检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与毫米波学报 2021年第5期40卷 685-695页

作者：刘世界李春来徐睿唐国良吴兵徐艳王建宇中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 国科大杭州高等研究院浙江杭州310024 上海科技大学信息科学与技术学院上海200020

基于压缩感知的光谱成像系统需要合适的算法解码采样数据才能得到最终的光谱成像数据,传统单稀疏域变换算法会带来光谱细节损失等问题。针对该问题,本文提出了利用双稀疏域联合求解的方法(JDSD),将信号分解为低频部分和高频部分,并针对... 详细信息

基于压缩感知的光谱成像系统需要合适的算法解码采样数据才能得到最终的光谱成像数据,传统单稀疏域变换算法会带来光谱细节损失等问题。针对该问题,本文提出了利用双稀疏域联合求解的方法(JDSD),将信号分解为低频部分和高频部分,并针对不同频率信号特点分别进行稀疏恢复,进而解码求解以实现高精度恢复信号。在数据验证中,首先利用OMP算法在频域内对光谱信息轮廓进行恢复,利用IRLS算法在空间域内对光谱细节进行补偿,分析了不同稀疏变换对于参数设置的影响,测试了不同算法组合的JDSD对于测试数据的恢复结果。对于500种光谱数据仿真测试表明,双稀疏域联合求解可将光谱恢复保真度大大提升,20%采样率情况下,SAM和GSAM指标由传统方法的0.625和0.515分别提升为0.817和0.659,80%采样率情况下,SAM和GSAM指标由传统方法的0.863和0.808分别提升为0.940和0.897。JDSD算法可以使得光谱吸收峰等细节特征得到高精度保持,对于基于光谱的特征分析、物质识别等应用具有十分重要的意义。

关键词：光谱成像光谱特征恢复计算成像压缩感知

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高光谱遥感成像技术的发展与展望

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空间科学学报 2021年第1期41卷 22-33页

作者：王建宇李春来中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学杭州高等研究院杭州310024

地表形态和目标特性是空间对地遥感的两个重要问题.经过近40年的发展,高光谱遥感技术已取得了巨大的进展,从数据获取、处理到应用都积累了大量成果.作为涉及多学科交叉的年轻学科,高光谱遥感技术的发展经历了一个以需求为导向,在发展中... 详细信息

地表形态和目标特性是空间对地遥感的两个重要问题.经过近40年的发展,高光谱遥感技术已取得了巨大的进展,从数据获取、处理到应用都积累了大量成果.作为涉及多学科交叉的年轻学科,高光谱遥感技术的发展经历了一个以需求为导向,在发展中又不断探索完善需求的历程.高光谱成像仪作为获取目标图谱数据的重要仪器,其发展对于整个高光谱遥感的发展至关重要.本文分析了国内外不同类型高光谱成像仪的成像体制及应用案例,得出了近40年来高光谱成像仪发展历程所展现出的技术特点,结合当前发展现状,对未来高光谱成像仪的发展趋势,尤其是核心指标的提升和技术体制拓展进行了综合展望,以期为该领域的后续研究提供一些思路,同时为相关领域的科技规划提供参考.

关键词：目标特性高光谱成像精纲分光热红外

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基于Hough变换的天基激光测距轨迹提取算法

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半导体光电 2021年第3期42卷 430-436页

作者：董书舟强佳舒嵘中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

天基目标测量具有全天时、不受大气干扰等优点。但与地面人卫测距相比,天基待测目标运动速度快且缺乏距离预报等先验信息,导致传统测距方法无法有效提取目标距离轨迹。为此,文章提出了一种基于Hough变换的激光测距距离轨迹提取算法,利... 详细信息

天基目标测量具有全天时、不受大气干扰等优点。但与地面人卫测距相比,天基待测目标运动速度快且缺乏距离预报等先验信息,导致传统测距方法无法有效提取目标距离轨迹。为此,文章提出了一种基于Hough变换的激光测距距离轨迹提取算法,利用目标回波点之间的线性相关性将直线检测算法引入回波轨迹的提取,具有适应天基探测特性、抗噪声能力强等特点。实验结果表明,使用该方法提取的目标距离轨迹均方根误差优于2.72m。上述方法可以准确地提取高速移动目标的距离轨迹,为后续空间非合作目标的距离轨迹提取提供了新的途径。

