石家庄铁道大学电气与电子工程学院，石家庄 050043
冲角是列车蛇形运动稳定性评价中的一关键性指标。由于列车走行步复杂、冲角值极小等原因，导致轮轨间冲角测量难度大、测量不准确等问题。本文提出一种基于激光线检测的轮轨冲角检测方法，该方法将与轮对运动方向共线的激光线照在轨面上，通过图像畸形校正、Meanshift算法平滑、Radon直线检测等算法处理分别获取轨道边缘线和激光线的位置，计算两者在图像中的夹角检测出轮轨冲角。通过仿真数据和检测结果对比表明，该方法能够实现轮轨冲角的图像检测，且原理简单可行，最后给出检测误差的修正方法，增加了检测方法的鲁棒性。该方法的提出为后续列车运行的稳定性和安全性评价奠定了基础。
蛇形运动 轮轨冲角 图像检测 激光线 attack angle snake motion image detection laser line
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院光电工程研究所，山西 太原 030024
设计一种新型的可产生高带宽混沌的面向蝶形封装的外腔半导体激光器，并在理论上研究了反馈率、注入电流比和载流子寿命对其动态特性的影响。数值仿真结果表明，调节反馈率或增加注入电流比时，该结构的输出光经历从稳定状态、准周期状态、混沌状态再到稳定状态的周期演化。增大注入电流比或减小载流子寿命时，外腔激光器的弛豫振荡频率增大。在大弛豫振荡频率和大外腔振荡频率下，能够生成有效带宽高达70 GHz的混沌。分析了这种高带宽混沌生成的机理，也为高速随机数的生成提供了新的熵源。此外，在弱光反馈下，尝试利用激光器的弛豫振荡来掩盖反馈的时延特征，并分析了时延对外腔振荡频率的影响。
激光器 半导体激光器 短腔反馈 高带宽混沌 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111401
1 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
2 新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室, 山西 太原 030024
近年来, 混沌激光已广泛应用于保密通信、高速随机数生成、混沌激光雷达、混沌光时域反射仪、光纤传感和测距等方面。与离散器件构成的装置不同, 集成芯片具有尺寸较小、功耗较低、稳定性较好和适用于大批量生产等优点。结合混沌应用和集成芯片的优势, 光子集成的混沌半导体激光器应运而生。将光子集成混沌半导体激光器分为五类, 并分别介绍了国内外相关机构在集成结构、集成区域的尺寸、集成构成的特点及集成混沌激光器的应用等方面的研究进展。另外, 设计并介绍了一种新型的面向蝶形封装的混沌外腔半导体激光器。
激光器 半导体激光器 混沌 光子集成 激光与光电子学进展
2017, 54(10): 100005
为分析星敏感器内部各误差因素对其测量精度的影响，建立了星敏感器的理想模型和实际模型；基于几何成像理论，分析了焦距误差、主点偏移、光学镜头畸变、焦平面倾斜以及焦平面绕视轴方向的旋转等误差因素对星光成像矢量测量精度、视场内星间角距测量精度的影响，设计了测量精度评价指标，并通过仿真实验进行了定量分析，论证了不同参数误差、不同观星方位与测量精度的关系，焦距误差、主点偏移和镜头畸变是影响测量精度的主要因素，在使用时必须加以校正。
星敏感器 误差模型 参数误差 几何成像 star sensor error model parameter error geometric imaging
微小卫星一般使用两个小视场星敏感器以实现高精度姿态测量，但小视场容易导致观测星数量不足。组合星图技术可以缓解该问题，但其受星敏感器安装角度影响很大。分析了双星敏感器安装角度对组合星图识别效率的影响，并开展了仿真研究。实验结果表明：角距匹配得到的导航星对个数，随参考星对角距近似呈正弦函数变化，在约 90°时达到极值；随容差增大而增大，且容差对导航星对个数极差影响很大。在组合星图技术中，双星敏感器应避免使用 90°安装角，且安装角越小，组合星图识别效率越高。
微小卫星 星敏感器 星图识别 安装角度 micro-satellite star tracker star identification mounting angle
