检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2024年第10期44卷 214-232页

作者：刘凯歌张恒康付星柳强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 清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室北京100084 北京控制工程研究所北京100190

散射介质会破坏光束的光波前分布和能量输送,限制了强散射环境下光镊、荧光成像、光通信等技术的应用。波前整形技术通过优化入射波前,重新规划散射介质内的光传输路径,实现了在散射介质内部或透过散射介质的光聚焦,从而克服了散射介质... 详细信息

散射介质会破坏光束的光波前分布和能量输送,限制了强散射环境下光镊、荧光成像、光通信等技术的应用。波前整形技术通过优化入射波前,重新规划散射介质内的光传输路径,实现了在散射介质内部或透过散射介质的光聚焦,从而克服了散射介质的限制,将散射光重新利用,使得散射介质成为一个类似透镜的光学元件,也被称为“浑浊透镜”。目前主要有依赖反馈调控的迭代优化方法、建立输入-输出联系的传输矩阵方法和利用光路可逆原理的相位共轭方法三类技术路线。本文从技术原理、应用背景以及重要进展等方面梳理了基于波前整形技术的散射介质聚焦的研究进展,并对比展望了三类技术在应用中的发展前景。

关键词：散射介质波前整形光聚焦迭代优化传输矩阵光学相位共轭

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基于平面点云配准与相对位姿控制的工业件装配方法

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激光与光电子学进展 2024年第4期61卷 262-270页

作者：魏博言杜弘志张瀛任永杰孙岩标天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

针对传统装配方法面向平面弱几何轮廓结构的工件装配任务表现出的数据配准成功率低、位姿控制精度不足的问题,提出一种基于平面点云配准与相对位姿控制的工业件装配方法。首先通过双目结构光传感器重建出工件点云信息,应用RANSAC-ICP算... 详细信息

针对传统装配方法面向平面弱几何轮廓结构的工件装配任务表现出的数据配准成功率低、位姿控制精度不足的问题,提出一种基于平面点云配准与相对位姿控制的工业件装配方法。首先通过双目结构光传感器重建出工件点云信息,应用RANSAC-ICP算法对重建结果进行配准,并结合平面法向量特征与最大距离关系进行纠正,从而实现精准点云配准。然后,提出基于相对位姿关系的机械臂控制方法,省略了对工具坐标系的标定,直接利用相对位姿控制机械臂运动,并将相对位姿误差结果作为控制系统误差的评价标准,从而实现可靠装配。最后,在真实测试场景下使用大型工业机械臂进行实验。结果表明,所提方法较传统装配方法装配成功率提升85个百分点,自动化装配精度优于0.5 mm,即该方法可以有效解决平面工件装配问题。

关键词：机器视觉点云配准机械臂装配工业场景相对位姿估计

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单目三维视觉测量技术研究进展

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传感技术学报 2024年第3期37卷 365-380页

作者：宋乐路斯莹侯宇鹏天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今... 详细信息

单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今呈现出精准化、快捷化、微型化、自动化、动态化等发展趋势。以孔径数量为标准,将单目三维视觉测量技术分为单孔径及多孔径两大类,分别综述两类方法的研究现状和发展历程,重点论述了应用较广的运动恢复结构法(Structure From Motion,SFM)和光场三维测量方法,并对单目三维视觉测量技术的未来方向进行了展望。

关键词：单目视觉三维测量 SFM 光场综述

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基于光学频率梳的表面形貌测量方法

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激光与光电子学进展 2023年第3期60卷 199-210页

作者：吴冠豪施立恒李尔格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

表面形貌检测是工业生产和科学研究所需的关键技术之一,高精度和高效率是该领域一直以来的发展方向。光学频率梳有着独特宽光谱、窄线宽和稳定频率的特性,展现了优越的计量潜力,在表面形貌测量领域有着重要的应用并取得了重要的进展。... 详细信息

表面形貌检测是工业生产和科学研究所需的关键技术之一,高精度和高效率是该领域一直以来的发展方向。光学频率梳有着独特宽光谱、窄线宽和稳定频率的特性,展现了优越的计量潜力,在表面形貌测量领域有着重要的应用并取得了重要的进展。首先介绍了光学频率梳的定义;根据不同的技术路线,分类回顾了光学频率梳在形貌测量中的研究现状及特点;最后,对基于光频梳的形貌测量技术进行了展望。

关键词：光学频率梳形貌检测干涉显微轮廓术

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基于DOB与扰动前馈的惯性参考单元位置控制技术研究

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控制与决策 2025年第4期40卷 1331-1338页

作者：王天宇拓卫晓李醒飞何梦洁天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214000

惯性参考单元(IRU)是抑制运动载体光电跟瞄系统载体振动干扰的有效手段. IRU系统指向精度受机械谐振、传感噪声、驱动器输出纹波、基座角振动等内外部扰动影响,不同扰动的来源、特征均有所不同.对IRU系统的多源异质扰动抑制方法展开研究... 详细信息

惯性参考单元(IRU)是抑制运动载体光电跟瞄系统载体振动干扰的有效手段. IRU系统指向精度受机械谐振、传感噪声、驱动器输出纹波、基座角振动等内外部扰动影响,不同扰动的来源、特征均有所不同.对IRU系统的多源异质扰动抑制方法展开研究,在分析系统内外部扰动来源、特征的基础上,提出改进型扰动观测器(RDOB)结构,实现系统窄带大幅值扰动的抑制,结合扰动前馈结构,进一步提升系统对外部扰动的抑制能力,并通过仿真和实验验证控制方法的有效性.结果表明:基于RDOB与扰动前馈技术的控制结构能够实现100 Hz的位置控制带宽,多源异质扰动作用下的闭环指向精度为1μrad,对20 Hz外部扰动的抑制能力可达-32.03 dB,在0.1 mrad、20 Hz外部扰动作用下, IRU系统对0.2 mrad、1 Hz正弦信号的跟踪精度为6.1μrad.

