检索结果-内蒙古大学图书馆

火力与指挥控制 2023年第7期48卷 163-169页

作者：张宏宇焦新泉贾兴中中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

近年来基于视觉的无人平台广泛应用于军事战争中的侦察、打击、运输等方面。双目视觉系统可以为无人平台提供深度信息。针对现代战争需求,设计了一种双目视觉系统,该系统基于FPGA实现了图像的采集、滤波以及畸变矫正,并为多种代价计算... 详细信息

近年来基于视觉的无人平台广泛应用于军事战争中的侦察、打击、运输等方面。双目视觉系统可以为无人平台提供深度信息。针对现代战争需求,设计了一种双目视觉系统,该系统基于FPGA实现了图像的采集、滤波以及畸变矫正,并为多种代价计算、代价聚合方法留出冗余。结果证明,该系统以较低的功耗完成图像的采集矫正,后续可适配多种算法。

关键词：双目 FPGA 图像处理双目视觉标定

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线激光扫描热成像无损检测参数仿真

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红外技术 2023年第10期45卷 1038-1044页

作者：王禄祥张志杰陈昊泽谭丹中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原038507

线激光扫描热成像无损检测技术使用线形激光作为热激励源,采取扫描加热方式,在碳纤维复合材料无损检测方面具有独特优势。在分析线激光扫描红外热成像检测原理以及复合材料特点的基础上,提出了扫描方向、扫描速度、激光功率等3个可能影... 详细信息

线激光扫描热成像无损检测技术使用线形激光作为热激励源,采取扫描加热方式,在碳纤维复合材料无损检测方面具有独特优势。在分析线激光扫描红外热成像检测原理以及复合材料特点的基础上,提出了扫描方向、扫描速度、激光功率等3个可能影响检测效果的参数。建立线激光扫描检测复合材料的仿真模型,选取缺陷表面中心点和无缺陷处表面温度的最大温差作为检测效果的特征量,分析了上述参数对检测效果的影响,并对激光功率、扫描速度与检测效果之间关系进行了拟合,总结了实验时兼顾检测效率和检测效果的参数选取原则。

关键词：碳纤维增强复合材料线激光扫描热成像无损检测仿真研究参数分析

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AUV终端对接的单目视觉导引方法研究

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年第2期15卷 216-223页

作者：王秋生齐向东薛晨阳刘丹王永华王景楠中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

在水下复杂环境中高效回收自主潜水器(AUV)是一项重大的技术挑战。本文提出了一种利用单目视觉检测和跟踪对接站上光环标识进行终端对接的方法。为了提高光源特征识别,本文改进了Canny边缘检测算法,采用自适应阈值方法动态调整光源轮廓... 详细信息

在水下复杂环境中高效回收自主潜水器(AUV)是一项重大的技术挑战。本文提出了一种利用单目视觉检测和跟踪对接站上光环标识进行终端对接的方法。为了提高光源特征识别,本文改进了Canny边缘检测算法,采用自适应阈值方法动态调整光源轮廓,并在阈值最优时采用最小外接圆方法确定光源中心。此外,利用几何位置和面积约束消除水面反射的干扰。在视觉定位和跟踪方面,采用张氏标定法获取相机的内部参数和畸变参数,通过比较光环中心和图像中心来估计AUV的航向和俯仰偏差,然后利用位置-姿态PID控制器进行快速跟踪。水池实验结果表明,该方法简单实用,鲁棒性强,能够为未来水下机器人的可靠回收提供一定技术参考。

关键词：自主潜水器(AUV) 终端对接单目视觉位姿估计图像处理

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基于改进自抗扰控制的AUV回收姿态控制研究

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舰船科学技术 2024年第23期46卷 93-97页

作者：王秋生齐向东薛晨阳刘丹王永华王景楠中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对自主水下潜航器(AUV)在近距离水下回收过程中对接姿态稳定控制的需求,在建立AUV空间运动数学模型的基础上,设计一款姿态跟踪的自抗扰控制器(ADRC),并对干扰补偿通道进行平滑低通滤波优化。通过对系统总扰动进行实时估计和补偿,实现... 详细信息

针对自主水下潜航器(AUV)在近距离水下回收过程中对接姿态稳定控制的需求,在建立AUV空间运动数学模型的基础上,设计一款姿态跟踪的自抗扰控制器(ADRC),并对干扰补偿通道进行平滑低通滤波优化。通过对系统总扰动进行实时估计和补偿,实现对姿态误差的控制调整。以常值、阶跃扰动、高频正弦扰动3种波形作为预设姿态值,在Matlab/Simulink中进行仿真对比实验。结果表明,相较于传统PID控制器,该控制系统具有较快的响应速度,同时能够有效抑制外界扰动,可用于AUV回收姿态控制。

