1 1. 国防科技大学 空天科学学院 新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室, 长沙 410073
2 2. 国防科技大学 空天科学学院 材料科学与工程系, 长沙 410073
陶瓷纤维具有密度低、强度高、耐高温、抗氧化和耐机械震动性能好等优点, 是空天飞行器、核能发电和化工冶金等热防护领域所需的关键高温隔热材料。传统陶瓷纤维直径粗(ϕ>5 μm)、脆性大、热导率高, 在实际隔热领域应用中受到了极大限制。减小纤维直径, 制备微纳陶瓷纤维, 不仅有利于提高纤维力学性能, 还有望改善其高温隔热性能, 近年来引起了研究者的广泛关注。从微纳陶瓷纤维中影响热传输(气体热传导、固体热传导和辐射传热)的本征因素出发, 有针对地进行组成和结构优化, 进而改善其高温隔热性能, 是当前微纳陶瓷隔热纤维研究的重点方向。本文结合国内外研究现状, 在介绍微纳陶瓷纤维隔热机理的基础上, 按照纤维的组成和结构特点将目前微纳陶瓷隔热纤维分为三类, 即微纳陶瓷纤维气凝胶、中空/多孔微纳陶瓷纤维和复合微纳陶瓷纤维。对这三类不同特点的微纳陶瓷隔热纤维最新研究进展进行综述, 并展望了微纳陶瓷隔热纤维的未来发展方向。
微纳陶瓷纤维 高温隔热 结构优化 纤维气凝胶 中空纤维 复合纤维 综述 micro-nano ceramic fiber high temperature thermal insulation structural optimization fiber aerogel hollow fiber composite fiber review 
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
2 The 28th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Nanjing 210007, China
3 College of Electronic and Optical Engineering & College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
4 Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures and School of Physics, Nanjing University, Nanjing 210093, China
Photonic nanojets (PNJs) are subwavelength jet-like propagating waves generated by illuminating a dielectric microstructure with an electromagnetic wave, conventionally a linearly polarized plane wave. Here, we study the donut-like PNJ produced when a circularly polarized vortex beam is used instead. This novel PNJ also has a reverse energy flow at the donut-like focal plane depending on both the optical vortex topological charge and microsphere size. Our tunable PNJ, which we investigate numerically and analytically, can find applications in optical micromanipulation and trapping.
photonic nanojet optical vortex reverse energy flow Chinese Optics Letters
2021, 19(10): 102602
长春理工大学 计算机科学技术学院，吉林 长春 130022
近年来，相关滤波方法由于具备运算速度快，鲁棒性强的优势，在目标跟踪领域发展迅速。然而，面对复杂场景时，现有模型难以满足实际需求。针对背景感知相关滤波方法(BACF)在目标发生自身旋转、尺度变换、运动出视野等挑战下，相关滤波器最大响应值减弱，造成跟踪精度下降的问题，提出了一种基于相关滤波的目标重检测跟踪方法。在原有背景感知相关滤波方法的基础上，引入滤波器响应检测机制，当判定到相关滤波跟踪结果不可信时，利用粒子滤波采样策略生成大量粒子，感知目标状态，重新确定目标中心位置。在此基础上，利用自适应尺度估计机制重新计算目标尺度信息，从而实现对目标的重新跟踪。为了验证改进算法的有效性，实验选取了OTB2013、OTB2015、VOT2016共3个公开数据集进行测试，同时与相关滤波及深度学习方法进行对比，从视频属性、跟踪精确度、算法鲁棒性等角度展示所有算法的性能。实验结果表明：基于相关滤波的目标重检测跟踪方法在3个公开数据集中取得较好的实验结果，并在目标发生旋转，尺度变换及运动超出视野的情况下，有效提高了BACF的准确率和成功率。
目标跟踪 相关滤波 粒子滤波 object tracking correlation filters particle filters 红外与激光工程
2021, 50(2): 20200182
长春理工大学 计算机科学技术学院, 长春 130022
针对立体图像舒适度难以有效地进行客观评价的问题, 结合人眼视觉注意机制, 提出了基于区域对比度的舒适度评价模型.根据显著图与视差图提取感兴趣区域作为前景区域; 量化前景和后景区域颜色空间, 估计空间加权区域对比度, 计算前景区域视差角、宽度角; 根据主观评价值利用最小二乘法拟合曲线得出客观评价模型.对比视差+宽度模型可知, 模型预测值与主观评价值的Pearson相关系数、Kendall相关系数较原模型分别提高了8.1%、3.9%, 且平均绝对值误差减小了13%, 均方根误差减小了22.1%.本文模型的普适性更优, 结果更接近主观评价值.