关键词：激光测距 Hough变换改进距离门参数空间划分

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激光掩星探测大气温压反演方法的仿真分析

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激光与光电子学进展 2021年第3期58卷 91-99页

作者：李虎王建宇洪光烈王一楠中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

针对激光掩星探测对流层中上层到平流层下层高度范围内大气温度和压强的反演方法,进行了研究和仿真分析。选择对温度不敏感而对压强敏感的吸收线,利用吸收系数与吸收截面和压强的关系,通过迭代方式求解得到压强。选择弱吸收峰附近的吸收... 详细信息

针对激光掩星探测对流层中上层到平流层下层高度范围内大气温度和压强的反演方法,进行了研究和仿真分析。选择对温度不敏感而对压强敏感的吸收线,利用吸收系数与吸收截面和压强的关系,通过迭代方式求解得到压强。选择弱吸收峰附近的吸收线,利用吸收系数与压强和温度的关系,根据反演得到的压强值通过迭代方式求解得到温度。为减小大气中其他气体吸收以及大气散射等消光因素对反演结果的影响,仿真过程采用差分波长的方法,在氧气A吸收带内,选取合适的吸收线,利用激光掩星差分透过率数据由Abel积分反变换反演得到各个激光轨迹切点高度处的差分吸收系数廓线,然后利用差分吸收系数反演各个切点高度处的压强和温度。仿真结果显示:压强反演误差主要受差分吸收系数反演误差的影响,随高度下降呈不断增大的趋势,最大误差约为6%;根据反演得到的压强值对温度进行反演,温度反演误差主要受压强和差分吸收系数反演误差的影响;两种影响部分抵消,最大温度反演误差在5 km高度附近约为1.5 K。建立误差模型进行分析,对反演误差中出现的一些变化趋势和影响因素进行解释。在去除差分吸收系数反演误差的条件下,对压强和温度进行1次循环求解,得到压强最大反演误差约为0.3%,温度最大反演误差约为1 K,将该条件下温度和压强的反演误差与有差分吸收系数反演误差时的反演误差进行对比,证实了减小差分吸收系数反演误差的重要性。

关键词：大气光学温度和压强反演差分吸收系数迭代法误差分析

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多源遥感数据的道路提取技术研究现状及展望

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光学精密工程 2021年第2期29卷 430-442页

作者：贾建鑫孙海彬蒋长辉王跃明王廷槐陈劲松陈育伟中国科学院深圳先进技术研究院空间信息研究中心广东深圳518055 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院智能红外感知重点实验室上海200083 芬兰地球空间研究所摄影测量与遥感部基尔科努米FI-02430 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200083 华为赫尔辛基研究院赫尔辛基FI-00180

遥感图像道路信息提取既是土地利用检测、地理信息系统更新等传统行业应用的必要步骤,又是数字城市、智能交通等新基建领域中关键技术之一。回顾道路提取方法的发展历程,按照使用数据源的不同,现有的遥感图像道路提取技术主要分为高分... 详细信息

遥感图像道路信息提取既是土地利用检测、地理信息系统更新等传统行业应用的必要步骤,又是数字城市、智能交通等新基建领域中关键技术之一。回顾道路提取方法的发展历程,按照使用数据源的不同,现有的遥感图像道路提取技术主要分为高分辨率成像、多光谱/高光谱成像、激光/点云成像和SAR成像四大类。本文首先介绍了四种遥感技术在道路信息提取上的应用现状、适用范围及方法特点;然后重点阐述并列举分析了当前基于不同平台高光谱数据的道路提取应用效果;最后对本文的内容进行了总结,并对未来的发展趋势进行了展望。

关键词：高光谱多源遥感数据道路提取新基建

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高效、偏振不敏感超导纳米线单光子探测器

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物理学报 2021年第18期70卷 346-352页

作者：张文英胡鹏肖游李浩尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100039 中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200050

