苏州科技大学 电子与信息工程学院, 江苏 苏州 215009
针对光纤表面等离子体共振传感普遍存在强度脆弱、灵敏度偏低及等离子体激发效率低下的问题, 文章将长周期光纤光栅作为辅助平台, 研究了表面等离子体共振传感器增强灵敏度的途径。在光纤光栅表面传感区域热蒸发一层金膜, 通过调谐输入光纤光栅部位的偏振光模式来实现对外传感性能的增强。选用氯化钠溶液作为外界折射率感应物质, 通过软件进行模拟仿真, 仿真结果表明, 镀金膜前后, 横磁波和横电波的透射功率在空气中分别衰减了4.3和0.3 dB, 在溶液中分别衰减了5.3和2.2 dB。在1.335~1.372溶液折射率变化范围内, 两种偏振光源的折射率灵敏度分别提升了18.7和12.9 nm/RIU。
长周期光纤光栅 表面等离子体共振 偏振光束 传感器 long period fiber grating surface plasmon resonance polarized beam sensor
1 苏州科技大学 电子信息工程学院,江苏 苏州 215009
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为解决指针式仪表自动识别系统中, 光照不均匀、精确度不高等问题, 提出一种Otsu算法和改进的Hough算法对仪表图像进行处理。首先预处理仪表图像, 增强仪表指针区域特征, Otsu算法进行图像二值化, 分割出仅属于指针的像素; 再进行改进的Hough变换检测指针, 通过快速提取表盘指针连通区域的中心像素点, 结合表盘圆心约束, 对提取过的像素点进行双阈值Hough变换直线检测。实验结果表明, 提出的算法识别仪表读数最大相对误差为4.76%左右, 满足系统精确度要求。
指针式仪表 Ostu算法 圆心约束 Hough变换 pointer instrument Ostu algorithm center constraint Hough transform
1 苏州科技大学 电子与信息工程学院, 江苏 苏州 215009
2 中国白城兵器试验中心, 吉林 白城 137001
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
针对仪表识别系统背景复杂, 对小目标不敏感, 检测精度低等问题, 本文提出一种特征融合金字塔(FPN）和Faster R-CNN网络结合的仪表自动识别方法。首先使用FPN和Faster R-CNN网络的RPN结合定位表盘和指针区域, 并对多类仪表进行分类; 此外为了平衡仪表图像的正负样本, 提高检测准确性, 引入Focal Loss损失函数与RPN网络结合进行训练数据集; 其次对指针区域进行基于FPN的图像分割, 将FPN网络与反卷积结合, 提高指针区域分割准确性; 最后拟合指针获取指针偏转角度, 得到仪表读数。实验结果表明, 提出的方法准确率达到94.25%, 与传统算法相比, 提出的方法不仅检测精度高, 而且实用性更强。
指针式仪表 特征融合金字塔 图像分割 pointer instrumentation FPN Faster R-CNN Faster R-CNN image segmentation
1 苏州科技大学信息化建设与管理中心 江苏苏州 215009
2 苏州科技大学电子与信息工程学院 江苏苏州 215009
3 苏州科技大学外国语学院 江苏苏州 215009
针对复杂环境下的弱光信号检测和温度影口的问题，提出一种以 MSP430为核心控制器、雪崩二极管（ APD）为传感器、远距离无线也（LoRa）技术为数据传输的设计方案。该方案采用偏压自适应温度补偿也珞 ，使偏置也压随温度而变化，从而使 APD增益达到稳定。实验表明．通过温度补偿也珞， APD增压受温度影口较小，且增益稳定在100土5 dB，同时该方案对弱光信号检测误差小于 3.92%，且能够在某厂区 10 km以内 实时远程无线监测弱光强度变化。
弱光检测 远距离无线也 自适应温度补偿 增益稳定 low light detection long-distance radio adaptive temperature compensation gain stabilization
1 苏州科技大学,江苏 苏州 215009
