检索结果-内蒙古大学图书馆

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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光纤光栅传感器在遥感相机强振动环境监测系统的应用

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红外与激光工程 2024年第11期53卷 160-174页

作者：刘朋朋吴俊丁锴铖辛璟焘吕峥孙世君北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094 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

为验证光纤光栅传感器在强振动环境下对遥感相机进行多点分布式测量的可行性及精度,实现光纤布拉格光栅(FBG)在空间遥感器振动传感领域的应用。首先对光学遥感相机构建有限元仿真模型,进行模态分析、振动响应分析。设计实施了系统级装... 详细信息

为验证光纤光栅传感器在强振动环境下对遥感相机进行多点分布式测量的可行性及精度,实现光纤布拉格光栅(FBG)在空间遥感器振动传感领域的应用。首先对光学遥感相机构建有限元仿真模型,进行模态分析、振动响应分析。设计实施了系统级装机环境下光纤光栅传感器与相机不同部位、形式、材料的连接工艺,提出一种使用光纤光栅传感器对遥感相机进行单光纤多点分布测量的试验方法,开展正弦振动和随机振动试验。经光纤光栅传感器测量结果与标准压电式振动传感器测量结果的对比,正弦振动加速度响应测量的最大误差为3.25%,随机振动均方根加速度响应测量的最大误差为3.14%,测量值吻合良好,拟合精度均达到0.99;仿真分析结果与测量结果的拟合精度达到0.97,具有较好的一致性。可见,光纤光栅传感器在强振动环境下对相机进行多点分布式加速度测量的精度高、可行,满足系统监测要求,为光纤光栅传感在空间遥感器强振动响应的高精度测量应用提供借鉴。

关键词：光纤布拉格光栅多点分布强振动遥感相机仿真模型试验验证

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低损耗超声波金属化光纤布拉格光栅传感特性研究

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 159-165页

作者：田婧祝连庆姚霁峰宋言明张钰民北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 现代测控技术教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192

传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低... 详细信息

传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低损耗表贴式金属化封装结构,并研究了其温度和应变传感特性。结果表明:采用超声波焊接法进行金属化封装对FBG造成的传输损耗仅为0.04dB,封装后FBG传感器的温度灵敏度系数为26.44pm/℃,应变灵敏度系数为1.18 pm/με,温度和应变传感拟合R-Squared均达到0.9996以上。可见,采用超声波焊接法能够实现结构简单、传感性能可靠的低损耗金属化FBG温度和应变传感器的制作。

关键词：光纤布拉格光栅金属化封装超声波焊接低损耗传感特性

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面向连续体机器人精密操作的多芯光纤三维形状与位置测量误差研究

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机械工程学报 2024年第3期60卷 68-82页

作者：孙广开张兴硕何彦霖周康鹏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 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

针对复杂封闭空间精密操作中连续体机器人三维形状与位置高精度测量问题,提出基于多芯光纤形变传感方程与三维形状重构算法的误差分析及校正方法。基于多芯光纤传感结构特征和三维空间几何变换原理,推演建立了多芯光纤三维形状与位置测... 详细信息

针对复杂封闭空间精密操作中连续体机器人三维形状与位置高精度测量问题,提出基于多芯光纤形变传感方程与三维形状重构算法的误差分析及校正方法。基于多芯光纤传感结构特征和三维空间几何变换原理,推演建立了多芯光纤三维形状与位置测量的关键方程和算法。采用关键模型算法驱动方法,系统性地分析了传感光纤关键参数误差、信号解调误差、传感方程与重构算法误差、环境温度变化等对测量精度的影响,确定了主要误差源及其定量影响程度。通过误差溯源,建立了测量系统关键参数标定与误差校正方法。构建了七芯光纤测量实验装置,实验验证了方法有效性。研究结果表明,所提方法可实现系统测量误差溯源、定量分析与校正,有效提高多芯光纤三维形状与位置测量精度,在连续体机器人精密测量领域具有应用价值与前景。

