1 中国科学院高能物理研究所北京 100049
2 散裂中子源科学中心东莞 523803
六极铁作为高能同步辐射光源（High Energy Photon Source，HEPS）储存环八铁单元的重要部件之一，其技术工艺较为复杂，对加工精度和中心引出精度要求都很高。本文对HEPS六极铁的机械中心引出标定方案进行了研究，利用极缝偏差角对常规标定坐标系进行旋转，使三个极缝面更接近理论位置，从而减小磁铁主场斜分量；对每块磁铁进行两次机械中心标定，极缝间距的实测值与设计值的标准偏差在0.015 mm，坐标系旋转前后的基准点偏差标准值为0.09 mm，旋转角最大可达0.6 mrad。这种考虑极缝偏差角的建系方法可以提高标定的精度，能为实际工作中同类型、准直精度有相同要求的设备标定提供参考，有利于加速器装置的顺利安装，对加速器准直测量具有十分重要的意义。
六极铁中心标定 机械中心 坐标系旋转 准直精度 Sextupole center calibration Mechanical center Coordinate rotation Collimation accuracy
1 黔西南州自然资源管理服务中心，兴义 562400
2 贵州大学矿业学院，贵阳 550025
针对传统喀斯特地区裸岩提取方法成本高、精度低的问题，文章构建了一种基于改进DeepLabV3+的裸岩提取方法。该方法首先在编码器中用CA-DC-MobileNetV3替换DeepLabV3+骨干网络Xception进行特征提取，很大程度上减少了模型的参数量；其次，将编码器提取的特征通过特征金字塔网络和坐标注意力机制进行加强特征提取，以获取更多小目标信息并减少图像细节损失；最后在空洞空间金字塔池化模块将不同空洞率的卷积层进行特征融合，提高信息的利用率。研究结果表明：文章方法在不同场景裸岩提取任务中表现最好，模型参数量约为DeepLabV3+的1/13，交并比、F1分数分别为72.46%、84.03%，上述2个指标相比于DeepLabV3+模型分别提高了4.62和3.19个百分点，并优于其余常用语义分割模型，提高了裸岩提取精度。
裸岩提取 深度学习 语义分割 坐标注意力机制 bare rock extraction deep learning semantic segmentation coordinate attention mechanism 强激光与粒子束
2024, 36(4): 043025
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春30033
2 中国科学院大学，北京100049
3 吉林省智能波前传感与控制重点实验室，吉林长春100
4 中国人民解放军63768部队，陕西西安710200
大视场光学望远镜是中高轨目标搜索的重要设备，在搜索图像中除中高轨目标外还存在恒星目标，对恒星目标进行辨识与抑制是中高轨目标检测的必要环节之一。考虑银道面附近天区、曝光时间差异以及多云遮挡等因素的影响，图像中的星场密度变化区间非常大，传统的恒星辨识方法在计算准确性与实时性方面均存在局限性，导致恒星虚警、计算超时等情况的发生。为解决该问题，提出了一种基于惯性坐标时域相对不变性的恒星辨识与抑制方法。推导了地平坐标系与惯性坐标系的数学转换关系，并由此构建了恒星辨识模型；在不同的静态系统误差条件下，量化分析了恒星目标的惯性坐标时域相对不变性；最后，开展了恒星辨识与抑制算法的仿真与实验验证。仿真与实验结果表明：在时间间隔为10 s、静态系统误差为10″的条件下，恒星的惯性坐标最大相对差异为0.51″（赤经），0.16″（赤纬），其时域相对不变性满足恒星辨识需求，辨识过程完全不依赖星场密度。经100圈次中高轨目标实测图像验证，本文方法未出现恒星虚警及中高轨目标检测缺失的现象。
目标检测 恒星辨识与抑制 中高轨目标搜索 惯性坐标系 target detection identification and suppression of stars search of GEO and MEO inertial coordinate system
