检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机仿真 2023年第3期40卷 436-441页

作者：张文玥娄小平陈福笛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

多传感器融合定位是解决移动机器人自主定位问题的主要方法之一。针对移动机器人单一传感器自主定位存在的精度低、局限性大等问题,研究设计了基于多传感器融合定位的解决方案方案在定位过程中利用基于扩展卡尔曼滤波和自适应蒙特卡罗... 详细信息

多传感器融合定位是解决移动机器人自主定位问题的主要方法之一。针对移动机器人单一传感器自主定位存在的精度低、局限性大等问题,研究设计了基于多传感器融合定位的解决方案方案在定位过程中利用基于扩展卡尔曼滤波和自适应蒙特卡罗的组合算法,实现对里程计、惯性测量单元以及激光雷达等多个传感器数据的融合,完成移动机器人自主定位。最后利用Turtlebot2机器人和Gazebo仿真环境模拟移动机器人的工作场景,完成对该定位方法的验证,仿真结果表明,上述设计能满足移动机器人在室内未知环境中的自主定位需求,降低定位误差。

关键词：多传感器融合定位里程计性测量单元激光雷达

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基于显著性自适应权重图的红外可见光图像融合

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激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 388-395页

作者：丁海洋董明利刘陈华陆熙田郭晨彤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 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广东广州511462

为改善现有融合策略对源图像信息利用不够充分的问题,利用滚动引导滤波器和各向异性扩散来提取基础层和细节层,对获取的基础层和细节层分别使用视觉显著映射和权重图构建的方法进行融合,然后添加某一权重将融合后的基础层与细节层图像... 详细信息

为改善现有融合策略对源图像信息利用不够充分的问题,利用滚动引导滤波器和各向异性扩散来提取基础层和细节层,对获取的基础层和细节层分别使用视觉显著映射和权重图构建的方法进行融合,然后添加某一权重将融合后的基础层与细节层图像融合为最终图像。基于公开数据集的多个场景进行方法实验验证。实验结果表明,相比其他方法,所提方法得到的融合结果具有更好的对比度,在保持图像像素强度均匀分布的前提下在边缘细节处保留了丰富的纹理特征,具有更好的视觉效果和融合精度,同时在平均梯度、信息熵、空间频率等指标上取得了显著的进步。

关键词：图像融合红外与可见光图像视觉显著映射各向异性扩散权重图构建

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基于LED照明的时域全场OCT成像系统设计

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激光技术 2023年第2期47卷 280-285页

作者：马志明王晓玲周哲海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

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度,提出了一种基于发光二极管(LED)照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号,阐述了其成像原理,并进行了系统结构研究、理论分析和实验... 详细信息

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度,提出了一种基于发光二极管(LED)照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号,阐述了其成像原理,并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明,系统的相干长度为23μm,轴向分辨率达到了11.8μm,横向分辨率为19.8μm,单幅图的采集时间为2.15 ms;与以往的OCT扫描方式相比,该方法减小了实现成本,并具有更快的扫描速率以及更高的精度,有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。

关键词：成像系统光学相干层析发光二极管光源时域光学相干层析成像全场

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多相机视觉测量系统在轨自主定向方法

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激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 119-128页

作者：赵艳芳孙鹏董明利刘其林燕必希王君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 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

在轨组装、维修等航天应用需要大尺寸高精度的在轨测量手段,而视觉测量具有极大的应用潜力。针对目前在轨多相机视觉测量系统缺少人工参考物辅助相机定向的问题,提出一种利用恒星和基准长度尺使多相机视觉测量系统实现外方位参数标定的... 详细信息

在轨组装、维修等航天应用需要大尺寸高精度的在轨测量手段,而视觉测量具有极大的应用潜力。针对目前在轨多相机视觉测量系统缺少人工参考物辅助相机定向的问题,提出一种利用恒星和基准长度尺使多相机视觉测量系统实现外方位参数标定的方法。首先提出一种基于相对外方位参数的恒星和基准长度尺成像模型,解决无人工目标点时多相机空间位置和姿态的解算问题;然后提出一种基于先验误差估计的加权联合平差算法,将三类不同数据融合,实现多相机外方位参数高精度标定。实测实验表明,利用所提标定方法,恒星和基准长度尺端点像面误差的标准差分别为0.48μm(1/7像素)和0.21μm(1/16像素)。另外,在2.5 m×1.4 m的测量范围内,所提方法的空间X、Y和Z坐标误差的标准差分别为0.15 mm、0.04 mm和0.05 mm。所提方法能为视觉测量在轨应用中面临的系统参数标定问题提供方法和参考数据。

