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专利号: 2023104143713
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种共面电容传感器的扫描成像性能评估方法,其特征在于,所述方法包括:获取目标传感器在不同预设探测深度的面层上的灵敏度分布图;

统计所述灵敏度分布图中每个灵敏度值的个数;

计算每个灵敏度值在整个灵敏度分布图中的概率分布;

通过Otsu法提取所述面层的灵敏度分布图中的高灵敏度集中区域作为元图像;

根据所述元图像的面积评估所述目标传感器在所述面层的扫描成像性能;

根据所述元图像的尺寸设置所述共面电容传感器扫描成像时的扫描间距。

2.根据权利要求1所述的扫描成像性能评估方法,其特征在于,所述通过Otsu法提取所述面层的灵敏度分布图中的高灵敏度集中区域,包括以下步骤:根据目标函数计算最大类间方差下的阈值;

根据所述阈值对所述灵敏度分布图进行图像分割,提取高灵敏度集中区域。

3.根据权利要求1或2所述的扫描成像性能评估方法,其特征在于,所述获取目标传感器在不同预设探测深度的面层上的灵敏度分布,包括如下步骤:对目标传感器的测量域在三维空间上进行有限元网格划分;

基于有限元分析法获取所述目标传感器的测量域在三维空间的灵敏度矩阵;

从所述灵敏度矩阵中提取不同预设探测深度的面层上的灵敏度分布图。

4.根据权利要求3所述的扫描成像性能评估方法,其特征在于,所述灵敏度矩阵根据如下公式计算:式中,S为灵敏度矩阵; 为第一电极激励且第二电极接地时的测量域的电势分布; 为第二电极激励且第一电极接地时的测量域的电势分布;V1为第一电极激励时的电压;V2为第二电极激励时的电压;I、J和K分别为测量域在x方向、y方向和z方向的划分总数量,i、j和k分别为求解单元的x方向、y方向和z方向的坐标;

其中,第一电极和第二电极分别为目标传感器的电极对中的两个电极;z方向为探测深度方向,x方向、y方向为垂直于所述z方向的两个方向,并且x、y和z满足右手定则。

5.根据权利要求1或2所述的扫描成像性能评估方法,其特征在于,所述根据所述元图像的面积评估所述目标传感器在所述面层的扫描成像性能,包括:所述元图像的面积越小,则所述目标传感器在所述面层的扫描成像性能越好。

6.根据权利要求1所述的扫描成像性能评估方法,其特征在于,所述根据所述元图像的尺寸设置所述共面电容传感器扫描成像时的扫描间距,包括:所述共面电容传感器沿预设方向扫描被测对象时,所述预设方向上的扫描间距小于所述元图像沿所述预设方向的尺寸。

7.一种共面电容传感器的扫描成像性能评估系统,其特征在于,所述系统包括:灵敏度分布图获取模块,用于获取目标传感器在不同预设探测深度的面层上的灵敏度分布图;

提取模块,统计所述灵敏度分布图中每个灵敏度值的个数;计算每个灵敏度值在整个灵敏度分布图中的概率分布;通过Otsu法提取所述面层的灵敏度分布图中的高灵敏度集中区域作为元图像,以建立所述目标传感器与其在该探测深度的重建图像质量之间的关联模型;以及评估模块,用于根据所述元图像的面积评估所述目标传感器在所述面层的扫描成像性能,以及根据所述元图像的尺寸设置所述共面电容传感器扫描成像时的扫描间距。