检索结果-内蒙古大学图书馆

北京理工大学学报 2022年第2期42卷 192-199页

作者：丁国绅乔延利易维宁杜丽丽中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 北方自动控制技术研究所山西太原030006

原始SIFT算法采用不同参数的高斯核取差,是对图像空间性质的一种测量方法.本文在光谱维度上取差,用光学系统在光谱维度上的差异作为图像空间性质的测量方法;传统SIFT方法及大量的改进方法只统计以特征点为中心的邻域范围内图像块的像素... 详细信息

原始SIFT算法采用不同参数的高斯核取差,是对图像空间性质的一种测量方法.本文在光谱维度上取差,用光学系统在光谱维度上的差异作为图像空间性质的测量方法;传统SIFT方法及大量的改进方法只统计以特征点为中心的邻域范围内图像块的像素信息,文中将匹配过程分为2个步骤,首先利用邻域范围内的图像块像素信息进行粗匹配,然后选取排序后相似程度最高的4组匹配对作为基准匹配对,对特征点进行二次校验.仿真结果表明文中的设计方式显著增加了检测到的特征点数量,有效剔除了错误匹配.

关键词：尺度不变特征变换光谱图像空间双重位置准则特征检测图像匹配

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基于高光谱自动化观测设备的高分二号卫星在轨定标应用与验证

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大气与环境光学学报 2024年第5期19卷 599-610页

作者：刘恩超潘琰韦玮李新中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

为验证高光谱自动化野外观测设备的地表反射率数据的应用效果,基于反射率基法开展了高分二号(GF-2)卫星遥感器的在轨定标数据应用及验证。首先系统介绍了设备安装定标场的状况及多种自动化观测设备的工作方式及性能指标,并给出了仪器的... 详细信息

为验证高光谱自动化野外观测设备的地表反射率数据的应用效果,基于反射率基法开展了高分二号(GF-2)卫星遥感器的在轨定标数据应用及验证。首先系统介绍了设备安装定标场的状况及多种自动化观测设备的工作方式及性能指标,并给出了仪器的观测数据及地表反射率数据的计算方式。随后结合GF-2卫星遥感器定标的需求并利用卫星大气数据产品和GF-2遥感器的同步过顶观测影像,完成了GF-2多光谱相机(PMS)遥感器的在轨定标。最后根据获得的定标系数,利用不同时段的遥感器影像数据进行了验证。两种不同地表的应用验证表明,卫星表观辐亮度的数据整体相对偏差优于2%,验证了高光谱设备在卫星遥感器在轨定标上的可行性。

关键词：高光谱设备自动化观测地表反射率大气数据产品卫星在轨定标

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光谱扫描用音圈电机伺服驱动系统设计

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大气与环境光学学报 2024年第6期19卷 729-738页

作者：汪文韬洪津吴洋罗环许智龙中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

星载高精度太阳辐射照度光谱仪是观测研究太阳辐照度的重要仪器之一,其波长扫描机构的精度很大程度上决定了光谱测量结果的准确性。为驱动光栅达到要求的定位精度,本文设计了以音圈电机为核心的伺服驱动系统。根据系统所需功能,设计了... 详细信息

星载高精度太阳辐射照度光谱仪是观测研究太阳辐照度的重要仪器之一,其波长扫描机构的精度很大程度上决定了光谱测量结果的准确性。为驱动光栅达到要求的定位精度,本文设计了以音圈电机为核心的伺服驱动系统。根据系统所需功能,设计了数字信号处理(DSP)加现场可编程门阵列(FPGA)的驱动控制器结构方案,并进行了功能划分,随后依据所需功能设计了硬件电路和软件程序。其中硬件电路主要包括电机驱动电路、高精度电流采集电路、位置反馈采集电路。软件程序包括DSP和FPGA两部分,DSP主要包括系统初始化、外部存储接口(EMIF)通讯、三环比例-积分-微分(PID)计算,FPGA主要用于配合DSP的三环PID算法,其功能主要包括电机驱动程序、模拟/数字(A/D)采样控制、编码器采样、与DSP数据交换。最后通过仿真验证、实验测试和实际应用,验证了驱动系统的有效性,实现了对音圈电机的三环PID控制,实际电机定位精度可以满足驱动光栅的设计需求。

