检索结果-内蒙古大学图书馆

半导体光电 2025年

作者：杨铎廖晶晶黎琪慧杨忠旭辛璟焘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信息科技大学光纤传感与系统北京实验室广州南沙光子感知技术研究院

为将光纤光栅传感系统的工作波段拓展至硅基探测器适用的近红外波段，采用1 550 nm波段的相位掩模板进行780 nm波段的二阶光栅刻写研究。首先，分析了二阶光栅的成栅机理，并搭建紫外激光-相位掩模的刻写系统制备了二阶光栅。研究结果... 详细信息

为将光纤光栅传感系统的工作波段拓展至硅基探测器适用的近红外波段，采用1 550 nm波段的相位掩模板进行780 nm波段的二阶光栅刻写研究。首先，分析了二阶光栅的成栅机理，并搭建紫外激光-相位掩模的刻写系统制备了二阶光栅。研究结果表明，二阶光栅的中心波长与一阶中心波长呈近似二倍关系，并且二阶波长的带宽较窄。随后，利用刻写的光栅封装了应变传感器和温度传感器，并系统研究了其温度和应变特性。结果表明，二阶波长的温度灵敏度和应变灵敏度分别为5.52 pm/℃和0.61 pm/με，约为一阶波长灵敏度的一半。本研究为拓展光纤传感的工作波长范围及硅基探测器的应用提供了技术支持。

关键词：二阶光栅相位掩模板折射率调制光纤传感解调系统

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术中小变温环境下多芯光纤三维位形测量误差研究

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传感器与微系统 2025年第1期44卷 44-46,50页

作者：张兴硕赵昊刘金方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

为了提高连续体手术机器人术中光纤导航的定位精度,研究了在术中小变温环境下多芯光纤布拉格光栅(FBG)传感器温度补偿方法对提高定位精度的有效性。根据多芯FBG传感器的应变和温度传感模型,仿真分析了小温度变化对形状重构精度的影响。... 详细信息

为了提高连续体手术机器人术中光纤导航的定位精度,研究了在术中小变温环境下多芯光纤布拉格光栅(FBG)传感器温度补偿方法对提高定位精度的有效性。根据多芯FBG传感器的应变和温度传感模型,仿真分析了小温度变化对形状重构精度的影响。同时建立了术中小变温环境温度补偿实验系统,在4种曲率(0,5.00,6.25,8.30 m^(-1))条件下进行了变温形状重构实验。实验结果表明,在术中小变温环境条件下,温补后的三维位形测量误差从7.70%下降至4.72%,温度补偿能够有效提高多芯光纤形状重构精度,对实现精准定位与导航具有重要的研究意义与应用价值。

关键词：多芯光纤光纤光栅温度补偿误差分析

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基于井下参数的SCNGO-SVM卡钻预警方法研究

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石油机械 2025年第1期53卷 20-27,36页

作者：张涛夏鹏李军王彪詹家豪北京信息科技大学自动化学院北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室现代测控技术教育部重点实验室中国石油大学(北京)石油工程学院

针对卡钻风险预测的问题,提出了一种融合正余弦和折射反向学习的北方苍鹰优化算法(SCNGO)和支持向量机(SVM)的卡钻预警模型。针对北方苍鹰优化算法(NGO)容易陷入局部最优以及初始解的分布具有随机性和非均匀性的特性,引入折射反向学习... 详细信息

针对卡钻风险预测的问题,提出了一种融合正余弦和折射反向学习的北方苍鹰优化算法(SCNGO)和支持向量机(SVM)的卡钻预警模型。针对北方苍鹰优化算法(NGO)容易陷入局部最优以及初始解的分布具有随机性和非均匀性的特性,引入折射反向学习策略初始化北方苍鹰算法个体、正余弦策略替换原始苍鹰算法的勘察阶段的位置更新公式和正余弦策略的步长搜索因子进行改进,将SCNGO用于SVM寻参,并将模型SCNGO-SVM应用于卡钻预警。研究结果表明:SCNGO在收敛速度、寻优精度等方面明显优于NGO、WOA(鲸鱼优化算法)及SSA(麻雀优化算法);该卡钻预警模型对于卡钻的预测准确率高达97.33%,相较于WOA-SVM、NGO-SVM、SSA-SVM卡钻预警模型,在预测准确率和运算速度上均有较大的提升。该模型为卡钻的预测及其工程应用提供了理论指导。

