针对无人机传统的航迹规划方法存在求解效率低、适用范围窄的问题, 提出一种考虑全局和局部规划相耦合的航迹规划方法。首先, 提出几何航迹碰撞检测法以改进跳点搜索(JPS)算法, 提升无人机在全局环境中航迹规划能力; 其次, 提出一种耦合策略的航迹规划框架, 通过将无人机全局航迹信息与动态窗口局部航迹信息进行耦合, 扩展动态窗口法的评价子函数, 确保无人机在动态环境中具备灵活的避障能力; 最后, 通过仿真实验论证了所提改进JPS算法在全局搜索时间、航迹距离和航迹转折点数目等方面较现有方法的优势, 验证了耦合算法在动态环境中的稳定避障能力。
无人机 航迹规划 几何航迹碰撞检测法 动态窗口法 改进JPS算法 耦合策略 UAV trajectory planning geometric track collision detection method dynamic window method improved JPS algorithm integration strategy
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 3.上海交通大学 医学院附属仁济医院, 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
4 4.上海市疾病预防控制中心, 上海 200336
新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)疫情大流行引起全球对此重大突发公共卫生事件的高度关注。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)经过多次突变, 出现传染速度加快、免疫逃逸、隐匿性传播等特性, 令防控形势至今仍异常严峻。对患者的早发现、早隔离仍然是目前最有效的防控措施。因此, 迫切需要快速、高灵敏的检测手段来甄别此病毒, 以便及早识别感染者。本文简要介绍了SARS-CoV-2的一般特征, 并针对核酸、抗体、抗原及病原体作为检测靶标的不同检测手段及最新进展进行分类概述; 对一些光学、电学、磁学以及可视化的新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测技术上的应用进行了分析。鉴于纳米技术的应用在提高检测灵敏度、特异性以及准确率上具有优势, 本文详细介绍了新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测中的研究进展, 包括表面增强拉曼基生物传感器、电化学生物传感器、磁纳米生物传感器以及比色生物传感器等, 并探讨了纳米材料在新型生物传感器构建中的作用和挑战, 为纳米材料研究人员开发各种类型的冠状病毒传感技术提供思路。
SARS-CoV-2 检测方法 核酸 抗体 抗原 纳米材料 生物传感器 综述 SARS-CoV-2 detection method nucleic acid antibody antigen nanomaterial biosensor review
1 华中科技大学无锡研究院，江苏 无锡 214174
2 江苏集萃华科智能装备科技有限公司，江苏 无锡 214174
3 华中科技大学材料科学与工程学院，武汉 430074
锂离子电池作为目前应用最广泛的电化学储能器件，其安全性和循环稳定性问题备受关注。负极材料表面析锂是锂离子电池常见的失效原因，因此也是相关产业界的研究热点。然而，由于锂离子电池的封闭式外包装，许多常规的检测手段无法直接应用于电池内部，导致析锂检测成为了锂离子电池行业的难点问题。针对该问题，从构造特殊原位电池、外部特性推测、新物理量测量等角度出发，综述了近期析锂检测方法的研究进展，并对未来发展方向进行了展望。
锂离子电池 析锂 检测方法 原位电池 lithium-ion battery lithium plating detection method in-situ cell
红外与激光工程
2022, 51(4): 20210186
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 644731
