检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2023年第11期44卷 196-204页

作者：刘其林董明利孙鹏燕必希祝连庆长春理工大学光电工程学院长春130022 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为向室内定位技术定位精度及抗干扰能力提供高精度数据对比标准,提出单目视觉空间移动靶位姿测量方法。结合机器视觉投影矩阵求解与摄影测量后方交会技术,实现任意靶位姿下的相机外参数求解。首先,通过世界坐标系下地面控制点坐标及其... 详细信息

为向室内定位技术定位精度及抗干扰能力提供高精度数据对比标准,提出单目视觉空间移动靶位姿测量方法。结合机器视觉投影矩阵求解与摄影测量后方交会技术,实现任意靶位姿下的相机外参数求解。首先,通过世界坐标系下地面控制点坐标及其像面坐标,计算真实相机站位;随后,根据靶点初始世界坐标及其实时像面坐标,求解虚拟相机站位;最后,根据虚拟及真实相机站位外参数,将靶点初始世界坐标变换至靶点实时世界坐标。实验结果表明,在10 m×4.5 m×3.8 m测量空间中,靶位移距离测量误差X方向均方根误差(RMSE)为0.3583 mm,Y方向RMSE为0.3509 mm,Z方向RMSE为1.4752 mm。靶姿态角φ测量RMSE为0.0940°,ω测量RMSE为0.0893°,κ测量RMSE为0.0254°。满足大范围移动载体的高精度实时定位定姿需求。

关键词：空间移动靶单目视觉虚拟相机站位实时定位实时定姿

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大视场相机最优投影模型识别及星光标定方法

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 158-169页

作者：刘其林董明利孙鹏燕必希祝连庆长春理工大学光电工程学院长春130022 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

针对在轨摄影测量中近距离大尺寸测量需求,提出利用星光约束的大视场角摄影测量相机最优投影模型识别及标定方法。首先,构建了具备调节系数的星光几何投影分段函数模型。随后,针对分段星光投影模型开发多站位自标定光束平差算法。通过... 详细信息

针对在轨摄影测量中近距离大尺寸测量需求,提出利用星光约束的大视场角摄影测量相机最优投影模型识别及标定方法。首先,构建了具备调节系数的星光几何投影分段函数模型。随后,针对分段星光投影模型开发多站位自标定光束平差算法。通过将光束平差算法与北方苍鹰寻优策略相结合,对投影模型调节系数、相机内方位参数、相机外方位参数及镜头畸变系数同步优化,直到星点像面重投影均方根误差达到全局最小,得到最优投影模型及其参数。实测实验表明,大视场角相机星光标定后,星点像面坐标的重投影均方根误差为1/9 pixel。在连续帧星光标定实验中,通过卡尔曼滤波算法对相机参数随机误差进行了有效消除。该方法可在相机星光标定过程中识别最优投影模型并标定全部成像参数,具备连续帧标定及参数校准能力。

关键词：在轨摄影测量大视场角相机最优投影模型识别星光标定方法

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超大范围视觉测量双相机联合标定和定向方法

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激光与光电子学进展 2022年第14期59卷 207-215页

作者：王智董明利孙鹏刘其林燕必希王君北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192

针对超大范围相机标定和定向的难题,提出了一种双相机联合标定与定向的方法。采用无人机携带长度尺构建大型空间虚拟标定场的方式,两台相机同时采集长度尺两端标志点图像;并利用长度尺空间长度作为约束,建立自标定光束平差模型,解算两... 详细信息

针对超大范围相机标定和定向的难题,提出了一种双相机联合标定与定向的方法。采用无人机携带长度尺构建大型空间虚拟标定场的方式,两台相机同时采集长度尺两端标志点图像;并利用长度尺空间长度作为约束,建立自标定光束平差模型,解算两相机各自的内方位参数和畸变系数及相机之间的相对外方位参数;最后利用重建长度尺的长度进行误差和精度评估。在40 m×10 m×14 m的超大范围下,所提方法重建长度尺时的平均长度误差为0.193 mm,均方根误差为2.316 mm,相对精密度优于1/20000。实验结果表明,所提方法可在超大范围下方便准确地标定双相机系统的全部参数,具有操作简便、成本低、精度高的优点,具有很强的适用性,为超大范围大尺寸结构视觉测量提供了方法参考和数据依据。

关键词：视觉测量超大范围无人机基准长度尺光束平差相对定向

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中红外量子级联激光器1×16锁相阵列设计

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 46-56页

作者：王锐张东亮张程程林青华罗明馨郑显通祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100016 广州南沙北科光子感知技术研究院广东广州511462

