检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2024年

作者：林晨啸谈宜东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

调频连续波（Frequency-modulated Continuous-wave,FMCW）激光雷达具有非接触式测量、抗环境光干扰、高分辨率、能够同时获取速度和距离信息等优势，近年来被广泛应用于航空航天、精密制造、无人驾驶等领域。FMCW激光雷达的测距能力很... 详细信息

调频连续波（Frequency-modulated Continuous-wave,FMCW）激光雷达具有非接触式测量、抗环境光干扰、高分辨率、能够同时获取速度和距离信息等优势，近年来被广泛应用于航空航天、精密制造、无人驾驶等领域。FMCW激光雷达的测距能力很大程度依赖于其光源的扫频线性度。在实际应用中，扫频光源会受到诸如应力拉伸不均匀、腔内温度变化、电路噪声等因素的影响，导致扫频非线性的产生，使得测距分辨率和精度下降。针对这一问题，本文从原理出发，分析了FMCW激光雷达中光源扫频非线性的影响，系统介绍了不同类型扫频非线性校正技术的原理和国内外研究进展，并对这些方法的适用场景、特性和优缺点进行总结，为后续相关研究提供启发。

关键词：调频连续波激光雷达绝对测距扫频光源非线性校正

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微片激光准共路-调频回馈干涉仪关键技术研究

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激光与光电子学进展 2023年第3期60卷 101-117页

作者：张书练杨元清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

激光器回馈干涉(又称自混合干涉)与传统的光干涉有实质不同。前者发生在激光器(光源)内部,激光介质增益对干涉效果(条纹形状等)起重要作用,而后者只发生在激光器外部的光路上。本文从应用的角度,也从和传统的激光干涉对比的角度探讨固... 详细信息

激光器回馈干涉(又称自混合干涉)与传统的光干涉有实质不同。前者发生在激光器(光源)内部,激光介质增益对干涉效果(条纹形状等)起重要作用,而后者只发生在激光器外部的光路上。本文从应用的角度,也从和传统的激光干涉对比的角度探讨固体微片激光器回馈干涉仪的关键技术,包括对固体微片激光器回馈有特殊意义的“弛豫振荡”、高光灵敏度(完全非接触)的形成、测量精度提高、测量速度增加、频率稳定等。还将介绍本团队研究微片激光准共路-调频回馈干涉仪应用的成果,包括回馈共焦显微技术、表面测量、振动(和声音)测量、面内位移测量、热膨胀系数测量、折射率测量等。

关键词：微片激光准共路调频激光回馈应用

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近场分布式光度计的研究进展及应用

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应用光学 2024年第1期45卷 17-25页

作者：何泽浩王洪远闵锐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

亮度计成像精度、存储器数据容量和计算机运算能力决定了近场分布式光度计的探测能力。随着成像技术和计算机技术的发展,近场分布式光度计的测量性能有了革命性的提升。介绍了近场分布式光度计的工作原理,归纳了近场分布式光度计相对于... 详细信息

亮度计成像精度、存储器数据容量和计算机运算能力决定了近场分布式光度计的探测能力。随着成像技术和计算机技术的发展,近场分布式光度计的测量性能有了革命性的提升。介绍了近场分布式光度计的工作原理,归纳了近场分布式光度计相对于远场分布式光度计的优势。综述了国内外近场分布式光度计的研究进展,对比了部分国内外产品的性能指标。针对近场分布式光度计元数据精度不足、扫描重构速度偏慢和溯源装置适应性受限的现状,从部件、软件和系统等方面归纳了相应的解决方案。结合近场分布式光度计的特点和优势,展望了其在照明显示、交通运输、工业视觉和文物保护等领域的应用。

关键词：光度测量照明测量显示测量分布式光度计近场分布式光度计

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非合作目标光频扫描干涉信号快速检测方法

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光学学报 2023年第7期43卷 58-66页

作者：赵晖吴腾飞周强段志君天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

研究非合作目标光频扫描干涉信号的快速检测方法,采用稀疏傅里叶变换算法快速求解距离谱,通过引入综合Rife算法精密校正距离谱,可大幅提升解算效率,保证解算精度。实验结果表明,所设计的硬件检测单元能够高效采集并处理不同粗糙度、入... 详细信息

研究非合作目标光频扫描干涉信号的快速检测方法,采用稀疏傅里叶变换算法快速求解距离谱,通过引入综合Rife算法精密校正距离谱,可大幅提升解算效率,保证解算精度。实验结果表明,所设计的硬件检测单元能够高效采集并处理不同粗糙度、入射距离及入射角度的非合作目标干涉信号,2 MB数据的处理时间为0.1224 s,在12 m范围内测距误差小于13μm,标准差优于10μm。