关键词：连续体机器人精密测量多芯光纤传感器三维形状测量误差分析

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超快吸附过程太赫兹时间分辨光谱表征与评价

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2401-2411页

作者：史昕哲祝静刘晓飞王帅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量技术北京市重点实验室北京100192 广州南沙紫溪智能感知研究院广州南沙511462 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

挥发性有机物(VOCs)污染防治是国家环境保护和人群健康防护的迫切需求,吸附法被认为是最有效的VOCs处理方法之一。当前吸附机理认知存在局限性,阻碍了其工业应用,探明微观吸附机理是实现高效处理VOCs急需解决的关键问题。现有常规微观... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)污染防治是国家环境保护和人群健康防护的迫切需求,吸附法被认为是最有效的VOCs处理方法之一。当前吸附机理认知存在局限性,阻碍了其工业应用,探明微观吸附机理是实现高效处理VOCs急需解决的关键问题。现有常规微观吸附特征表征方法无法直接实时监测超快吸附现象,需要不断发展新理论、新技术。近年来,太赫兹波在表征吸附过程方面展现出巨大潜力:吸附过程中弱相互作用(范德华力、氢键)的振动模式均在太赫兹波段,化学键断裂与生成引起的表界面移动载流子变化随浓度不同太赫兹响应特征不同,利用太赫兹波谱光学参量(吸收峰、幅值、波形等)在表征吸附特征方面取得了重要进展。吸附过程中化学键的断裂、生成均在皮秒量级,太赫兹波因时间分辨率局限性无法直接获取亚飞秒时间尺度下的有效信息。太赫兹时间分辨光谱在超快过程监测领域的不断突破,在时间尺度上满足了探究超快吸附过程的需求,为揭示微观吸附机理奠定了基础。详细介绍了吸附特征太赫兹波谱表征与评价的研究进展,总结了近几年太赫兹时间分辨光谱在表征超快过程方面的突破性研究,最后提出了太赫兹时间分辨光谱在超快吸附领域的发展方向和面临的主要挑战。

关键词：挥发性有机物吸附太赫兹时间分辨光谱微观机理

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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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基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调技术综述

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物理学报 2022年第9期71卷 166-179页

作者：李科董明利袁配鹿利单孙广开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 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

基于阵列波导光栅的光子集成解调技术是硅光领域的研究热点和难点.相比传统解调方法,基于阵列波导光栅的光子集成解调技术因其解调精度高、解调速度快、封装体积小等优势,在光纤布拉格光栅的高速、高精度解调上具有明显优势.近年来,随... 详细信息

基于阵列波导光栅的光子集成解调技术是硅光领域的研究热点和难点.相比传统解调方法,基于阵列波导光栅的光子集成解调技术因其解调精度高、解调速度快、封装体积小等优势,在光纤布拉格光栅的高速、高精度解调上具有明显优势.近年来,随着光子集成技术的发展,各科研院所和相关机构对阵列波导光栅的光子集成解调法进行了广泛深入的研究与优化.本文通过介绍阵列波导光栅工作原理及基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅波长解调原理,结合基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调仪在材料体系和系统性能两个方面的重要进展,归纳了基于阵列波导光栅的解调仪的典型应用场景,从新材料、系统集成和规模化三方面对光纤布拉格光栅解调系统的未来发展提出针对性建议,为基于阵列波导光栅的光子集成解调技术的研究发展提供参考.

关键词：光纤布拉格光栅波长解调阵列波导光栅光子集成回路

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基于FBG的微小型三轴振动传感器研究

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红外与激光工程 2024年第2期53卷 197-205页

作者：唐翔吴俊黎琪慧辛璟焘董明利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 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京空间机电研究所北京100089 广州南沙光子感知技术研究院广东广州511462

为了研制一种微小型、三轴测量的高灵敏度振动传感器,提出一种分立元件交错组合的超紧凑光纤光栅三轴振动传感器设计方法。采用分立元件组合设计方法降低了设计加工难度,与一体化设计对比,分立元件组合结构的零件结构简单、易于加工、... 详细信息

