1 中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心, 北京 100012北京师范大学水科学研究院, 北京 100875
2 中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心, 北京 100012同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092
3 北京 100012同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092
4 中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心, 北京 100012
六价铬［Cr(Ⅵ)］在水环境中有严重的毒性和迁移性, 尤其工业过程中的高浓度Cr(Ⅵ), 对环境和人体健康有严重的危害。 建立一种准确、 快速且实用的高浓度Cr(Ⅵ)溶液测定方法尤为重要。 描述了一种基于光程优化的紫外可见分光光度法直接测定溶液的新方法, 该方法聚焦于不同光程条件下, 测定Cr(Ⅵ)溶液的浓度范围和灵敏度研究。 结果表明, 通过改变光程(1, 5, 10, 30, 50, 100 mm), Cr(Ⅵ)溶液的线性浓度测定范围增加到1 500 mg·L-1(国标方法为1 mg·L-1); 光程从1 mm增加到100 mm, 测定灵敏度增加了100.3倍(从0.001 6 L·mg-1增加到0.161 5 L·mg-1)。 同时, 进行了光程优化方法的建立, 在保证准确度的前提下, 使得不同浓度在不同光程的测定条件下具有最高的灵敏度。 研究结果表明, 在Cr(Ⅵ)与三价铬［Cr(Ⅲ)］、 铁离子［Fe(Ⅲ)］、 铜离子［Cu(Ⅱ)］、 镍离子［Ni(Ⅱ)］以一定比例共存的条件下, 该方法有较好的抗离子干扰性能, 且测定结果的准确度几乎不受温度变化影响(5～30 ℃), 并成功地将该方法应用于实际电镀废水样品中高浓度Cr(Ⅵ)的分析。 与其他常见的Cr(Ⅵ)溶液测定方法相比, 该方法显示出更宽泛的线性浓度范围(0.003 96～1 500 mg·L-1)、 更高的高浓度Cr(Ⅵ)溶液分析准确度和很短的测定时间(1.5 min)。 该方法在工业过程中Cr(Ⅵ)溶液的污染控制和环境分析监测方面具有良好的应用前景。
六价铬［Cr(Ⅵ)］ 紫外可见分光光度法 光程优化 高浓度 高灵敏度 Chromium(Ⅵ) Direct spectrophotometry Optical path optimization High-concentration High sensitivity 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1829
1 中国科学院 力学研究所，北京0090
2 中国科学院大学 工程科学学院，北京100049
随着野外装备智能化的不断发展，野外环境下的装备路径优化成为近年来研究的重要领域之一，其在促进**力量的发展和推动**智能化的进程等方面起到重要作用。目前国内外对于既有道路下车辆优化方法的研究和总结较为成熟，但由于野外环境的复杂性和未知性，基于既有道路的优化算法无法在野外路径优化中直接应用。因此，本文基于国内外野外环境下的装备路径优化技术的研究现状，从环境建模和路径优化算法两个研究层面进行了归纳总结，并将野外路径优化算法分为单装备路径优化和多装备路径优化，阐述了各方法的适用范围与利弊，针对野外环境下的动力学问题，重点阐述了动力学约束下的装备路径优化算法，最后对未来野外路径优化算法的发展方向进行了展望。
野外环境 智能化 环境建模 路径优化 off-road environment intelligent environment modeling path optimization
1 中国科学院 力学研究所，北京0090
2 中国科学院大学 工程科学学院，北京100049
随着装备智能化的发展，复杂野外环境下车辆的路径规划已成为关键技术之一，为**力量发展、**装备智能化提供重要保障。野外环境中有多种影响车辆行驶的因素，如障碍物、路面坑洼和泥泞等，传统城市道路的路径优化算法大多针对既有道路，难以满足在存在多种未知威胁的复杂野外环境下的路径优化要求。同时，目前路径优化算法对于野外复杂的土壤地质条件考虑较少，因此本文基于Bekker地面力学理论，结合改进的遗传算法，提出了一种考虑土壤对车辆行驶影响的改进遗传算法，该方法以路径行驶时间最短为优化目标，建立了适合野外环境的路径优化算法。含障碍物和含多种土壤的野外环境建模和路径优化结果表明：该优化算法建立了地面力学特性与车辆行驶的耦合作用，综合考虑了野外环境下的障碍物、土壤特征和车辆特性等因素，在复杂的野外环境下得到了车辆可以安全、高效和畅通通行的野外路径，为建立地形力学与路径优化算法的联系提供了参考。
野外环境 路径优化 Bekker理论 遗传算法 off-road environment path optimization Bekker theory genetic algorithm
