检索结果-内蒙古大学图书馆

国外电子测量技术 2023年第9期42卷 130-136页

作者：孙瑞彤谷玉海张英北京信息科技大学机电工程学院北京100192 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 北京邮电大学自动化学院北京100876

为了满足对表面贴装器件(surface mounted devices,SMD)器件边缘高精度的定位要求,提出了一种改进的SMD图像亚像素边缘检测算法。首先,对SMD图像进行双边滤波和二值化处理;其次,采用引入信息熵加权系数的多类型多尺度的结构元素对预处... 详细信息

为了满足对表面贴装器件(surface mounted devices,SMD)器件边缘高精度的定位要求,提出了一种改进的SMD图像亚像素边缘检测算法。首先,对SMD图像进行双边滤波和二值化处理;其次,采用引入信息熵加权系数的多类型多尺度的结构元素对预处理后的SMD图像进行形态学运算,获得像素级图像边缘;最后,在像素级图像边缘的基础上,采用一种改进模板系数和边缘判断条件的Zernike矩边缘模型对SMD图像重新定位,确定亚像素边缘坐标,实现SMD图像边缘检测。实验结果表明,该算法与Zernike矩和改进Sobel-Zernike矩算法相比,亚像素坐标与真实坐标误差更小且仅为0.4940 pixels,运行时间分别减少了54.671%和19.407%。

关键词：双边滤波形态学 Zernike矩亚像素边缘检测

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考虑沸腾传热的车用永磁同步电机峰值工况温升特性研究

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西安交通大学学报 2022年第4期56卷 138-146页

作者：何联格陈红玲吴行葛帅帅石文军严新重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 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 重庆青山工业有限责任公司重庆402761

为研究电动汽车在高原环境下峰值工况运行时永磁同步电机的温升问题,建立RPI过冷沸腾换热模型。该模型考虑了气泡分离直径、气泡分离频率和气泡成核密度等的影响,能够对沸腾换热过程中两相流状态进行准确分析。运用沸腾传热理论研究电... 详细信息

为研究电动汽车在高原环境下峰值工况运行时永磁同步电机的温升问题,建立RPI过冷沸腾换热模型。该模型考虑了气泡分离直径、气泡分离频率和气泡成核密度等的影响,能够对沸腾换热过程中两相流状态进行准确分析。运用沸腾传热理论研究电机的温升特性,在流体域中建立沸腾传热模型以及气泡子模型,模拟电机在高原环境下的运行环境来研究冷却液进口温度、海拔高度以及进口流速等因素对电机温升的影响。结果表明:在电机热机后进行试验与仿真,考虑沸腾传热时电机的温升特性更接近试验结果,所以研究电机的温升特性时应该要考虑冷却系统沸腾传热的影响;峰值工况下电机的温升特性随着冷却液进口温度的升高,电机绕组达到150℃所用的时间越少,即电机温度越高;在平原或者高海拔环境下,电机在峰值工况运行时的温度增长速率均随着冷却水进口水温的增大而增大,而电机的温度随着大气压强的降低而下降;由于冷却水的相变两相流沸腾传热现象,在高海拔地区运行时的温升特性比平原地区更好。

关键词：永磁同步电机峰值工况沸腾传热温升特性高原环境

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轮式移动机器人复合分层抗干扰轨迹跟踪控制

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期39卷 1-7页

作者：周岩刘云龙李擎北京信息科技大学自动化学院北京100192 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

针对存在多种不同类型干扰的非完整轮式移动机器人,提出了一种复合分层抗干扰跟踪控制策略。通过引入直流电机模型,分别设计了非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)和扩张状态观测器(extended state observer,ESO)来... 详细信息

针对存在多种不同类型干扰的非完整轮式移动机器人,提出了一种复合分层抗干扰跟踪控制策略。通过引入直流电机模型,分别设计了非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)和扩张状态观测器(extended state observer,ESO)来估计摩擦、空气阻力以及负载变化引起的参数不确定等不同类型扰动。随后,基于观测器估计值设计反馈控制器来跟踪期望速度。在整体控制方案中,运动学控制器位于外环,为轮式移动机器人的内环控制器提供所需的期望速度指令。最后,仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：轮式移动机器人非线性干扰观测器扩张状态观测器参数不确定

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基于啁啾光纤光栅激光器的温度传感特性

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发光学报 2021年第12期42卷 1928-1935页

作者：罗章何巍董明利张雯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京100192

提出并设计了一种环形腔掺铒光纤激光用于温度传感的方法。利用啁啾光纤光栅进行光学滤波,结合未泵浦掺铒光纤作为可饱和吸收体稳频,实现了环形腔掺铒光纤激光器单波长激光输出。通过温度变化实验,实现了单波长激光输出的温度传感测量... 详细信息