关键词：音圈电机光谱扫描数字信号处理现场可编程门阵列比例-积分-微分控制器

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大气扰动密度场光散射信号成像仿真方法

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物理学报 2025年

作者：王宇瑶孙晓兵崔文煜胡远于长平宋波徐玲玲余海啸韦祎晨王宇轩姚顺中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学技术大学中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室巢湖学院计算机与人工智能学院

空中飞行器在飞行过程中对邻近大气环境造成扰动，形成明显有别于自然背景的大气密度空间分布特征。文中提出基于大气扰动密度场远距离感知飞行器存在的构想，针对性地设计了对大气扰动区域散射光进行三维层析成像的探测模式，以及扰动... 详细信息

空中飞行器在飞行过程中对邻近大气环境造成扰动，形成明显有别于自然背景的大气密度空间分布特征。文中提出基于大气扰动密度场远距离感知飞行器存在的构想，针对性地设计了对大气扰动区域散射光进行三维层析成像的探测模式，以及扰动光信号产生、传递和响应的全过程仿真链路。重点解决了在短曝光条件和激光脉冲二次散射作用下的成像调制传递函数（Modulation Transfer Function， MTF）估算问题，构建了飞行器扰动密度场的光散射回波成像仿真模型。模拟了大气扰动密度场对主动光源的散射回波信号图像和与无扰动背景的差异图像，并在此基础上讨论了不同系统参数下的仿真结果。该模型可以为探测系统设计提供分析工具，并为相关探测技术的发展提供基础。

关键词：密度场大气扰动主动探测成像仿真

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基于GMI数据的植被荧光反演研究

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大气与环境光学学报 2024年第2期19卷 221-231页

作者：王晓迪王先华施海亮叶函函李超安源孙二昌中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

太阳诱导叶绿素荧光直接指示植被生理状态,而植被作为重要的碳汇,若能利用温室气体卫星遥感数据反演出植被叶绿素荧光,则对于分析大气温室气体源、汇具有重要意义。利用氧气吸收线拟合法,基于GF-5卫星“大气主要温室气体监测仪(GMI)”... 详细信息

太阳诱导叶绿素荧光直接指示植被生理状态,而植被作为重要的碳汇,若能利用温室气体卫星遥感数据反演出植被叶绿素荧光,则对于分析大气温室气体源、汇具有重要意义。利用氧气吸收线拟合法,基于GF-5卫星“大气主要温室气体监测仪(GMI)”及美国OCO-2遥感数据,针对亚马逊森林、撒哈拉沙漠和非洲草原地区2019年1月和7月GMI卫星遥感数据开展了叶绿素荧光反演研究,并将结果与OCO-2数据荧光产品进行对比分析。反演结果表明:以OCO-2荧光产品为基准,在三个研究区域的两个研究时段内,GMI数据能够较好地反演叶绿素荧光强度。

关键词：太阳诱导叶绿素荧光遥感反演方法

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基于空间外差的拉曼信号处理方法研究

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光谱学与光谱分析 2022年第1期42卷 93-98页

作者：王新强胡峰熊伟叶松李树甘永莹银珊王方原桂林电子科技大学广西桂林541004 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术,它既具有拉曼光谱测量的非接触、快速、简单、可重复、无需样品准备等特点,更具有空间外差的超光谱分辨率、高通量、无运动部件优点,能在被测物质特征波长中心范围探测,实现微弱拉... 详细信息