关键词：惯性参考单元扰动观测器多源异质扰动扰动前馈位置控制

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扰动观测器在惯性参考单元位置校准中的应用

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光学精密工程 2025年第4期33卷 542-556页

作者：拓卫晓何梦洁李醒飞王天宇天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214000

基于惯性参考单元(Inertial Reference Unit,IRU)的视轴稳定技术是克服运动载体角振动干扰,实现高精密跟瞄的主要技术手段。IRU系统面临机械谐振、传感噪声、驱动器扰动、基座扰动等多源异质扰动,不同扰动间通过加性、乘性或隐性的方式... 详细信息

基于惯性参考单元(Inertial Reference Unit,IRU)的视轴稳定技术是克服运动载体角振动干扰,实现高精密跟瞄的主要技术手段。IRU系统面临机械谐振、传感噪声、驱动器扰动、基座扰动等多源异质扰动,不同扰动间通过加性、乘性或隐性的方式影响系统稳定性能。扰动观测器(Disturbance observer,DOB)能够在不影响系统稳定性的前提下,提升系统的鲁棒性。本文在分析IRU系统内外部扰动来源及特征的基础上,对比分析了经典DOB、噪声观测器(Noise Observer,NOB)和降噪扰动观测器(Noise Reduction Disturbance Observer,NRDOB)三种结构对IRU系统中多源异质扰动的抑制效果,推导了经典DOB、NOB和NRDOB对输入指令信号和系统多源异质扰动的传递特性,得出了扰动估计器的设计需求,设计了仿真和实验平台,对比分析了三种结构的正弦跟踪能力和对多源异质扰动的抑制能力。结果表明:DOB和NRDOB两种结构的扰动抑制能力和跟踪精度均优于NOB结构,20 Hz,0.2 mrad基座扰动作用下,两种结构对15 Hz,0.1 mrad正弦输入信号的跟踪误差为19.2μrad,相较NOB结构降低了39.43%。

关键词：光电跟瞄系统惯性参考单元扰动观测器扰动抑制

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基于D-LDV的MHD微角振动传感器在位校准方法

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中国惯性技术学报 2024年第11期32卷 1151-1158页

作者：李醒飞闫慧敏刘帆天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深海技术科学太湖实验室无锡214000

针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器... 详细信息

针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器在25 Hz~1500 Hz内的主要性能指标。实验结果表明,所提方法能够准确校准传感器的复灵敏度参数,非线性误差为0.091%,最大重复性误差为0.54%和0.33°,测试频段内灵敏度幅值和相移测量的扩展不确定度分别为1.42%和0.672°(k=2),满足MHD微角振动传感器的宽频带、大量程的在位校准需求。

关键词：角速度传感器激光多普勒测振仪在位校准非接触式微角振动

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变电设备高频局部放电信号滤波电路优化设计方法

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仪表技术与传感器 2024年第7期 122-126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

在变电设备高频局部放电监测系统设计中,信号处理电路的设计难点在于滤波电路中的电感和电容器件在高频条件下会存在寄生参数,导致电路实际性能无法达到预期。文中提出了一种基于LC器件实测特性的高性能无源滤波电路优化设计方法,通过... 详细信息

在变电设备高频局部放电监测系统设计中,信号处理电路的设计难点在于滤波电路中的电感和电容器件在高频条件下会存在寄生参数,导致电路实际性能无法达到预期。文中提出了一种基于LC器件实测特性的高性能无源滤波电路优化设计方法,通过对各厂家器件实测特性的优选和拟合实现了与滤波电路实测特性相符的7阶切比雪夫型带通滤波器仿真设计,能够从频率100 MHz的宽频段原始信号中提取出符合高频局部放电信号规范要求的3~30 MHz信号。实验结果表明,优化后滤波电路通带内的仿真与实测幅频特性之间的差异低于0.4 dB,滤波电路的实测通带衰减低于1.7 dB,由同型号器件中个体不同所导致的电路通带特性差异低于0.3 dB。

关键词：变电设备局部放电高频滤波无源寄生参数

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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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面向纯相位型全息显示的自适应混合约束迭代算法

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物理学报 2023年第2期72卷 73-81页

作者：高乾程何泽浩刘珂瑄韩超曹良才安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室芜湖241000 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

纯相位型计算全息图舍弃全息面上的振幅信息,降低了全息显示的图像质量.迭代法通过多次正、逆向的波前传播计算,优化了纯相位型计算全息图的相位轮廓,提升了全息再现的图像质量.然而,传统迭代法可能存在迭代发散、收敛速度偏慢以及再现... 详细信息

纯相位型计算全息图舍弃全息面上的振幅信息,降低了全息显示的图像质量.迭代法通过多次正、逆向的波前传播计算,优化了纯相位型计算全息图的相位轮廓,提升了全息再现的图像质量.然而,传统迭代法可能存在迭代发散、收敛速度偏慢以及再现质量受限等问题.本文提出了一种基于角谱传播模型的自适应混合约束迭代算法,通过在迭代中加入自适应的反馈机制和频带约束策略,增加了迭代优化的自由度,提升了迭代的收敛性和全息再现的图像质量.仿真和实验结果表明,提出的算法能够在较短的计算时间内获得更高重建质量的纯相位型计算全息图,对于高质量的全息显示具有重要应用价值.

关键词：计算全息图全息显示纯相位全息图相位优化

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