检索结果-内蒙古大学图书馆

中国惯性技术学报 2024年第10期32卷 1018-1024页

作者：王馨宇魏雯强蔡麒曹慧亮中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

对于MEMS环形谐振陀螺而言,品质因数是一个关键的技术指标,在真空条件下热弹性阻尼是影响品质因数的主要因素。因此,针对带有拓扑梳齿的双U型环形陀螺,首先分析了其结构形式和工作原理。其次研究了热弹性阻尼机理,对双U型环形陀螺热弹... 详细信息

对于MEMS环形谐振陀螺而言,品质因数是一个关键的技术指标,在真空条件下热弹性阻尼是影响品质因数的主要因素。因此,针对带有拓扑梳齿的双U型环形陀螺,首先分析了其结构形式和工作原理。其次研究了热弹性阻尼机理,对双U型环形陀螺热弹性阻尼进行了理论研究。同时借助有限元方法对热弹性阻尼进行了仿真分析,探索了结构参数对环形陀螺品质因数的影响。对不同结构参数的陀螺进行实验测试。仿真分析与实验测试结果表明,增加单环内径,减小单环环宽,减小中央圆盘的半径和减小支撑梁梁宽方式都可以降低陀螺热弹性阻尼,从而提高陀螺的品质因数。合理调整陀螺结构参数可以使陀螺品质因数在一定参数条件下达到十万量级。所提分析方法对降低热弹性阻尼,提高陀螺品质因数具有指导意义。

关键词： MEMS 环形谐振陀螺双U型梁热弹性阻尼有限元分析

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改进RetinaNet的舌面齿痕和裂纹检测模型

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电子测量与仪器学报 2024年第12期38卷 72-80页

作者：曹溪源张德龙朱枭龙张志东薛晨阳中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

中医舌诊通过观察舌特征能够进行脏腑虚实和功能盛衰的判断,具有无创便捷等优势。伴随着计算机视觉技术的飞速发展与广泛应用,开发一种能够进行自动检测、提取和识别舌象特征的模型至关重要。面向中医临床及健康监测对舌诊数字化的需求... 详细信息

中医舌诊通过观察舌特征能够进行脏腑虚实和功能盛衰的判断,具有无创便捷等优势。伴随着计算机视觉技术的飞速发展与广泛应用,开发一种能够进行自动检测、提取和识别舌象特征的模型至关重要。面向中医临床及健康监测对舌诊数字化的需求,提出了一种基于改进RetinaNet的舌面齿痕和裂纹特征自动检测模型。该模型首先在RetinaNet基准模型的骨干网络中引入Sim PSA-ResNet模块和Sim SPPF模块,用以增强网络的特征提取能力和模型的鲁棒性;同时,改进多级特征金字塔网络结构,提高模型的特征融合能力,进一步聚焦舌面特征的关键信息;最后,去除冗余输出特征层,并结合ASFF结构,保留重要的特征信息,提高信息利用率。将改进后的RetinaNet模型在自制的舌象数据集中进行训练和预测,得到的平均检测精度(mAP)为94.37%,相较原算法提升了2.77%。实验结果表明改进RetinaNet模型能够有效提高舌面齿痕和裂纹特征的检测精度,有助于用户的日常自检、健康管理以及辅助医生进行诊断。

关键词： RetinaNet 深度学习目标检测异常舌舌诊

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GaP/SiH范德华异质结构的可调谐电子和光学特性的第一性原理研究

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高等学校化学学报 2025年第2期46卷 135-142页

作者：郭鑫马永强鲍爱达邓蕊秦丽张文琦徐厚敦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 武警工程大学密码工程学院西安710086

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑... 详细信息

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑制了光生载流子的复合.通过施加不同的双轴应变和垂直应变,可以对异质结的电子结构进行一定范围内的精确调控.GaP/SiH异质结构在可见光和紫外光区也表现出优异的光吸收性能,吸收率可达2.34×10^(6)cm^(−1).GaP/SiH异质结构表现出的优异性能为光电子器件的设计提供了参考.