关键词：自主水下潜航器自抗扰控制器 PID控制器姿态控制

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基于电子温度与电子密度的光谱自吸收校正

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中国激光 2024年第17期51卷 313-319页

作者：杨彦伟张丽丽张瑞忠吕梁学院物理系山西吕梁033000 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 山西华兴铝业有限公司山西吕梁033603

针对激光诱导击穿光谱自吸收影响铝土矿定量检测精度的问题,提出基于等离子体电子温度与电子密度的自吸收校正方法,建立了双重自吸收校正模型,实现了铝土矿主要元素的发射光谱自吸收校正。通过激光诱导击穿光谱(LIBS)技术激发铝土矿元... 详细信息

针对激光诱导击穿光谱自吸收影响铝土矿定量检测精度的问题,提出基于等离子体电子温度与电子密度的自吸收校正方法,建立了双重自吸收校正模型,实现了铝土矿主要元素的发射光谱自吸收校正。通过激光诱导击穿光谱(LIBS)技术激发铝土矿元素光谱,结合NIST库筛选出铝土矿样品中Al、Si、Fe、Ti元素的主要特征谱线,并利用元素能级性质选定内参考线,通过比较玻尔兹曼图决定系数(R2)与自由定标激光诱导击穿光谱(CF-LIBS)定量分析精度,验证了提出的自吸收校正模型的可行性。通过计算等离子体电子温度确定谱线自吸收系数,完成谱线的第一次校正,结果显示Al、Si、Fe、Ti元素含量的准确性分别提高了5.21%、5.94%、11.28%和5.62%;利用谱线展宽理论及电子密度,完成了谱线的第二次校正,结果显示主要元素含量的准确性进一步提高了3.19%、4.26%、4.49%和3.37%。经过两次校正,样本中各元素的玻尔兹曼拟合系数得到了很大改善,定量分析精度得到了提高。

关键词：激光诱导击穿光谱自吸收校正电子温度电子密度

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双陷波可重构特性的蓝牙超宽带天线设计

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传感器与微系统 2024年第2期43卷 127-129,133页

作者：陆畅申欣欣赵文强张睿段俊萍张斌珍中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

提出了一种具有双陷波可重构特性的蓝牙/超宽带(UWB)天线。天线由削顶圆形单极子天线加载1/4波长圆弧枝节组成。在圆形贴片上刻蚀2个半波长圆形缝隙,实现WLAN(5.125~5.825 GHz)和ITU(8.025~8.4 GHz)频段的陷波功能。通过控制安装在陷波... 详细信息

提出了一种具有双陷波可重构特性的蓝牙/超宽带(UWB)天线。天线由削顶圆形单极子天线加载1/4波长圆弧枝节组成。在圆形贴片上刻蚀2个半波长圆形缝隙,实现WLAN(5.125~5.825 GHz)和ITU(8.025~8.4 GHz)频段的陷波功能。通过控制安装在陷波结构中PIN二极管的工作状态,能够实现陷波的可重构特性。测试与仿真结果表明:在天线工作频段2.39~2.52 GHz和2.92~12 GHz内,天线辐射性能良好,峰值增益达到5.2 dBi。可广泛应用在各种通信系统。

关键词：圆形单极子天线双陷波可重构

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基于微结构光纤和游标效应的高灵敏度压力传感器

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光学技术 2023年第3期49卷 305-310页

作者：安国文王立志牛慧青匡江平张彦军李秀源中北大学仪器与电子学院、省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

结构健康监测、医疗诊断分析、气压检测以及军事工程应用等领域对压力的高灵敏度探测要求越来越高。光纤传感器由于其体积小、灵敏度高及抗电磁干扰等优点被广泛应用于压力测量。针对石英材料的杨氏模量较高,传统实芯光纤压力传感器的... 详细信息

结构健康监测、医疗诊断分析、气压检测以及军事工程应用等领域对压力的高灵敏度探测要求越来越高。光纤传感器由于其体积小、灵敏度高及抗电磁干扰等优点被广泛应用于压力测量。针对石英材料的杨氏模量较高,传统实芯光纤压力传感器的受压变形量较小,导致测量灵敏度很难提高。文章提出了一种基于游标效应的双Sagnac干涉环式光纤压力传感器。传感器由保偏光子晶体光纤(Polarization Maintaining Fiber, PM-PCF)作为敏感单元实现Sagnac干涉并通过不同PCF长度实现针对压力增敏特性的游标效应。传感器分别采用在单模光纤中嵌入PM-PCF形成传感器的参考单元和压力敏感单元,并对Sagnac环的感压部分进行封装,通过实验对并联型Sagnac环压力传感器的压力特性进行研究。实验结果表明在压力范围为0~2.4MPa内,压力传感器最大灵敏度为-54.491nm/MPa,分辨率为0.367kPa。相比无游标效应的Sagnac环压力传感器,其压力灵敏度放大了16.7倍。此外,传感器具有制造简单、结构坚固、运行稳定的优点,为高灵敏度压力传感器提供了一种替代设计方案。

