1 山东师范大学信息科学与工程学院, 山东 济南 250358
3 3. School of Engineering, Cardiff University, Cardiff CF24 3AA, United Kingdom
目标果实的精准识别是实现果园测产和机器自动采摘的基本保障。 然而受复杂的非结构化果园环境、 绿色苹果与枝叶背景颜色接近等因素的影响, 制约着可见光谱范围下目标果实的检测精度, 给机器视觉识别带来极大挑战。 针对复杂果园环境下的不同光照环境和果实姿态, 提出一种优化的一阶全卷积(FCOS)神经网络绿色苹果识别模型。 首先, 新模型在FCOS的基础上融合了卷积神经网络(CNN)的特征提取能力, 消除了对锚框的依赖, 以单阶段、 全卷积、 无锚框的方式预测果实置信度与边框偏移, 在保证检测精度的前提下提升了模型的识别速度; 其次, 增加了自底向上的特征融合架构, 为模型提供了更加准确的定位信息, 进一步优化绿色苹果的检测效果; 最后根据FCOS末端三个输出分支设计整体损失函数, 完成模型训练。 为尽可能模拟真实果园环境, 分别采集不同光照环境、 光照角度、 遮挡类型、 摄像距离的绿色苹果图像, 制作数据集并用以模型训练。 挑选最优训练模型在包含不同场景的验证集上进行评估, 结果为: 在检测效果方面, 平均精度为85.6%, 与目前最先进的检测模型Faster R-CNN, SSD, RetinaNet, FSAF相比, 分别高出0.9, 10.5, 2.5, 1.9个百分点; 在模型设计方面, FCOS的模型参数量与整个检测流程所需的计算量分别为32.0 M和47.5 GFLOPs (10亿次浮点运算), 与Faster R-CNN相比, 分别降低了9.5 M和12.5 GFLOPs。 对比表明, 在可见光谱范围下, 对复杂果园环境中绿色苹果, 提出的新模型具有更高的检测精度和识别效率, 为苹果果园测产和自动化采摘提供理论和技术支撑; 也可为其他果蔬的球形绿色目标果实识别提供借鉴。
FCOS网络 绿色果实 目标检测 FCOS network Green fruits Object detection
1 苏州慧利仪器有限责任公司，江苏 苏州 215123
2 苏州科技学院，江苏 苏州 215000
3 上海理工大学，上海 200093
4 六六视觉科技股份有限公司，江苏 苏州 215000
5 黑龙江省计量检定测试院，黑龙江 哈尔滨 150036
针对双目系统中各自光路的偏转和2条光路之间的不平行会增加轴外像差，降低成像质量，并造成双目视觉的不同一性，引起使用者的不适，提出一套激光检测和评价双目系统光路偏转和平行性的方法。将待测系统拆分成元件，先检测元件的光路偏转和平行性，然后逐步组合元件，实验测得待测双目系统光路存在0.5 mm以上的光路偏转距离，入射平行光出射系统后夹角达0.8°左右。结果表明，该方法可以应用于显微镜工业生产和检测之中。
双目系统 光路偏转和平行性 系统拆分 偏转距离 binocular system optical path deflection and parallelism system division deflection distance
哈尔滨工业大学光电子技术研究所, 黑龙江 哈尔滨 150080
对样品分子建立多模布朗振动模型，分析了理论计算三脉冲光子回波信号强度的方法。以尼尔蓝分子为例，采用多模布朗振动模型来分析尼尔蓝分子的振动，将尼尔蓝分子的振动当作高斯型、过阻尼型、完全非均匀型、欠阻尼型这四种模式的加权耦合。改变四种振动模式的权重以改变尼尔蓝分子的相关函数，对三脉冲光子回波信号进行了数值模拟。以浓度为8×10-5 mol/L的尼尔蓝乙醇溶液为样品，波长为623 nm、脉宽为40 fs的飞秒激光为光源，进行了三脉冲光子回波信号的实验测量，研究了尼尔蓝分子的电子态振动模式。
测量 多模布朗振动 三脉冲光子回波 相关函数 飞秒激光 电子态振动模式
哈尔滨工业大学可调谐激光国家重点实验室,哈尔滨 150001
双光子吸收材料的非线性光学性能在光限幅、3D微制造、高密度存储和双光子荧光显微镜等领域具有广泛的应用前景和潜在的实用价值。寻找具有大双光子吸收截面的材料已成为光学及其交叉学科中最诱人,最活跃的研究领域之一。目前用于双光子吸收效应测量的主要手段有Z-scan法,双光子诱导荧光法,双光子瞬态吸收光谱法等。由于Z-scan法具有光路简单、灵敏度高及可同时测量三阶非线性极化率实部及虚部等诸多优点,已在相关领域获得了大量应用。目前有关该技术的研究基本集中在实验测试方面,理论仿真相对较少。利用虚拟仪器平台对应用于双光子吸收测试的Z-scan实验进行了仿真研究,讨论了实验参数合理性选择及实验参数间的依赖规律。通过仿真分析,重点给出了光阑半径对实验结果的影响规律,同时对扫描曲线拐点位置的变化规律也进行了详细的讨论。
双光子吸收 虚拟仪器 two-photon absorption virtual instrument Z-scan Z-scan
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
A high power continuous-wave (CW) 914-nm Nd:YVO4 laser at room temperature is presented. Using an end-pumped structure and employing an 808-nm diode-laser as the pump source, the maximum output power of 15.5 W of the 914-nm laser is achieved at the absorbed pump power of 40.2 W, with a corre-sponding average slope efficiency \mathrm s=65.6%. To the best of our knowledge, this is the highest output power of diode-pumped 914-nm laser. A beam quality factor M2=2.8 at the output power of 15 W is measured by using the traveling knife-edge method.
