检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2023年第9期52卷 306-317页

作者：王向军朱慧天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室天津300072

由于复杂度较高的跟踪算法多数采用国外芯片实现,基于国产FPGA的跟踪方法得到了研究。针对易于FPGA设计的模板匹配算法鲁棒性不足的问题,基于绝对差和(SAD)相似性度量方法,提出了求窗口内最小绝对差和(SMAD)的方法。利用最大值和最小值... 详细信息

由于复杂度较高的跟踪算法多数采用国外芯片实现,基于国产FPGA的跟踪方法得到了研究。针对易于FPGA设计的模板匹配算法鲁棒性不足的问题,基于绝对差和(SAD)相似性度量方法,提出了求窗口内最小绝对差和(SMAD)的方法。利用最大值和最小值滤波预先处理窗口内图像数据,再求最小绝对差,将SMAD算法的加减法器资源消耗降低为原来的31.8%。提出的类金字塔的方法在节省逻辑资源的同时,提高了对目标尺度变化的适应性。OTB数据集的实验表明:提出的方法与鲁棒性较高的DDIS算法相比,跟踪成功率和平均重叠率分别提高了1.18%、0.13%,又有易于流水线设计的优势。利用国产FPGA实现了帧率可达100 fps的实验系统并验证其跟踪性能,为在国产FPGA上实现高帧率目标跟踪系统提供了解决方案。

关键词：国产FPGA 目标跟踪模板匹配高帧率

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基于机器学习的在轨航天器泄漏源实时定位方法研究

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振动与冲击 2023年第15期42卷 319-324页

作者：边旭田璧菀靳世久天津仁爱学院信息与智能工程学院天津301636 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室天津300072

该文章针对航天器在轨泄漏问题,提出了一种基于机器学习的泄漏源实时定位方法。该方法通过合理特征化泄漏在器壁中激发的弹性波信号,结合有限元仿真技术获得有效的训练数据,设计并实现了一种多层感知机网络模型,从而准确完成泄漏源与传... 详细信息

该文章针对航天器在轨泄漏问题,提出了一种基于机器学习的泄漏源实时定位方法。该方法通过合理特征化泄漏在器壁中激发的弹性波信号,结合有限元仿真技术获得有效的训练数据,设计并实现了一种多层感知机网络模型,从而准确完成泄漏源与传感器间的距离信息估计,同时结合计算弹性波数据时空相关性得到的相对角度信息,可以快速稳定的获得泄漏源的空间位置。该方法仅采用一个布放在器壁上的压电阵列式传感器采集泄漏激发的弹性波数据,结构相对简单。试验结果表明,基于该文章设计的多层感知机模型,在1 m2试验板范围内该方法对泄漏源与阵列式传感器距离估计准确率为100%,最大定位误差为1.2 cm。

关键词：弹性波泄漏定位阵列式传感器多层感知机

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边缘信息引导多级尺度特征融合的显著性目标检测方法

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红外与激光工程 2023年第1期52卷 253-262页

作者：王向军李名洋王霖刘峰王玮天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室天津300072

针对基于FCN和U型网络架构的深度学习显著性目标检测方法提取的显著性图存在边界不清晰和结构不完整的问题,文中提出了一种基于边缘信息引导多级尺度特征融合网络(EGMFNet)。EGMFNet使用多通道融合残差块(RCFBlock)以嵌套的U型网络架构... 详细信息

针对基于FCN和U型网络架构的深度学习显著性目标检测方法提取的显著性图存在边界不清晰和结构不完整的问题,文中提出了一种基于边缘信息引导多级尺度特征融合网络(EGMFNet)。EGMFNet使用多通道融合残差块(RCFBlock)以嵌套的U型网络架构作为主干模型。同时,在网络的较低层级引入具有边缘信息引导的全局空间注意力模块(EGSAM)以增强空间特征及边缘特征。此外,在损失函数中引入了图像边界损失,用于提升显著性图的质量并在学习过程中保留更加清晰的边界。在四个基准数据集上进行实验,实验结果表明,文中方法的F值较典型方法提升1.5%、2.7%、1.8%和1.6%,验证了EGMFNet网络模型的有效性。

关键词：显著性目标检测多尺度特征融合边缘信息引导空间注意力模块边界损失函数

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基于深度学习的计算全息显示进展

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液晶与显示 2023年第6期38卷 819-828,I0002页

作者：刘珂瑄吴佳琛何泽浩曹良才清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

计算全息作为一种三维显示手段,能够基于衍射计算实现对目标光场的精确重建,在元宇宙通讯、AR/VR头戴显示、车载抬头显示等方向均有着重要的应用。如何实现高速且高质量的相位全息图生成是计算全息领域发展的关键问题,也是当前该方向的... 详细信息

