为了提高大空间γ辐射场全局计算效率，开展了全局减方差（Global Variance Reduction，GVR）方法在大空间γ辐射场计算中的应用研究。针对计数栅元/网格体积差异造成的过度分裂问题，引入体积修正因子修改全空间权窗参数。体积修正后的基于通量的GVR方法计算的全局品质因子（FOMG）比直接模拟提高约39倍。针对非计数区计算耗时问题，提出了非计数区修正方法，使得FOMG因子进一步提高40%。在引入体积和非计数区修正的基础上，在大空间γ辐射场计算中与基于粒子误差、权重、径迹、数目、能量、碰撞和通量的7种GVR方法进行对比。结果表明：7种GVR方法计算的FOMG因子比直接模拟提高2~3个量级，基于误差的标准差σ降低2~3个量级；而基于权重的GVR方法计算的FOMG因子比直接模拟提高2 304倍，在所有GVR方法中减方差效果最好。在基于通量的GVR方法中引入光滑因子SI后，模拟计算的权窗下限随SI增加而减小，FOMG因子随SI的增加先增加后减小。当SI=0.8时，该方法计算的FOMG因子最大，比直接模拟提高3 246倍。
全局减方差 全局权窗 体积修正因子 大空间γ辐射场 蒙特卡罗模拟 Global Variance reduction Global weight window Volume modifying factor Large space γ radiation field Monte Carlo simulation
东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江 大庆 163318
基于圆形标定板的相机标定过程中，当镜头畸变较大时图像质量降低、圆形投影边缘模糊，导致标定产生误差。基于此，提出一种基于亚像素边缘检测和圆心修正补偿的高精度相机方法。首先，通过Canny-Zernike矩法提取亚像素级的圆形特征轮廓点，使用边缘点链连接独立轮廓点，得到闭环的精确特征轮廓，增强对模糊边缘轮廓的提取能力；其次，对内外轮廓分别采样取点拟合椭圆，将两者中心的均值作为特征点，并通过三点判断排序法得到有序特征点集后进行粗标定；最后，用粗标定参数对轮廓的采样点集进行校正，重新获取中心坐标后反投影回图像上进行相机精标定，实现畸变情况下的圆心修正补偿标定。实验结果表明，所提方法有效提高了镜头畸变较大时相机标定的精度。
相机标定 Canny-Zernike矩 边缘点链 圆心修正补偿 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0811006
1 上海市星系与宇宙学半解析研究重点实验室，上海 200234
2 上海师范大学 数理学院，上海 200234
3 中国科学院南京天文仪器有限公司，江苏 南京 210042
4 中国科学技术大学 南京天文仪器研制中心，江苏 南京 210042
研制了基于三分区镜的倒立式三视场施密特型望远镜，对其关键技术进行了分析。利用正三棱锥的几何对称性，推导了3个视场的视轴夹角与分区镜面夹角之间的关系式，设计了用于实现多视场观测功能的三分区镜；通过有限元法分析了倒立式施密特望远镜主镜重力形变对像质的影响，阐述了检测光路关键参数对施密特修正镜加工误差的影响程度，采用蒙特卡罗法对该光学系统的杂散光进行了分析。最后对整个光学系统进行了实验检测，检测结果表明：实际研制的三分区镜镜面之间的夹角为133.08°，可同时对相互垂直的3个视场进行观测；该望远镜光学系统的，RMS = 0.105 λ(λ= 632.8 nm)。该系统可用于地球空间姿态测量，拓展了施密特望远镜的应用范围。
施密特望远镜 三分区镜 重力形变 施密特修正镜 Schmidt telescope 3-facet mirror gravitational deformation Schmidt corrector
1 西安工业大学 光电工程学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学 计算机科学与工程学院，陕西 西安 710021
为了解决单色视频和彩色视频的全自动高精度配准问题，设计了针对视频配准的首帧及后续帧配准方法，在保证配准速度的同时提高了配准精度。对于首帧，首先在尺度不变特征变换（SIFT）基础上，基于双摄像头的特点进行了改进，进而对单色视频和彩色视频进行了粗配准，增加了粗配准矩阵的获取稳定性和精确性；随后根据粗配准矩阵系数，使用尺度金字塔模式对单色视频和彩色视频的配准矩阵进行了配准修正。对于视频中的后续帧，采用具有步长金字塔的平移修正方法，对首帧中得到的修正配准矩阵进行再利用，并通过平移修正方法弥补了由不确定时差波动和相机摆动带来的平移误差，最终提高了单色视频和彩色视频的配准效率和配准精确度。实验结果表明，对于640×480大小的单色视频和彩色视频，本文算法相比传统SIFT算法将首帧配准均方根误差减少了0.79%，首帧标记点误差由约为1像素缩小到不可察，且连续视频帧的平均配准时间为0.357 s，同时仍然保持标记点误差不可察，较好地满足了单色视频和彩色视频配准的全自动、精度高、速度快、鲁棒性强等要求。
计算机视觉 视频配准 时空相似性 高精度修正 computer vision video alignment spatio-temporal similarity high-precision correction
1 福建工程学院机械与汽车工程学院，福建 福州 350118
2 福建省汽车电子与电驱动重点实验室(福建工程学院)，福建 福州 350118
针对金属材料3D打印过程模拟异常复杂和耗时问题，以金属材料激光选区熔化(SLM)加工工艺为研究对象，采用修正固有应变方法，实现3D打印过程残余变形的精确快速预测。考虑到3D打印过程的周期性，对连续两个打印层进行热-弹-塑性耦合分析，通过修正固有应变理论，提取3D打印过程等效的修正固有应变载荷；将提取到的修正固有应变逐层施加到弹性有限元模型，实现3D打印过程高效模拟及残余变形精确预测；通过与3D打印完整过程热-固耦合分析及3D打印试验对比，验证修正固有应变方法预测3D打印残余变形的精确性和高效性。
激光选区熔化 残余变形 修正固有应变 数值模拟 selective laser melting residual deformation modified inherent strain numerical simulation
1 中国工程物理研究院 a.电子工程研究所
2 b.研究生院，四川绵阳 621999
针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题，将 Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合，提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用 Hough变换，从距离像图像中提取目标运动轨迹特征，校正距离走动并解速度模糊; 然后利用 MDCFT校正多普勒频率徙动，估计目标运动参数; 最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明，该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法，其抗噪声能力提升了约 17.6 dB; 即使雷达回波输入信噪比低至 -35 dB，该方法仍可精确估计目标运动参数，充分聚焦目标回波能量。
目标检测 运动参数估计 长时间积累 Hough变换 修正离散 Chirp-Fourier变换 target detection motion parameter estimation long-time coherent integration Hough Transform Modified Discrete Chirp-Fourier Transform 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 601
1 中国人民解放军 96901部队 24分队, 北京 100094
2 华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心, 湖北武汉 430223
对于高精度定位定向系统而言, 其零速修正定位精度受到行驶路线中水平重力异常变化的影响。从惯性导航误差机理、零速修正原理等方面理论分析水平重力异常对定位定向系统定位误差的影响, 得到其误差传递公式。为验证误差传递公式的准确性, 在重力异常试验区内进行了实物验证, 验证了水平重力异常对定位定向系统定位精度的影响机理, 通过重力异常补偿实现了在重力异常区域水平定位误差小于 1m。为今后进一步提升定位定向系统定位精度提出了新思路。
惯性导航 定位定向 零速修正 重力异常 重力补偿 inertial navigation position and azimuth determination zero velocity update gravity anomaly gravity compensation
强激光与粒子束
2023, 35(12): 124003