全固态激光器 准三能级激光 Nd:YVO4 914 nm 140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3530 Lasers, neodymium 140.3580 Lasers, solid-state Chinese Optics Letters
2010, 8(5): 499
苏州六六视觉科技股份有限公司,江苏 苏州 215005
为实现免散瞳眼底相机在被观测眼底图像较暗情况下的精确调焦,提出了双光楔裂像调焦方法。采用该调焦方法,将一条矩形狭缝视标投影成像到视网膜上,在双光楔的作用下,通过矩形狭缝上下两半部的光线传播方向不同,根据上下两半条矩形狭缝在视网膜上所成像分离的方向和大小决定调焦的方向和调焦量的大小,将视网膜上两半条矩形狭缝像调焦到位于一条直线上。实验结果表明:相对于直接观测眼底细节进行调焦来说,双光楔裂像调焦方法能使调焦精度提高50度(0.5 m-1)以上。这种调焦方法具有精确度高、操作简单等优点。
免散瞳眼底照相机 精确调焦 non-mydriatic fundus camera accurate focusing
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
声光可调谐滤波器是一种利用反常声光作用原理研制的分光元件, 它在众多领域中广泛应用。光谱分辨率是评价声光可调谐滤波器性能的主要指标之一。系统分析了影响光谱分辨率的诸多因素, 指出通过优化单一的声光可调谐滤波器的参数设计在光谱分辨率提高方面受到制约。提出一种能够有效地提高光谱分辨率的新方法——二次滤波法。通过阐述二次滤波法的基本原理以及讨论利用二次滤波法来实现光谱分辨率提高的关键技术环节, 说明了利用该方法提高声光可调谐滤波器光谱分辨率的可行性和优越性。二次滤波法为声光可调谐滤波器光谱分辨率的提高开辟了新思路。
光学器件 光谱分辨率 二次滤波法 声光可调谐滤波器
哈尔滨工业大学航天电子与光电工程系, 哈尔滨 150001
给出了反射式圆盘型计算全息光栅扫描器的位相方程、条纹位置方程及参数结构方程式,利用新的加工工艺制作出能实现两行扫描(即二维扫描)的光栅,给出由于加工工艺的改进和设计上的充分考虑而带来的明显实验效果及达到提高一级衍射能量和抑制零级衍射能量的目的,从而得出计算全息光栅扫描器的多行快速直线扫描和复制时成本低的特点能够满足有这种需要的领域。最后分析总结出研制实用型计算全息光栅扫描器的有效途径。
计算全息光栅扫描器 加工工艺 衍射效率
哈尔滨工业大学光电子技术研究所,哈尔滨 150001
研究了S2激光器横向脉冲放电特性.分析并解释了影响电特性的主要因素,如等离子体温度,充电电压,电容配比及紫外光预电离.
硫双原子分子 激光器 横向脉冲放电
哈尔滨工业大学光电子技术研究所, 哈尔滨 150001
用XeCl准分于激光器(308.1 nm)横向泵浦S2激光器，又成功地实现了S2B-X态近UV波段的激光振荡。在波长330.9～390.0 nm范围内观测到6条近UV激光输出。测量了有关的激光参数。
硫双原子分子 横向光泵 激光光谱