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能被广泛应用于量子通信等众多领域,然而其独特的线性结构会导致SNSPD的探测效率对入射光的偏振态具有依赖性,从而限制了SNSPD在非常规光纤链路或其他非相干光探测环境中的应用.本文基于... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能被广泛应用于量子通信等众多领域,然而其独特的线性结构会导致SNSPD的探测效率对入射光的偏振态具有依赖性,从而限制了SNSPD在非常规光纤链路或其他非相干光探测环境中的应用.本文基于传统的回形纳米线结构设计制备了一种新型偏振不敏感SNSPD,在纳米线周围引入一层高折射率Si薄膜作为介质补偿层来提高纳米线对垂直偏振态入射光的吸收效率,并将补偿层的上表面设计为光栅结构以减小不同波长下纳米线对不同偏振态入射光的吸收差异从而实现在特定波长范围内的偏振不敏感.除此之外,还采用介质镜和双层纳米线结构来提高器件的光吸收效率,测试结果表明该器件在1605 nm波长处最大探测效率为87%,对应的偏振消光比为1.06.该工作为未来实现高探测效率的偏振不敏感SNSPD提供了参考依据.

关键词：超导纳米线单光子探测器探测效率偏振不敏感

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基于BP神经网络的光子计数激光雷达点云滤波

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激光与光电子学进展 2024年第24期61卷 111-118页

作者：于士澳孔伟马汝佳黄庚华国科大杭州高等研究院浙江杭州310024 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

随着高灵敏探测技术的不断发展,单光子量级的测量灵敏度成为了可能,结合高精度的计时技术,基于时间相关单光子计数的激光雷达应运而生,其能够大幅提高测量的分辨率和精度。然而,单光子量级的高灵敏探测极易受环境噪声的影响,光子计数激... 详细信息

随着高灵敏探测技术的不断发展,单光子量级的测量灵敏度成为了可能,结合高精度的计时技术,基于时间相关单光子计数的激光雷达应运而生,其能够大幅提高测量的分辨率和精度。然而,单光子量级的高灵敏探测极易受环境噪声的影响,光子计数激光雷达在测量的过程中会产生大量的噪声数据。为了克服噪声的影响,提出一种基于BP神经网络的光子计数激光雷达点云数据去噪算法。通过选取点云数据特征值,进行归一化处理,以训练BP神经网络,最终达到精确的二分类去噪效果。所提算法能够减小传统去噪算法中引入的人为误差,在多种探测环境下具备出色去噪性和强大适应性。在强背景噪声探测条件下,该算法的F数仍能达到0.9773。在模拟各种背景噪声的条件下,所提算法具有良好的信息提取能力,并通过对ICESAT-2点云实验数据进行的验证,进一步证明该算法的一致性优势。

关键词：光子计数激光雷达神经网络光子点云滤波方法

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无限远前后零位补偿结合的非球面检验

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光学学报 2020年第17期40卷 166-175页

作者：王欣刘强周浩贾建军舒嵘中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083

利用有限远零位补偿方法检验非球面时,装调环节多,检验精度低。提出了无限远前后零位补偿结合的非球面检验系统,通过在待检镜球心前后位置处各放置一个补偿透镜,使像差在前后区间具有相关性。基于像差理论,对两片补偿透镜的光学参数进... 详细信息

利用有限远零位补偿方法检验非球面时,装调环节多,检验精度低。提出了无限远前后零位补偿结合的非球面检验系统,通过在待检镜球心前后位置处各放置一个补偿透镜,使像差在前后区间具有相关性。基于像差理论,对两片补偿透镜的光学参数进行了推导求解,分析了初始参量与归一化数据的关系,再利用光学软件对计算结果进行缩放与优化。在不同的前零位补偿透镜放大率下,设计了四个具有不同曲率半径的凹抛物面镜,并给出了非球面镜的最大口径和最大相对孔径。采用具有1/10口径比的补偿透镜,实现了口径为3.7 m、相对孔径为1/1.2的非球面镜面形检验,面形波前误差峰谷(PV)值优于0.1λ(λ=633 nm)。容差分析结果证明了检验系统的可行性。针对口径为500 mm、相对孔径为1/1的抛物面镜开展了原理实验,从可检验的最大非球面镜口径和实施难度方面对所提方法与常用方案进行了比较,前后零位补偿结合系统的设计面形波前误差PV值为0.061λ,面形波前误差均方根(RMS)值为0.009λ,实现了面形波前误差RMS值优于λ/40的检测精度。前后零位补偿结合的检验系统适用于具有4 m量级大口径、大相对孔径的非球面镜的高精度面形检测。

