检索结果-内蒙古大学图书馆

遥感学报 2019年第1期23卷 89-98页

作者：李洪鹏李国元蔡志坚吴冠豪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 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心北京100048 苏州大学物理光电与能源学部苏州215006

全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息,为了获取这些信息,本文提出了一种回波分解方法。本方法将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲,并得到其函数表达式,从而提取出被测目标的距离等信息。分解过程中,首先,采... 详细信息

全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息,为了获取这些信息,本文提出了一种回波分解方法。本方法将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲,并得到其函数表达式,从而提取出被测目标的距离等信息。分解过程中,首先,采用可变阈值的经验模态分解滤波法(EMD-soft)对原始波形进行滤波和噪声水平评估;其次,采用一套应对多种波形组成的初始参数估计方法,获取后续拟合所需的初始参数;最后,采用LM(Levenberg-Marquardt)优化算法对回波进行拟合优化,从而获取全波形回波中包含的独立高斯脉冲及其函数表达式。仿真波形的分解实验表明,分解误差在0.1 ns量级,换算成距离误差为15 mm,通过实验室自制的全波形激光雷达实验系统获取的回波的分解实验表明,分解的距离误差小于0.1 m。对比另外两种高斯分解方法对于相同仿真与实验数据的分解结果可以看出,本方法在分解成功率与精度上都有较大的提高。回波分解后的独立高斯脉冲中,除距离外还含有被测目标的反射率、粗糙度、面型等丰富的信息,回波分解方法作为回波分析的基础,将在遥感、测绘等生产与科研领域中发挥非常重要的作用。

关键词：全波形激光雷达回波分解经验模态分解(EMD) LM(Levenberg-Marquardt)优化算法

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多模式分布式遥感微纳航天器集群自然编队构型

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清华大学学报（自然科学版） 2018年第5期58卷 482-488页

作者：方元坤孟子阳尤政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

分布式遥感技术是目前空间探测技术发展的重要方向,其核心是研究由多个微纳航天器组成的分布式遥感集群的系统特性,并根据不同的应用模式进行编队的维持与重构。由于微纳航天器所携带的燃料有限,如何在自然编队的条件下保持系统在较长... 详细信息

分布式遥感技术是目前空间探测技术发展的重要方向,其核心是研究由多个微纳航天器组成的分布式遥感集群的系统特性,并根据不同的应用模式进行编队的维持与重构。由于微纳航天器所携带的燃料有限,如何在自然编队的条件下保持系统在较长时间内的构形稳定是基于分布式微纳航天器的遥感技术亟待解决的重要问题。该文针对多模式分布式遥感任务想定和燃料最省、求解高效等目标,研究了异构集群自然编队构型设计。提出了一种参数直接求解的方法,可以在平面内绕飞模式、领航模式等典型模式下直接获取编队中各伴飞航天器的轨道参数。STK仿真结果表明：该方法精度较高,编队构型稳定,可以满足应急遥感任务要求。

关键词：分布式遥感微纳航天器编队自然编队

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基于长短时记忆太阳能无线传感节点能量预测

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仪器仪表学报 2018年第11期39卷 147-154页

作者：崔粟晋王雪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

无线传感节点的能量供给问题是影响物联网长时间准确测量的重要因素之一。将太阳能转化为电能,供无线传感节点使用,是解决无线传感节点长时间工作的途径。针对太阳能受环境因素影响较大的特点,提出一种基于长短时记忆递归神经网络(LSTM-... 详细信息

无线传感节点的能量供给问题是影响物联网长时间准确测量的重要因素之一。将太阳能转化为电能,供无线传感节点使用,是解决无线传感节点长时间工作的途径。针对太阳能受环境因素影响较大的特点,提出一种基于长短时记忆递归神经网络(LSTM-RNN)的太阳能无线传感节点能量预测方法,通过预测的能量采集信息合理规划无线传感节点的能量使用,保障无线传感节点能量供给稳定性和测量信息的准确与可靠。实验结果表明,所提出的长短时记忆递归神经网络太阳能无线传感节点能量预测方法,能够利用长时间跨度的太阳能采集历史数据,提供准确的无线传感节点能量预测结果,保障无线传感节点能量供给稳定性和测量信息的准确与可靠。

关键词：无线传感节点太阳能采集预测长短时记忆

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全局最优混合活动轮廓模型肺组织三维重构

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仪器仪表学报 2018年第11期39卷 232-239页

作者：张蔚航王雪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

医学图像三维重构是一种重要的计算机辅助可视化技术,对医学诊断和辅助治疗具有重要影响。在胸腔CT图像中,肺部组织密度远小于胸腔壁、骨骼等外围组织。因此,在对肺组织进行三维建模的过程中,肺部易被外围组织遮挡,严重影响其三维观测... 详细信息