桶状抽样型电磁量能器（Electromagnetic Calorimeter，Ecal）是俄罗斯在建的重离子超导同步加速器（Nuclotron-based Ion Collider faсility，NICA）中多功能探测谱仪（Multi-Purpose Detector，MPD）上的一个重要探测器，主要用于探测10 MeV至几个GeV能域内电子和光子的能量、时间、位置信息。基于Geant4软件，使用单能电子研究了入射位置及闪烁体层数对探测器模块（module）能量分辨率的影响，闪烁体层数和电子能量对探测器单元（tower）时间分辨率和Ecal位置分辨率的影响。模拟结果表明：随着电子入射位置由module边缘向中心移动，闪烁体内能量沉积由718 MeV增加至758 MeV；在tower长度为415.5 mm条件下，随着闪烁体层数增加，module能量分辨率变差，tower时间分辨率变好，Ecal位置分辨率变差。在兼顾量能器的各项性能后，tower中闪烁体最佳层数为211层，Ecal能量分辨率好于4.35%，时间分辨率小于112 ps，位置分辨率好于2 mm；在相同条件下，电子能量越高电磁量能器的时间分辨率和位置分辨率越好。
能量分辨率 时间分辨率 位置分辨率 Geant4 Energy resolution Time resolution Coordinate resolution Geant4
多光谱辐射测温在高温测量领域应用广泛。 但是, 未知的光谱发射率是多光谱辐射测温反演过程的最大困难。 目前, 解决方法多采用假设发射率模型法, 二次测量法等, 此类方法反演精度取决于假设的发射率模型和实际发射率是否相符, 多数情况下反演结果误差较大。 基于约束优化的多光谱辐射温度数据处理算法解决了未知发射率的难题, 但受迭代算法的复杂性和初值难以确定的影响, 反演精度和效率不高。 为此, 提出广义逆-坐标轮换算法解决约束优化算法中的反演效率问题。 由于广义逆法需对发射率范围进行约束, 坐标轮换法需设定合适的发射率初值, 考虑两种算法各自的优势与不足, 可对两种算法进行结合。 将广义逆法求得的最小范数解作为约束优化算法中迭代搜索的初始点, 进一步提高了算法对不同材料发射率的适应度。 为验证算法是否能在无需考虑发射率模型的前提下寻找符合待测目标的发射率和真温, 选取六种不同发射率类型的目标材料进行仿真实验。 针对六种典型材料的仿真结果表明, 新方法在真温1 800 K的情况下, 绝对误差和相对误差均小于5.0%, 与梯度投影法相比运算效率平均提高了202倍。 表明该算法具有无需考虑发射率模型、 反演精度高, 速度快, 适合于各类材料等优点, 解决了约束优化算法中初值选择不确定的问题, 为在线实时高温测量中的数据处理提供了解决方案。
多光谱辐射测温 发射率 广义逆-坐标轮换法 Multi-wavelength radiation thermometry Emissivity Generalized inverse matrix-coordinate rotation 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1936
光学 精密工程
2023, 31(22): 3289
江西理工大学电气工程与自动化学院, 江西 赣州 341000
针对遥感图像中背景复杂多样、目标密集和尺度差异性大, 容易造成小目标漏检和误检的问题, 以YOLOv5s 算法为网络基础框架, 提出一种基于上下文信息的遥感图像目标检测算法。首先, 设计上下文模块(CM)并添加在主干网络,增大目标区域特征的感知范围, 获取更多的上下文信息, 提升模型对小尺度目标的检测能力; 其次, 在特征主干网络中引入坐标注意力(CA)模块, 加强模型对浅层网络中目标位置信息的识别能力; 最后, 将空间金字塔池化模块替换为空洞空间卷积金字塔(ASPP)模块, 实现全局信息和局部信息相融合, 进一步增强小目标的语义信息。实验结果表明, 在RSOD数据集上, 改进后算法的mAP50为97.9%, 相比原YOLOv5s算法提高了1.7个百分点; FPS达到71帧/s, 满足实时性检测的要求。相比其他检测算法, 改进后算法具有更低的漏检率和误检率, 检测性能更加优秀。
遥感图像 上下文模块 坐标注意力模块 空洞空间卷积金字塔模块 remote sensing image context module coordinate attention module atrous spatial convolution pyramid module