Author Affiliations
Abstract
Department of Mechanical Engineering, Keio University, Yokohama 223-8522, Japan
Diamond turning based on a fast tool servo (FTS) is widely used in freeform optics fabrication due to its high accuracy and machining efficiency. As a new trend, recently developed high-frequency and long-stroke FTS units are independently driven by a separate control system from the machine tool controller. However, the tool path generation strategy for the independently controlled FTS is far from complete. This study aims to establish methods for optimizing tool path for the independent control FTS to reduce form errors in a single step of machining. Different from the conventional integrated FTS control system, where control points are distributed in a spiral pattern, in this study, the tool path for the independent FTS controller is generated by the ring method and the mesh method, respectively. The machined surface profile is predicted by simulation and the parameters for the control point generation are optimized by minimizing the deviation between the predicted and the designed surfaces. To demonstrate the feasibility of the proposed tool path generation strategies, cutting tests of a two-dimensional sinewave and a micro-lens array were conducted and the results were compared. As a result, after tool path optimization, the peak-to-valley form error of the machined surface was reduced from 429 nm to 56 nm for the two-dimensional sinewave by using the ring method, and from 191 nm to 103 nm for the micro-lens array by using the mesh method, respectively.
ultraprecision machining diamond turning fast tool servo freeform surface tool path optimization International Journal of Extreme Manufacturing
2022, 4(2): 025102
中国人民解放军32146部队, 河南 焦作 454000
针对无人机执行多目标侦察任务的应用需求, 提出了一种基于改进A*算法的无人机任务分配和航迹规划优化方法。首先, 在地理信息系统中标绘威胁区域, 确定规划空间；其次, 基于改进A*算法预估航程矩阵, 并应用TSP模型和遗传算法求解任务分配结果；然后, 根据多目标时序任务分配结果, 基于改进A*算法实现航迹寻优, 应用三次B样条曲线法进行航迹平滑；最后, 依据威胁区域和任务目标的变化, 确定局部动态规划空间, 执行局部任务动态分配和局部航迹动态规划。开发了无人机任务规划软件, 并验证了所提方法的有效性。
无人机 任务分配 航迹规划 航迹寻优 航迹平滑 UAV mission assignment path planning path optimization path smoothing
1 合肥清溢光电有限公司，合肥2300
2 深圳清溢光电股份有限公司，广东深圳518053