计算全息作为一种三维显示手段,能够基于衍射计算实现对目标光场的精确重建,在元宇宙通讯、AR/VR头戴显示、车载抬头显示等方向均有着重要的应用。如何实现高速且高质量的相位全息图生成是计算全息领域发展的关键问题,也是当前该方向的重要研究课题。近年来,深度学习技术的飞跃式发展为上述问题的解决提供了一条新的技术路径。本文介绍了计算全息技术的基本原理及算法分类,综述了近年来所提出的基于深度学习的计算全息解决方案,比较了各类方案的优势与不足,展望了深度学习技术在计算全息领域的发展与挑战。

关键词：计算全息深度学习三维显示卷积神经网络液晶空间光调制器

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基于智能型面分析的抛光表面缺陷检测研究

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激光与光电子学进展 2023年第24期60卷 202-213页

作者：李子豪房丰洲任仲贺侯高峰天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 微纳制造实验室天津300072

工件的表面质量对零件可靠性、质量和使用寿命的影响至关重要。尽管各种基于计算机视觉的目标检测框架已经被广泛应用于工业表面缺陷检测场景,但由于面型的影响以及缺陷之间的混叠性,超精加工工件表面缺陷检测仍然具有挑战性。因此,提... 详细信息

工件的表面质量对零件可靠性、质量和使用寿命的影响至关重要。尽管各种基于计算机视觉的目标检测框架已经被广泛应用于工业表面缺陷检测场景,但由于面型的影响以及缺陷之间的混叠性,超精加工工件表面缺陷检测仍然具有挑战性。因此,提出了一种频率嵌入双分支参数预测网络来预测滤波参数,滤除掉型面信息从而使得缺陷特征更加显著。基于智能型面分析的预处理后,提出了一种基于级联区域神经网络感受野增强缺陷检测网络,将可变形卷积间隔地替换到高效网络的卷积模块中,有效地提高了主干网络特征提取的能力,然后重新选择特征图组成新的特征金字塔网络以提高效率,进一步提高网络性能。此外,还构建了具有滤波参数标注信息的滤波参数数据集UPP-CLS和具有缺陷类别及位置的缺陷检测数据集UPP-DET。模型在UPP-CLS上达到了85.36%的准确性,相较于现有网络提升3~5个百分点;在UPP-DET上达到了0.862的平均精度,相较于现有网络提升5.3%~7.8%。模型整体性能优于主流网络结构。源代码将在https://***/zihaodl/detect_app上开源。

关键词：超精密加工计算机视觉缺陷检测型面分析

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人体下肢运动协调模型

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第3期62卷 458-462页

作者：张羽中柳世强张俊昌朱荣清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

人体在行走、奔跑等运动时,在运动神经中枢的支配下,下肢运动存在一定的协调关系。这种协调性是生物进化和后天学习的结果,它使人体运动更加灵活、高效。研究健康人体的下肢运动协调性对于中风病人的康复治疗、足式机器人的步态规划、... 详细信息

人体在行走、奔跑等运动时,在运动神经中枢的支配下,下肢运动存在一定的协调关系。这种协调性是生物进化和后天学习的结果,它使人体运动更加灵活、高效。研究健康人体的下肢运动协调性对于中风病人的康复治疗、足式机器人的步态规划、外骨骼机器人等助力设备的人机协同控制等领域具有重要意义。目前人体下肢协调性的研究仍比较初级,多停留在现象分析和理论表述,缺少准确实用的建模方法。该文利用可穿戴运动捕捉系统对人体下肢在行走和奔跑时的运动协调性进行测量和分析,基于神经网络模型提出大小腿运动协调性的建模方法。实验结果证明了大小腿运动协调模型的存在,基于该模型,可根据小腿的运动信息准确预估大腿和膝关节的运动信息。该研究结果可应用于康复医疗、机器人步态规划、智能助力设备等领域,将积极促进相关领域技术进步。

关键词：人体运动分析运动协调神经网络可穿戴运动传感器

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高功率线偏振掺镱光纤激光器性能调控技术研究进展

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光学学报 2023年第15期43卷 270-285页

作者：闫平吴与伦李丹王祎肖起榕巩马理清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室北京100084 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学未央书院北京100084

线偏振光纤激光器相比于随机偏振光纤激光器,在相干探测、相干合成、偏振合成及非线性频率变换等方面有广泛的应用,因此近年来受到特别关注。本文先对近几年国内外的线偏振光纤激光器研究成果进行简要总结,再针对该类激光器的偏振控制... 详细信息