关键词：测量光频扫描干涉非合作目标频谱校正绝对距离测量

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基于变分模态分解的相位敏感光时域反射计信噪比提升方法

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光学学报 2023年第21期43卷 41-50页

作者：高浩天康杰虎张振吴斌天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

在页岩气开采过程中,基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤声波传感(DAS)系统是对水力压裂作业中产生的微震波进行监测的常用方案。为了提高Φ-OTDR系统测量振动信号的信噪比,提出了一种基于变分模态分解(VMD)和互信息(MI)的... 详细信息

在页岩气开采过程中,基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤声波传感(DAS)系统是对水力压裂作业中产生的微震波进行监测的常用方案。为了提高Φ-OTDR系统测量振动信号的信噪比,提出了一种基于变分模态分解(VMD)和互信息(MI)的振动信号去噪方法,对数字正交(I/Q)解调得到的相位信号进行进一步处理,VMD层数K通过去趋势波动分析(DFA)计算的标度指数确定,相位信号的失真和噪声通过剔除MI法确定的非相关模态进行抑制。并搭建了相干探测Φ-OTDR系统验证VMD-MI方法的去噪效果,分别对500 Hz单频振动信号和500、1000、1500 Hz多频振动信号使用VMD、小波降噪(Wavelet)、经验模态分解(EMD)、自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)进行处理。实验结果表明,所提方法对振动信号信噪比提升最为明显,在Φ-OTDR系统中具有良好的实用性。

关键词：相位敏感光时域反射计水力压裂微地震监测信噪比变分模态分解互信息

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基于测量不确定度的视觉惯性自适应融合算法

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光学学报 2023年第21期43卷 133-141页

作者：黄新欣任永杰马可瑶牛志远天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

针对环境复杂的工业现场定位精度低、适应性差、鲁棒性低等问题,提出一种基于测量不确定度的视觉惯性自适应融合算法,分析基于隐函数模型的视觉定位测量不确定度,并依据视觉定位测量不确定度自适应调整卡尔曼滤波模型中的参数,校正视觉... 详细信息

针对环境复杂的工业现场定位精度低、适应性差、鲁棒性低等问题,提出一种基于测量不确定度的视觉惯性自适应融合算法,分析基于隐函数模型的视觉定位测量不确定度,并依据视觉定位测量不确定度自适应调整卡尔曼滤波模型中的参数,校正视觉观测偏差,增强视觉惯性融合定位算法在不同观测条件下的鲁棒性。利用精密三轴转台及激光跟踪仪T-mac位姿测量系统对所提融合定位算法的定位精度进行实验验证。实验结果表明,相比传统扩展卡尔曼滤波方法,所提方法能满足视觉观测较差条件下的准确定位需求。

关键词：测量卡尔曼滤波不确定度分析视觉惯性融合位姿测量

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绝对重力测量中振动传感器振动补偿性能的分析

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物理学报 2022年第4期71卷 368-378页

作者：文艺伍康王力军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

绝对重力测量的精度主要受振动噪声的限制.振动补偿是一种简单可行的振动噪声处理方法,它通过传感器探测振动噪声来对测量结果进行修正.现阶段对于不同传感器的振动补偿性能缺乏系统的分析与评估,仅停留在应用阶段.本文从理论出发分析... 详细信息

绝对重力测量的精度主要受振动噪声的限制.振动补偿是一种简单可行的振动噪声处理方法,它通过传感器探测振动噪声来对测量结果进行修正.现阶段对于不同传感器的振动补偿性能缺乏系统的分析与评估,仅停留在应用阶段.本文从理论出发分析了传感器性能对补偿效果的影响,并通过实验评估了不同振动环境下不同传感器的振动补偿性能.实验结果显示,采用低噪声地震计的振动补偿效果主要受带宽和量程的限制,在安静环境下可实现优于百微伽的单次测量标准差,但补偿效果随振动噪声高频成分的增强而降低,在动态环境下地震计则受量程限制而无法工作.采用加速度计的振动补偿效果主要受分辨率的限制,在复杂和动态环境下均可实现毫伽量级的单次测量标准差.本文为振动补偿技术应用于绝对重力测量提供了振动传感器选型的理论和实践依据,有望为振动补偿技术的进一步发展提供技术支撑.

