江西师范大学地理与环境学院，江西 南昌 330022
针对历史栅格地图、遥感影像和LiDAR点云数据中提取的建筑物轮廓存在锯齿、边界不规则和位置不准确等问题，提出了一种普适的建筑物轮廓优化方法。首先，利用改进的Douglas-Peucker算法对轮廓进行初步简化，其中采用凸包法获取轮廓线的起止点并使用垂距法获取轮廓简化的距离阈值。其次，利用最小二乘法进行直线拟合和直线求交，对轮廓进一步优化。再其次，对定义的特征边和特征角进行规则化处理。然后，根据建筑物主方向与每条轮廓边的夹角关系进行直角化处理。最后，设计了一种基于最大面积重叠度的方法实现轮廓位置的精准化。利用多源建筑物轮廓矢量数据进行了实验，结果表明所提方法有效，且与当前主流方法相比，具有更高的建筑物轮廓精度和较强的普适性。
遥感 建筑物轮廓优化 轮廓简化 规则化 位置精准化 光学学报
2023, 43(12): 1228012
中国原子能科学研究院 核安全研究所北京 102413
康普顿成像技术是近年新兴的一种辐射热点定位技术，其无需准直，视野广，效率高，应用前景广阔。针对核设施热点定位需求，采用两块像素型碲锌镉（Cadmium Zinc Telluride，CZT）探测器，基于专用读出芯片（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）的读出电子学系统，结合列表模式期望最大化极大似然（List-mode Maximum Likelihood Expectation Maximization，LM-MLEM）图像重建算法研制了一套双层分离式康普顿相机。采用137Cs点源对该系统的成像性能开展了实验测试，并对探测器层间距、吸收层面积等成像性能影响参数展开了优化研究，最后通过移动探测器的测量位置实现了对放射源的远场三维成像功能测试。该系统优势在于其结构可调性，探测器成本低，读出电子学相对简单，成像视野范围宽于传统γ相机，测试结果表明：系统的能量分辨率约为3%（FWHM@662 keV），能确定5 m外的137Cs点源三维位置信息，优化后的系统前锥角θ和侧向方位角φ的角分辨率约为10°。
康普顿相机 热点成像 碲锌镉探测器 Compton camera Hot spot imaging CdZnTe detector
1 武汉大学遥感信息工程学院, 湖北 武汉 430079
2 武汉市国土资源和规划信息中心, 湖北 武汉 430014
3 江西师范大学地理与环境学院, 江西 南昌 330022
为了解决缺乏明显特征点给基础矩阵计算带来的难题，针对水平直线与垂直直线所特有的极几何关系，提出了一种可以联合这两种直线特征的基础矩阵计算方法。首先以相机方位元素、相对姿态为基础矩阵的参数化要素，构建基于水平直线与垂直直线的等量方程式，然后以特征直线作为RANSAC算法的内点筛选出特征点的最优子集，再结合M-estimators算法确定各个要素的权值，最后构建统一的平差模型进行计算。模拟数据与真实图像的对比实验结果表明，该方法切实可行，能够减少传统基础矩阵计算方法对特征点的依赖，特征直线的引入也能在一定程度上提高计算结果的精确度与稳定性。
机器视觉 基础矩阵 对极几何 直线特征 稳健性 光学学报
2013, 33(10): 1015003
淮阴工学院机械工程学院江苏省数字化制造技术重点建设实验室, 江苏 淮安 22300
以ABAQUS和MSC.fatigue软件为平台, 建立了激光喷丸强化前后试样疲劳寿命及薄弱位置预测的有限元分析模型。为研究材料强度对激光喷丸强化效果的影响, 以AZ31B和ZK60两种不同强度变形镁合金为对象, 对激光喷丸强化后的残余应力和塑性变形进行了分析, 并预测了喷丸前后的疲劳寿命, 两种材料的疲劳寿命增益分别为112.04%和181.2%。结果表明, 高强度材料激光喷丸强化效果优于低强度材料。
激光喷丸强化 数值模拟 变形镁合金 疲劳寿命 残余压应力 laser shot peening numerical simulation wrought magnesium alloy fatigue life residual stress
淮阴工学院 江苏省数字化制造技术重点实验室, 淮安 223003
为了研究脉冲激光辐照金属材料时温度场的变化, 采用有限元模拟软件对激光辐照材料的过程进行了模拟。得到了激光辐照过程中, 材料表层及内部的瞬态温度场的变化情况。结果表明, 在脉冲激光辐照金属材料过程中, 激光热作用时间很短,热影响区仅限于激光光斑作用区域的材料表层。
激光技术 激光辐照 温度场 有限元模拟 laser technique laser irradiation temperature field finite element simulation
