1 重庆交通大学 交通运输学院, 重庆400074
2 同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室, 上海01804
针对自动驾驶三维建图中存在的建图不准确以及位姿飘移的问题,利用激光雷达里程计消除惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, nIMU)累计误差并通过IMU预积分去除激光雷达点云畸变,形成激光雷达与IMU的紧耦合建图系统;通过增加回环检测因子、激光雷达里程计因子以及IMU预积分因子进行后端图优化,旨在提升定位建图的全局一致性,减小位姿估计误差,降低累计漂移误差。最后,在学校园区实地场景以及利用开源数据集KITTI进行实验验证,实验表明,在选取的学校园区实地场景下,改进算法APE误差均值相较于原算法降低了11.04%,APE均方根误差较于原算法降低了17.35%;改进算法在KITTI数据集场景下平均APE误差下降了10.04%,均方误差方面相较于原算法平均下降了12.04%。研究结果表明,改进的建图方法能够有效提高建图的位姿估计精度与地图构建精度。
激光雷达 自动驾驶 同步定位与建图 传感器融合 lidar automatic driving synchronous positioning and mapping sensor fusion
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
近年来,样本较少场景下的目标检测引起了广泛的关注。由于少样本提供的信息有限,大部分少样本目标检测模型采用改进的Faster RCNN检测框架进行研究。但由于Faster RCNN框架中潜在的模块矛盾问题,现有的少样本目标检测模型的特征捕捉和分类的能力有待提高。为解决以上问题,以Faster RCNN框架为基础,加入了梯度反传解耦机制,缓解在反向传播过程中,RPN和RCNN的冲突对主干网络的负面影响。为提高目标检测模型的特征捕捉能力,采用元学习框架,并融合基于注意力机制的蒸馏模块和多尺度注意力模块,充分利用查询集和支持集的信息,捕捉更多全局特征信息。大量的实验证明,在随机采样目标数k=1, 2, 3, 5, 10设置下,改进后的模型在Pascal VOC数据集的新类上,分别达到21.8%,34.7%,40.9%,44.5%,51.7% mAP(AP50)。在k = 10, 30设置下,改进后的模型在COCO数据集的新类上,分别达到25.1%,27.6% mAP(AP50)。
深度学习 少样本学习 目标检测 deep learning few-shot learning object detection
云南北方奥雷德光电科技股份有限公司, 云南昆明 650223
叠层有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode, OLED)白光器件具备低功耗、高亮度、高色域等性能优势。然而, 由于效率、寿命及驱动电压等性能仍有较大改进空间, 叠层结构的材料及电学结构仍需进一步优化。本文重点介绍叠层 OLED白光器件的最新研究进展, 总结了三类电荷产生层(Charge Generation Layer, CGL)在工程化应用中存在的问题以及其非破坏性检测方法; 综述高效叠层 OLED白光器件的“全磷光体系”、“并行通道激子收集”及“混合磷光热活性型延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)体系”最新研究成果, 对器件寿命问题进行总结, 探讨分析“分级掺杂”、“四色混合 TADF体系”等从结构方面提出优化方案, 并针对不同发光材料体系中的 CGL材料及结构综述叠层 OLED白光器件实现较低工作电压的技术方法, 最后对叠层 OLED白光器件的材料和结构提出改进建议。
叠层白光有机发光二极管 电荷产生层 有机发光单元 功能层结构 有机发光材料 tandem white OLEDs, CGL, Emitting Layer unit, func
