1 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
针对机载激光雷达电力巡线的三维点云, 设计一种全自动的电线、电塔和地面点云分类方法, 为输电系统净空排查提供必需的前提。方法的核心是充分利用激光点云走向的全局统计特征, 最大限度减少对局部特征的依赖, 以免造成适用局限性。通过国家电网十几段电力巡线数据的应用测试, 显示该方法的自动化程度和普适性都很好, 大大减少了以往通过商业软件人工交互式分类的工作量, 对同样的数据集和分类结果, 处理时间由平均1 h缩短到一两秒钟, 大大提高了作业效率和用户体验。
激光雷达 三维点云 输电线 点云分类 Lidar 3D point cloud power line point cloud classification
1 中国工程物理研究院 a.高能激光科学与技术重点实验室
2 b.应用电子学研究所，四川绵阳 621999
面向时序控制的功能需求，基于 CompactRIO(cRIO)硬件系统，使用 LabVIEW软件作为编程语言，设计了时序控制软件的程序架构。软件划分为现场可编程逻辑门阵列 (FPGA)层和实时(RT)层 2个层次，2层之间通过先入先出直接内存访问( DMA FIFO)和前面板控件进行数据通信。时序控制和硬件指令交互功能在 FPGA层用状态机实现；RT层实现与上位机的人机交互功能，上报时序流程状态。经测试，时序控制软件的硬件指令响应时间小于 50 μs。
时序控制 cRIO硬件 架构设计 状态机 消息队列 time sequence control cRIO architecture design state machine event queue 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(4): 619
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川绵阳 621999
2 国家电网四川省电力公司，四川成都 610042
在获取地形数据并建立三维模型的基础上，按照国网电力巡线的行业应用要求，研究设计了国网电力巡线软件并基于开源引擎 (面向对象图形渲染引擎 (OGRE))实现。该软件开发集成了三维场景显示、漫游浏览、选择点云图层、改变电力线颜色、净空排查、显示定位塔杆以及三维测距等功能，很好地满足了行业应用要求，为巡线软件的工程化奠定了坚实的基础。
电力巡线软件 面向对象图形渲染引擎 净空排查 显示定位塔杆 三维测距 power line software Object -oriented Graphics Rendering Engine distant checking towers positioning 3D ranging 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(4): 613
中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川绵阳 621999
演化硬件作为新的硬件载体，具有自组织、自适应、自修复的能力。本文设计了一种由查找表(LUT)和D 触发器构成的基本演化硬件单元，能够满足组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计要求。同时设计了兼容组合逻辑电路和时序逻辑电路的适应度评估函数。利用该模型对基于遗传算法的演化硬件和基于猴王遗传算法的演化硬件参数进行了优化设计。分析表明遗传算法的变异概率 Pv 取值应在 0~0.01 之间，交叉概率对算法的性能影响可以忽略；猴王遗传算法的保留概率 R取值应在 0~0.85 之间，变异概率 Pv 应在 0~0.01 之间。对比分析了遗传算法和猴王遗传算法的性能：基于猴王遗传算法演化硬件的运算量只有基于遗传算法演化硬件的1/4，且能得到更接近目标电路的电路结构。
遗传算法 猴王遗传算法 硬件演化 组合逻辑 时序逻辑 Genetic Algorithm(GA) Monkey-King Genetic Algorithm(MKGA) Evolvable Hardware(EH) combinational logic sequential logic 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(3): 482
1 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室
2 应用电子学研究所，四川 绵阳 621999
介绍了光学相控阵光束偏转技术的基本原理，根据夫琅和费衍射与傅里叶变换理论建立了光学相控阵模型，针对光学相控阵参数对偏转效率的影响进行了仿真分析。仿真结果表明，相控阵单元数量对偏转效率的影响很小，而增大相控阵填充率，减小相控阵单元总体尺寸，减小偏转角度，则可以有效地提高光学相控阵的偏转效率。
光学相控阵 光束偏转 夫琅和费衍射 傅里叶变换 Optical Phased Array beam steering Fraunhofer diffraction Fourier transform 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(3): 478
1 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
分析了光纤熔接点处的菲涅尔散射光模型,得出熔接点散射光功率与输出光功率成线性关系的结论.利用该结论设计了kW级光纤激光器的振荡器、泵浦源输出功率检测装置,并安装在某kW级光纤激光器上进行了实验.通过建立线性估计函数,利用最小二乘法对光纤熔接点的散射光功率与光纤激光器的振荡器、泵浦源输出功率的关系进行了拟合.通过实验验证了熔接点散射功率与光纤输出功率的线性关系.实验表明利用熔接点散射光功率间接测量光纤激光器输出功率的方法线性度优于4%.
