检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2021年第5期50卷 112-118页

作者：吕佳豪董明利何彦霖孙广开周康鹏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 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

为提高柔性机构三维位形参数光纤测量精度,提出了基于曲率与角度校正的多芯光纤三维形状重构方法。通过引入方向角和曲率校正系数,改进了柔性三维形变多芯光纤重构算法;利用准分子激光器和相位掩膜法制备了多芯光纤光栅传感阵列,建立了... 详细信息

为提高柔性机构三维位形参数光纤测量精度,提出了基于曲率与角度校正的多芯光纤三维形状重构方法。通过引入方向角和曲率校正系数,改进了柔性三维形变多芯光纤重构算法;利用准分子激光器和相位掩膜法制备了多芯光纤光栅传感阵列,建立了多芯光纤三维形状重构实验系统;实验测量了不同曲率比例因子下的形状重构误差,分析了曲率与角度校正前后形状重构误差;通过对应变进行了三次样条插值,并对方向角和曲率进行了校正,得到了形状重构误差平均值为0.74 mm、最大值为1.64 mm;利用校正后的多芯光纤传感系统进行三维螺旋形变重构实验,得出重构精度提高了10.2%。研究结果表明,基于曲率与角度校正的多芯光纤三维形状重构方法具有更高精度,在柔性机构三维位形实时监测中具有应用前景。

关键词：形状重构柔性机构光纤布拉格光栅多芯光纤

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面向连续体机器人精密操作的多芯光纤三维形状与位置测量误差研究

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机械工程学报 2024年第3期60卷 68-82页

作者：孙广开张兴硕何彦霖周康鹏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 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

针对复杂封闭空间精密操作中连续体机器人三维形状与位置高精度测量问题,提出基于多芯光纤形变传感方程与三维形状重构算法的误差分析及校正方法。基于多芯光纤传感结构特征和三维空间几何变换原理,推演建立了多芯光纤三维形状与位置测... 详细信息

针对复杂封闭空间精密操作中连续体机器人三维形状与位置高精度测量问题,提出基于多芯光纤形变传感方程与三维形状重构算法的误差分析及校正方法。基于多芯光纤传感结构特征和三维空间几何变换原理,推演建立了多芯光纤三维形状与位置测量的关键方程和算法。采用关键模型算法驱动方法,系统性地分析了传感光纤关键参数误差、信号解调误差、传感方程与重构算法误差、环境温度变化等对测量精度的影响,确定了主要误差源及其定量影响程度。通过误差溯源,建立了测量系统关键参数标定与误差校正方法。构建了七芯光纤测量实验装置,实验验证了方法有效性。研究结果表明,所提方法可实现系统测量误差溯源、定量分析与校正,有效提高多芯光纤三维形状与位置测量精度,在连续体机器人精密测量领域具有应用价值与前景。

关键词：连续体机器人精密测量多芯光纤传感器三维形状测量误差分析

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双光梳测距技术的空间应用与试验设计

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中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 127-135页

作者：周思宇顾营迎杨越棠施立恒马宇轩朱飞虎张运方吴冠豪清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器全国重点实验室北京100084 中国空间技术研究院北京100094 北京控制工程研究所空间光电测量与感知专业实验室北京100190

双光梳测距技术具有测量精度高、测速快、非模糊范围大和可现场溯源的优势,在航天工程中具有广阔的应用前景,如航天器交会对接、卫星编队飞行、大型展开机构定位等。在货运飞船与空间站交会对接的任务场景下,提出了一种双光梳高精度测... 详细信息

双光梳测距技术具有测量精度高、测速快、非模糊范围大和可现场溯源的优势,在航天工程中具有广阔的应用前景,如航天器交会对接、卫星编队飞行、大型展开机构定位等。在货运飞船与空间站交会对接的任务场景下,提出了一种双光梳高精度测距技术空间应用与试验方案,介绍了双光梳测距技术的基本原理,对试验系统进行了架构设计,实现在400 m范围内对空间动态合作目标优于100μm测距精度、1 kHz测量带宽。进一步针对测距系统的关键参数进行了设计与仿真,对系统的空间环境适应性进行了分析,结果表明测距系统最大可实现19.5 m/s相对运动速度下的高精度测距,满足搭载任务场景需求,为下一步双光梳测距技术的在轨试验与航天工程化应用提供了技术参考。