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春，130033
针对大型LED显示屏驱动中恒流源功率较小、调光不便捷，其开关特性导致的噪声大的问题，提出一种体积小，适用功率大且纹波效果较好的智能优化式恒流LED驱动设计方法。该设计在以往低电流的基础上进行改进，通过运放反馈调节将输出电流的开关特性转换为线性，辅以通断RCD回路（峰值吸收回路）和构建优化式大电流环式PCB布局，能进行光源检测的电流转脉宽式精准调光，输出能够较完善地抑制开关噪声。该设计方法能实现上位机网络远程数字调光，内、外部模拟调光，多路板载级联的智能控制。实验表明：该恒流驱动输出电流可达10 A，功率可达370 W，输出电流误差小于1%，驱动光源光功率稳定，光照分布均匀，具有较好的纹波效果，稳定可靠。
LED恒流驱动 大功率 低噪声 LED constant current drive high power low noise
1 苏州科技大学 电子与信息工程学院, 江苏 苏州 215000
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130000
针对无人机飞行过程中姿态、定位以及高度参数不精确的问题, 提出基于北斗/惯导与多传感器融合的无人机参数矫正方法, 介绍了在北斗/惯导组合系统中融合气压传感器与速度传感器的采集参数, 结合卡尔曼滤波器算法推算最优定位值。由速度传感器提供具体参数给惯导系统, 并利用加速度与航偏角之间的关系预测无人机轨迹, 结合北斗系统当前定位参数推算出最优值, 将运算得到的无人机参数通过无线通讯的方式发送到终端进行存储显示。结果表明: 采用多传感融合方式矫正的方法有效提高飞行轨迹与姿态的监测精度, 定位精度达到3 m, 为操控无人机提供了有力的理论依据。
北斗/惯导组合 多传感器 参数融合 卡尔曼滤波 Beidou/Inertial navigation multi-sensor parameter fusion Kalman filter
苏州科技大学 光电与信息技术研究所, 江苏 苏州 215009
在单模光纤中级联两个对称缓锥, 中间段去除涂覆层, 包层作为传感臂对外界折射率敏感, 实验上形成M-Z(马赫-曾德尔)干涉仪。对锥区光场进行分析, 当锥腰半径为25 μm时, 光纤内模场半径达到最大值, 约为14.8 μm。当锥形光纤锥腰半径为12.5 μm、过渡区为5 mm、锥间隔为131 mm时, 耦合与合波效果最佳, 此时传感臂可检测的酒精浓度范围为0～100%, 折射率和波长偏移存在很好的线性关系, 灵敏度为-120 nm/RIU。该传感器具有插入损耗低、性能稳定和抗干扰能力强等优点, 可应用于酒厂酒精度检测和水质监测等领域。
光纤光学 干涉仪 对称缓锥 传感器 折射率 fiber optics interferometer symmetrical slow taper sensor refractive index
苏州科技学院 电子与信息工程学院, 苏州 215011
为了将拉锥光纤的光学特性和光纤环镜的滤波特性相结合, 提出了一种用拉锥光纤优化的光纤环镜滤波器结构。实验研究发现, 在级联的2阶高双折射光纤环镜滤波器中接入拉锥光纤, 滤波器输出谱的主峰3dB带宽得到显著压缩, 品质因数进一步提高, 其Q值很容易达到5.2, 滤波器在10dB~35dB调制深度范围内调谐更灵活, 输出波形更加稳定。结果表明, 该结构改善了高双折射光纤环镜滤波器特性, 使调谐更为灵活。
光纤光学 滤波器 拉锥光纤 光纤环镜 级联 fiber optics filter tapered fiber fiber loop mirror cascaded
苏州科技学院 电子与信息工程学院，江苏 苏州215011
基于啁啾光纤光栅和长周期光栅，文章提出一种应用于聚合物微环传感器和微环传感器阵列的信号解调方法。通过调整长周期光栅的峰值波长来匹配感测范围，从而实现线性边沿滤波。该系统由全光纤器件组成，这种解调可以达到31 pm的高分辨率。双通道系统中，每个通道的波长带宽为2.4 nm。
微环传感器系统 啁啾光纤光栅 信号解调 micro-ring sensor system chirped fiber grating signal demodulation
