1 长春理工大学 电子信息工程学院，吉林长春30022
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心，吉林长春1300
针对无人机端目标检测中存在图像尺度变化大、目标尺寸小和无人机机载嵌入式计算资源有限的问题，提出一种应用于无人机平台轻量化的目标检测网络。该网络以YOLOv5作为基准模型，首先增加检测分支以处理尺度变化的问题；然后提出基于归一化Wasserstein距离与传统IOU混合的小目标检测度量方法，用于解决小目标检测精度低的问题；随后提出FasterNet与C3融合的C3_FN轻量化网络结构，降低网络计算量，使其更适合无人机平台使用。最后将算法分别在仿真平台与嵌入式平台上利用无人机目标检测数据集VisDrone进行性能测试。仿真平台上的测试结果表明，本文提出的网络相较于基准网络在mAP0.5指标上提升了6.6%，mAP0.5-0.95指标上提升了4.8%，推理时间仅需45.9 ms，对比其他主流的无人机目标检测网络具有更好的检测效果。在嵌入式设备NVIDIA Jetson Nano上的测试结果表明，本文算法能够在有限的硬件资源下获得高精度接近实时的检测性能。
无人机 目标检测 归一化Wasserstein距离 轻量化网络 drone target detection normalize wasserstein distance lightweight network 光学 精密工程
2023, 31(20): 3021
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 东北电力大学 电气工程学院,吉林 吉林 132012
3 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
部分相干光在湍流大气中传输时, 可以有效抑制湍流所引起的光强闪烁效应, 从而改善通信链路性能。针对Gamma-Gamma大气湍流信道模型和部分相干光的光束特性, 得到了采用OOK调制方式下部分相干光通信系统的平均误码率、中断概率和平均信道容量三个性能指标的解析表达式; 在此基础上, 分析了光束的空间相干长度和通信距离对通信链路的性能影响。计算结果表明, 在相同的大气湍流条件和传输距离下, 随着部分相干光的空间相干长度的减小, 系统的误码率和中断概率逐步降低, 在平均信噪比为30 dB时, 系统的误码率可以达到10-5, 中断概率低于10-6; 另外, 系统的平均信道容量会随着光束相干长度的减小而增加, 在信噪比等于12 dB时, 平均信道容量达到3.8 b/s·Hz-1。分析结果为部分相干光在湍流大气中实现可靠通信提供了理论依据。
部分相干光 光强闪烁 误码率 中断概率 平均信道容量 partially coherent beam scintillation bit error rate outage probability average channel capacity 红外与激光工程
2017, 46(3): 0322004
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 北华大学 电气信息工程学院, 吉林 吉林 132021
为了标定液晶相位可变延迟器(Liquid Crystal Variable Retarder, LCVR)的相位延迟特性, 在25 ℃、405 nm波长下, 利用搭建的测量装置采集了141组实验样本, 其中71组样本为训练集, 70组样本为预测集, 利用最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines, LSSVM)和支持向量机(Support Vector Machines, SVM)算法建立LCVR相位延迟量和驱动电压相关数学模型。实验表明, GASVR、PSOSVR、LSSVM方法下最大波长偏差?驻λ分别为0.013 6λ、0.013 7λ和0.004 5λ, 均方误差提高两倍, 通过比较, 说明该模型能快速准确地预测LCVR工作范围内全部波长、全部电压值下的相位延迟。该方法可作为LCVR相位延迟特性标定的有效手段。
液晶相位延迟器 最小二乘支持向量机 相位延迟 标定 Liquid Crystal Variable Retarder(LCVR) Least Squares Support Vector Machines (LSSVM) phase retardation calibration 红外与激光工程
2016, 45(5): 0517004
针对战场复杂的激光威胁源, 为检验激光告警机的多目标识别能力, 研究了一种多路激光同步控制输出的模拟信号源, 并提出了基于FPGA技术与光电闭环反馈校正技术相结合的同步控制方案。经过实验测试, 同步控制精度小于0.1μs, 证明了系统的可行性。
多路激光器 光电探测 同步控制 multi-channel laser FPGA FPGA photoelectric detection synchronization control
长春理工大学 电子信息工程学院, 长春 130022
分析了空地激光通信系统中主要器件和信道对通信光功率的影响，并根据接收探测器的信噪比和通信误码率公式，建立了空地激光通信仿真系统.分析了在误码率优于10－7条件下，不同地面大气能见度所对应的最高通信速率;以及要实现通信速率为1.5 GHz，误码率优于10－7时需要的最小发射功率和最长通信距离.结果表明，当发射功率越大时，地面大气能见度对误码率的影响越明显.
