光学 精密工程
2023, 31(24): 3651
1 中国民用航空飞行学院 空中交通管理学院, 广汉 618307
2 国网福建省电力有限公司 电力科学研究院 设备技术研究中心, 福州 350007
3 中国民用航空飞行学院 计算机学院, 广汉 618307
为了解决无人机机载激光雷达采集到的点云数据存在密度高但分布不均匀的现象, 以及绝缘子表面纹理信息不全等问题, 提出了一种基于机载激光点云的电网绝缘子识别方法。首先分析杆塔中不同部位的强度值直方图, 用强度值滤波剔除大部分的杆身点云; 然后采用主成分分析法计算局部点云特征值, 根据特征值构建的局部熵函数和空间分布特性删除冗余的平坦区域点云, 并通过栅格修补的方法避免出现点云空洞; 最后针对传统采样一致性初始配准(SAC-IA)算法精度低和速度慢的问题, 通过增加采样点对的距离约束关系和自适应调整参数改进SAC-IA算法完成绝缘子的位姿估计。结果表明, 该方法能正确高效地识别杆塔中的绝缘子, 运行时间大幅减少, 提取正确率达到95.16%。该研究在无人机自主巡检航线规划中具有良好的应用价值。
激光技术 绝缘子识别 无人机 采样一致性初始配准算法 强度值滤波 主成分分析法 laser technique insulator identification unmanned aerial vehicle sample consensus initial alignment algorithm intensity value filtering principal component analysis
1 吉利学院 汽车工程学院, 四川 成都 641423
2 四川大学 国家生物医学材料工程技术研究中心, 四川 成都610064
3 武警警官学院 基础部, 四川 成都610213
4 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳621900
将10,12-二十五碳二炔酸自组装成纳米剂量囊泡后, 均匀分散于组织等效的凝胶载体中研制出用于三维剂量分布测量的辐射变色凝胶剂量计。用电镜观测了囊泡形貌; 用Co-60源对凝胶剂量计进行辐照; 测试并研究了凝胶剂量计对剂量的变色响应、辐射后效应、扩散效应等剂量学性能; 利用该凝胶剂量计实测了Co-60射线在组织等效凝胶中的深度剂量分布。结果表明: 该辐射变色凝胶剂量计在100~1000 Gy剂量范围内对γ射线辐照具有良好的剂量响应线性, 同时克服了扩散效应、辐射后效应、成型能力差等现有凝胶剂量计的不足。该辐射变色凝胶剂量计可用于辐射加工、科学实验和放射治疗等三维剂量分布测量。
辐射变色凝胶剂量计 三维剂量分布 纳米囊泡 辐射后效应 扩散效应 Radiochromic gel dosimeter 3D dose distribution Nano vesicles Post radiation effect Diffusion effect
Author Affiliations
Abstract
1 Huazhong University of Science and Technology, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Wuhan, China
2 Nanyang Technological University, School of Electrical and Electronic Engineering, Singapore
3 Optics Valley Laboratory, Wuhan, China
Microlaser with multiple lasing bands is critical in various applications, such as full-color display, optical communications, and computing. Here, we propose a simple and efficient method for homogeneously doping rare earth elements into a silica whispering-gallery microcavity. By this method, an Er-Yb co-doped silica microsphere cavity with the highest quality (Q) factor (exceeding 108) among the rare-earth-doped microcavities is fabricated to demonstrate simultaneous and stable lasing covering ultraviolet, visible, and near-infrared bands under room temperature and a continuous-wave pump. The thresholds of all the lasing bands are estimated to be at the submilliwatt level, where both the ultraviolet and violet continuous wave upconversion lasing from rare earth elements has not been separately demonstrated under room temperature until this work. This ultrahigh-Q doped microcavity is an excellent platform for high-performance multiband microlasers, ultrahigh-precision sensors, optical memories, and cavity-enhanced light–matter interaction studies.
