Peng Wu 1,2,3,4Jianping Liu 1,*Lei Hu 1Xiaoyu Ren 1[ ... ]Hui Yang 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Nanodevices and Applications, Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
2 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
3 Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210, China
4 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A new kind of step-flow growth mode is proposed, which adopts sidewall as step source on patterned GaN substrate. The terrace width of steps originated from the sidewall was found to change with the growth temperature and ammonia flux. The growth mechanism is explained and simulated based on step motion model. This work helps better understand the behaviors of step advancement and puts forward a method of precisely modulating atomic steps.
step-flow growth GaN terrace width step motion 
Journal of Semiconductors
2024, 45(2): 022501
作者单位
摘要
1 上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海20620
2 格鲁斯特大学 计算与工程学院,英国 切尔滕纳姆GL50 RH
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春100
4 上海交通大学 机械与动力工程学院 机械系统与振动国家重点实验室,上海20020
为消除压电驱动柔性微定位平台高精控制对平台不确定动力学模型的依赖性,提出了一种数据驱动无模型迭代前馈补偿和自适应陷波滤波结合的控制方法来提高平台的跟踪性能。首先,建立了数据驱动无模型迭代前馈控制器,提高系统对噪声和其他干扰的鲁棒性,同时,证明了在无模型迭代前馈作用下,连续参考输入跟踪误差的有界性和闭环系统的稳定性;其次,构建了自适应陷波滤波器来消除平台谐振的影响,对误差信号进行快速傅里叶变换,并设计谐振频率在线提取算法,实现对陷波滤波器参数的在线实时整定,来进一步提升轨迹跟踪精度;最后,利用所设计的无模型迭代前馈控制器和自适应陷波滤波器对压电微动台进行轨迹跟踪实验。实验结果表明:在跟踪三角波信号时,与单独比例-积分(Proportional Integral,PI)控制和结合自适应陷波滤波器的PI控制相比较,最大跟踪误差分别减小78.25%和70.83%,能够有效提升平台的稳定性和跟踪精度。
压电微动台 数据驱动迭代前馈 在线谐振抑制 自适应陷波滤波器 piezoelectric micro-motion stage data-driven iterative feedforward online resonance suppression adaptive notch filter 
光学 精密工程
2024, 32(6): 833
作者单位
摘要
1 宁波大学 信息科学与工程学院,浙江宁波352
2 宁波大学 科学技术学院 信息工程学院,浙江宁波3151
沉浸式的虚拟现实体验中视觉诱发晕动症(Visually Induced Motion Sickness, VIMS)是影响虚拟现实系统发展与应用的一个重要问题。现有的基于视觉内容的评价方案大多考虑的要素不够全面,对运动信息的提取较为简单,且少有考虑时域上的突变对晕动症的影响。针对上述问题,提出了虚拟现实中视觉诱发晕动症时空多特征评价模型;基于立体全景视频中空域、时域信息来设计视觉诱发晕动症评价模型,采用更符合人眼感知的加权运动特征,并考虑了立体全景视频时域的突变信息设计了特征提取方式。所提出模型分为预处理模块、特征提取模块及时域聚合与回归模块。预处理模块用于视口提取和光流图、视差图、显著图的估计。特征提取模块包含前背景加权运动特征提取、基于变换域的视差特征提取、空间特征提取及时域突变特征提取。时域聚合后通过支持向量回归得到VIMS评价分数。实验结果表明,该模型在立体全景视频数据库SPVCD上的预测结果与平均主观意见分的皮尔逊线性相关系数为0.821、斯皮尔曼相关系数为0.790、均方根误差为0.489。该模型取得了优良的预测性能,验证了所提出特征提取模块的有效性。
虚拟现实 立体全景视频 晕动症 运动感知 突变特征 virtual reality stereoscopic panoramic video motion sickness motion perception abrupt change feature 
光学 精密工程
2024, 32(4): 595
作者单位
摘要
中国科学院西安光学精密机械研究所 飞行器光学成像监视与测量技术研究室,西安 710119
针对航测相机对地摆扫成像过程中的动态像移问题,采用两镜望远系统的矢量像差理论,将次镜作为像移补偿元件,通过次镜多维运动实现航测相机的综合像移补偿。次镜在对像移进行补偿的过程中会发生偏心和倾斜,导致次镜离轴,影响成像质量,因此,建立了失调折反光学系统成像模型,研究次镜像差场偏移矢量与次镜失调量之间的关系,并分析次镜多维运动对成像质量的影响。为验证次镜多维运动的像移补偿能力,搭建实验平台对该航测相机进行了实验室内以及外场成像试验。结果表明,采用该像移补偿技术的航测相机动态分辨率可达74 lp/mm,且像移补偿精度优于0.5个像素,达到设计预期。
航测相机 像移补偿技术 光机系统 次镜失调 矢量像差理论 Aerial mapping camera Image motion compensation technology Optical-mechanical system Secondary mirror misalignment Vector aberration theory 
光子学报
2024, 53(2): 0222001
作者单位
摘要
1 上海市质量监督检验技术研究院,上海 200031
