检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2019年第6期48卷 94-110页

作者：张文辉曹良才金国藩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

数字全息作为一种干涉成像方式,能够准确记录物体的相位信息,具有快速、无损、三维成像等优势,被广泛应用于生物成像与材料科学等领域。与其他光学成像方式相同,数字全息也面临分辨率与成像视场互为限制而导致空间带宽积受限的问题。研... 详细信息

数字全息作为一种干涉成像方式,能够准确记录物体的相位信息,具有快速、无损、三维成像等优势,被广泛应用于生物成像与材料科学等领域。与其他光学成像方式相同,数字全息也面临分辨率与成像视场互为限制而导致空间带宽积受限的问题。研究人员提出了计算照明、计算调制与计算探测等方法,通过牺牲成像系统的时间、偏振等自由度来扩展其空间带宽积。文中分析了光学系统信息承载能力的理论基础,总结了近年来大视场高分辨率的数字全息成像技术,介绍了倾斜照明、结构光照明、随机调制照明、多位置综合孔径探测和像素超分辨等方法实现分辨率增强,以及基于角度复用的视场扩展的原理及具体实现,对不同方法进行了比较和分析,并对提高分辨率以及扩大视场的途径进行了展望。

关键词：数字全息超分辨/高分辨视场扩展

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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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三视场红外地球敏感器导航算法分析及研究

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仪器仪表学报 2016年第6期37卷 1201-1209页

作者：王洪剑邢飞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

红外地球敏感器广泛运用于空间飞行器,尤其是在地球轨道附近。目前最新的静态地球敏感器使用焦平面探测器来覆盖整个地球红外辐射圆。若面向飞行在70;00 km处的临近空间飞行器,地球敏感器就需要有很大的视场（>120°）且相对分... 详细信息

红外地球敏感器广泛运用于空间飞行器,尤其是在地球轨道附近。目前最新的静态地球敏感器使用焦平面探测器来覆盖整个地球红外辐射圆。若面向飞行在70;00 km处的临近空间飞行器,地球敏感器就需要有很大的视场（>120°）且相对分辨率很低。针对临近空间飞行器的天文导航运用,采用线阵CCD作为探测器,设计了一个三视场红外地球敏感器。地球敏感器的3个视场按照二维角度均匀分布以确保每个光学头能够均匀地指向地球红外辐射圆上。每个CCD覆盖20°以便能够精确地分辨地球辐射和空间的边界点。综合考虑地球辐射模型和地球扁率等因素,利用地球敏感器观测的向量可以获得地球水平、地心矢量和飞行高度。以70;00 km飞行高度为示例,建立相应的数学模型,同时提出了相应的姿态和高度确定算法并进行了仿真。综合上述分析,研制了一套三视场地球敏感器原理样机并进行相关测试。仿真和实验结果表明:高度测量精度优于200 m,姿态测量精度优于0.002°。

关键词：红外地球敏感器三视场牛顿-拉普森方法姿态测量高度测量

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飞秒光学频率梳高精度气体吸收光谱技术进展

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光谱学与光谱分析 2014年第2期34卷 335-339页

作者：杨宏雷尉昊赟李岩任利兵张弘元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

飞秒光学频率梳以其频谱宽、脉宽窄、频率稳定度高等优点,对光学频率计量、绝对距离测量、高精度光谱测定产生重大影响。飞秒光学频率梳的时域特性和频域特性溯源至微波频率基准,使得高精度气体吸收光谱探测成为可能。飞秒光学频率梳光... 详细信息

飞秒光学频率梳以其频谱宽、脉宽窄、频率稳定度高等优点,对光学频率计量、绝对距离测量、高精度光谱测定产生重大影响。飞秒光学频率梳的时域特性和频域特性溯源至微波频率基准,使得高精度气体吸收光谱探测成为可能。飞秒光学频率梳光谱技术具有测量速度快、光谱灵敏度高、分辨率高、信噪比高等优点,因此加大对飞秒光学频率梳光谱技术的研究力度将更好地服务于环境保护、工业生产、生物医学、科学研究等各领域。飞秒光频梳高精度气体吸收光谱主要可分为光频梳腔衰荡光谱、光频梳腔增强光谱和双光频梳多外差光谱。其中,根据采集方式不同,光频梳腔增强光谱又可分为梳齿游标测量法、虚拟成像相位阵列测量法和傅里叶变换测量法。目前,国外已广泛开展相关研究,而国内仍处于起步阶段。本文综述了飞秒光学频率梳高精度气体吸收光谱探测的主要技术方法,展示了不同测量方法典型的实验方案,分析了各探测方法的优缺点,并追踪了主要研究小组的前沿成果。