关键词：第一性原理 GaP/SiH范德华异质结构光吸收

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基于偏振的暗通道先验去雾

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物理学报 2022年第14期71卷 112-120页

作者：霍永胜中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

基于暗通道先验去雾的图像增质方法在目标探测中表现良好,但其以光强信息为载体,光学维度单一的不足导致其目标表征效能下降.本文借助偏振对物理属性的敏感特性,提出在传统暗通道先验去雾方法中引入偏振信息来增强不同物体之间的辨识程... 详细信息

基于暗通道先验去雾的图像增质方法在目标探测中表现良好,但其以光强信息为载体,光学维度单一的不足导致其目标表征效能下降.本文借助偏振对物理属性的敏感特性,提出在传统暗通道先验去雾方法中引入偏振信息来增强不同物体之间的辨识程度.研究了暗通道先验去雾方法中退散射与偏振探测的理论,并搭建机械式偏振滤波成像设备在雾天环境对所提方法的目标表征功能进行了实验验证.研究表明,基于偏振的暗通道先验去雾方法能够同时获取物体的光强与偏振信息,与传统暗通道先验去雾方法相比,利用目标与背景的偏振差异能够明显地提高二者对比度.此研究结果可应用于现有的偏振成像仪器系统,实现退散射与偏振信息的实时提取,进一步提高雾天目标探测与表征的效率.

关键词：偏振暗通道先验去雾目标表征退散射

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基于硫系玻璃-聚甲基丙烯酸甲酯分光结构的散斑计算重组光谱仪设计

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红外与激光工程 2023年第10期52卷 158-166页

作者：沈文力谭秋林张磊谢浩中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 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

传统的台式光谱仪多采用大体积、长光程的色散分光方式,往往只能在实验室使用。而手持式光谱仪多采用可调光学滤波器或傅里叶变换的方法,内部存在精密的移动部件,制造难度大。使用硫系玻璃IG2和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料,研究了这两... 详细信息

传统的台式光谱仪多采用大体积、长光程的色散分光方式,往往只能在实验室使用。而手持式光谱仪多采用可调光学滤波器或傅里叶变换的方法,内部存在精密的移动部件,制造难度大。使用硫系玻璃IG2和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料,研究了这两种材料的均匀随机分布方法,以两种材料折射率变化的差异为基础构筑了无序散射结构,结合散斑计算重组的方法设计了一种量程和分辨率可变的小型红外光谱仪系统,结构简单、稳定,无移动部件,可通过不同波长的标定光来确定该系统的量程和分辨率。利用Tracepro软件,采用不同的光源输入进行了标定,用模拟的黑体辐射作为测试输入,光谱仪系统在1~10.9μm光谱范围内能够实现0.1μm分辨率,在1000~2000 nm光谱范围内能够实现10 nm分辨率。采用六阶多项式对测量结果进行了拟合,拟合曲线的最大相对误差为5.32%,可满足煤矿、食品、药物等多方面的应用。

关键词：光谱仪分光结构光学仿真硫系玻璃聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

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线激光扫描热成像无损检测参数有限元仿真分析

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红外技术 2025年第1期47卷 121-129页

作者：谭丹张志杰王禄祥王丁迩恺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

为进一步研究线激光扫描红外热成像无损检测技术,探究检测过程中可调参数及被检材料参数对热成像结果的影响,以获取最佳缺陷检测效果。本文使用COMSOL软件建立线激光扫描碳纤维复合材料的有限元分析模型,选取缺陷中心处及无缺陷处表面... 详细信息

为进一步研究线激光扫描红外热成像无损检测技术,探究检测过程中可调参数及被检材料参数对热成像结果的影响,以获取最佳缺陷检测效果。本文使用COMSOL软件建立线激光扫描碳纤维复合材料的有限元分析模型,选取缺陷中心处及无缺陷处表面最大温差作为衡量检测效果的特征量,分析线激光长度、缺陷大小及缺陷深度对CFRP(Carbon Fibre Reinforced Plastics)热成像结果的影响规律,并分别对3个参数与检测效果的关系进行拟合。研究可为搭建激光扫描热成像检测系统和制定准确可靠的检测标准提供参考。

关键词：线激光扫描热成像 CFRP 无损检测 COMSOL仿真参数分析

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基于WLS-KF的UWB室内定位滤波算法研究

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电子测量与仪器学报 2024年第1期38卷 25-33页

作者：杨承志张晓明张鸽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

针对室内超宽带(UWB)定位过程中受到非视距误差(NLOS)干扰而导致定位精度下降的问题,提出了基于抗差估计原理的自适应卡尔曼滤波方法,结合加权最小二乘法对测距信息解算得到定位坐标。在通视环境下进行测距,利用测得的数据计算新息向量... 详细信息

针对室内超宽带(UWB)定位过程中受到非视距误差(NLOS)干扰而导致定位精度下降的问题,提出了基于抗差估计原理的自适应卡尔曼滤波方法,结合加权最小二乘法对测距信息解算得到定位坐标。在通视环境下进行测距,利用测得的数据计算新息向量和协方差,并基于此构建阈值信息,对NLOS环境产生的量测异常值进行判别,在此基础上利用Sage-Husa滤波对系统噪声协方差进行估计。采用加权最小二乘法对测距信息进行处理,得到标签解算坐标的最优估计。通过MATLAB仿真验证算法的可行性和有效性并在室内环境下进行测距、定位试验验证。仿真和实验结果表明,基于抗差估计原理的自适应卡尔曼滤波方法,结合加权最小二乘法能有效识别NLOS误差,且对定位过程中发生的状态突变能有效进行跟踪,解算得到的标签坐标x方向误差1 cm左右,y方向误差2 cm左右,提高了UWB室内定位的精度。