医学图像三维重构是一种重要的计算机辅助可视化技术,对医学诊断和辅助治疗具有重要影响。在胸腔CT图像中,肺部组织密度远小于胸腔壁、骨骼等外围组织。因此,在对肺组织进行三维建模的过程中,肺部易被外围组织遮挡,严重影响其三维观测和定量分析。提出了一种针对胸腔CT序列肺部组织的非遮挡三维重构方法。首先提出一种全局最优的混合活动轮廓模型准确分割连续胸腔CT图像中的肺部组织,然后采用基于错切变形的最大密度投影体绘制实现肺部三维模型重构。通过对30例患者CT数据进行实验,结果表明所提出的混合活动轮廓模型可实现准确的肺部组织分割。平均Dice相似性系数为0.983,平均双向Hausdorff距离为6.1mm,每个病例的平均分割效率为4.5min。采用错切变形体绘制重构后可获得无遮挡的肺部三维模型。

关键词：三维重构肺组织分割活动轮廓模型全局最优错切变形体绘制

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迭代最小二乘法气体光谱自动水汽差减算法

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光谱学与光谱分析 2019年第1期39卷 20-25页

作者：王昕吕世龙陈夏北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 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 北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

傅里叶红外光谱法具有测量速度快、信噪比高、检测范围广等优势,在针对污染源废气排放的快速检测及长时间在线监测中具有巨大的发展潜力。水汽是红外光谱污染气体检测中的主要干扰物,影响NOX,SO_2等重要污染物的检测,差减水汽背景谱消... 详细信息

傅里叶红外光谱法具有测量速度快、信噪比高、检测范围广等优势,在针对污染源废气排放的快速检测及长时间在线监测中具有巨大的发展潜力。水汽是红外光谱污染气体检测中的主要干扰物,影响NOX,SO_2等重要污染物的检测,差减水汽背景谱消除光谱中水汽干扰可提高这些污染物的检测精度,具有重要意义。气体光谱中水汽吸收峰由于受到水分子团簇、仪器线型函数等影响,通过数值方法对其计算的误差较大;为此,水汽背景谱一般需采用同一台光谱仪实测获得。主要有两种方法:第一种是通过反复调节水汽/氮气混合气中的水汽浓度,使水汽背景谱中的水汽吸收峰与污染气体光谱中水汽吸收峰相同,此方法耗时较长,且受环境条件制约很难在现场检测中使用;第二种方法是预先测量不同浓度的水汽光谱,在检测污染气体时选取两幅与污染气体光谱中水汽吸收峰最为接近且将其夹在中间的水汽光谱作为参考谱,使用这两幅参考谱线性拟合与污染气体光谱中水汽吸收峰相同的水汽背景谱,此方法可获得高度近似的水汽背景谱,但当前缺乏相关自动算法妨碍了其在快速自动消除水汽干扰方面的应用。为此,提出一种选取水汽参考谱及拟合水汽背景谱的自动算法,用于自动差减消除水汽干扰。在参考谱选取中,使用污染气体光谱依次减去浓度由低至高的水汽光谱,依据差减后光谱中水汽吸收峰所在波数的吸光度正负性来选取参考谱。在水汽背景谱计算中,基于迭代最小二乘法逐步剔除光谱中受污染物吸收峰干扰的波数,采用剩余波数上的数据拟合水汽背景谱,使其与污染气体光谱中水汽吸收峰相一致。使用水汽背景谱对污染气体光谱进行差减即可消除污染气体光谱中的水汽干扰。对含有NO_2的污染气体光谱进行了差减消除水汽干扰实验,结果表明所提出的自动算法可快速准确消除水汽干扰;NO_2在消除水汽干扰后可由其位于1 629cm^(-1)的强吸收峰检测,相比消除水汽干扰前使用不受水汽干扰的位于2 917cm^(-1)的弱吸收峰检测,其检出限得到了大幅提高。

关键词：污染气体检测水汽干扰傅里叶红外光谱最小二乘法

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快速旋转式偏振成像探测装置的设计

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光学精密工程 2018年第10期26卷 2345-2354页

作者：韩勇赵开春尤政清华大学精密仪器系清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室

为了获取更快的偏振成像探测速率,本文对现有的机械旋转式偏振成像装置进行了改进,设计了连续旋转检偏器的成像方式,并改进图像处理过程,进一步提高了偏振成像速度。该装置克服了传统机械旋转式偏振成像装置体积大、成像速度慢、效率低... 详细信息

为了获取更快的偏振成像探测速率,本文对现有的机械旋转式偏振成像装置进行了改进,设计了连续旋转检偏器的成像方式,并改进图像处理过程,进一步提高了偏振成像速度。该装置克服了传统机械旋转式偏振成像装置体积大、成像速度慢、效率低的不足,利用电机带动检偏器快速匀速旋转,并与相机的曝光同步,能够快速便捷地实现偏振图像的获取。同时为了实现更高的偏振图像采集速率,对偏振图像采用了流水线式的处理方式,利用每相邻的3幅强度图解算得到偏振图像,使偏振图像与强度图像具有相同的成像速率。经过测试,该装置能够很好地完成偏振图像的采集,获取被测目标的偏振度和偏振角,在稳定工作状态下平均获取一幅偏振信息耗时0.033 s,且具有较好的工作稳定性。本文所做工作提升了机械旋转式偏振成像仪的工作效率,也为进一步提升机械式偏振成像仪的成像速度、实现对运动目标探测打下了基础。