关键词：多相机系统在轨标定相对外方位参数模型联合平差

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基于改进YOLOv3-SPP算法的道路车辆检测

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通信学报 2024年第2期45卷 68-78页

作者：王涛冯浩秘蓉新李林何振学傅奕茗吴姝北京信息科技大学信息与通信工程学院北京 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 100192 国家计算机网络应急技术处理协调中心北京 100029 河北农业大学河北省农业大数据重点实验室河北保定 071001

针对在城市道路场景下视觉检测车辆时,车辆密集和远处车辆呈现小尺度,导致出现检测精度低或者漏检的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3-SPP算法,对激活函数进行优化,以DIOU-NMS Loss作为边界框损失函数,增强网络的表达能力.为提高所提算... 详细信息

针对在城市道路场景下视觉检测车辆时,车辆密集和远处车辆呈现小尺度,导致出现检测精度低或者漏检的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3-SPP算法,对激活函数进行优化,以DIOU-NMS Loss作为边界框损失函数,增强网络的表达能力.为提高所提算法对小目标和遮挡目标的特征提取能力,引入空洞卷积模块,增大目标的感受野.实验结果表明,所提算法在检测车辆目标时 mAP 提高了 1.79%,也有效减少了在检测紧密车辆目标时出现的漏检现象.

关键词：车辆检测 YOLOv3-SPP算法激活函数空洞卷积深度学习

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太赫兹折叠波导慢波电路及功率合成技术

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强激光与粒子束 2024年第12期36卷 63-68页

作者：向怀鑫缪旻李振松边兴旺北京信息科技大学信息产业部信息与通信系统重点实验室北京100101 北京信息科技大学智能芯片与网络研究中心北京100101 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 北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家级重点实验室北京100015

针对太赫兹频段行波管输出功率较小的瓶颈以及对紧凑型设计的明确需求,提出一种管内功率合成的0.34 THz折叠波导行波管结构。首先,对太赫兹折叠波导慢波结构的高频特性进行了研究,通过仿真计算得到了其色散特性和耦合阻抗,0.34 THz处归... 详细信息

针对太赫兹频段行波管输出功率较小的瓶颈以及对紧凑型设计的明确需求,提出一种管内功率合成的0.34 THz折叠波导行波管结构。首先,对太赫兹折叠波导慢波结构的高频特性进行了研究,通过仿真计算得到了其色散特性和耦合阻抗,0.34 THz处归一化相速度为0.248,耦合阻抗为0.46Ω;其次,提出了用于管内功率合成的3 dB定向耦合器结构设计,分析表明,其在0.31~0.368 THz范围内,幅度平衡度在±0.19 dB以内,隔离度优于24 dB;最后,完成了基于3 dB定向耦合器管内功率合成的折叠波导行波管基本结构设计并构建了仿真模型,仿真结果表明,最大输出功率为9.16 W,增益为26.6 dB,3 dB带宽达到21 GHz。作为对比,单个折叠波导行波管输出功率为6.18 W,故管内合成的折叠波导行波管的输出功率是单个行波管输出功率的1.48倍;此外,与采用常规外置功率合成结构的双行波管组件设计相比,管内功率合成折叠波导行波管的横向尺寸至少缩减了56.5%。

关键词：太赫兹(THz) 折叠波导行波管 3 dB定向耦合器功率合成注-波互作用

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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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穿刺手术柔性针路径规划技术现状和展望

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电子测量与仪器学报 2023年第6期37卷 1-13页

作者：张帆何彦霖周康鹏祝航威祝连庆北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 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京100016