提出并设计了一种环形腔掺铒光纤激光用于温度传感的方法。利用啁啾光纤光栅进行光学滤波,结合未泵浦掺铒光纤作为可饱和吸收体稳频,实现了环形腔掺铒光纤激光器单波长激光输出。通过温度变化实验,实现了单波长激光输出的温度传感测量。泵浦源输出功率为219 mW时,实现了1555.25 nm单波长激光输出,3 dB线宽为0.06 nm,边摸抑制比为47.05 dB。实验中对1555.25 nm单波长激光进行稳定性测试,10 min内激光输出功率变化为0.59 dB。利用温度加热平台对啁啾光纤光栅进行升降温实验,升温过程温度灵敏度为12.59 pm/℃,线性度为0.9986,降温过程温度灵敏度为12.58 pm/℃,线性度为0.9983。不同温度条件下对激光进行稳定性测试,在10 min监测时间范围内,50℃和300℃激光输出功率变化分别为0.27 dB和0.09 dB。

关键词：光纤激光器啁啾光纤光栅可饱和吸收体温度传感

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浮空器柔性复合蒙皮形变光纤布拉格光栅传感器应变传递特性

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红外与激光工程 2021年第5期50卷 193-201页

作者：刘炳锋董明利孙广开何彦霖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

为提高浮空器气囊蒙皮形变光纤布拉格光栅监测的应变传递效率,研究了柔性复合蒙皮光纤光栅应变传递特性。针对柔性复合蒙皮材料结构特征,建立了“光纤光栅—粘贴层—蒙皮结构”三层应变传递模型,推导出应变传递变化函数,通过解析方法和... 详细信息

为提高浮空器气囊蒙皮形变光纤布拉格光栅监测的应变传递效率,研究了柔性复合蒙皮光纤光栅应变传递特性。针对柔性复合蒙皮材料结构特征,建立了“光纤光栅—粘贴层—蒙皮结构”三层应变传递模型,推导出应变传递变化函数,通过解析方法和有限元方法对光纤光栅传感器各点应变传递率进行了计算,并分析了粘贴层及蒙皮结构相关参数对应变传递率的影响,得出表面粘贴式光纤光栅传感结构最佳封装参数。研究结果表明,对于传感器中部的应变传递效率,解析和数值方法计算误差小于5%,当粘贴层弹性模量为0.5 GPa、粘贴长度为40 mm、粘贴宽度为6 mm、上下粘贴层厚度分别为0.2 mm和0.1 mm时,光纤光栅应变传递模型封装参数优化后的应变传递率可达97.04%,可满足浮空器气囊形变监测的灵敏度要求。

关键词：浮空器柔性复合蒙皮光纤光栅表贴式传感器应变测量应变传递

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基于多尺度图卷积的高光谱图像分类

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激光与红外 2024年第8期54卷 1300-1308页

作者：温馨李禄范军芳胡智峰周锋吴亚平北京信息科技大学自动化学院北京100192 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 中煤航测遥感集团有限公司陕西西安710100 湖北省测绘工程院湖北武汉430070

近年来,卷积神经网络在高光谱图像分类领域取得了显著的进步,但是其只能对图像进行规则格网运算,不能自适应的进行特征聚合。因此,本文提出了一种基于分段森林的多尺度图卷积神经网络的高光谱图像分类方法,主要有四个步骤:首先使用主成... 详细信息

近年来,卷积神经网络在高光谱图像分类领域取得了显著的进步,但是其只能对图像进行规则格网运算,不能自适应的进行特征聚合。因此,本文提出了一种基于分段森林的多尺度图卷积神经网络的高光谱图像分类方法,主要有四个步骤:首先使用主成分分析进行降维,根据图像的空间信息构建多尺度的分段森林,建立子树之间关系;然后提出了一种基于图卷积网络的U-net模型架构,通过池化和解池化建立多个尺度之间的图结构特征的转换;网络通过图卷积神经网络进行自适应的特征聚合,并在编码器和解码器之间采用跳层连接融合了多尺度特征;最后通过SoftMax进行节点的半监督分类。实验在公开的高光谱数据集上进行了验证,均取得了较好的分类精度,表明了该方法的有效性。

关键词：高光谱图像多尺度分段森林图卷积神经网络子树

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基于游标效应和基底增敏的复合光纤结构温度传感器

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光学学报 2021年第15期41卷 40-47页

作者：刘福禄张钰民庄炜骆飞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京100192

为实现高精度温度传感,设计了一种基于游标效应和铝合金基底增敏的复合结构的光纤温度传感器。该传感器由空芯光纤和单模光纤形成的级联法布里-珀罗干涉仪(FPI)、与级联FPI串联的光纤布拉格光栅(FBG)和铝合金基底构成。利用三光束干涉... 详细信息

为实现高精度温度传感,设计了一种基于游标效应和铝合金基底增敏的复合结构的光纤温度传感器。该传感器由空芯光纤和单模光纤形成的级联法布里-珀罗干涉仪(FPI)、与级联FPI串联的光纤布拉格光栅(FBG)和铝合金基底构成。利用三光束干涉理论、光束传播法、有限元分析,阐述了其反射光谱、传输光场、热力学等特性。通过控制空芯光纤和单模光纤的几何长度,可灵活地调整游标效应增敏倍数和温度测量分辨率。该复合结构的设计不仅可以测量温度的微小变化量,还可以测量温度的绝对值。实验结果表明,基于游标效应的级联FPI和FBG的温度灵敏度分别为138.4 pm/℃和37.4 pm/℃,传感器的温度重复性和快速响应性良好,可以广泛应用于高精度测量领域。