针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确... 详细信息

针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确定器件各层材料外延厚度;通过设计由100%反射率和50%反射率的布拉格反射镜组成的种子激光器实现4.6μm单波长激光输出;通过设计由1×2多模干涉耦合器(MMI)和弯曲波导组成的1×16分束器实现低损耗均匀分束并锁相;通过设计输出端口的Al_(2)O_(3)增透膜厚度并利用电注入放大的方式实现激光器阵列的大功率输出。最终确定波导上GaInAs层厚度为0.25μm,下GaInAs层厚度为0.1μm,上包层InP厚度为3μm,下包层InP厚度为1μm。当单模波导宽度为5μm时,波导损耗为0.055 dB·cm^(-1),光限制因子为0.733。100%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为728 nm,占空比为0.5,周期数为1000;50%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为727 nm,占空比为0.1,周期数为690;当阵列间距为35μm时,分束器尺寸为3080μm×605μm,损耗为0.254 dB,其中MMI尺寸为19μm×126μm;出射端口采用0.7μm的Al_(2)O_(3)增透膜,透射率达到0.975。最后比较了不同放大器阵列间距的温度与远场分布,相关研究结论可为量子级联激光器锁相阵列的研制提供设计参考。

关键词：量子级联激光器锁相阵列分束布拉格反射镜多模干涉耦合器

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应用于集成光学陀螺敏感单元的硅基微环谐振腔

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激光与光电子学进展 2022年第13期59卷 269-276页

作者：孙道鑫张东亮毕付鹿利单周哲海祝连庆北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光纤传感与系统北京实验室北京100016

硅基光子集成谐振腔作为光学敏感单元对芯片级光学陀螺的性能起着至关重要的作用。以互易敏感增强型双微环架构的光子集成陀螺谐振腔为研究对象,通过时域有限差分法仿真分析了双微环谐振腔的关键结构参数,并通过搭建仿真链路研究了微环... 详细信息

硅基光子集成谐振腔作为光学敏感单元对芯片级光学陀螺的性能起着至关重要的作用。以互易敏感增强型双微环架构的光子集成陀螺谐振腔为研究对象,通过时域有限差分法仿真分析了双微环谐振腔的关键结构参数,并通过搭建仿真链路研究了微环谐振腔的品质因子、精细度与耦合系数、传输损耗的内在关系。在此基础上,选取典型结构参数设计版图,基于无源硅基光子集成工艺的多项目晶圆流片制备了双微环谐振腔器件。测试结果表明,当微环半径为500μm、波导与微环的耦合系数为0.3时,在工作波长1550 nm附近微环的自由光谱范围为0.182 nm,3 dB带宽为0.045 nm,精细度为4.04,品质因子约为3.4×10^(4)。本研究结果为双微环谐振腔的进一步优化设计提供了依据。

关键词：集成光学陀螺双微环谐振腔绝缘体上硅耦合系数品质因子

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基于MG-Y型可调谐半导体光源的光纤光栅解调系统研究

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仪器仪表学报 2020年第3期41卷 87-96页

作者：刘佳祝连庆何薇宋言明孟凡勇合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

介绍了一种基于调制光栅Y分支(MG-Y)可调谐光源的光纤光栅解调系统。该系统由可调谐光源控制系统和光电探测电路组成。光源系统由ARM处理器对单片集成恒流源芯片和高精度温度控制芯片控制;光电探测电路是由光电二极管和高动态范围的对... 详细信息

介绍了一种基于调制光栅Y分支(MG-Y)可调谐光源的光纤光栅解调系统。该系统由可调谐光源控制系统和光电探测电路组成。光源系统由ARM处理器对单片集成恒流源芯片和高精度温度控制芯片控制;光电探测电路是由光电二极管和高动态范围的对数放大电路组成,用于接收光纤光栅反射信号。针对基于可调谐扫描光源的硬件系统研究,提出采用波长计实现查找表的方法,构建了"波长-电流"精确转换模型,实现了光纤光栅解调仪的装配与调试。实验对可调谐光源进行测试,该光源在1527~1567 nm光谱范围能够按照20 pm间隔依次输出2001个激光,扫描波长间隔偏差最大为8 pm,功率波动小于4.5 dBm;在F-P标准具验证实验中,解调仪能够对40 nm范围内的52个反射峰实现分辨。

关键词：光纤布拉格光栅波长可调谐激光器 MG-Y可调谐光源解调系统

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集成光学陀螺敏感单元的最新进展

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激光与光电子学进展 2021年第7期58卷 64-74页

作者：毕付张东亮鹿利单祝连庆北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光纤传感与系统北京实验室北京100016

集成光子技术引领了小型化光学器件的发展,可以在单块芯片上实现非常复杂的功能。许多集成光学器件,如分光器、谐振器、激光器、放大器、滤波器和调制器等均已实现单片集成或者混合集成,各国在设计、制造复杂的光子集成器件投入了大量... 详细信息

集成光子技术引领了小型化光学器件的发展,可以在单块芯片上实现非常复杂的功能。许多集成光学器件,如分光器、谐振器、激光器、放大器、滤波器和调制器等均已实现单片集成或者混合集成,各国在设计、制造复杂的光子集成器件投入了大量的研究工作。通过集成光学技术制造的光学陀螺仪可以有效减小陀螺仪的重量和尺寸,降低成本和功耗,并增加系统的可靠性,性能指标也逐渐提升,具有良好的发展潜力。本文介绍了国内外集成光学陀螺仪敏感单元的研究状况,简要分析了当前通过采用不同材料平台和新型谐振结构设计提升集成光学陀螺仪性能的研究特点,期望有助于该领域的研究人员对集成光学陀螺技术的最近进展有比较全面的了解。

