[发明专利]混凝土超声层析成像算法

摘要

本发明公开了一种混凝土超声层析成像算法，提出了概率ART算法，适用于在超声无损检测现场对被测混凝土进行实时二维反演成像，从而准确反映混凝土内部结构。概率ART算法根据每条射线的投影值(走时)初步确定每条射线穿过缺陷单元的概率，然后进一步确定每一个网格为缺陷单元的概率，利用此概率值来选取ART算法的迭代初始值，并在迭代过程中依据概率大小来合理的分配投影(走时)误差，直到满足精度要求，停止迭代。计算机模拟试验和混凝土试件试验表明：概率ART算法有效提高了计算的精度和图像重建质量，并有效反演出混凝土内部结构的强度分布以及缺陷的大小和位置。

主权项

1、混凝土超声层析成像算法，其特征在于，采用概率ART算法按以下步骤进行：步骤一：按公式(1)求出每条射线的波速vi=Σjaij/τi---(1)]]>其中，v_i为第i条射线的波速，a_ij为第i条射线穿过第j个网格的射线长度；步骤二：根据射线波速服从正态分布，则v‾-Vts/n:N(0,1),]]>利用标准正态分布的上侧分位数表，查出置信概率P为100％、90％、……、10％时所对应的上侧分位数λ_t(t＝1，2，L 10)，然后按照公式(2)求出正常区域波速的下限值Vt=v‾-λt·sv/n,(t=1,2,L,10)---(2)]]>其中，v为波速平均值，s_v为波速标准差，分别按公式(3)(4)求得；v‾=Σi=1nvi/n---(3)]]>sv=Σ(vt-v‾)2/(n-1)---(4)]]>步骤三：按照公式(5)确定每条射线穿过缺陷单元的概率大小pi=Pt|vi<Vt,(i=1,2,L,n)---(5)]]>即当射线波速小于置信概率为P_t(t＝1，2，L 10)时对应的正常波速下限值，则该射线穿过缺陷单元的概率为P_t；步骤四：按照公式(6)确定每个网格为缺陷的概率大小其中，α为参数因子(0＜α≤1)，lj为穿过第j个网格的射线条数，步骤五：按照公式(7)选取迭代的初始波速vJ(0)=V1·qJ+V10·(1-qJ),(j=1,2,L,m)---(7)]]>即得到波慢初始值为f^J(0)=1/vJ(0)---(8)]]>步骤六：记第q轮迭代时第i条射线对第j个网格波慢的估算值为应用(9)式，逐条射线i(i＝1，2，L，n)对波慢进行修正；f^jq,i+1=f^jq,i+Δfj=f^jq,i+μbij·qjΣj=1mbij2(τi-τ^iq)---(9)]]>步骤七：对所求得的慢度向量进行收敛程度判断：‖f^q-f^q-1‖∞＜ε                (10)其中，为第q轮迭代得到的慢度向量，ε为设定的误差界，是一个正数，若上式成立则停止迭代，转步骤6，进行q+1轮迭代，直至满足收敛准则为止。