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
针对无人机载光电平台的安装特点,文中对平台及阻尼减振器特性进行了分析、建模与测试。首先,对光电平台阻尼减振器特性进行了介绍;其次,分析了安装阻尼减振器后的光电平台特性,并对阻尼减振器的运动特性进行建模,分析阻尼减振器安装布局与平台性能之间的关系;最后,结合具体某型光电平台及其配套阻尼减振器,给出了仿真结果及相同外部扰动条件下减振器安装位置对平台性能的测试结果。结果表明:相关研究对优化无人机载光电平台阻尼减振器布局及提升载荷整体性能具有积极的意义。
无人机 光电平台 阻尼减振器 运动建模 性能测试 UAV EO payload damper motion model performance test 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230432
作者单位
摘要
1 郑州大学电气与信息工程学院,河南 郑州 450001
2 河南省先进移动通信与应用工程研究中心,河南 郑州 450001
3 郑州大学电子材料与系统国际联合研究中心,河南 郑州 450001
4 郑州大学化学学院,河南 郑州 450001
针对室外大范围建图场景中激光里程计输出的运动轨迹漂移问题,在仅使用激光雷达构建里程计条件下,基于正态分布变换提出一种连续运动预测算法来提高点云匹配初始值估计精度,然后在点云匹配时使用帧与局部地图匹配代替帧间匹配,有效抑制了运动轨迹的漂移。仿真中采用Kitti数据集的2个不同场景进行验证,结果表明:所提的激光里程计改进算法,分别使运动轨迹的全局平均误差降低了27.93%、36.66%,其中三维运动轨迹竖直方向(Z轴)上的偏移最大值分别降低了70.29%、82.52%。所提的改进激光里程计有效抑制了运动轨迹漂移。
激光里程计 正态分布变换 点云匹配 运动预测 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0528002
作者单位
摘要
1 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃 兰州 730070
2 轨道交通信息与控制国家级虚拟仿真实验教学中心,甘肃 兰州 730070
3 兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070
针对增量运动恢复结构(SFM)算法在重建大规模无人机影像数据集时效率低、易产生场景漂移的问题,提出一种可并行化处理的增量SFM重建算法。首先,利用词汇树图像检索结果约束图像特征匹配的空间搜索范围,提高图像特征匹配的效率。其次,综合考虑特征匹配数量和无人机平台获取的全球定位系统(GPS)信息构建无向加权场景图,并选用归一化割算法将场景图划分为多个相互重叠的子集。然后,将每个子集分布在多核CPU上并行执行增量SFM重建算法。最后,基于子集间公共重建点和强相关子集优先被合并的策略实现子集合并。此外,结合GPS信息为光束法平差(BA)代价函数添加位置约束项,有效消除每次执行BA优化引入的误差。为了验证所提算法的有效性,在3个无人机数据集上进行实验,实验结果表明,所提算法相比原始增量SFM重建算法不仅显著提高了位姿估计和场景重建的效率,而且合理优化了重建结果的精度。
增量运动恢复结构 光束法平差 词汇树图像检索 归一化割 场景合并 
激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0811002
作者单位
摘要
中国人民公安大学侦查学院,北京 100038
运动模糊图像点扩散函数(PSF)的精确估算是模糊图像复原的关键。为了提高PSF参数估计的准确性,消除频谱图中央亮线对模糊角度估计的干扰,提出一种运用窗函数来提高PSF参数估计精度的方法。对运动模糊图像进行二维离散傅里叶变换和对数运算,计算图像的功率频谱图,对频谱图像添加窗函数Hanning,对处理后的图像进行中值滤波平滑处理和二值变换处理,再结合形态学算法和Canny算子边缘检测对频谱图进行优化,最后通过Radon变换,得到模糊方向。根据模糊方向结果,在模糊角度方向上对运动模糊图像的频谱图进行Radon变换,分析负峰值之间的距离,得到暗条纹间距,根据暗条纹间距与模糊长度之间的关系,求出模糊长度,从而完成两个点扩散函数参数的估算。结果显示,与现有算法相比,所提算法提高了参数估计的精度,复原时产生的振铃和伪影现象减少,充分利用图像信息的同时操作简便。
窗函数 运动模糊图像 图像复原 点扩散函数 参数估计 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0437007
作者单位
摘要
广西大学电气工程学院,广西 南宁 530004
为应对特殊条件下不便于实地进行移动式操作的问题,设计了一套基于混合现实的可移动机械臂操作控制系统。该系统分为人机交互、机械驱动、虚拟现实等3个模块:人机交互模块通过摄像头识别操作者肢体手势动作并发布相应操作指令;机械驱动模块解析由人机交互模块发布的操作指令后完成相应动作并反馈设备工作状态;虚拟现实模块接收机械驱动模块反馈信息后将设备运行情况在构建好的虚拟场景中还原,实现对设备运行情况的实时监控。在可移动机械臂平台上的测试结果表明,操作者通过所提系统可以实现对可移动机械臂的远程精准控制与实时监控,系统响应速度能够达到60~100 ms/frame。
机器视觉 混合现实 Unity3D 机械臂 动作捕捉 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0415002
作者单位
摘要
苏州科技大学电子与信息工程学院,江苏 苏州 215009
视觉诱导晕动症是虚拟现实技术应用中较为严重的问题,沉浸在虚拟现实环境中的使用者普遍会存在头晕、恶心等症状。立体影像采集失真导致人眼感知的虚拟空间畸变,可能是诱发和增强视觉诱导晕动症的重要因素之一。为了研究立体影像采集失真对视觉诱导晕动症的影响,基于立体影像采集理论构建了虚拟空间畸变模型,针对具有三种焦距参数的镜头获取不同等级的立体空间畸变影像。通过视觉感知实验,对不同空间畸变下的视觉诱导晕动症进行主观和客观的评价。结果表明,当立体影像采集的相机视场角与人眼视场角不匹配时,立体影像失真对视觉诱导晕动症有显著性影响,立体影像采集失真会导致更为强烈的视觉诱导晕动症状。首次用系统性实验的方法验证采集参数与感知参数不匹配导致的虚拟空间畸变增强了视觉诱导晕动症的结论,研究结果对提出切实可行的缓解方法有重要意义。
视觉感知 虚拟现实 视觉诱导晕动症 立体影像采集 立体影像失真 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0409001

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