multiband microlasers whispering-gallery microcavities rare earth elements upconversion Advanced Photonics
2022, 4(4): 046003
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210106
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
基于角接触球轴承的小型经纬仪方位轴系设计往往参照相似模型进行估算和类比,该方法可提高设计效率,且设计轴系具备较好工程实施性,但这种基于经验的设计往往不是最佳设计,具有优化改进空间。针对某小型经纬仪的方位轴系,从方位轴倾斜误差修正角度出发,基于物理模型确定了轴系优化参数,利用有限元分析方法对轴承外压圈设计参数进行了优化,同时通过方位轴倾斜误差理论建模对轴承配合间隙设计参数值选择进行了分析,并在偏载吊装条件下对该小型经纬仪优化前后的二轴差进行检测。结果表明,优化前经纬仪二轴差约为20″,优化后经纬仪二轴差最大约为6″,优化后方位轴倾斜误差明显小于优化前,进而验证了所述优化方法的合理性和有效性。
光电经纬仪 方位轴系 有限元分析 轴系误差 photoelectric theodolite vertical shaft finite element analysis axis error 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210172
1 重庆科技学院 智能技术与工程学院, 重庆 401331
2 重庆邮电大学 智能传感技术与微系统重庆市高校工程研究中心, 重庆 400065
微机电系统(MEMS)陀螺仪具有体积小、精度高、应用前景广等优点。由于惯性器件材料的热阻值、热应力差异, 对应传感器输出会产生温度滞后效应, 严重影响了陀螺仪零偏稳定性。针对传统陀螺仪温度误差补偿法适应性较差的问题, 该文利用滑动平均算法(MAA), 提出了一种温度滞后零偏补偿模型, 在全温范围内对MEMS陀螺仪零偏进行补偿。实验结果表明, 补偿后陀螺仪工作温度在-30~+90 ℃变化时, 对应的零偏标准偏差从0.21 (°)/s降至0.02 (°)/s, 零偏稳定性提升了近1个数量级。
微机电系统陀螺 滑动平均算法 全温滞后模型 零偏补偿 MEMS gyro moving average algorithm (MAA) full temperature hysteresis model zero bias compensation
北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室,北京 102617
提出了一种利用正弦幅值时间转换的高精度脉冲激光测距方法,该方法以正弦信号作为时间基准,采用倍频和时钟分相技术,通过调节脉冲发射延时,控制回波脉冲定时点落在基准正弦波的 0~./4区间,然后对这一区间进行分段线性插值处理,将正弦幅值的变化转换为定时时间,实现高精度测距。该方法原理结构简单、容易实现。实验结果表明:在激光发射平均功率为 1 mW时,在 无合作目标测程 300 m内,测距精度为± (5 mm+3 ppm)。
激光测距 脉冲飞行时间 正弦基准 幅值时间转换 定时误差 laser ranging, pulse flight time, sinusoidal refe
北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室, 北京 102617
脉冲定时误差会使测距精度恶化,为此,提出了一种基于循环平稳随机序列的脉冲激光测距方案。该方案首先将回波脉冲定时信号映射在周期基准信号上,由此构造出一个循环平稳的随机序列,将对脉冲定时时间的测量转化为对循环平稳随机序列的参数估计。该方法利用了循环平稳随机过程在时间上呈现为周期性平稳变化的特征,从携带时间抖动等误差的测量数据中高精度地估计参数,从而获得高精度的目标距离。为了获得循环平稳随机序列测量数据,提出了一种遍历欠采样方法,以解决在采样频率与信号频率相差很大的条件下进行等效等间隔采样的困难。以此原理研制出的脉冲激光测距仪具有精度高、原理结构简单等优点,测试后可知,在激光出瞳平均功率为1 mW的条件下,当信噪比为10时,无合作目标测程为300 m,测距精度为±(2 mm+2×10 -6D)。
测量 激光测距 激光脉冲 循环平稳随机序列 相移估计