为了避免光子灯笼模式解复用器串扰对模式功率测量带来的误差,提出基于单一模式计算方式的波长映射测量方法,详细描述了其工作原理并研制出相应的模式功率检测单元。采用混合模式和单一模式两种计算方式,分析了模式功率检测单元的透射率矩阵特点,实验验证了波长映射测量方法的可行性。实验结果表明,单一模式计算方式对少模光纤的偏振扰动不敏感,其模式透射率的偏振相关性小于0.025。在此基础上搭建了1480 nm前向泵浦的三模掺铒光纤放大器,采用波长映射方法测试了三模同时放大的性能,获得了高达26 dB的模式增益,差模增益小于2 dB。
光纤光学 模式检测方法 模式选择光子灯笼 波长映射 少模掺铒光纤放大器
1 上海理工大学 生物医学光学与视光学研究所，上海 200093
2 上海理工大学 教育部医用光学技术与仪器重点实验室，上海 200093
3 上海交通大学医学院附属第九人民医院 儿童口腔科，上海 200023
全球超过一半的人口患有口腔疾病，口腔微生物与龋齿、牙周病、糖尿病、阿尔茨海默病、早产等全身性或慢性疾病显著相关。随着大众越来越重视口腔健康，关注口腔疾病，光学技术在口腔龋病研究中的优势得到广泛的关注。系统研究了龋齿快速检测方法的基本原理和临床适用结果；介绍了口腔致病菌对消化系统，神经系统，免疫系统等人体系统的影响，达到预警口腔以及全身疾病，保障人身体健康的作用。
龋齿 快速检测方法 全身健康 健康预警 caries rapid detection method healthcare health warning
1 国网重庆市电力公司电力科学研究院, 重庆 401123
2 国网重庆市电力公司武隆区供电有限责任公司, 重庆 409600
本文基于激光超声转换技术, 对SF6气体绝缘封闭组合电器(GIS)内部缺陷检测方法进行了研究, 通过沈阳市某区电力局GIS设备运行情况的分析、局部放电的特点、局部放电产生原因的对比及激光超声转换技术特点的分析, 对GIS设备内部缺陷局部放电检测中的传感器布置、检测流程、诊断依据及原则进行分析, 并对该电力局基于超声转换技术诊断GIS内部局放的诊断过程进行了实例分析。结果表明, 采用超声波诊断该间隔开关罐体, 确定信号最大点位置为断路器上法兰以下1/4高度, 此时基于断路器罐体一圈, 稳定局放信号能被诊断到, 信号具有较小幅值, 为5.5 mV, 以此处为基准, 向下的信号和向上信号的幅值衰减趋势明显。在罐体一圈, 稳定局放信号均能诊断, 因此可推断放电源位置不在壳体而是处于中心导体。最后提出了GIS局部放电检测和诊断建议, 为设备检修策略提供参考依据。
基于激光超声转换技术的GIS内部缺陷检测方法 detection method laser ultrasonic conversion technology GIS internal defects
1 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
2 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
利用混沌激光互相关峰值实验实现了脂肪乳液内部异质物的检测。在脂肪乳液内放置异质物,以自相关函数具有delta函数特征的混沌激光作为光源,将混沌激光分成两路,一路入射到带有异质物的脂肪乳液内,通过脂肪乳液后经光电探测器接收、输出后作为探测信号;另一路经光电探测器输出,作为参考信号。将混沌激光参考信号与经过脂肪乳液的混沌激光进行互相关,混沌激光的互相关峰值反映了脂肪乳液及其内部异质物的光学信息。结果表明,混沌激光相关检测法具有很强的抗干扰性。
激光光学 医学检测 相关检测法 混沌激光 脂肪乳液 光纤激光器
杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院，浙江 杭州 310018
针对存在障碍物农田区域的植保无人机避障问题，提出了一种基于结构光视觉的植保无人机障碍物检测方法。本文基于激光三角测量原理，通过半导体激光器与CCD 传感器间特殊的光路，设计了可探测前方障碍物信息的光学检测系统。激光器发出的线结构光经障碍物表面的反射，成像于CCD 靶面上，通过图像采集、处理和计算提取出前方障碍物距离、方位角和宽度等参数信息。实验表明，该方法能够有效检测出未知环境下障碍物的距离、方位角和宽度，并且距离检测误差小于0.06 m。
植保无人机 障碍物检测方法 结构光视觉 激光三角测量 线结构光 plant protection UAV obstacle detection method structured light vision laser triangulation line structured light CCD CCD