针对现有激光化学气相沉积设备在寻找掩膜版缺陷点时存在镜头移动行程长、镜头频繁失焦的问题，采用基于2⁃opt邻域搜索的蚁群算法来优化设备的修复缺陷点顺序。相对于传统的X/Y轴升序排列，此方法能够有效缩短镜头寻点时间、降低失焦概率。为加快处理大规模缺陷点时的算法速度，提出设置蚁群近邻搜索范围、2⁃opt固定半径邻域搜索以及设置不检测标记的加速策略来改善2⁃opt蚁群算法的收敛时间和优化质量。实验证明，改善后的2⁃opt蚁群算法路径优化率超过92.5%，最快算法时间仅为5.72 s，失焦率仅仅为0.28%，相比基本蚁群算法和基本2⁃opt蚁群算法，改善后的2⁃opt蚁群算法在路径优化质量、优化时间以及保证镜头焦距稳定方面更具优势。
掩膜版 缺陷点 激光化学气相沉积 两元素邻域搜索 蚁群算法 路径优化 photomask defect LCVD 2-opt neighborhood search ACO path optimization
1 山西工程科技职业大学 工程管理学院，山西 晋中 030619
2 燕京理工学院 艺术学院，河北 廊坊 065201
针对光纤网络通信中数据流传输路径质量影响网络资源利用率的问题，提出了一种改进的数据传输路径优化机器学习算法。首先,利用机器学习完成对初始数据的预处理，获取数据特征信息，完成数据流分类。基于对光纤跨度内数据流的分析，构建集群组完成数据路径的调整，实现网络资源的充分利用。其次，以包含特征参数的相似矩阵为约束条件，完成聚类分析的优化。根据数据特征参数建立相似矩阵，并在特征参数与通信路径的数据流类型之间建立函数映射关系。最后利用核函数对传输路径进行优化，实现网络传输路径的优化。实验针对包含多个光纤跨度的网络进行路径优化，并与传统的K-means聚类算法对比。测试中6种不同数据流的比例可以充分反映不同条件下的数据通信状态。实验结果表明：该算法的分类准确率为94.6%，平均执行时间为12.8 s，平均聚类变化度为31.3%。传统的K-means聚类算法分类准确率为84.6%，平均执行时间为20.8 s，平均聚类变化为46.2%。该算法的收敛时间也优于传统算法，其在网络数据传输中具有更高的准确性和实时性。
路径优化 机器学习 聚类算法 数据特征 传输特性 path optimization machine learning clustering algorithm data characteristics transmission characteristics 红外与激光工程
2021, 50(10): 20210185
长春理工大学 光电工程学院 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,吉林 长春 130022
为改善激光扫描投影系统在扫描复杂图形时由于扫描频率远小于20 Hz而引起的严重闪烁问题，基于图论理论将Fleury算法应用于激光扫描投影路径规划，并针对该算法无法优化非欧拉路径的局限性，提出了改进的Fleury算法。应用MATLAB对上述算法的扫描路径优化效果进行仿真分析，并应用到已有的激光扫描投影系统中进行实验，实验结果表明：基于改进的Fleury算法的激光扫描投影路径优化技术可以使激光扫描投影频率提升至20 Hz左右，有效解决频闪问题，提高绘制图像的质量，从而提升自主研发激光扫描投影仪器的实际应用价值。
激光扫描投影 频闪 路径优化 Fleury算法 欧拉图 laser scanning projection flickering path optimization Fleury algorithm Eulerian graph
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于光学系统对跟踪探测的影响,结合仪器功能,提出了一种基于胶合透镜减小跟踪偏移量的方法,实现了对飞秒激光跟踪仪跟踪光路的优化;改进了准直扩束光路,细化了光学系统,分析了优化后光学系统在接收功率和杂光方面对跟踪探测的影响机理。基于优化的光学系统设计,搭建实验系统进行了探测实验。实验结果表明,补偿后的跟踪探测精度可达3 μm,这满足仪器精密跟踪要求。
测量 光路优化 激光跟踪 位置灵敏探测器激光跟踪仪 杂散光
1 合肥工业大学智能制造技术研究院, 安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学数学学院, 安徽 合肥 230009
3 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
通过计算机仿真技术，针对不同的光路分布结构进行了气体浓度场二维分布重建模拟，研究了光路的分布与重建精度的联系。并通过计算归一化平均绝对距离判据比较不同光路分布下的重建精度，得到重建精度较高的光路分布形式。结果表明，在光路数量较少的情况下，提高光路的利用率可以提高重建精度。通过计算评估优化后的光路分布下的重建精度，验证了结论的正确性。
图像处理 激光光学 可调谐半导体激光吸收光谱 二维重建 浓度检测 光路优化 激光与光电子学进展
2016, 53(7): 071001
