

[发明专利]一种基于重采样算法的天然气管道安全监测声速补偿技术-CN201910535543.6在审
发明人：安阳;王筱岑;曲志刚 -专利权人：天津科技大学
申请日： 2019-06-20 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： F17D5/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于重采样算法的天然气管道安全监测声速补偿技术，属于天然气管道在线安全监测领域。该过程包括：首先将多功能数据采集卡采集的原始基准信号与检测信号传输至上位机进行数据处理；同时，在采集原始基准信号与检测信号时记录当前时刻环境温度；然后，对所有经过匹配滤波处理后的检测信号进行重采样并统一至基准信号下；最后对重采样后基准信号与检测信号进行包络提取与包络减法，即可实现天然气管道水合物堵塞和管道泄漏精准定位。本发明的主要优点在于，通过基于重采样算法的声速补偿技术可有效消除声速变化引起噪声干扰及定位误差，实现水合物堵塞和管道泄漏精确定位。
天然气管道检测信号重采样算法声速补偿水合物堵塞安全监测管道泄漏基准信号原始基准重采样多功能数据采集卡采集包络提取定位误差精准定位匹配滤波声速变化在线安全噪声干扰数据处理包络减法位机传输监测记录统一

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