关键词：双光梳测距空间交会对接动态合作目标航天工程化应用

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基于三阶Adams-Bashforth公式法的磁位场向下延拓技术

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地球物理学进展 2022年

作者：尤天顺赵跃进刘明董立泉孔令琴惠梅北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京理工大学长三角研究院(嘉兴)

航磁测量作为高空地理信息探测的重要发展方向，已成为国内外研究的趋势。在航磁数据库的建立中，磁位场延拓技术能够有效增强弱异常和识别重叠异常，从而建立地球磁场数据的垂直高度关系。然而基于傅里叶变换的下延方法在数学上是不适... 详细信息

航磁测量作为高空地理信息探测的重要发展方向，已成为国内外研究的趋势。在航磁数据库的建立中，磁位场延拓技术能够有效增强弱异常和识别重叠异常，从而建立地球磁场数据的垂直高度关系。然而基于傅里叶变换的下延方法在数学上是不适定问题，基于迭代的下延方法会导致噪声累积。为此，本文提出一种基于Adams-Bashforth公式法的磁位场向下延拓技术。首先，对观测面磁位场一阶垂向导数向上延拓，得到不同高度的磁位场垂向导数；然后，基于三阶Adams-Bashforth公式法，根据观测面磁位场剩磁强度及向上延拓的一阶垂向导数推导出稳定的向下延拓公式，根据延拓公式求解探测磁位场剩磁强度；最后为验证本文方法，将其分别应用于理论模型和实际航磁数据。理论模型仿真表明，相比四阶和八阶，三阶Adams-Bashforth下延法在多目标反演中效果更好；同时，对比FFT下延法和积分迭代下延法，Adams-Bashforth下延法收敛速度快、识别精度更高，而且拥有更强的抗噪水平；引入来自密西西比州富兰克林的克兰菲尔德油田区域实际航磁数据，将90m高度磁位场剩磁强度通过本文方法下延至45m高度，并与45m高度的实际磁位场数据对比，全局误差控制在12.5nT，验证该方法可实现稳定、高精度的磁场向下延拓，证明本文向下延拓方法为航磁数据的后续处理提供了新的思路。

关键词：航磁磁位场向下延拓 Adams-Bashforth公式法抗噪能力数据处理

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非线性拟合方法用于透射式脉冲红外技术测试碳/碳复合材料的热扩散系数

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物理学报 2017年第18期66卷 268-275页

作者：李晓丽 Sun Jian-Gang 陶宁曾智赵跃进沈京玲张存林北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 Nuclear Engineering Division Argonne National Laboratoryil60439 首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室北京市太赫兹波谱与成像重点实验室北京成像技术高精尖中心北京100048 重庆师范大学计算机与信息科学学院机器人与智能装备工程研究中心重庆400047

为了测试碳/碳复合材料的热扩散系数,本文提出了非线性拟合用于透射式脉冲红外检测的数据处理方法.非线性拟合通过循环迭代的方法持续调整拟合参数,让理论值不断逼近实验值,直至获得最佳结果.传统的透射式脉冲红外成像技术利用半高时间... 详细信息

为了测试碳/碳复合材料的热扩散系数,本文提出了非线性拟合用于透射式脉冲红外检测的数据处理方法.非线性拟合通过循环迭代的方法持续调整拟合参数,让理论值不断逼近实验值,直至获得最佳结果.传统的透射式脉冲红外成像技术利用半高时间法测试材料的热扩散系数,但通常会受到采集时间不足和信噪比差的限制.本文提出的非线性拟合方法可以有效消除或减弱这两种影响.在使用该方法之前,首先选用常见的304不锈钢评估了该方法的测量精度及拟合长度对测试结果的影响.结果显示304不锈钢的测量精度达到0.3%,且当拟合长度不小于半高时间法采集时间的1/5时,拟合长度对非线性拟合结果影响很小.随后使用该拟合方法测试了不同厚度的碳/碳复合材料试件,并通过热扩散系数测量结果分析了试件之间的热参数差异性和材料自身的均匀性.