设计了一种基于高阶温度补偿与内建负反馈稳压技术的带隙基准, 所设计的带隙基准具有低温漂和高PSRR的优点。通过采用两对工作在亚阈值区的MOS管, 根据不同工作温度分段产生指数型补偿电流, 形成高阶温度补偿, 降低了带隙基准的温度系数。基于带隙基准输出电压, 通过内建负反馈稳压电路, 提高了带隙基准的电源抑制能力。基于Dongbu 0.18 μm BCD工艺, 完成了低温漂高PSRR带隙基准的设计、版图绘制和后仿真验证。带隙基准的版图面积为290 μm×200 μm。后仿真结果表明, 所设计的带隙基准在-45~125 ℃范围内温度系数仅为1.15×10-6/℃, 电源抑制比为83.22 dB; 在2.8~5.5 V电源电压变化下, 基准电压的平均值为1.212 V, 线性调整率为0.015%。
带隙基准 高阶温度补偿 温度系数 电源抑制比 bandgap reference high-order temperature compensation temperature coefficient power supply rejection ratio
黄朝恩先生是中国人工晶体研究领域的先行者,在非线性晶体、闪烁晶体的研发与生产方面取得丰硕成果,在国际上最早建立“有限元”晶体生长模型用于控制和改善晶体生长。此次访谈中,先生回顾了个人求学经历和在斯坦福大学的出国访问学习经历,以及步入人工晶体行业开展非线性光学晶体领域相关研究,分享了“以科研促生产,以生产推科研,将科技成果转化为生产力”的非线性、闪烁晶体从研发到成果转化创新经验,结合实际经验重点分析了国际交流合作对推进科学研究的重要性。他提出研发的材料器件一定要对社会有用的目标导向,研发过程中要重视对青年科技工作者的培养,强调建立市场与研发互相促进机制对推动科技领域发展的重要性及适应科技进步与发展的必然性,还对投入我国晶体事业的青年人提出诚恳建议并寄予厚望。
晶体人生 人工晶体 非线性光学晶体 成果转化 目标导向
1 中国石油大学(华东)海洋空间与信息学院,山东 青岛 266580
2 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源重点实验室,山东 青岛 266071
3 中国石油集团测井有限公司国际公司,北京 100101
4 自然资源部第一海洋研究所,山东 青岛 266061
5 青岛海洋科技中心,山东 青岛 266237
海上溢油事故的发生不仅给人类造成了巨大的财产经济损失,而且严重破坏了海洋生态环境。极化合成孔径雷达(PolSAR)通过利用多种极化通道能够更综合地记录地物后向散射信息,从而广泛应用于海上溢油检测中。为了更加准确地进行海上溢油检测,提出一种基于Dual Encoder-Decoder Net(Dual-EndNet)的极化SAR海上溢油检测算法。首先提取出目前常用的30种用于溢油检测的极化特征,并利用随机森林算法选出区分溢油重要性较好的前10个特征;然后以编码器-解码器为基本框架,设计两个分支,分别输入PauliRGB图像和优选的10个极化特征图像,用于提取溢油极化SAR图像的空间信息和极化信息,进而对两分支信息进行融合,以提高溢油检测算法性能。在两景Radarsat-2全极化SAR溢油数据集上的实验结果表明,所提方法不仅具有较强的溢油检测能力,而且能够有效地区分原油、植物油、乳化油不同类型的油膜。
图像处理 遥感影像分类 极化合成孔径雷达 深度学习 溢油检测 极化特征 激光与光电子学进展
2023, 60(24): 2412002
1 湖南大学信息科学与工程学院, 湖南 长沙 410082
2 武汉科技大学信息科学与工程学院, 湖北 武汉 430081
太阳是太阳系中唯一的能量源, 拥有着极为宽阔的连续谱以及数以万计的吸收线和发射线, 是一个非常丰富的光谱信息宝藏。 太阳电磁辐射的能量主要集中在可见光区和红外光区, 其中, 具有多普勒红移特征的太阳红外光谱可作为天文测速导航的信息源。 太阳光谱多普勒红移测速是天文测速导航的重要环节, 它通过计算接收太阳光谱相对于标准太阳光谱的多普勒红移反推出航天器和太阳之间的相对径向速度。 然而, 太阳黑子、 日冕、 耀斑等太阳活动引发的光谱畸变会造成太阳光谱的不稳定, 这将影响着太阳光谱的测速精度, 进而影响导航精度。 为了提高太阳光谱测速导航性能, 依据太阳光谱测速原理, 探索改进太阳光谱多普勒红移测速的信号处理方法。 提出了一种面向太阳光谱测速导航的自适应 EMD-NDFT多普勒红移测速方法, 该方法针对太阳光谱的多普勒效应计算得到红移, 进而反推得到航天器相对于光源的径向速度。 该方法由EMD处理、 NDFT变换、 相关匹配三部分构成。 即: 首先运用EMD算法对非平稳的接收太阳光谱信号进行自适应分层, 再根据每一层本征模态信号进行自适应阈值滤波降噪, 以获得平稳的重构信号; 然后根据太阳光谱非均匀采样的特点, 对标准太阳光谱和接收光谱分别进行NDFT变换将光谱由时域转换到频域, 再选择两者的低频特征谱线进行泰勒匹配以获得相位差, 从而得到航天器相对于太阳的径向速度。 该方法将信号的时域降噪和频域稀疏相结合, 可更快速、 更准确地得到径向速度。 分析了太阳黑子活动的一个周期中, 不同年份的光谱变化情况, 并分别对其进行多普勒红移测速计算和分析。 仿真实验结果表明, 针对不同时间段和不同噪声下的太阳光谱数据, 采用自适应EMD-NDFT方法可以有效提高测速精度, 并能较大程度地降低计算复杂度。