关键词：光学设计几何光学非球面辅助光学系统零位补偿检验无限远光路三级像差理论

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月球表面原位光谱探测技术研究与应用(特约)

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红外与激光工程 2020年第5期49卷 54-61页

作者：何志平李春来吕刚袁立银徐睿王建宇中国科学院空间主动光电技术重点实验室中国科学院上海技术物理研究所上海200083

探测月球与行星表面物质化学成分是了解其起源及演化历史的关键,而光谱探测技术则是物质成分识别与定量反演研究的重要手段。原位(In-Situ)光谱探测有别于空间探测中的环绕器遥感及采样返回探测,是指在目标现场进行的近距离光谱探测。我... 详细信息

探测月球与行星表面物质化学成分是了解其起源及演化历史的关键,而光谱探测技术则是物质成分识别与定量反演研究的重要手段。原位(In-Situ)光谱探测有别于空间探测中的环绕器遥感及采样返回探测,是指在目标现场进行的近距离光谱探测。我国"嫦娥三号"任务科学研究与资源勘查,需要开展月球表面原位光谱探测技术研究,突破凝视型时序扫描的新型声光光谱探测关键技术,研发适应表面恶劣环境的高性能、轻小型、高可靠仪器,在国际上率先实现月球表面光谱原位探测及分析。论文结合以"嫦娥三号、四号"为典型应用的红外成像光谱仪,介绍据此发展起来的月球表面原位光谱探测技术,包括探测机制、工作模式及仪器的功能、性能与应用;最后,也简要介绍了即将应用的"嫦娥五号"月球矿物光谱分析仪。

关键词：月球探测光谱技术原位探测

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分孔径离轴同时偏振超分辨率成像光学系统像差校正

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物理学报 2022年第21期71卷 118-129页

作者：孙昇王超史浩东付强李英超长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心长春130022 中国科学院长春精密光学机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033

针对宽波段同时偏振高分辨率成像需求,提出一种基于反射式自由曲面光学系统和数字微镜器件的分孔径同时偏振超分辨率成像系统,其具有可用于任意光学波段、多个偏振态同时成像、单探测器、高分辨率、易轻量化等优势.给出了这种成像系统... 详细信息

针对宽波段同时偏振高分辨率成像需求,提出一种基于反射式自由曲面光学系统和数字微镜器件的分孔径同时偏振超分辨率成像系统,其具有可用于任意光学波段、多个偏振态同时成像、单探测器、高分辨率、易轻量化等优势.给出了这种成像系统光学结构的像差校正原理及设计优化方法,将Wassermann-Wolf理论进一步发展,推导了可消除多种像差的反射式Wassermann-Wolf微分方程;同时结合赛德尔像差理论,在求解Wassermann-Wolf方程时加入消畸变的边界条件,通过迭代方式,得到同时消除球差、彗差、像散、畸变的光学初始结构.对该初始结构进行离轴处理并进一步优化,编写自定义优化评价函数,严格控制各子孔径和各视场在中间像面和最终像面上主光线落点位置,从而有效地抑制最终系统中的畸变,避免超分辨重建过程中的镜元和像元失配误差,提高重建质量.最终完成了四子孔径自由曲面离轴反射式超分辨成像光学系统的设计,其相对孔径大(F#=2.5),结构紧凑,各个偏振通道成像质量接近衍射极限.以上像差校正原理及像质优化方法可有效指导超宽波段同时偏振超分辨率成像光学系统的设计.

关键词：像差校正离轴光学系统偏振成像超分辨率成像

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