空地激光通信 通信速率 误码率 信噪比 大气湍流 Spaceground optical communication Communication rate Bit error rate Signal noise ratio Atmosphere turbulence
文章在分析无线正交频分复用(OFDM)技术和单模光纤偏振特性的基础上, 研究了一种基于多输入多输出(MIMO)框架的光OFDM系统并搭建了实验平台。系统将两路12Gb/s OFDM信号通过偏振复用为24Gb/s信号, 实现了两路信号的解调输出。实验证明, 该系统可扩展光纤信道中的频谱划分, 增大信道容量, 具有较强的对抗光纤色散的能力。
多输入多输出 光正交频分复用 偏振复用 光纤通信 MIMO optical OFDM polarization multiplexing optical fiber communication
长春理工大学 电子信息工程学院, 长春 130022
对空间相干光通信系统进行了简单描述, 对相干光锁相环(OPLL)技术进行了详细的分析, 提出了一种基于激光器温度控制和PZT腔长控制的激光锁相技术。该技术集双重控制体系于一体, 和传统OPLL相比, 具有更快的频率扫描速度、更高的相位灵敏度。实验证明, 该技术在空间相干光通信解调中大大地提高了系统效率。
光锁相环 温控 双重控制 OPLL temperature control PZT PZT dual control
1 长春理工大学光电工程学院
2 长春理工大学计算机科学技术学院
3 长春理工大学电子信息工程学院,长春 130022
4 长春汇通光电技术有限责任公司，长春 130021
为了改善增量式光电编码器的莫尔条纹光电信号质量，降低主计数信号中高次谐频的影响，提高信噪比达到输出稳定的正弦波形,本文深入地研究了莫尔条纹光电信号中的高频信号和噪音信号产生的原因及其相关自适应滤除方法.从宏观和微观两个方案分析光栅副的屏函数，研究莫尔条纹光电信号输出波形的不确定原因，并且提出采用相关自适应滤波方法将高频信号滤除保留原有基频信号.从相关自适应滤波的数学模型论证和推导该相关自适应滤波过程并讨论其自适应性.指出在设计该自适应滤波电路时需要重视的几个关键指标及其影响效果，完成相关自适应滤波的有效性分析.相关自适应滤波效果等价于一个中心频率为基频的窄带带通滤波器，当基频随机变化时其通带也会随之改变.通过相关自适应滤波技术较好地滤除计数信号中除基频外所有高频分量和放大电路所引入的加性高斯白噪音.实验证明：莫尔条纹光电信号的失真度被降低8倍相关自适应滤波方法能使莫尔条纹光电输出波形趋近于标准正弦波，获得更高的信噪比.
增量式 自适应滤波 莫尔条纹 Incremental Adaptive filter Moiré fringe
为了提高水平链路大气无线激光通信中的对准精度，降低强湍流对激光通信的影响，对系统结构进行了改进并研究了光斑检测对准算法。首先，根据哈特曼-夏克传感器对波前畸变局部的实时探测结果，计算局部畸变的变化量，从而实时确定局部截止频率-局部判决阈值Tn。接着，采用统计序列均方误差获取序列采样信息M(Xi，Yi)，并根据局部阈值判决确定信标序列采样空间(Xi，Yi)。最后，遵循最小二乘原则进行圆心拟合，使序列均方误差达到最小，并从信息论的角度出发，分析了基于序列信息圆心拟合光斑检测法的优缺点。实验结果表明，在湍流中该方法的检测精度优于4 μrad，比传统质心算法的检测精度高1倍，满足了大气无线激光对准的基本要求，较好地回避了湍流引入噪声过大这一难题。
序列信息 圆心拟合 波前畸变 最小均方误差 哈特曼技术 sequence information circle fitting wavefront aberration Minimum Mean-square Error(MMSE) Hartmann technique
1 长春理工大学 计算机科学技术学院 计算机科学与技术,长春 130022
2 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,长春 130022
为了分析空地激光通信外界因素对跟踪精度的影响情况,将平台振动、大气湍流和背景光三个主要影响因素归结到对跟踪精度影响的统一框架下进行了研究.使用实际测量得到的平台振动数据,建立空地激光通信跟踪仿真系统,分析了不同条件下,三种外界因素对跟踪精度的综合影响情况.在文中假设基础上,分析可知:粗跟踪单元可以较好的抑制地面运动平台的振动,保证激光能够进入精跟踪视场;中强度的湍流使精跟踪残差标准差增大4倍左右,如果试验地点选择在高海拔地区,大气湍流使精跟踪残差标准差增大2倍左右.
空地激光通信 跟踪精度 振动功率谱 大气湍流 背景光 Space-ground laser communication Tracking precision Power of spectral density of vibration Atmospheric turbulence Background light