自适应 经验模态分解 傅里叶变换 红移测速 导航 Adaptive Empirical mode decomposition Fourier transform Redshift velocity measurement Navigation 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3475
湖南大学机械与运载工程学院,湖南 长沙 410082
针对当前线扫相机标定过程复杂且需外部辅助装置的问题,提出建立在2D空间中的线扫相机静态标定方法。首先,从应用角度出发,将3D空间的线扫模型推导至2D空间,建立2D空间线扫相机成像模型,设计一种新型的线扫相机标定板。接着,利用交比不变性原理对2D空间的线扫相机模型进行求解。最后,提出一种利用畸变变化量的畸变拟合策略,解决小畸变情况下畸变矫正误差过大的问题,取得了良好的畸变矫正效果。实验结果表明,所提2D空间中的线扫相机静态标定方法标定过程简便,不受现场环境限制,标定精度较高,取得0.06 mm的平均绝对误差(约1.5像素),误差标准方差稳定在0.068以下。所提方法基本满足在中低标定精度下的应用要求,具有较高的实际应用价值。
线扫相机标定 2D空间线扫相机模型 线扫标定板 畸变矫正 交比不变性 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2211001
1 陕西科技大学材料科学与工程学院,西安 710021
2 清华大学材料学院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京 100084
热激励去极化电流(TSDC)测量技术可以提供存在于材料体系中的缺陷类型信息,例如空间电荷、偶极子、陷阱电荷等。通过TSDC谱分析,可研究偶极子和可动离子的性质,以及激活能、弛豫时间、荷电粒子浓度等微观参数,进而更好地理解与缺陷有关的物理本质。本文介绍了当前TSDC技术在无机材料中的应用现状,整理归纳出TSDC技术在线性介质、非线性介质、陶瓷-聚合物复合材料中的研究结果与最新进展,从本质上揭示无机材料中缺陷与性能之间的内在关联。有望拓展TSDC技术在无机材料中的应用,为无机材料微观机制研究提供新思路。
无机材料 热激励去极化电流 缺陷 线性介质 非线性介质 陶瓷-聚合物复合材料 inorganic material thermally stimulated depolarization current TSDC TSDC defect linear dielectric nonlinear dielectric ceramic polymer composite
1 哈尔滨工业大学(威海)理学院,山东 威海 264209
2 哈尔滨工业大学物理学院,黑龙江 哈尔滨 150001
3 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,上海 201800
4 上海交通大学IFSA协同创新中心,上海 200240
5 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190
在惯性约束聚变及实验室天体物理研究中,均需要对等离子体的形态进行清晰的成像,同时具有单色、高分辨、大视场的X射线球面弯晶背光成像是其中一项关键的诊断技术。本文首先对球面弯晶背光成像技术的成像性能进行分析,获得了空间分辨率、成像效率等性能参数随成像系统设计参数变化的关系。在此基础上,利用神光II高功率激光辐照Si靶,激发产生1.865 keV的Heα线,对球面弯晶背光成像系统的性能进行实验验证。实验得到清晰的网格图像和生物样品图像,实验结果与理论计算值相符,成像分辨率达到4.8 μm。该工作满足X射线弯晶成像高分辨率的要求,可用于惯性约束聚变等相关实验中激光等离子体的精密诊断。
X射线 球面弯晶 背光成像 空间分辨 光学学报
2023, 43(19): 1934001