关键词：绝对重力测量振动补偿振动传感器

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配体修饰的金纳米颗粒的二次谐波散射多极子分析

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物理学报 2022年第17期71卷 118-126页

作者：张雨佳卢敏健李岩尉昊赟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

贵金属纳米颗粒的配体修饰在生化传感、催化、纳米科学等领域有着广泛的应用需求,深入了解其配体作用过程机制有着深刻的意义.二次谐波散射技术(SHS)由于具有较高的表面敏感性和无标记检测的优势特征,成为研究金属纳米颗粒配体修饰过程... 详细信息

贵金属纳米颗粒的配体修饰在生化传感、催化、纳米科学等领域有着广泛的应用需求,深入了解其配体作用过程机制有着深刻的意义.二次谐波散射技术(SHS)由于具有较高的表面敏感性和无标记检测的优势特征,成为研究金属纳米颗粒配体修饰过程的重要手段.本文通过实验方法,测量了在两种配体修饰分子(十六烷基三甲基氯化铵和L-半胱氨酸)吸附同样尺寸金纳米球前后的二次谐波(SH)散射图样,观察了散射图样的强度和形状的变化并进行了分析.基于Dadap的多极子理论,本文推导了较大尺寸纳米球的SH散射场的多极子展开式,以及多极子(到八极子)贡献和纳米球半径的关系,并由此提出等效尺寸效应来描述不同配体吸附情况对散射图样的影响,较好地解释了图样的变化趋势.本文提供了一种分析不同配体修饰的二次谐波散射过程的方法,同时也为纳米粒子表面配体的界面物理化学分析提供了一种可能的定量方法.

关键词：二次谐波散射金纳米颗粒表面配体修饰多极子分解

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PCB参数对特高频局放低噪放大电路性能影响的研究

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仪表技术与传感器 2024年第11期 40-46页

作者：陈泽奇张一锋陈非凡清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室

在变电设备特高频局部放电监测系统设计中,测量转换电路的设计难点在于低噪放大电路PCB传输线上会发生信号损耗,导致电路实际性能无法达到预期。文中分析了PCB各主要电路参数与金属底板共面波导传输线特征阻抗之间的理论关系,通过对可... 详细信息

在变电设备特高频局部放电监测系统设计中,测量转换电路的设计难点在于低噪放大电路PCB传输线上会发生信号损耗,导致电路实际性能无法达到预期。文中分析了PCB各主要电路参数与金属底板共面波导传输线特征阻抗之间的理论关系,通过对可能影响信号传输质量的电路PCB参数进行建模和仿真测试得到了对应的影响特性,形成了针对特高频局部放电信号低噪放大电路的设计规则,并依此实现了在300~1 500 MHz的信号频段内具有稳定高增益的双通道低噪放大电路优化设计。实验结果表明:优化后的电路各通道在整个信号频段内的实测增益特性均能够保持在17.4~18.3 dB,理论误差小于0.7 dB。

关键词：变电设备局部放电特高频低噪放大 PCB参数

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白车身涂胶缺陷自动检测方法

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激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 177-183页

作者：宋建阳刘常杰天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

白车身涂胶是汽车生产中的重要环节,实现白车身涂胶缺陷的自动检测对于提高汽车生产质量和效率具有重要的意义。针对目前基于传统图像处理和深度学习的视觉检测方法均不能很好地完成涂胶缺陷检测的问题,提出一种将深度学习和传统图像处... 详细信息

白车身涂胶是汽车生产中的重要环节,实现白车身涂胶缺陷的自动检测对于提高汽车生产质量和效率具有重要的意义。针对目前基于传统图像处理和深度学习的视觉检测方法均不能很好地完成涂胶缺陷检测的问题,提出一种将深度学习和传统图像处理相结合的白车身涂胶缺陷检测方法。首先,利用Faster R-CNN的区域候选网络完成胶条的定位和抽取,并根据检测到的感兴趣区域个数,判断是否存在断胶缺陷;然后,采用广度优先搜索和骨架提取算法计算胶条的像素面积、长度和宽度;最后,通过相机标定得到实际宽度和像素宽度的映射比值,计算出胶条的实际宽度,由此判断涂胶宽度是否合格,实现涂胶的缺陷检测。采用(10±1)mm涂胶进行验证实验,结果表明:该方法能够准确识别出断胶缺陷;对胶条宽度的测量误差在±0.35 mm以内;检测速度约为19.50 frame·s^(-1),满足实际生产的要求。

关键词：汽车涂胶缺陷检测机器视觉图像处理

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