空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术,它既具有拉曼光谱测量的非接触、快速、简单、可重复、无需样品准备等特点,更具有空间外差的超光谱分辨率、高通量、无运动部件优点,能在被测物质特征波长中心范围探测,实现微弱拉曼光信号的直接测量。由于被测信号微弱、光学元件加工精度、器件封装及仪器安装误差等原因,会导致空间外差拉曼光谱仪(SHRS)接收到的干涉图存在光强分布不均匀、干涉条纹倾斜或扭曲等现象,从而使普通光谱恢复方法得到光谱信号准确度下降或无法识别。根据SHRS探测到的干涉图所存在的误差特点,将二维傅里叶变换应用于SHRS干涉图的光谱复原,提出基于二维频域谱重采样的最强直线方向光谱提取方法,以实现SHRS光谱的获取。提取过程为:将采集的目标干涉图进行二维傅里叶变换,获得二维频谱图,通过使用相同实验系统采集的单波长或多波长光源的二维频谱信号特征峰的位置信息,拟合获取光信息强度最大方向直线方程。然后根据该直线与目标二维频谱图各列交点坐标位置,确定重采样贡献像元及权重。对拟合直线方程经过的所有列像元进行重采样,得到最终的光谱信号。将该方法应用于自行搭建实验系统采集的三叶草干涉图数据,同时与其他方法光谱复原结果进行对比。结果表明:与一维行平均光谱法比较,该方法获取的光谱在探测波段中心区域信号强度更加明显,同时消除了探测器热噪声的影响;与二维频谱中心行直接提取法比较,该方法是该方法的改进版本,两者结果比较接近。但是由于考虑到干涉条纹y分量的影响,沿二维频谱信号最强方向重采样得到的最终光谱,其主峰半峰宽更窄、边频噪声强度更小,且随着y分量的增加,光谱复原效果及优势将越发明显。该方法是空间外差拉曼光谱技术数据处理的一种有益补充与尝试。

关键词：光谱学空间外差拉曼干涉图二维频谱图

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基于SRIO总线的光纤通信测试系统设计与实现

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大气与环境光学学报 2024年第2期19卷 257-264页

作者：赵子豪路美娜许智龙吴洋刘景岩宋茂新骆冬根中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230031

针对基于线阵电荷耦合元件(CCD)成像原理的调焦调平系统强实时性、高同步性及高数据率的特点,设计了一种基于串行RapidIO总线协议的光纤通信测试系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以光纤为传输介质,通过串行RapidIO总线... 详细信息

针对基于线阵电荷耦合元件(CCD)成像原理的调焦调平系统强实时性、高同步性及高数据率的特点,设计了一种基于串行RapidIO总线协议的光纤通信测试系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以光纤为传输介质,通过串行RapidIO总线协议完成对调焦调平系统性能验证过程中的指令控制和图像数据传输。基于双存储器(FIFO)缓冲的SRIO接口设计使得该测试系统具有较强的通用性和实用性。测试结果表明,该系统光纤接口数据传输速率达440 MB/s,能够满足调焦调平系统性能验证对数据传输速率及正确性的需求。

关键词：调焦调平系统串行RapidIO 现场可编程门阵列光纤通信

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基于随机蛙跳降维和PSO-BPNN的高光谱水体总氮遥感反演

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激光与光电子学进展 2025年

作者：张紫玥刘晓杜丽丽姚顺孙晓兵熊伟曹頔中国科学技术大学环境科学与光电技术学院中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽省合肥生态环境监测中心

城市化的快速发展导致水体污染问题日益严重，对其开展有效的监测具有重要意义。针对传统实验室水质检测方法存在的操作繁琐、时空不连续等问题，本文提出了一种基于高光谱的水体总氮反演方法。以巢湖流域的十五里河为研究对象，基于近... 详细信息

城市化的快速发展导致水体污染问题日益严重，对其开展有效的监测具有重要意义。针对传统实验室水质检测方法存在的操作繁琐、时空不连续等问题，本文提出了一种基于高光谱的水体总氮反演方法。以巢湖流域的十五里河为研究对象，基于近地高光谱水体探测数据，将水样的高光谱数据匹配至无人机高光谱分辨率，采用随机蛙跳算法（RF,Random Frog）提取水样总氮浓度的特征波段，利用粒子群优化（PSO,Particle Swarm Optimization）的BP神经网络算法（BPNN,Back Propagation Neural Network）构建了总氮反演模型，并在无人机高光谱图像中实现了研究区水域总氮浓度的反演与验证。结果表明：基于RF算法提取特征波段465.1nm、495.2nm、756.2nm、830.1nm、847.7nm，符合总氮的敏感波段范围；建立的PSO-BPNN反演模型对训练集的预测精度R2为0.862,RMSE为0.405，对测试集的预测精度R2为0.711,RMSE为0.640，与BP神经网络和偏最小二乘模型相比，测试集的RMSE分别降低了11%和17%；将该模型用于无人机载高光谱影像，可快速反演出总氮的空间分布特征，验证点反演和实测值的相对偏差小于5.5%，证明该模型具有一定的泛化性，实际应用效果较好。