关键词：光纤光学游标效应级联法布里-珀罗光纤布拉格光栅温度传感器

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基于光纤光栅的软体机器人末端力测量方法研究

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红外与激光工程 2021年第7期50卷 212-220页

作者：汤晨何彦霖祝连庆孙广开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

手术机器人的末端操作力测量是实现机器人精准控制的关键,对保证手术操作的安全性至关重要。文中针对微创手术软体机器人末端三维力测量的实际需求,提出一种基于光纤光栅的微创软体机器人末端三维力的测量方法。基于光纤光栅传感原理,... 详细信息

手术机器人的末端操作力测量是实现机器人精准控制的关键,对保证手术操作的安全性至关重要。文中针对微创手术软体机器人末端三维力测量的实际需求,提出一种基于光纤光栅的微创软体机器人末端三维力的测量方法。基于光纤光栅传感原理,分析光纤传感器植入在软体机器人中的传感特性,建立基于最小二乘法线性标定和基于伯恩斯坦多项式非线性补偿的软体机器人末端力解耦模型,研究光纤光栅中心波长漂移量和软体机器人末端三维力之间的关系。并通过实验测试和对比分析验证了基于线性标定和非线性解耦算法的光纤传感软体机器人末端力测量性能研究结果表明:光纤光栅传感的可重复性平均为1.5 pm,末端力在XYZ三个方向上的测量精度误差均低于满量程的5%,且残差分布大部分集中在可靠区间,具有良好的重复性。所提出的基于光纤光栅的软体机器人末端力解耦算法为微创手术软体机器人的末端力精确测量提供了有效的方法,在生物医学等软体机器人的末端力测量中具有应用前景。

关键词：光纤光栅力传感器软体机器人

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3D打印碳纤维复合材料件缺陷识别方法研究

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电子测量技术 2025年第5期48卷 137-146页

作者：张嘉宁韩凤霞王红军刘淑聪汪俊北京信息科技大学机电工程学院高端装备智能感知与控制北京市国际科技合作基地北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室南京航空航天大学机电工程学院

3D打印碳纤维增强复合材料构件常见缺陷包括裂纹、气泡、脱粘和分层等。然而，传统的红外热图处理技术存在边缘模糊、“伪影”等问题，并未充分利用像素值在时间维度上的信息。因此，提出了一种基于时序信息的自适应中值滤波算法。结合... 详细信息

3D打印碳纤维增强复合材料构件常见缺陷包括裂纹、气泡、脱粘和分层等。然而，传统的红外热图处理技术存在边缘模糊、“伪影”等问题，并未充分利用像素值在时间维度上的信息。因此，提出了一种基于时序信息的自适应中值滤波算法。结合当前像素在时间维度上的变化信息，利用z-score离群值去除法，判断当前像素在一定时间维度内是否异常，从而减少噪声污染。实验证明：该算法与小波分解去噪、张量主成分分析等方法相比，信噪比指数平均高出6.155 dB,边缘保持良好。此外，使用半高宽测量法、最大类间差法和高斯拉普拉斯算子量化了缺陷，实验表明碳纤维含量和激励时间影响缺陷量化的精度。

关键词： 3D打印复合材料红外图像基于时序信息的自适应中值滤波

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引入应变灵敏度矩阵的探针形状光纤测量方法

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红外与激光工程 2021年第12期50卷 400-408页

作者：何超江何彦霖骆飞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

介入探针形状监测技术能够为医生在手术中提供重要参考信息,是保证手术安全性的必要手段。为提高介入探针形状测量精度,文中提出一种引入应变灵敏度矩阵的光纤光栅传感阵列介入探针形状测量方法。首先,基于光纤光栅传感理论,分析了植入... 详细信息

介入探针形状监测技术能够为医生在手术中提供重要参考信息,是保证手术安全性的必要手段。为提高介入探针形状测量精度,文中提出一种引入应变灵敏度矩阵的光纤光栅传感阵列介入探针形状测量方法。首先,基于光纤光栅传感理论,分析了植入在探针中光纤光栅波长漂移量与其应变的关系,同时引入了应变灵敏度矩阵,研究了光纤光栅中心波长漂移量与其弯曲曲率的关系。然后,推导了探针的局部单元几何参数关系和坐标转换方程,建立了基于光纤光栅的探针形状测量模型。最后,为了验证引入应变灵敏度矩阵对形状测量精度的影响,对植入光纤光栅传感阵列的介入探针进行了不同弯曲状态下的形状测量实验,对比分析了引入应变灵敏度矩阵前后形状测量的误差。实验结果表明,引入光纤光栅应变灵敏度矩阵可有效提升介入探针的测量精度,在不同弯曲情况下,介入手术探针末端偏移量平均误差降低了1.385 mm,最大误差降低了3.317 mm。文中所提出的基于光纤光栅传感阵列的形状测量方法在介入手术柔性医疗器械的形状重构方向具有广阔的应用前景。

关键词：光纤布拉格光栅应变灵敏度形状传感介入手术探针

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