关键词：保偏光子晶体光纤萨格纳克干涉游标效应光纤压力传感器

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高频率分辨的金刚石氮-空位色心宽频谱成像技术

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物理学报 2024年第6期73卷 339-348页

作者：申圆圆王博柯冬倩郑斗斗李中豪温焕飞郭浩李鑫唐军马宗敏李艳君伊戈尔·费拉基米罗维奇·雅明斯基刘俊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学半导体与物理学院太原030051 中北大学量子传感与精密测量山西省重点实验室太原030051 太原工业学院电子工程系太原030008 日本大阪大学工学研究科大阪5650871 俄罗斯国立莫斯科大学先进技术中心莫斯科119311

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基... 详细信息

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基于NV色心作为探测器的宽频谱分析仪能够在几十GHz频带内进行实时频谱分析,然而其频率分辨率仅达到MHz水平.本文通过搭建结合连续外差技术的量子金刚石微波频谱成像系统,利用磁场梯度对NV色心谐振频率进行空间编码,成功获取了900 MHz—6.0 GHz范围内完整的频谱数据.在可测频谱范围内,系统进一步采用连续外差的方法,同时施加谐振微波和轻微失谐的辅助微波对NV色心进行有效激发,增强了NV磁强计对微弱微波信号的响应.该方法使系统在可测频谱范围内实现了1 Hz的频率分辨率,并能够对间隔为1 MHz扫频步进的多个频点的频率分辨率进行单独测量.以上研究结果表明基于NV色心的宽频谱测量可实现Hz级频率分辨,为未来的频谱分析和应用提供了有力的技术支持.

关键词：氮-空位色心宽频谱测量高频率分辨率

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基于衰减层析的地下浅层震动能量场重建方法

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电子测量技术 2024年第3期47卷 42-47页

作者：马明星李剑臧丹枫曾援郭陈莉中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学信息探测与处理山西省重点实验室太原030051

针对地下浅层震动能量场重建过程中高精度、各向异性的需求,提出一种基于衰减层析的地下浅层震动能量场重建方法。首先,根据速度场模型通过射线追踪计算出地下震动波的传播路径;其次,使用对数谱比法对地下介质的品质因子进行反演;然后,... 详细信息

针对地下浅层震动能量场重建过程中高精度、各向异性的需求,提出一种基于衰减层析的地下浅层震动能量场重建方法。首先,根据速度场模型通过射线追踪计算出地下震动波的传播路径;其次,使用对数谱比法对地下介质的品质因子进行反演;然后,求出震动波在不同传播距离情况下的吸收衰减系数;最后,对震动波进行吸收衰减及几何扩散衰减得到地下浅层震动能量场。仿真结果表明,重建的震动能量场与正演结果的均方根误差为7.653,单个网格的重建能量值与正演结果的最大相对误差为15.3%,平均相对误差3.4%,提出的方法相较于传统方法能够提升地下浅层震动能量场重建精度,对地下浅层震动能量场重建具有一定的应用参考价值。

关键词：射线追踪衰减层析成像衰减系数浅层能量场

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针尖-样品距离对扫描微波显微成像的影响分析

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电子显微学报 2024年第3期43卷 303-308页

作者：薛一凡王采慧裴涛温焕飞中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

随着芯片制备工艺的不断完善,半导体集成电路朝着小型化、集成化的方向不断发展,给近场微波成像技术带来了新的挑战。本文建立了探针-样品三维电磁耦合模型,并利用有限元数值分析法研究了探针针尖与样品之间的电磁相互作用。在不同探针... 详细信息

随着芯片制备工艺的不断完善,半导体集成电路朝着小型化、集成化的方向不断发展,给近场微波成像技术带来了新的挑战。本文建立了探针-样品三维电磁耦合模型,并利用有限元数值分析法研究了探针针尖与样品之间的电磁相互作用。在不同探针-样品间距下,对硅基芯片表面结构进行扫描微波成像。成像结果与仿真结果相一致,随着针尖-样品间距的增加,扫描微波测试系统的灵敏度和分辨率降低。对于由原子力显微术结合微波测量技术发展而来的扫描微波显微镜的改进与产业化具有重大意义。

关键词：扫描微波显微镜有限元法电磁建模针尖-样品间距

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