采用微波烧结技术制备 Sialon陶瓷刀具材料, 主要研究烧结温度和保温时间对 Sialon陶瓷刀具材料力学性能的影响规律, 并结合微观形貌对其影响规律进行分析, 旨在制备性能优异的陶瓷刀具材料。结果表明: 在烧结温度为 1 600℃、保温时间为 15 min时, 刀具材料具有最优的力学性能, 其致密度、Viekers硬度、断裂韧性分别为 98.9%、17.8 GPa和 5.9 MPa·m1/2。在此烧结工艺下, 样品的微观组织均匀, 内部气孔较少, 有利于材料力学性能的提高。采用微波烧结技术可以在较短的保温时间内得到性能优异的陶瓷刀具材料, 提高了生产效率。

针对三维激光雷达在地面分割过程中存在分割不足和过分割的问题,提出一种基于点云簇组合特征的激光雷达地面分割方法。首先将三维点云投影到扇形栅格中进行连通域聚类,将梯度相差较小的栅格聚为一类。然后根据路面点云符合平面和直线几何特征的特点,对每一簇进行特征值计算以挑选路面栅格簇的候选簇,接着对其进行径向方向上的梯度检查以剔除误判栅格。最后使用三次B样条曲线进行平滑拟合,实现地面点与非地面点的分割。在不同路面状况的场景中对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法在含有多障碍物路面的准确率为97.50%,计算时间为27ms,说明所提方法的地面提取准确率更高,路面适应性更强。

为解决运梁车在过隧道时载梁片两侧距离隧道壁过窄的问题，提出一种基于粒子群算法的16线激光雷达实时检测隧道中心线的方法。对某型号运梁车，设计三维激光雷达支架，安装及标定激光雷达，构建隧道中心实时检测平台。使用粒子群算法和PCL（Point Cloud Library）中的点云滤波对激光雷达数据进行处理，实时求解出车辆前进方向相对于隧道纵向的横摆角度，在此基础上求出隧道壁横截面点云，并用粒子群算法拟合出该圆的中心点坐标和半径，从而拟合出隧道中心线。实验结果表明，该方法可有效检测出隧道中心线，同时该方法求出的隧道半径与隧道实际半径的误差以及提取的隧道中心线与实际中心线的误差均在3 cm以内，这表明文章提出的算法可以对隧道中心进行实时检测。

针对ORB算法特征匹配精度低的缺陷,结合金字塔光流特性,提出一种优化ORB特征匹配的方法。首先,采用区域分块法对待匹配图像进行处理,挑选出最佳匹配子块,缩小无效匹配区域;接着,对子块提取ORB关键字并计算匹配描述子得到粗匹配点对,采用金字塔光流法追踪ORB特征点,求解特征点的运动位移矢量,以此剔除粗匹配部分错误的匹配对;最后,采用随机采样一致算法进一步剔除冗余匹配点,获取更为精准的匹配对。实验结果表明,本文优化的ORB算法可以很好地满足实时性和精度的要求,特征匹配的平均耗时为原ORB算法的87%左右,且平均匹配率达98%以上。

以相机作为输入的视觉同时定位与建图(SLAM)系统在地图构建过程中虽然可以保留点云的空间几何信息,但是并没有完全利用环境中物体的语义信息。针对这个问题,对当前主流视觉SLAM系统和基于Faster R-CNN、YOLO等神经网络结构的目标检测算法进行研究。并提出一种有效的点云分割方法,该方法引入支撑平面以提升分割结果的鲁棒性。最后在ORB-SLAM系统的基础上,结合YOLOv3算法进行环境场景的物体检测并保证构建的点云地图具有语义信息。实验结果表明,所提方法可以构建几何信息复杂的语义地图,从而可应用于无人车或机器人的导航工作中。

为提高智能车快速检测物体对多种场景的适应能力,提出了多任务共享一个特征提取网络的联合方法。首先用ResNet-50作为编码器提取图像的特征;然后采用单发多框检测算法的多尺度特征预测和快速回归思想,对检测结果进行解码,采用DeepLab v3中的多孔空间金字塔池化结构,对经ResNet-50下采样后的图像特征进行多尺度映射、双线性上采样和批次归一化处理,完成分割解码;最后设定好参数训练联合方法。实验结果表明,该方法的平均精度均值为89.00%,分割平均交并比为83.0,每秒传输帧数为31 frame,满足智能车的应用需求。

PolSAR(Polarimetric Synthetic Aperture Radar)图像分类的传统方法在前期需要对数据进行特征提取, 涉及较多的人为参与, 且分类精度有待进一步提高。此外, 在采用监督分类方法时, 某些地物存在小样本问题, 针对这些问题并结合PolSAR图像精细分类的需求, 提出基于3D卷积神经网络的PolSAR图像地物精细分类方法, 将传统卷积神经网络扩展为三维并将其应用于PolSAR图像分类中, 利用PolSAR数据多通道特性, 充分挖掘数据中的信息, 提高分类性能, 并采用虚拟样本扩充的方法改善某些地物的小样本情况, 获得更好的分类结果。实验结果表明: 3D卷积神经网络较2D卷积神经网络在PolSAR图像地物精细分类中有较好的性能, 且虚拟样本扩充方法能够有效改善小样本分类问题。

将非球形沙尘气溶胶视为具有一定尺度谱和形状分布的随机取向椭球粒子群,利用T矩阵和改进几何光 学方法模拟了非球形沙尘气溶胶粒子在可见光波段(0.47 μm)的散射特性,并与实验室测量结果和等 体积球形粒子的计算结果进行了比较。结果表明：利用具有一定尺度谱和形状分布的随机取向椭球 粒子模拟自然界中的非球形沙尘粒子散射特性是行之有效的;用等体积球形粒子得到的单散射相矩 阵(特别是单散射相函数)与椭球粒子相比,具有明显的差异,而粒子形状对单散射反照率、不对称因 子和消光效率的影响明显偏小。通过比较椭球和球形沙尘气溶胶在可见光波段的辐射特性说明在 计算非球形沙尘气溶胶辐射特性过程中应考虑粒子形状对其单散射特性的影响。

运用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术与理论模拟相结合的方法研究了鹰嘴豆芽素A在太赫兹(THz)波段的光谱特性。在室温真空环境中得到样品在0.5~2.4 THz波段的功率吸收谱，特征吸收峰分别位于0.86，1.15，1.60，1.74，2.12和2.28 THz处。同时借助密度泛函理论（DFT）/6-31G*基组计算了气态鹰嘴豆芽素A的分子结构及其在THz波段的振动频率，并据此对实验光谱吸收峰进行指认。结果表明，理论计算结果与实验数据符合得很好，在0.5~2.4 THz波段内的共振吸收峰主要源于分子的集体振动。该研究有助于进一步理解鹰嘴豆芽素A的生物作用。

基于超快光脉冲的非线性传输模型，数值模拟了不同偏振态下的飞秒光脉冲在石英介质中的传输过程，分析了不同偏振度和数值孔径对光脉冲传输特性和脉冲压缩的影响，获得光脉冲出现再聚焦效应的临界椭圆度和临界数值孔径。研究结果表明在松聚焦条件下，自聚焦效应造成了不同偏振光脉冲在传输中表现出明显不同的光强分布和等离子体细丝结构。在光脉冲的时域演化过程中，圆偏振光与线偏振光相比仅出现自压缩，而未出现脉冲分裂。在紧聚焦条件下，由于透镜的线性聚焦相比自聚焦占据主导地位，因此不同偏振光传输特性和脉冲压缩规律趋于一致，且未出现明显自压缩现象。