关键词：非线性拟合透射式脉冲红外检测碳/碳复合材料热扩散系数

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光场成像原理及应用技术

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兵器装备工程学报 2020年第2期41卷 178-186页

作者：张韶辉胡摇曹睿程雪岷郝群北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 清华大学深圳研究生院广东深圳518055

光场技术是从包括波长、位置、方向、偏振、时间等在内的光场全要素出发,获取及利用光场信息进行成像、三维测量或显示的一类技术。从光场的物理模型和数学表示、信息获取及处理方式、信息操作手段以及部分应用方向等角度对光场技术进... 详细信息

光场技术是从包括波长、位置、方向、偏振、时间等在内的光场全要素出发,获取及利用光场信息进行成像、三维测量或显示的一类技术。从光场的物理模型和数学表示、信息获取及处理方式、信息操作手段以及部分应用方向等角度对光场技术进行了系统分析和阐述。

关键词：光场成像微透镜阵列相机阵列三维测量

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强光元件逆向哈特曼在位检测装置误差敏感因素分析与验证

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强激光与粒子束 2023年第9期35卷 31-40页

作者：王姗姗石峰乔硕徐博文郝群宋辞铁贵鹏田野翟德德彭星北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 国防科技大学智能科学学院长沙410073 长春理工大学光电工程学院长春130022

针对基于强光元件高精度面形在位检测需求,开展了面形测量误差敏感因素仿真分析,进行了系统结构误差和温度误差对测量结果的影响研究,分析各类误差对测量面形误差的具体影响,设计并搭建在位检测系统,开展系统温度变化、系统重复性、系... 详细信息

针对基于强光元件高精度面形在位检测需求,开展了面形测量误差敏感因素仿真分析,进行了系统结构误差和温度误差对测量结果的影响研究,分析各类误差对测量面形误差的具体影响,设计并搭建在位检测系统,开展系统温度变化、系统重复性、系统稳定性等测量实验。研究结果表明:所建立的逆向哈特曼仿真检测模型可用于平面、球面、非球面、自由曲面等各类型被测面,各类影响因素对测量结果的影响主要体现在低频误差上,对高频误差的影响相对较小,搭建的在位检测系统6 h内测量面形误差PV值最大不超过68 nm(约λ/10),RMS值最大不超过15 nm(约λ/40)。

关键词：面形测量在位检测强光元件误差分析仿真模型

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一种基于光纤光栅传感器的机械手远程操控手套

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仪器仪表学报 2024年第7期45卷 148-155页

作者：朱云鸿张旭娄小平董明利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 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

由于远程操控的机械手具有灵活性大和环境适应性高的特点,在越来越多的特殊场合下,人类开始借助机械手完成任务。本文针对危险环境中机械手高精度远程操作的需求,提出了一种基于光纤光栅传感器的机械手远程操控手套。建立了手套中光纤... 详细信息