线偏振光纤激光器相比于随机偏振光纤激光器,在相干探测、相干合成、偏振合成及非线性频率变换等方面有广泛的应用,因此近年来受到特别关注。本文先对近几年国内外的线偏振光纤激光器研究成果进行简要总结,再针对该类激光器的偏振控制技术、光谱控制技术及光束质量控制技术进行归纳和评述。

关键词：线偏振光纤激光器偏振消光比掺镱光纤光谱控制光束质量

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浅水域的高频宽带ADCP系统

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电子测量与仪器学报 2023年第2期37卷 130-141页

作者：李佳润陈世利天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

浅水域测流可以促进防洪灌溉等水利工程的发展。宽带多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profiler,ADCP)可以精确监测水域的流层流速信息。应用于浅水域测流的宽带ADCP在较窄流层内不容易达到较好的速度精度,同时窄流层内容易... 详细信息

浅水域测流可以促进防洪灌溉等水利工程的发展。宽带多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profiler,ADCP)可以精确监测水域的流层流速信息。应用于浅水域测流的宽带ADCP在较窄流层内不容易达到较好的速度精度,同时窄流层内容易受到局部湍流干扰。针对上述问题,本文提出了基于η准则的解算结果最优值检索方式,优化了局部相关性评估方法,完成了基于片上系统(system on chip,SoC)的ADCP系统的设计;用声束-流速夹角产生的径向流速进一步验证了算法的效果;并完成了室外航船实验。在较窄的径向层厚(6.3 cm)、伴有湍流干扰时,应用提出的方法后可以将速度精密度提高37%,准确度提高77%,低信噪比时能分别提高66%和72%;根据测速值计算的角度与设定角度的误差为3.06°,应用提出的方法处理后误差降为2.60°;根据测量速度的误差关系求得的角度误差可达0.6°;平静湖泊航船实验中,系统解算标准差最小仅1 mm/s,层间流速误差仅为1 mm/s,接近理论流速分布。

关键词：宽带ADCP 流层分辨力流速测量片上系统浅水域

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动载体环境视觉惯性自适应融合物体姿态测量算法

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传感技术学报 2023年第2期36卷 218-224页

作者：王鹏王丞博张宝尚孙长库天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 光电控制重点实验室河南洛阳471000

针对动载体环境下视觉惯性组合姿态测量的过程中,惯性器件噪声时变和突变干扰会使卡尔曼滤波器估计不准确的问题,研究了一种Sage-Husa自适应强跟踪扩展卡尔曼算法。算法采用Sage-Husa自适应滤波来实时估计惯性器件的噪声协方差,引入多... 详细信息

针对动载体环境下视觉惯性组合姿态测量的过程中,惯性器件噪声时变和突变干扰会使卡尔曼滤波器估计不准确的问题,研究了一种Sage-Husa自适应强跟踪扩展卡尔曼算法。算法采用Sage-Husa自适应滤波来实时估计惯性器件的噪声协方差,引入多重渐消因子来抑制突变干扰,增强融合算法的鲁棒性。实验证明,当存在系统噪声变化和突变干扰时,所提算法优于Sage-Husa自适应扩展卡尔曼算法与强跟踪扩展卡尔曼算法,具有良好的鲁棒性。

关键词：姿态测量视觉惯性融合自适应强跟踪滤波器多重渐消因子

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双磁路旋转音圈电机电枢反应的抑制方法

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传感器与微系统 2024年第11期43卷 151-155页

作者：黄俊凯吴腾飞段志君姚志伟天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

旋转音圈电机具有体积小、精度高等优点,一直广泛运用于精密指向机构中。通电线圈引发电枢反应扰乱电机磁场分布,进而影响电机控制性能。本文研究旋转音圈电机电枢反应及其抑制方法,在电机控制模型中引入电枢反应影响系数,边磁轭开矩形... 详细信息

旋转音圈电机具有体积小、精度高等优点,一直广泛运用于精密指向机构中。通电线圈引发电枢反应扰乱电机磁场分布,进而影响电机控制性能。本文研究旋转音圈电机电枢反应及其抑制方法,在电机控制模型中引入电枢反应影响系数,边磁轭开矩形口截断电枢反应干扰磁路,分析电机控制系统动态特性和稳态特性,确定最优开口参数,设计并制造样机。实验结果表明:该方法可将电机控制系统稳态误差降低近50%,有效抑制电枢反应,提高系统稳态性能。

关键词：双磁路旋转音圈电机电枢反应电磁场仿真稳态误差

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