为了研制一种微小型、三轴测量的高灵敏度振动传感器,提出一种分立元件交错组合的超紧凑光纤光栅三轴振动传感器设计方法。采用分立元件组合设计方法降低了设计加工难度,与一体化设计对比,分立元件组合结构的零件结构简单、易于加工、结构设计也更为灵活,缩短了传感器结构的优化迭代周期。通过理论模型分析和有限元仿真,优化传感器结构参数,最终封装完成的尺寸为15 mm×15 mm×15 mm,质量约为24.26 g。最后进行实验测试和传感器性能分析。实验结果表明:该传感器的工作频段为0~1 200 Hz,在X、Y、Z轴方向的固有频率分别为1 850 Hz、1 770 Hz和1 860 Hz,三个轴向的灵敏度分别达到77.37 pm/g、80.73 pm/g和75.04 pm/g,横向抗干扰小于5%。该传感器满足航天振动测量轻量化、工作范围和灵敏度的应用需求,在遥感卫星微振动测量等领域具有重要应用前景。

关键词：光纤布拉格光栅三轴振动传感器微型化高灵敏度

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基于激光雷达与改进AMCL的爬壁机器人定位方法

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仪器仪表学报 2022年第12期43卷 220-227页

作者：王子润燕必希董明利王君孙鹏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

锅炉爬壁机器人在实际应用中存在轮式编码器与惯性测量单元(IMU)使用受限,车轮与金属水冷壁之间容易打滑等问题。针对以上因素导致机器人全局定位与位姿跟踪性能下降,提出一种基于激光里程计与改进自适应蒙特卡洛(AMCL)的全局定位方法... 详细信息

锅炉爬壁机器人在实际应用中存在轮式编码器与惯性测量单元(IMU)使用受限,车轮与金属水冷壁之间容易打滑等问题。针对以上因素导致机器人全局定位与位姿跟踪性能下降,提出一种基于激光里程计与改进自适应蒙特卡洛(AMCL)的全局定位方法。首先,使用基于PL-ICP方法的激光里程计替代传统轮式、惯性里程计;然后将遗传学中DNA交叉变异的思路引入AMCL的粒子迭代过程中,提出一种遗传算法改进的自适应蒙特卡洛定位方法,缓解AMCL粒子贫化导致位姿跟踪性能下降和恢复定位速度慢的问题。经实验验证,该方法的绝对定位误差控制在12.7 cm,精度较普通AMCL方法提升32.4%;该方法在机器人发生轻微打滑时定位结果几乎不受影响,发生较大滑动时恢复定位的速度较普通AMCL方法提升35%。

关键词：自适应蒙特卡洛 PL-ICP 遗传算法粒子贫化位姿跟踪

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微型化三轴FBG振动传感器的角振动测量研究

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仪器仪表学报 2024年第5期45卷 43-50页

作者：黎琪慧陈亚新辛璟焘董明利李昆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 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京空间机电研究所北京100089 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

针对微型三轴振动传感器研制,可用空间小且结构复杂和结构零件组合装配困难等问题,提出采用3个一体化模块交错组合的传感器设计方法,提高了空间利用率和装配精度。通过理论分析和有限元仿真,完成15 mm×15 mm×15 mm微型化传感... 详细信息

针对微型三轴振动传感器研制,可用空间小且结构复杂和结构零件组合装配困难等问题,提出采用3个一体化模块交错组合的传感器设计方法,提高了空间利用率和装配精度。通过理论分析和有限元仿真,完成15 mm×15 mm×15 mm微型化传感器的优化设计,搭建显微镜成像封装系统和振动测试系统完成传感器的封装和性能测试。实验表明,该传感器X、Y、Z轴的谐振频率分别为990、975和960 Hz,且在0~700 Hz频率范围内平坦度好,灵敏度分别为19.10、19.28和20.01 pm/g,具有轻量化和三轴测试性能一致性高的优点。搭建微角振动测试系统,验证传感器的性能,其角位移测量分辨率优于0.21μrad,线性度为0.998。

关键词：光纤布拉格光栅振动传感器三轴微型化振动测量

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