微创穿刺手术由于具有创伤小、恢复快等优势,近年来在临床上得到广泛应用,主要用来进行组织活检、局部消融和局部麻醉等操作。目前穿刺手术使用的手术器械是斜尖柔性针,相比较于刚性针,前者可以避开重要的器官和组织,对患者的损伤较小... 详细信息

微创穿刺手术由于具有创伤小、恢复快等优势,近年来在临床上得到广泛应用,主要用来进行组织活检、局部消融和局部麻醉等操作。目前穿刺手术使用的手术器械是斜尖柔性针,相比较于刚性针,前者可以避开重要的器官和组织,对患者的损伤较小。在手术过程中,有效的路径规划算法可以辅助医生提高手术的安全性和准确性,现有的术中路径规划算法的误差在毫米量级,限制了其在临床手术中的应用,亟待探讨解决方法。为此,梳理了穿刺手术中柔性针的路径规划研究进展,分析了影响路径规划的因素,对穿刺针的路径规划算法进行了详细的介绍,指出了当前需要解决的关键问题,最后从最优路径选择、参数反馈以及术中实时路径规划方法等不同方面出发探讨了柔性针手术穿刺针路径规划的未来发展方向。

关键词：穿刺手术柔性针路径规划算法术中规划

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Bishop标架螺旋多芯光纤三维位形重构方法研究

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光学技术 2023年第6期49卷 699-703页

作者：刘金方周康鹏赵昊张兴硕孙广开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

针对多芯光纤三维位型重构问题,提出了一种基于螺旋多芯光纤和Bishop标架的三维位形重构方法。分析了基于螺旋多芯光纤和Bishop标架的三维位形重构算法原理,实验采用了螺旋多芯光纤布拉格光栅(Fiber Bragg gating, FBG)阵列传感,通过光... 详细信息

针对多芯光纤三维位型重构问题,提出了一种基于螺旋多芯光纤和Bishop标架的三维位形重构方法。分析了基于螺旋多芯光纤和Bishop标架的三维位形重构算法原理,实验采用了螺旋多芯光纤布拉格光栅(Fiber Bragg gating, FBG)阵列传感,通过光谱漂移计算各个纤芯的应变值,并根据节点截面应变关系模型实现了纤芯曲率和扭转角解算,最后,结合Bishop迭代计算得到光纤整体位形,实现了形状重构。进行了4种形状的重构实验,最大三维重构绝对误差为3.11mm。实验结果表明,基于Bishop-HMCF的形状重构方法能够实现三维位形重构,在柔性机构末端定位和导航上具有重要的研究意义与应用价值。

关键词： Bishop标架螺旋多芯光纤(HMCF) 光纤布拉格光栅(FBG) 位形重构

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用于FBG解调的AWG芯片的设计、仿真与制备

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半导体光电 2024年第1期45卷 69-73页

作者：李姝锋袁配黎婷李丙祥许然杨奕瑶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京100016 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

设计、仿真并制备了一种用于光纤布拉格光栅(FBG)解调的阵列波导光栅(AWG)芯片。该芯片基于SOI衬底进行制备,并在AWG的输入/输出波导、阵列波导与平板波导之间采用双刻蚀结构进行优化。经仿真,该AWG的插入损耗为1.5 dB,串扰小于-20 dB,3... 详细信息

设计、仿真并制备了一种用于光纤布拉格光栅(FBG)解调的阵列波导光栅(AWG)芯片。该芯片基于SOI衬底进行制备,并在AWG的输入/输出波导、阵列波导与平板波导之间采用双刻蚀结构进行优化。经仿真,该AWG的插入损耗为1.5 dB,串扰小于-20 dB,3 dB带宽为1.5 nm。优化后的AWG芯片采用深紫外光刻技术、电感耦合等离子体等技术制备。经测试,该AWG的插入损耗为3 dB,串扰小于-20 dB,3 dB带宽为2.3 nm。搭建了基于该AWG的解调系统,解调实验结果表明,该系统在0.8 nm范围内的解调精度可达11.26 pm,波长分辨率为6 pm。

关键词：阵列波导光栅绝缘体上硅光纤传感光纤光栅解调系统光子集成

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