中国人民解放军95859部队,甘肃 酒泉 735018
光电经纬仪测量飞行目标的姿态角是重要的测姿手段。提出了一种利用实时动态载波相位差分技术(RTK)定位的无人机对光电经纬仪的测姿精度进行检测的方法。该方法将无人机RTK天线中心点与地面基准点构成的连线作为待测姿态角的轴线,通过RTK定位值计算出轴线与基准面之间的夹角,并以此作为姿态角的标准值来检测光电经纬仪测姿精度。介绍了测姿精度检测原理,对RTK定位精度和检测精度进行了不确定度分析,探讨了在精度检测时的设备布站规则。理论分析和实验结果表明:所提方法可以用于光电经纬仪测姿精度的外场检测。
姿态角 精度检测 实时动态载波相位差分技术 无人机 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0512002
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术实现气溶胶流场的实时探测,对气溶胶流场运动的研究有着重要意义。针对PLIF气溶胶流场实时探测中微弱信号可视性较差的问题,提出一种信号强度分类变换方法,根据信号强度特征设定限制条件,通过迭代将信号分为若干强度区间,并对各区间内信号强度重新规划赋值。将强度分类变换方法应用于PLIF气溶胶流场探测的荧光信号处理,与限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)的处理结果相比,该方法在大动态范围荧光信号的微弱信号增强、噪声抑制方面具有较好的效果,对微弱信号信背比的提升超过20%。针对气溶胶流场不同变化阶段,所提方法可以实现25 frame/s的实时处理,满足对气溶胶流场荧光信号实时探测的要求。
激光诱导荧光 气溶胶探测 分类变换 实时探测 图像增强 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0401001
1 武汉大学工业科学研究院,湖北 武汉 430072
2 上海航天精密机械研究所,上海 201600
3 湖北省计量测试技术研究院,湖北 武汉 430223
铝合金薄板激光焊接经常会出现咬边、凹陷等表面缺陷。这两种缺陷由于尺寸小、特征相似,难以通过传统视觉在线检测手段对其进行精确分类和测量。开发了一种基于深度学习缺陷分类-点云测量的在线监测系统,利用高密度的点云数据对缺陷进行识别、分类与测量,解决了上述检测难题。通过双目结构光传感器采集点云数据;利用基于区域推荐网络的卷积神经网络模型识别和定位缺陷;在识别和定位缺陷后,通过对局部缺陷区域的点云进行操作,快速测量缺陷尺寸。高密度点云数据训练的模型的识别准确率达到93%,高于传统二维视觉传感器图像训练的模型。该检测系统在线检测允许的最大焊接速度为316.87 mm/s,适用于大多数激光焊接。
激光技术 激光焊接 焊接缺陷 实时检测 高密度点云数据 深度学习
1 华中科技大学光学与电子信息学院,武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430074
2 华中科技大学网络空间安全学院,湖北 武汉 430074
3 北京遥测技术研究所,北京 100094
4 湖北光谷实验室,湖北 武汉 430074
针对低轨卫星激光通信实时化、低功耗的应用场景,为了解决独立时钟源及传输信道复杂等问题,对时钟恢复算法和前向纠错码进行了改进与优化,实现了资源占用低、时延低且功耗为0.129 W和1.199 W的实时化全数字时钟恢复算法和低密度奇偶校验(LDPC)编译码。搭建了桌面演示系统,成功演示了二进制相移键控(BPSK)调制/相干探测、通信速率为1.024 Gbit/s的实时空间光传输,其中时钟误差约为1.50×10-4。
低轨卫星 相干光通信 实时 低功耗 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106003
具有高载波频率与可用大带宽的太赫兹频带(频率范围0.1~10 THz)已成为满足未来6G移动通信网络所需的100 Gbit/s甚至1 Tbit/s超高数据速率的候选频段。与完全使用电子器件生成太赫兹信号的全电方式相比,光子辅助技术可以突破电子器件带宽限制的瓶颈,生成高频率、大带宽、频率灵活可调,并易与大容量光纤链路集成的太赫兹信号。基于光子学辅助技术与各种先进器件及数字信号处理算法,在宽带太赫兹通信和感知的多个领域取得了重大成果:在大容量太赫兹传输领域,综合应用多维复用技术,实现了最大容量6.4 Tbit/s的光子太赫兹信号传输;在远距离太赫兹传输领域,设计了高增益太赫兹天线模块,实现了长达400 m的335 GHz太赫兹无线传输距离;在实时太赫兹通信领域,基于商用数字相干光学模块实现了创纪录的100、2×100 GbE太赫兹实时通信系统;在太赫兹通信与感知一体化领域,分别基于时分复用与频分复用方案生成了通信与感知一体化信号,同时实现了太赫兹频段的大容量通信与高精度感知功能;在太赫兹有线传输领域,基于镀银金属空芯光纤,实现了300 GHz频段太赫兹信号的1 m有线传输,系统净容量超过140 Gbit/s。本文分别对以上系统的实验装置进行了详细的介绍,并对实验结果进行了讨论。