关键词：抗差估计卡尔曼滤波 UWB NLOS误差加权最小二乘估计

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大视场通用相机的帧插高速成像方法

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红外与激光工程 2024年第12期53卷 225-234页

作者：王宇金武锦辉刘吉张博洋袁涛彭渊李绍栋中北大学仪器与电子学院山西太原030051 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 中北大学信息与通信工程学院山西太原030051

高速摄影在运动物体测试中至关重要,然而,基于电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体的传统成像方法在成像速度和光子灵敏度方面存在局限性。高速相机存在设备成本高昂、大视场复杂环境中成像困难、时-空间分辨率的平衡等问题。作为一种... 详细信息

高速摄影在运动物体测试中至关重要,然而,基于电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体的传统成像方法在成像速度和光子灵敏度方面存在局限性。高速相机存在设备成本高昂、大视场复杂环境中成像困难、时-空间分辨率的平衡等问题。作为一种补充方案来应对高速成像的需求,提出了一种基于大视场通用相机的帧插高速成像方法(Frame Interpolation High-Speed Imaging Method,FIHSIM),用于提升通用相机的高速成像能力。该方法首先对传统通用相机捕捉的模糊图像进行预处理来消除复杂背景。其次,通过对每张模糊图像的不同时间域的灰度值中恢复出图像的时间信息来重建动态图像,此方法虽未提高相机本身成像速度,但通过插值提升了图像质量,达到高速摄影的成像效果。此外,该方法的性能在强运动或极端光照条件下可能会受到限制。为验证方法可行性,运动目标在FIHSIM与高速相机进行对比实验,通过细致测量及分析图像中物体的位移及其误差,实验结果表明,FIHSIM结合通用相机可以实现高速摄影。基于通用相机的帧插高速成像方法的高速瞬态成像速度能实现从一到一百万帧的速率动态范围,同时保持通用相机相应的空间分辨率。因此,FIHSIM具有高空间分辨率、能够记录大量虚拟帧图片观察动态事件的能力,为高速成像提供了一种有效工具。

关键词：图像重建高速成像帧插算法大视场通用相机

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基于DDPG的变外形航天飞行器碰撞规避的轨迹规划方法

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兵工学报 2024年第11期45卷 3903-3914页

作者：丁天雲夏逸梅泽伟邵星灵刘俊中北大学仪器与电子学院山西太原030051 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 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

针对变外形航天飞行器制导与变形决策强耦合问题,提出了基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)变外形碰撞规避的轨迹规划方法。依托变形参量建立变外形航天飞行器运动学模型,设计具有射程误差校正功能的纵... 详细信息

针对变外形航天飞行器制导与变形决策强耦合问题,提出了基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)变外形碰撞规避的轨迹规划方法。依托变形参量建立变外形航天飞行器运动学模型,设计具有射程误差校正功能的纵向制导律和基于视线角偏差的横向制导律,实现绕飞障碍物并保证制导精度。建立适用于连续变外形的马尔可夫决策模型,以攻角、马赫数以及飞行器与障碍物的相对距离为状态空间,设计考虑碰撞的势场惩罚函数及满足制导精度的奖励函数,并构建DDPG网络实现状态空间到动作的尺度变换,得到最优外形决策指令。仿真结果表明:与固定外形航天飞行器相比,通过对外形最优决策,提高了航天飞行器制导精度和横向避障能力,降低了对机载雷达感知能力的要求,节省了感知成本。

关键词：变外形航天飞行器深度确定性策略梯度智能决策轨迹规划碰撞规避

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基于新型共面波导的频率可重构MIMO天线设计

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压电与声光 2024年第1期46卷 108-111页

作者：常睿李伟姚博译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

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17~9.38 GHz与19.53~25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单... 详细信息

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17~9.38 GHz与19.53~25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单元采用CPW馈电方式,蚀刻在F4B的介质基板上,MIMO配置无需额外的解耦装置便能实现良好的隔离效果。仿真和测试结果表明,单个天线与MIMO天线均可实现频率可重构特性,天线单元之间的隔离度<-20 dB,相关包络系数<0.05,分集增益接近10 dB,满足设计要求。

关键词：频率可重构多输入多输出高隔离度 MIMO天线

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