关键词：红外光谱飞秒光学频率梳气体吸收

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实现FTIR光谱仪动镜扫描的全数字控制研究

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光谱学与光谱分析 2013年第8期33卷 2263-2266页

作者：任利兵杨宏雷尉昊赟李岩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

动镜扫描是导致FTIR光谱仪动态测量误差的主要因素,其运动的平稳性直接制约着测量光谱的信噪比,并影响到后续光谱定性定量分析的精度,对FTIR光谱仪整体性能优劣有举足轻重的作用。针对传统基于模/数混合设计的动镜运动控制系统的复杂性... 详细信息

动镜扫描是导致FTIR光谱仪动态测量误差的主要因素,其运动的平稳性直接制约着测量光谱的信噪比,并影响到后续光谱定性定量分析的精度,对FTIR光谱仪整体性能优劣有举足轻重的作用。针对传统基于模/数混合设计的动镜运动控制系统的复杂性,研究了一种简洁实效的全数字控制方法,将动镜运动产生的正交编码信号A和B送入数字逻辑芯片CPLD,在该芯片内编写相应的位置和速度控制算法,生成两路PWM信号,再通过数字功率芯片驱动挂载动镜的音圈电机完成扫描。实验表明,该控制方法使动镜在匀速阶段的速度平均稳定性优于97.2%,可显著提高测量光谱信噪比,为FTIR光谱仪高精度定量分析提供保障。

关键词： FTIR光谱仪速度稳定性全数字控制音圈电机

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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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基于两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统

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物理学报 2016年第20期65卷 40-46页

作者：王观胡华伍康李刚王力军清华大学精密仪器系北京100084 精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

在许多精密科学实验和测试中,对地面垂直振动的有效隔离影响着实验结果和测试结果的精度.本文提出一种全新的两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统,在原理分析的基础上,设计并实现了该系统的样机.两根水平摆杆放置在同一竖直平面,绕各自铰... 详细信息

在许多精密科学实验和测试中,对地面垂直振动的有效隔离影响着实验结果和测试结果的精度.本文提出一种全新的两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统,在原理分析的基础上,设计并实现了该系统的样机.两根水平摆杆放置在同一竖直平面,绕各自铰链旋转,上摆杆通过普通弹簧悬挂于基座,下摆杆通过零长弹簧悬挂于上摆杆.系统通过光电探测方法检测两根摆杆的夹角作为误差信号,经过闭环控制将反馈力作用于上摆杆,使两根摆杆的夹角为零.零长弹簧悬挂点的位置与系统刚度有着密切关系,通过精细地调节弹簧悬挂点的位置,合理地设置控制参数,可以实现一个本征频率低至0.01 Hz的系统.理论上,该系统相对于被动式垂直隔振系统具有更好的隔振效果和抗干扰能力,相对于传统的主动式垂直隔振系统体积更小,结构更简单,有望应用于精密物理实验和科学研究当中.

关键词：垂直隔振超低频两级摆杆主动控制

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一种基于数值分析的矩形离子阱仿真优化方法

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分析化学 2013年第10期41卷 1577-1581页

作者：陈一唐飞王晓浩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

提出了一种对矩形离子阱进行仿真设计和优化的方法。该方法以数值分析为基础,对离子在矩形离子阱中的运动进行分析,得到相应的离子运动二阶微分方程。然后使用数值分析的Runge-Kutta法,对此二阶微分方程进行求解,可以得到理想状态下离... 详细信息

提出了一种对矩形离子阱进行仿真设计和优化的方法。该方法以数值分析为基础,对离子在矩形离子阱中的运动进行分析,得到相应的离子运动二阶微分方程。然后使用数值分析的Runge-Kutta法,对此二阶微分方程进行求解,可以得到理想状态下离子在离子阱中稳定的条件,从而完成对矩形离子阱的设计和优化。采用本方法,设计并优化了一种矩形离子阱,质量范围最大为260 amu/e,使用乙醇作为目标样品,紫外灯源作为离子源,法拉第筒作为检测器,对该矩形离子阱进行了质谱实验,成功得到了质谱结果,验证了所提出的数值分析仿真优化方法的实用性和正确性。本方法简单易行,便于修改,针对性强,可对多个参数使用循环遍历的方式来寻找最优值,特别适用于对未知结构或参数的探索研究。以此方法为基础可开发离子运动仿真软件,有很好的应用前景。

关键词：矩形离子阱数值分析仿真优化质谱

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