关键词：偏振成像偏振态快速偏振光探测图像处理

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注射器刺入力测试系统研究

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现代制造工程 2020年第6期 11-15页

作者：邢玉琪冷惠文代建军罗昆李佳芳杨兴烟台大学机电汽车工程学院烟台264005 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 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

针对微量、无痛注射等研究需要,结合临床医学中注射的工作原理,采用硬件与软件相结合的方式,研究并设计了一种具有刺入速度可控、刺入角度可调和工作稳定等特点的注射器刺入力测试系统。实验采用标准砝码加力等方法对注射器刺入力测试... 详细信息

针对微量、无痛注射等研究需要,结合临床医学中注射的工作原理,采用硬件与软件相结合的方式,研究并设计了一种具有刺入速度可控、刺入角度可调和工作稳定等特点的注射器刺入力测试系统。实验采用标准砝码加力等方法对注射器刺入力测试系统的多项性能指标进行分析测试,得出该系统的灵敏度为0.003 V/mN,响应时间小于100 ms,最大迟滞误差为1 mN,重复性误差为±303μN。同时,为验证研发的注射器刺入力测试系统的测试效果,使用人造硅胶模拟皮肤在本系统上进行了带有不同型号针头的注射器刺入力测试实验,实验结果表明,所研制的注射器刺入力测试系统满足实际注射器刺入力测试的要求。注射器刺入力测试系统既可用于不同种类注射器刺入力的测试,也可用于其他领域微小力的精密测试。

关键词：注射器刺入力微力测试

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计算全息三维显示的数据压缩编码技术

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红外与激光工程 2018年第6期47卷 32-37页

作者：顾华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

全息三维显示能够重建真实场景的光场,提供全部的深度感,成为真三维显示的最佳解决方案之一。计算全息三维显示只需要知道物光波的数学描述,可以灵活地控制波前,显示出虚拟的三维物体。但是,巨大的数据量和计算量阻碍了计算全息三维显... 详细信息

全息三维显示能够重建真实场景的光场,提供全部的深度感,成为真三维显示的最佳解决方案之一。计算全息三维显示只需要知道物光波的数学描述,可以灵活地控制波前,显示出虚拟的三维物体。但是,巨大的数据量和计算量阻碍了计算全息三维显示的实用化。文中提出了计算全息三维显示中多个环节的数据压缩编码技术,包括三维物体的稀疏采样、全息三维视频压缩编码的优选和参数优化、全息图分形压缩算法,有效地压缩了数据量,并利用GPU的并行运算能力实现了全息图的快速计算。

关键词：三维显示计算全息压缩编码

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高功率超快光纤激光器研究进展

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中国激光 2019年第5期46卷 77-88页

作者：余霞罗佳琪肖晓晟王攀新加坡国立大学电子与计算机工程系新加坡119077 南洋理工大学电子电气工程系新加坡639798 清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

高功率超快脉冲激光应用广泛,包括精密工业加工、超快光谱学、强场物理学及军事应用等。光纤激光具有操作方便、散热要求低、光束质量好等优势。综述了近年来高功率超快光纤激光器的研究进展,包括新兴的被动锁模光纤激光技术及啁啾脉冲... 详细信息

高功率超快脉冲激光应用广泛,包括精密工业加工、超快光谱学、强场物理学及军事应用等。光纤激光具有操作方便、散热要求低、光束质量好等优势。综述了近年来高功率超快光纤激光器的研究进展,包括新兴的被动锁模光纤激光技术及啁啾脉冲放大技术,以高功率超快光纤激光器在高次谐波产生中的应用为例,阐述了高能量光纤激光在非线性光学中的优势,对高功率超快光纤激光器的研究前景进行了展望。

关键词：非线性光学光纤激光器锁模激光器啁啾脉冲放大高次谐波

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仿生偏振特征感知与导航信息融合的空间态势感知系统

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遥感学报 2018年第6期22卷 917-925页

作者：尤政赵开春清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学精密仪器系北京100084

偏振成像技术已经成为有效提升空间遥感信息应用能力的有力工具。通过模拟自然界的昆虫、鸟类及鱼类偏振视觉系统的信息感知与高精度导航机制,探索基于仿生偏振视觉环境信息感知与位置姿态测量中的科学问题。构建基于偏振成像目标特征... 详细信息

偏振成像技术已经成为有效提升空间遥感信息应用能力的有力工具。通过模拟自然界的昆虫、鸟类及鱼类偏振视觉系统的信息感知与高精度导航机制,探索基于仿生偏振视觉环境信息感知与位置姿态测量中的科学问题。构建基于偏振成像目标特征与导航信息融合的仿生态势感知系统,建立了仿生信息感知与导航解算模型,提出基于生物偏振视觉的仿生信息感知与导航的信息融合与误差分析关键算法,设计实现一种空间环境特征感知及导航信息融合的态势感知系统原理样机,数据更新率高于25 Hz,角度测量重复精度优于0.05°。

关键词：偏振探测态势感知仿生视觉信息感知位姿测量

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