关键词：高光谱总氮反演随机蛙跳降维 PSO-BP神经网络

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近红外光谱在爆炸物粉末表面沾染遥测中的应用

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光谱学与光谱分析 2021年第2期41卷 441-447页

作者：李大成王安静李扬裕崔方晓吴军曹志成王云云乔延利中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对爆炸恐怖事件预防和打击领域内的大范围开放空间下制爆运爆可疑人员衣物表面沾染爆炸物粉末检测问题,研究基于近红外光谱的爆炸物粉末表面沾染遥测方法。研制了一套近红外成像光谱数据采集系统,采集了多种爆炸物粉末和沾染基底的近... 详细信息

针对爆炸恐怖事件预防和打击领域内的大范围开放空间下制爆运爆可疑人员衣物表面沾染爆炸物粉末检测问题,研究基于近红外光谱的爆炸物粉末表面沾染遥测方法。研制了一套近红外成像光谱数据采集系统,采集了多种爆炸物粉末和沾染基底的近红外反射光谱,制备了多个爆炸物粉末表面沾染样本。针对表面沾染检测应用中爆炸物粉末与沾染基底近红外反射特征混叠问题,利用近红外光谱数据处理技术构建近红外光谱解混校正模型,去除了沾染基底信号对爆炸物粉末目标识别的干扰。针对遥测应用中光源照射不均匀问题造成的干扰(如强光反射造成的光谱信号饱和,光线遮挡造成阴影引起的信号微弱,引起光谱反射率测量异常问题),对目标校正得分图进行有效过滤避免误识别问题。此外,针对背景噪声较大时出现光谱预处理过度造成的误识别问题,利用目标原始光谱反射率均值和得分图综合判别加以校正解决。通过实验验证,提出的方法成功解决了表面沾染特征混叠问题、去除了遥测中光照及其他噪声因素的干扰影响,避免了误分类,在典型背景材质棉麻、化纤布料基底上成功识别分类AP(高氯酸铵)、CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)、NQ(硝基胍)、RDX(黑索金)、TATB(三氨基三硝基苯)、硝娣(工业炸药)、烟花爆竹等爆炸物粉末单质及混合物,验证了系统及方法的有效性和可行性,首次在实验室环境下实现了爆炸物粉末表面沾染遥测成像报警,有效距离可达数十米,具备一定应用价值与发展潜力。

关键词：近红外光谱爆炸物粉末表面沾染识别分类

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航空遥感大气多角度偏振辐射计及测试实验分析

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光学精密工程 2022年第22期30卷 2847-2859页

作者：孙晓兵宋茂新吴洋张爱文提汝芳中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031

地球大气与气候变化密切相关,且影响着人类健康和生态环境,大气监测具有重要意义。大气气溶胶散射辐射的偏振敏感性为光学偏振遥感技术应用于大气探测提供了新思路。结合我国航空遥感系统技术发展和环境大气遥感监测需求,提出了一种航... 详细信息

地球大气与气候变化密切相关,且影响着人类健康和生态环境,大气监测具有重要意义。大气气溶胶散射辐射的偏振敏感性为光学偏振遥感技术应用于大气探测提供了新思路。结合我国航空遥感系统技术发展和环境大气遥感监测需求,提出了一种航空大气多角度偏振探测方法,突破集束式偏振光学系统设计和偏振定标等关键技术,研制了大气多角度偏振辐射计。首先,介绍辐射计偏振探测原理,讨论光学系统方案设计,分析辐射计多角度探测和定标精度对气溶胶柱浓度反演后验误差的影响;其次,利用标准偏振光发生器和绝对辐射定标系统,对辐射计偏振测量精度进行验证,并得到绝对辐射定标不确定度;再次,针对辐射计航空遥感模式,研发专门的多角度多光谱偏振探测数据处理系统;最后,开展外场实验分析,通过航空与地面同步观测实验,验证了辐射计各项指标。研究结果表明:辐射计的绝对辐射定标不确定度优于4%,偏振测量精度优于0.5%,同步比对站点的大气气溶胶光学厚度反演精度优于0.05。该辐射计获取的偏振数据可反演得到大气气溶胶光学厚度等参数,满足区域环境大气监测应用需求。

关键词：航空偏振遥感多角度辐射计

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