由于远程操控的机械手具有灵活性大和环境适应性高的特点,在越来越多的特殊场合下,人类开始借助机械手完成任务。本文针对危险环境中机械手高精度远程操作的需求,提出了一种基于光纤光栅传感器的机械手远程操控手套。建立了手套中光纤光栅传感器的弯曲测量模型,发现光纤光栅的中心波长变化量与弯曲角度之间成正比关系。结合机械手舵机的控制,提出了利用光纤光栅传感器进行机械手远程操控方法,编写了上位机软件,实现了从光纤光栅中心波长到手指弯曲角度最后到机械手舵机控制编码的过程。完成了光纤光栅传感器的设计和封装,手套的四路探测光纤中共有12个栅区长度为10 mm的光纤光栅传感器,其中11个传感器被封装在人手关节的上方进行弯曲感知,1个光纤光栅温度传感器用于温度补偿,利用704硅橡胶对光纤光栅传感器进行封装。搭建了基于光纤光栅传感器的机械手远程操控系统,并对光纤光栅传感器进行了标定,实验结果表明在人手关节弯曲0°~90°的范围内,平均弯曲角度测量误差为1.147°,所有拟合直线的决定系数均大于0.993,最后设计了人机交互演示模块展示人手的运动。本文提出的基于光纤光栅传感器的手套具有小型化、高精度、抗电磁干扰的特点,在航天器在轨维修、远程医疗手术和高危排雷作业等方面具有潜在的应用前景。

关键词：光纤光栅传感器机械手远程操控人机交互弯曲角度

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基于Grüneisen弛豫非线性光声效应的单波长浓度解析方法

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光学学报 2023年第23期43卷 216-224页

作者：王夏天吕圣苗解志华陈敬钦龚小竞董立泉北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学光学与分子影像研究中心深圳市分子影像学重点实验室广东省生物医学光学影像技术重点实验室中国科学院健康信息学重点实验室广东深圳518055 北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 浙江嘉兴314019

光声分子影像技术在生物医学中具有广泛的应用。实现分子探针浓度的准确解析,对于相关疾病的研究具有重要意义。然而,活体探测时,来源于生物组织的信号与探针的信号混叠,增加了准确解析的难度。当前改善的方法:或需要使用多波长进行探测... 详细信息

光声分子影像技术在生物医学中具有广泛的应用。实现分子探针浓度的准确解析,对于相关疾病的研究具有重要意义。然而,活体探测时,来源于生物组织的信号与探针的信号混叠,增加了准确解析的难度。当前改善的方法:或需要使用多波长进行探测,导致解析速度慢而且过程复杂;或使用单波长的方法,但需要依托于一类特殊探针的开关功能,导致普适性不足。鉴于此,提出了一种基于Grüneisen弛豫非线性光声效应的单波长浓度解析方法,并分别对色素染料与罗丹明6G探针两类样品开展了解析实验。结果表明,本文提出的方法获得的解析结果比线性单波长方法的解析结果误差更小,并且具有较好的普适性,为光声分子影像的浓度解析方法提供了新的思路。

关键词：生物技术光声效应 Grüneisen弛豫浓度解析分子影像

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光载微波信号抗大气干扰的研究

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激光技术 2018年第5期42卷 611-616页

作者：刘娜杨苏辉程丽君赵长明李静赵一鸣北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 北京遥测技术研究所北京100076

为了研究射频强度调制激光信号光源的参量,特别是调制深度对调制波的抗干扰能力产生的影响,采用干涉法对射频强度调制激光信号在通过大气湍流干扰后其相位的变化进行了理论分析和实验验证。搭建了Mach-Zehnder干涉仪,参加干涉的两束光... 详细信息

为了研究射频强度调制激光信号光源的参量,特别是调制深度对调制波的抗干扰能力产生的影响,采用干涉法对射频强度调制激光信号在通过大气湍流干扰后其相位的变化进行了理论分析和实验验证。搭建了Mach-Zehnder干涉仪,参加干涉的两束光分别为未经调制的单频光和调制后的双频光。以干涉条纹对比度作为信号相位起伏的衡量标准,比较不同大气湍流干扰条件下,干涉条纹的对比度随调制深度的变化。大气湍流由空间光调制器模拟产生,分别在26.32%,42.04%,67.59%和85.04%4种调制深度下,比较有无大气湍流时干涉条纹的对比度的变化。结果表明,调制信号的调制度越深,其抗大气湍流干扰的能力越强。该结论对双频激光雷达光源的选择具有一定的参考意义。

关键词：物理光学调制深度干涉大气湍流条纹对比度

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