双目立体图像 视觉舒适度 对比度 感兴趣区域 客观评价 颜色空间 最小二乘法 Binocular stereo images Degree of visual comfortable Contrast Region of interest Objective evaluation Color space Least square method 光子学报
2018, 47(12): 1210002
1 长春理工大学计算机科学技术学院, 吉林 长春 130022
2 特种电影技术及装备国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
针对投影仪-摄像机系统参数标定过程中角点识别精度低、抗噪性差的问题,提出一种新型的投影彩色模式特征图像和角点亚像素检测算法以提高角点检测识别精度。鉴于投影仪-摄像机在光子信号传输过程中会因系统通道耦合性导致光子信号损耗,特进行建模分析,并提出一种系统耦合性校正方案,以降低系统耦合性串扰的影响。在系统标定参数解算过程中,投影特征点会因外界因素的干扰而与摄像机反馈的特征信息匹配错误率高,从而导致投影仪的标定参数误差值较大,考虑到投影仪-摄像机具有对极几何约束关系,提出一种成像反馈式的射影几何约束优化方法,用于对系统参数优化标定。通过实验分析可知,本文方法识别精度能够到达0.25 pixel,同时具有较高的面平行度和线垂直度。投影画面的几何畸变校正实验显示,畸变校正效果基本符合人眼视觉感知一致性。
机器视觉 标定 角点检测 对极几何 几何校正
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学 计算机科学技术学院,吉林 长春 130022
为了优化GEO与LEO间激光通信系统的性能,建立了卫星通信轨道特性仿真模型。通过对一年内卫星数据的分析可知,卫星通信终端间的多普勒频移变化范围约为±5×109 Hz,可以使用多普勒频移补偿方法减少GEO与LEO之间的多普勒频移影响。对于相干通信,终端必须进行频移补偿; 提前量角的范围大于激光束散角,因此终端需要进行提前量补偿,激光通信系统可根据提前量角对视轴进行提前修正,以减少相对速度对激光通信的影响; 太阳干扰和地球遮挡的时间较长,应该进行卫星组网以改善可通率,在通信过程中应根据通信终端时间,优化两个通信终端的工作流程; GEO和LEO终端的视轴变化情况不同,因此应该为卫星设计不同结构。
卫星间激光通信 多普勒频移 提前量 可通率 GEO and LEO laser communication Doppler frequency shift point-ahead available probability 红外与激光工程
2016, 45(8): 0822008
1 长春理工大学 计算机科学技术学院, 吉林 长春 130000
2 特种电影技术及装备国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130000
为解决彩色物体表面颜色干扰以及条纹之间的颜色串扰导致彩色结构光系统产生的条纹颜色误识别问题, 提出了彩色结构光的条纹颜色分离以及聚类方法。首先, 提出了一种新的摄像机和投影机的颜色校正方法, 以消除外界环境光以及系统的颜色串扰现象, 解决系统的耦合性问题。其次, 给出了一种物体的反射分离机制, 用于提取物体表面的漫反射分量和镜面反射分量, 修正彩色物体的背景色对彩色编码条纹的影响。最后, 利用颜色聚类算法, 对经过彩色物体调制后的条纹进行颜色归类划分, 纠正条纹颜色之间的干扰, 恢复系统消耗的彩色条纹颜色信息。实验验证了本文提出方法的有效性, 结果表明: 该方法具有较高的抗干扰能力、较强的鲁棒性, 能准确有效地识别受干扰的彩色条纹, 识别正确率达到92%左右。
计算机视觉 彩色结构光 彩色物体 反射分离 颜色分离 颜色聚类 computer vision color structured light color object reflection separation color separation color clustering
长春理工大学 计算机科学技术学院, 长春 130000
针对多摄像机一维标定算法精度低、抗噪性和稳定性差等问题, 提出了基于消失点之间互相约束的多摄像机标定方法.为了避免径向畸变对成像造成的影响, 利用欧式空间位置约束的几何特性, 进行畸变参数的求取.通过靶标特征点约束结合摄像机的射影不变性排除杂点的干扰, 再利用空间消失点之间夹角一致性, 以及靶标特征点所构成的直线和消失点的反向射线平行性来求解摄像机的参数.当一维靶标任意运动时, 存在着无法区分靶标特征点对应的成像点临界问题, 采取反推理论数学分析法可事先避免该问题的出现.通过构建多摄像机系统进行标定实验, 可以看出该方法具有较高的标定精度, 且随着噪声的增加, 标定结果具有一定的抗噪性和稳定性；由相对误差值可知, 该方法可应用于多摄像机系统.
机器视觉 摄像机标定 消失点 一维靶标 径向畸变 射影不变性 Machine vision Camera calibration Vanishing point One-dimensional targets Radial distortion Projective invariant