光子辅助技术 大容量太赫兹传输 长距离太赫兹传输 太赫兹实时通信 太赫兹通信感知一体化 金属空芯光纤 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106001
1 武汉华中天纬测控有限公司, 湖北 武汉 430223
2 国家电网有限公司, 北京 100031
3 国网智能电网研究院有限公司, 北京 102209
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)时间传递技术以其低成本、高精度、广覆盖范围等特点, 广泛应用到高精度时频领域。传统卫星共视技术利用全球卫星导航时间比对标准(Common GNSS Generic Time Transfer Standard, CGGTTS)共视文件实现事后高精度时间传递, 很难实现实时时间传递。为满足数字换流站、电力物联网、移动通信等对实时、高精度时间传递的需求, 研究了基于北斗三号全球卫星导航定位系统(BDS-3)伪距观测数据的实时卫星共视技术, 开展了短基线和西安-三亚长基线北斗实时卫星共视时间传递实验来评估实时共视时间传递性能。实验结果表明北斗实时卫星共视时间传递精度优于1 ns, 可为时频系统、数字换流站等应用领域提供纳秒级时间同步和纳秒级时间溯源服务。
全球导航卫星系统 实时卫星共视 全球卫星导航时间比对标准 时间传递 纳秒级 GNSS real-time satellite common-view CGGTTS time transfer nanosecond
1 湖南省兽药饲料监察所, 长沙 410006
2 湖南农业大学动物医学院, 长沙 410128湖南省兽药工程技术研究中心, 长沙 410128
3 湖南农业大学动物医学院, 长沙 410128
血管生成素 4(ANG4)是一种新型抗菌肽蛋白, 具有抗菌、抗炎、血管生成、调节机体免疫反应等多种生物学功能, 在机体先天免疫过程中发挥重要的作用。 ANG4在新生小鼠肠道的表达受到多种因素的调节, 如细菌信号和发育过程等。本试验选取细菌细胞壁表面分子的类似物壳寡糖( COS)作为诱导物, 探究其对小鼠肠道 ANG4表达和对肠道形态的影响。实时荧光定量聚合酶链式反应( qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹( Western blot)分析表明, COS能增加小鼠肠道 ANG4 mRNA及 ANG4蛋白的表达;形态学观察结果显示, COS使小肠绒毛高度明显增加, 平均隐窝深度均有降低, V/C值增加, 表明 COS可通过诱导 ANG4等抗菌蛋白的表达, 或通过其杀菌和免疫调节作用而不同程度地提高小肠黏膜的完整性。研究结果为 COS以及 ANG4在仔猪肠道疾病防治的应用提供了理
抗菌蛋白 实时荧光定量 PCR 蛋白质免疫印迹 ANG4 ANG4 COS COS AMPs qRT-PCR Western blot
1 福建江夏学院电子信息科学学院, 福州 350000
2 兰州理工大学电气工程与信息工程学院, 兰州 730000
3 厦门理工学院电气工程与自动化学院, 福建 厦门 361000
针对高超声速飞行器非线性、快时变等特点, 研究小波基预测函数控制方法, 旨在改善传统阶跃函数基预测函数控制的控制性能, 同时实现高超声速飞行器的实时控制。首先,将高超声速飞行器非线性模型转换为状态相关的线性模型, 然后,将控制律表示为小波函数的线性组合, 控制律的计算转换为基函数系数的计算, 极大地降低了优化计算的维数, 可以实现对高超声速飞行器的实时控制。与传统的预测函数控制方法不同, 将小波函数作为基函数能充分利用小波的多尺度分析和紧局部特性, 通过灵活设置小波基函数的个数及位置分布, 确保拟合点逼近要求的同时兼顾整体控制性能。仿真结果表明, 相比于传统的阶跃函数基预测函数控制, 小波基预测函数控制具有更好的跟踪性能。
高超声速飞行器 小波基函数 预测函数控制 实时控制 hypersonic vehicle wavelet basis function predictive function control real-time control