1 淮阴工学院机械工程学院江苏省数字化制造技术重点建设实验室, 江苏 淮安 223003
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
为研究铜合金薄板的脉冲激光弯曲成形工艺, 基于 Taguchi方法对单道单次扫描成形 V形件的工艺进行了正交试验设计。以弯曲角为响应目标, 以望大特性的信噪比评估弯曲角的品质特性, 得到了最佳工艺参数组合: 激光功率 P为 24W, 扫描速率淄为 500 mm/min, 离焦量 L为 4 mm, 实验测得弯曲角为 1.362毅。在成形 V形件的实验基础上采用多道多次扫描方式进行了预定曲率半径的圆弧曲面成形实验。依据扫描次数与弯曲角之间的关系规划了扫描路径和扫描次数, 实验结果与预设目标有较好的一致性; 半路径扫描比全路径扫描更能得到理想的变形效果和表面质量。实验中发现, 因铜合金薄板热传导率高、厚度小, 激光扫描时上下表面的温度梯度不太明显, 成形机理以屈曲机理为主。
激光技术 脉冲激光弯曲成形 Taguchi方法 铜合金 工艺参数优化 laser technique pulsed laser bending Taguchi method copper alloy parameter optimization
1 淮阴工学院机械工程学院， 江苏省数字化制造技术重点建设实验室， 江苏 淮安 223003
2 江苏大学机械工程学院， 江苏 镇江 212013
为研究激光喷丸对高强度变形镁合金ZK60疲劳性能的影响机理，使之适应交变应力结构件的工作需要，进行了激光喷丸强化表面改性和拉伸疲劳性能实验。实验结果表明，在激光喷丸强化区域获得有益的残余压应力，产生硬化效应，表面塑性变形的微小区域，变形轮廓曲线波动范围较基体小，增加喷丸次数可增强激光喷丸的强化效应。经3次激光喷丸后，中心孔疲劳试样的平均疲劳寿命由未喷丸试样的78023次提高到125641次，寿命增益达61%。从断口来看，激光喷丸强化主要是改变了裂纹源萌生位置，延缓了裂纹扩展速率，对瞬断区无明显影响。激光喷丸强化为镁合金的抗疲劳制造提供了新的途径。
激光技术 激光喷丸强化 疲劳寿命 变形镁合金 残余压应力 激光与光电子学进展
2012, 49(8): 081403
1 淮阴工学院 数字化制造技术实验室, 淮安 223003
2 淮阴工学院 机械工程学院，淮安 223003
为了研究激光冲击金属材料后，光斑中心区域材料力学性能异化现象，采用钕玻璃脉冲激光器产生的高能脉冲激光冲击强化型Fe-Ni恒弹合金(Ni42CrTiAl)材料。冲击后采用X射线应力仪对恒弹合金试样冲击区域表面进行了X射线衍射分析，测试了冲击区域残余应力分布情况。结果表明，在试样冲击区域产生了很高的残余压应力，且在光斑中心区域，残余应力值要略小于中心周围区域，出现了力学性能反弹现象。采用有限元模拟软件对冲击试验进行有限元模拟，进一步研究冲击诱导的残余应力分布情况；得到冲击区域有很高的残余压应力分布，且光斑中心区域的残余应力值小于其周围区域，模拟结果与测量结果一致。从冲击波运动、反射与逆向作用角度，探索了冲击区域中心出现的材料力学性能反弹现象的形成机理。这一结果对优化激光冲击强化过程和激光参量的选择是有帮助的。
激光技术 激光冲击强化 力学性能反弹 残余应力 有限元模拟 laser technique laser shock processing rebound of mechanical properties residual stress finite element simulation
中国科学技术大学,工程科学学院,安徽,合肥,230026
报道了一种利用压电陶瓷双晶片驱动的适用于尺寸在20～200μm之间微器件装配操作的微操作器.夹持臂尖端直径约15 μm,在80 V的电压驱动下闭合约200μm的距离.通过理想操作模型分析了微器件释放的位置误差来源和提高微器件释放位置精度的方法,并进行了高分子小球的排列和释放实验.在相对湿度50%的环境下对直径约170μm的高分子小球的操纵中,实现了2μm的释放位置精度.实验表明本微操作器能高精度地完成微器件的拾取、移动和释放操作.
微操作器 位置精度 压电陶瓷双晶片 粘附力
中国式各物理研究院流体物理研究所,绵阳621900
在X光探伤系统中使用效率较高的CsI∶Tl晶体作为X光转换体。CsI∶Tl晶体对X光的响应关系是精密图像处理、定量测量所需的一项重要参量,理论上已经推导了CsI∶Tl晶体对X光的响应呈现线性关系,并针对性地设计了在60Co放射源上的定量测量实验,所获数据不仅充分证明了理论推导的正确性,还证明了相应系统的这种线性关系的线性度非常好。
X射线光学 CsI∶Tl晶体 赫特德里菲尔德曲线 线性度