关键词：卡钻预警模型北方苍鹰优化算法性能测试折射反向学习策略正余弦策略

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基于改进CNN-LSTM的综合传动装置异常检测方法

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机电工程 2024年第11期41卷 1986-1994页

作者：姚海洋陈涛贾然邢培鑫孙光新北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 北京机械设备研究所总装调试室北京100854

针对履带装甲车辆工作环境恶劣、工况复杂多变,导致综合传动装置数据异常、检测困难等问题,提出了一种基于改进的卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)复合模型的异常检测方法。首先,使用主成分分析法(PCA)和滑动窗口对综合传动监... 详细信息

针对履带装甲车辆工作环境恶劣、工况复杂多变,导致综合传动装置数据异常、检测困难等问题,提出了一种基于改进的卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)复合模型的异常检测方法。首先,使用主成分分析法(PCA)和滑动窗口对综合传动监测数据进行了降维和序列划分,提升了异常检测所用的数据质量;然后,使用改进型CNN-LSTM提取了序列数据中的空间特征,利用全连接层输出了数据类别,该方法将CNN和LSTM并联,并引入了残差连接结构,以提高网络对综合传动数据的学习能力;最后,搭建了综合传动装置的异常检测实验台,布置了多种传感器采集综合传动装置的状态数据,并对改进CNN-LSTM方法的有效性进行了验证。研究结果表明:采用残差连接结构改进的并联型CNN-LSTM复合模型,在综合传动系统漏油实验数据的测试集上的异常检测准确率达到了92.7%,并且其接收者操作特性(ROC)曲线下的面积(AUC)达到了0.982,相比于传统CNN-LSTM提升了0.034。改进CNN-LSTM模型具有较强的鲁棒性和泛化能力,能够为综合传动装置的数据异常检测提供一种较为可行的新方法。

关键词：机械传动装置卷积神经网络长短时记忆网络残差连接主成分分析法接收者操作特性曲线下的面积

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基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法

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电子测量与仪器学报 2023年第3期37卷 11-20页

作者：谢巧雪马宗庆祝连庆朱疆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 北京信息科技大学生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100192

光学相干断层扫描(OCT)图像中存在的散斑噪声会掩盖视网膜重要的形态学细节,妨碍视网膜病变的观察和临床诊断。提出了一种基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法,基于残差策略改进生成对抗网络模型结构,并融合结构相似... 详细信息

光学相干断层扫描(OCT)图像中存在的散斑噪声会掩盖视网膜重要的形态学细节,妨碍视网膜病变的观察和临床诊断。提出了一种基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法,基于残差策略改进生成对抗网络模型结构,并融合结构相似性损失约束模型优化,实现散斑噪声抑制,同时增强对视网膜结构细节的保留。在杜克大学发布的SD-OCT公开数据集上的实验表明,所提算法的峰值信噪比和边缘保持指数分别为28.08和0.960,优于所对比的其他去噪方法,且适用于其他来自A2A SD-OCT研究的公开数据集。

关键词：光学相干断层成像视网膜图像去噪生成对抗网络结构相似损失

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用于微创手术探针的光纤力传感器设计

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光学精密工程 2022年第20期30卷 2421-2429页

作者：于昌新何彦霖何超江祝航威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

微创外科穿刺手术探针的末端力测量是实现其精准控制和提高手术质量的关键,对保证手术操作的安全性至关重要。本文针对穿刺手术探针末端力测量的实际需求,设计了一种可集成于探针中的法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)腔级联布拉格光栅(Fibe... 详细信息

微创外科穿刺手术探针的末端力测量是实现其精准控制和提高手术质量的关键,对保证手术操作的安全性至关重要。本文针对穿刺手术探针末端力测量的实际需求,设计了一种可集成于探针中的法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)腔级联布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的光纤力传感器。首先,基于F-P腔的双光束干涉理论及光纤光栅传感理论并结合探针的悬臂梁结构,分析建立了植入在探针中光纤传感器的F-P腔和FBG传感模型,推导出F-P腔和FBG特征波长漂移量与施加力的映射关系,同时引入力与温度灵敏度矩阵,实现了探针力测量的同时有效避免了温度的交叉影响问题。接着,通过化学腐蚀的方法制备了光纤F-P腔并级联FBG形成传感器,并将传感器集成在手术探针中。最后,为了校准并检验本文所设计的F-P腔级联FBG光纤力传感器,对传感器进行了力与温度灵敏度的标定实验和稳定性测试实验。结果表明,该传感器的光纤F-P腔力灵敏度可达331.8 pm/N,FBG力灵敏度可达159.9 pm/N,线性度高于0.99,平均波长漂移为25 pm。本文设计的探针力传感器灵敏度高且线性度好,在微创外科穿刺手术机器人领域具有广阔的应用前景。