熔接点 菲涅尔反射 光纤激光器 线性关系 功率测量 fusion point Fresnel scattering optical fiber laser linear relationship power measurement 强激光与粒子束
2015, 27(8): 081001
1 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
演化硬件作为新的硬件载体,具有自组织、自适应、自修复的能力,是人工智能在高能激光控制方面的一个重要应用.遗传算法是影响硬件演化速度的一个重要因素.针对目前传统遗传算法进化时间长、运算量大的问题,提出了一种改进的猴王遗传算法——种群杂交猴王遗传算法.受自然界生物种群杂交优势的启发,种群杂交猴王遗传算法将参与进化的基因序列划分为Nd个独立进化的子种群.每个子种群独立按照猴王遗传算法进化Td代形成原始种群的Nd个亚种群后,交换亚种群的猴王基因重复猴王遗传操作,在亚种群中产生具有杂交优势的后代.分析表明:与猴王遗传算法相比,种群杂交猴王遗传算法可以将每一代基因排序的运算量减小到1/Nd,并且更加利于并行实现.基于MATLAB和Modelsim的仿真分析表明:种群杂交猴王遗传算法具有更快的收敛速度和更优的进化结果.
遗传算法 猴王遗传算法 硬件演化 genetic algorithm Monkey-King genetic algorithm evolvable hardware 强激光与粒子束
2015, 27(6): 061006
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
通过主动相位控制实现了两路固体激光器的高光束质量相干合成输出, 总输出功率达到240 W。建立了两路120 W板条激光放大器, 通过光束整形获得了高光束质量方形光斑, 并实现了高占空比光束拼接, 填充因子高于92.4%。研制了光轴一致性探测与控制系统, 采用基于压电陶瓷的快反镜实现了光轴的高精度闭环控制, 两束激光光轴一致性优于2 μrad(RMS)。设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的相位探测与控制系统, 用随机并行梯度下降算法(SPGD)锁定了两束激光的活塞相位。相位闭环后, 远场光斑峰值提高到开环状态的1.7倍, 为理想值的84%。合成光束主瓣包含67%的激光总能量, 光束质量(BQ)为1.1。
相干合成 板条激光器 填充因子 快反镜 随机并行梯度下降算法 光束质量 coherent beam combining slab lasers fill factor fast steering mirror stochastic parallel gradient descent algorithm beam quality 强激光与粒子束
2014, 26(8): 081022
1 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
根据平台和目标的位置、姿态信息, 利用旋转矩阵建立了运动平台目标引导模型。在此基础上进行仿真分析, 通过计算平台和目标数据存在不同水平误差条件下引导数据的精度, 研究了平台和目标数据对引导数据精度的影响。仿真结果表明, 对方位角引导数据精度影响较大的参数为平台经度, 纬度以及航向角; 对俯仰角引导数据精度影响较大的参数为平台经度、纬度、俯仰角以及横滚角; 对距离引导数据精度影响较大的参数为平台经度和纬度。
目标引导 运动平台 旋转矩阵 方位角 俯仰角 距离 target guiding motional platform rotation matrix azimuth elevation range 强激光与粒子束
2014, 26(8): 081018