关键词：集成光学陀螺谐振腔惯性器件

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基于高浓度掺铒光纤的平坦宽带光源设计

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光学技术 2023年第1期49卷 78-84页

作者：王雨舟张雯熊洁宋言明北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为了实现高平坦的自发辐射输出,提出并设计了一种基于974nm泵浦源和高掺杂浓度掺铒光纤的平坦宽带光源。系统以泵浦波长974nm的激光二极管作为泵浦源,先将泵浦光分为两路对掺铒光纤分级泵浦,再将铒离子产生的自发辐射光合并输出,并调节... 详细信息

为了实现高平坦的自发辐射输出,提出并设计了一种基于974nm泵浦源和高掺杂浓度掺铒光纤的平坦宽带光源。系统以泵浦波长974nm的激光二极管作为泵浦源,先将泵浦光分为两路对掺铒光纤分级泵浦,再将铒离子产生的自发辐射光合并输出,并调节铒纤长度和泵浦功率对输出光谱进行优化。仿真结果表明:泵浦功率为160mW,两段掺铒光纤长度分别为7m和2m时,可以在1530~1610nm得到带宽为80nm,功率为20.348mW,平坦度为±1.268dB的光谱输出。该系统在不额外增加滤波器且光纤总长小于10m的前提下,实现平坦宽带输出,有望在光纤传感系统中得到应用。

关键词：光谱学平坦度宽带光源掺铒光纤

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分布统计特征的孪生网络目标跟踪方法

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计算机工程与应用 2024年第8期60卷 213-224页

作者：李俊曹林张帆杜康宁郭亚男北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100101 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100101 北京信息科技大学信息与通信系统信息产业部重点实验室北京100101

尽管基于孪生网络的跟踪器取得了巨大成功,但在边界模糊这类复杂场景下的跟踪性能仍然较差。大多数现有方法对于目标的定位均采用不灵活的狄克拉分布,由于缺少对边界框的不确定性估计,使其在边界模糊下无法准确定位。为了解决上述问题,... 详细信息

尽管基于孪生网络的跟踪器取得了巨大成功,但在边界模糊这类复杂场景下的跟踪性能仍然较差。大多数现有方法对于目标的定位均采用不灵活的狄克拉分布,由于缺少对边界框的不确定性估计,使其在边界模糊下无法准确定位。为了解决上述问题,基于SiamBAN模型进行改进,利用目标边界框的分布统计特征与其实际的定位质量高度相关这一特性,将边界框的回归值由狄克拉分布转为一定范围内的任意概率分布,将分布统计特征经过分布引导质量预测器生成较高的定位质量估计得分,将分类与定位质量估计联合表示,克服了训练和测试阶段分类与回归不一致问题。在VOT2018、VOT2019、OTB100、UAV123、LaSOT、TrackingNet和GOT-10k数据集上的实验结果表明,对比SiamBAN在准确度和EAO指标上提升了3.3%~10%。

关键词：孪生网络定位质量不确定性估计分布统计特性分布引导质量预测器

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基于卷积神经网络的混叠光谱解调方法

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 263-271页

作者：刘瀚霖辛璟焘庄炜夏嘉斌祝连庆北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

研究了一种基于深度学习的光纤光栅混叠FBG光谱解调方法。利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型处理混叠光谱非线性序列模型问题,通过一维卷积神经网络预测识别混叠光谱中心波长,并搭建了并联结构的混叠光谱数据自... 详细信息

研究了一种基于深度学习的光纤光栅混叠FBG光谱解调方法。利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型处理混叠光谱非线性序列模型问题,通过一维卷积神经网络预测识别混叠光谱中心波长,并搭建了并联结构的混叠光谱数据自动采集实验系统,验证了混叠光谱的中心波长高精度解调。实验分析了训练样本、迭代次数对训练时间、测试时间、解调精度的影响,并对训练完成后的模型进行了解调时间测试。分别与其他解调算法进行了解调精度和测试时间对比,同时对同一组光谱数据使用解调模型算法及最高点寻峰算法进行中心波长值的对比并进行误差分析。实验结果表明:解调模型均方根误差结果为0.08258 pm,使用Intel(R)Core(TM)i7-8550U CPU(Central Processing Unit)的解调计算时间为0.338 s。研究结果表明:采用卷积神经网络模型对于混叠光谱中心波长解调结果的准确性具有合理性,与其他算法相比,文中的解调算法在解调精度和时间上具有优势,模型大小在400 kB以下,所需算力较小,可部署在小型嵌入式设备中,在大规模机载传感网络,结构健康监测中有良好的应用前景。

关键词：光纤光栅混叠光谱光谱数据采集系统卷积神经网络

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