关键词：光纤传力感器手术探针法布里-珀罗腔(F-P腔) 布拉格光栅(FBG) 灵敏度矩阵

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一种应用于复杂场景的线结构光激光中心线提取方法

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激光杂志 2024年第10期45卷 74-79页

作者：昝慧新周哲海陈丽北京信息科技大学机械工业现代光电测试技术重点实验室北京100192 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京100192

线结构光激光中心线提取是线结构光三维测量的关键技术之一,其提取精度对系统测量精度有决定性影响。实际三维测量中,相机采集图像受物体表面反射率等因素的影响,给激光中心线提取增加了难度,针对这一问题,提出了一种结合灰度重心法的... 详细信息

线结构光激光中心线提取是线结构光三维测量的关键技术之一,其提取精度对系统测量精度有决定性影响。实际三维测量中,相机采集图像受物体表面反射率等因素的影响,给激光中心线提取增加了难度,针对这一问题,提出了一种结合灰度重心法的改进提取方法。该方法基于连通域分析去除背景光条和噪声区域,接着基于线宽分布实现局部形态学处理,最后结合灰度重心法计算出激光中心线的亚像素位置。该方法的中心线计算精度相较于改进前提高了约60%,在条纹图像出现过曝光和欠曝光区域仍能比较准确提取激光中心线的位置,可以适应复杂环境的考验,能够保证激光中心线提取工作的稳定性和精确性。

关键词：激光中心线提取线结构光三维测量

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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UE5的河湖场景构建与水动力过程模拟研究

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长江科学院院报 2025年

作者：杜蓬卢善龙李擎杜聪张博胡凯鑫北京信息科技大学自动化学院可持续发展大数据国际研究中心中国科学院空天信息创新研究院现代测控技术教育部重点实验室

针对当前已有河湖数字孪生体大多存在的三维虚拟场景精度不够高、河湖水体动态化效果欠佳及动力过程不够精确等问题，使用虚幻引擎5(UE5)作为研究平台，对河湖环境下三维虚拟场景构建与水动力过程模拟方法进行了研究。首先将地形高度图... 详细信息

针对当前已有河湖数字孪生体大多存在的三维虚拟场景精度不够高、河湖水体动态化效果欠佳及动力过程不够精确等问题，使用虚幻引擎5(UE5)作为研究平台，对河湖环境下三维虚拟场景构建与水动力过程模拟方法进行了研究。首先将地形高度图、三维环境模型等作为输入数据构建高精度河湖三维虚拟场景，再对引擎中水体模拟插件进行改进，添加摩擦源项，实现河湖水体动力过程模拟，水文参量和数据读取与计算。然后设计了验证与对比实验场景，最终形成一个具备河湖三维场景与水动力过程模拟功能的数字孪生体框架。本文方法实现了河湖三维场景构建、可视化水动力过程模拟与水文参量动态获取，提高了其作为数字孪生体的模拟能力，为河湖流域数字孪生体技术在场景构建、动态模拟及交互设计的开发提供技术参考。

关键词：河湖三维场景水动力模拟浅水方程虚幻引擎数字孪生

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磁流变减振器的温度场分析

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机床与液压 2023年第1期51卷 140-146页

作者：马胜楠梁冠群周福强危银涛北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

针对目前磁流变减振器的温度场研究较少且现有技术手段无法监测到减振器内部的温度分布,考虑温度对减振器性能的影响,对温度场的分析十分必要。理论分析得到温度对减振器阻尼力及可调系数的影响;考虑到流固传热及流场的相互耦合作用,分... 详细信息

针对目前磁流变减振器的温度场研究较少且现有技术手段无法监测到减振器内部的温度分布,考虑温度对减振器性能的影响,对温度场的分析十分必要。理论分析得到温度对减振器阻尼力及可调系数的影响;考虑到流固传热及流场的相互耦合作用,分别建立流场及流固传热数学模型。在仿真软件中对减振器进行多物理场耦合建模,分析磁流变减振器的温度变化,得到其内部磁流变液的流动状态及变化规律。通过改变活塞头冲程和参数化扫描改变其阻尼间隙,获得不同条件下的温度场、流场分布状态。

关键词：磁流变减振器多物理场耦合温度特性流场特性

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