1 石家庄铁道大学信息科学与技术学院，河北 石家庄 050043
2 河北省电磁环境效应与信息处理重点实验室，河北 石家庄 050043
激光成像雷达是一种综合激光技术与雷达技术于一体的主动式光电成像设备，具有探测精度高、图像信息量丰富、抗干扰能力强等优点，在科学领域和商业领域等都有广阔的发展前景。为了满足人们日益增长的实际需求，不同成像体制的先进激光成像雷达技术应运而生。首先介绍先进体制激光成像技术的工作原理；然后开展不同体制下先进激光成像雷达的分类，阐述国内外不同分类方式下激光成像雷达技术的关键性能，分析不同激光成像雷达系统的优势与不足；最后总结激光成像雷达技术的未来发展趋势，可为先进激光成像雷达技术的发展提供一定的借鉴和参考。
激光雷达 成像体制 精度高 抗干扰 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0800004
1 北京理工大学 信息与电子学院, 北京 100081
2 重庆创新中心, 重庆 401120
3 前沿交叉科学研究院, 北京, 100081
汽车雷达基于电磁波信号感知路况, 具有全天时、全天候、低成本等优点, 是未来智能化交通和自动驾驶的重要传感器。其中, 高精确度目标测距、测速, 高分辨力角度估计和多扩展目标跟踪是汽车雷达领域的研究重点。本文针对汽车雷达波形、天线设计、测角算法以及目标跟踪算法等关键模块和主要设计思路进行梳理, 结合雷达抗干扰、MIMO编码、扩展目标状态估计等技术难点, 介绍并归纳了近几年代表性的文献, 旨在为以后的研究提供参考和依据。
汽车雷达 抗干扰 多输入多输出 目标跟踪 automotive radar anti-interference Multiple Input Multiple Output(MIMO) target tracking 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 437
天津工业大学天津市电气装备智能控制重点实验室, 天津 300000
针对多无人机受模型偏差和外部扰动导致的编队构型不稳定问题, 提出一种模型补偿控制的思想, 在此基础上设计基于补偿函数观测器(CFO)的模型补偿反步控制器并应用于编队协同控制, 把编队协同控制问题转化为传统控制问题, 实现多无人机在复杂外部扰动下的编队集合、飞行和队形切换。所提出的控制器不仅保留了基于Lyapunov准则的全局指数渐近稳定性, 还采用CFO来准确估计模型偏差和干扰并补偿到控制器中, 有效增强了编队系统整体的抗扰能力。最后通过仿真和实验验证了算法的有效性。
四旋翼无人机 模型补偿反步控制 补偿函数观测器 编队抗干扰控制 虚拟结构法 quadrotor UAV model-compensation backstepping control Compensation Function Observer (CFO) formation anti-disturbance control virtual structure method
杨安平 1,2,3,4周鸿猷 1,2,3,4方婕 1,2,3,4苏斯杰 1,2,3,4[ ... ]甘久林 1,2,3,4,*
1 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，广东 广州 510641
2 广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心，广东 广州 510641
3 广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室，广东 广州 510641
4 华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510641
为提高接触式柔性光纤温度传感器的稳定性和抗干扰性，提出了一种基于荧光强度比技术解调方法的上转换荧光纳米粒子掺杂的柔性荧光光纤温度传感器。稀土离子掺杂的复合柔性光纤受激发射出稳定荧光，依靠上转换纳米粒子热耦合能级对温度的依赖特性，热耦合能级对应的中心荧光峰的强度随着温度的变化而变化。所提柔性光纤温度传感器将掺杂Er3+的热耦合能级对应的中心荧光峰强度的比值作为温度的表征值，且其温度响应表现为热增强型，即荧光强度随着温度的升高而增强。实验结果表明柔性光纤温度传感器表现出强稳定性和强抗干扰性，同时具备良好的柔性和变形能力、高灵敏度和可重复性，最大绝对灵敏度为0.0038 ℃-1、最大相对灵敏度为1.29 %/℃。
荧光强度比技术 热耦合能级 柔性光纤温度传感器 抗干扰性 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316005
1 中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471000
2 机电动态控制重点实验室，陕西 西安 710000
激光成像技术能获得精细化的空间信息，在解决超低空海洋环境背景下的目标探测与识别时具有独特的优势。文中基于海谱波动模型和激光海面回波反射特征的模拟，仿真分析了探测系统的视场角和入射角参数对海面回波特征的影响，对比分析了宽视场和窄视场在不同海况下的激光回波特征，并对比窄视场成像探测系统对目标反射和海面反射的空间分布差异。提出了一种数字化阵列激光扫描成像探测系统，该系统通过电控阵列激光分时高速工作可实现周向360°的固态扫描探测，并通过高速AD采样获取数字化的回波幅度和距离阵列。针对弹目高速交会的工作特点，提出了帧内判定，帧间累积的低空海背景目标识别方法。该方法通过直通滤波、数学形态学滤波、目标形态特征等方法能快速滤除海背景杂波，保证弹载探测识别的实时性和可靠性要求。通过不同交会条件的仿真验证，该方法对不同海况下的识别准确率的平均值为96.9%。
激光引信 激光成像 抗干扰 点云特征识别 laser fuze laser imaging anti-interference point cloud feature recognition 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220548
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 空装驻洛阳地区第二军事代表室, 河南 洛阳 471000
机载光电平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等干扰, 传统的PID控制器控制性能差, 抗干扰能力弱。针对这一问题, 设计了一种动态性能好、鲁棒性强的分数阶控制器; 同时提出一种基于改进速度和惯性权重的粒子群算法整定分数阶控制器的5个参数。仿真实验表明: 改进后的粒子群算法拥有更快的收敛速度, 求解更加精确; 光电平台速度环控制系统超调量降低至0.13%, 正弦扰动隔离度较标准算法提高64.06%, 响应速度和鲁棒性大大提高。
机载光电平台 分数阶控制 改进粒子群算法 抗干扰 airborne optoelectronic platform fractional order controller improved PSO algorithm anti-interference
苏州大学 电子信息学院, 江苏 苏州 215006
针对在外部干扰或昏暗环境下利用图像光电容积描记(image Photoplethysmography, iPPG)技术进行心率测量时准确度较差, 提出了一种自适应心率提取算法, 并在嵌入式硬件平台上进行了验证。算法根据图像中人脸与背景区域的色度关系来识别不同的场景并启动合适的摄像头进行图像采集及自适应映射, 接着对提取出的信号进行滤波, 在信号质量评估后输出结果。上述方法在Zynq平台上进行了验证, 使用双摄像头实现实时心率测量, 并对结果进行可视化输出。实验结果表明: 优化后的算法在光照及运动的双重干扰下的测量误差从3.36BPM降至2.78BPM, 准确率提升了17.3%。另外, 所设计的系统能够实现在极端黑暗条件下的心率采集, 平均误差约为2.39BPM。
图像光电容积描记法 心率测量 抗干扰 信号处理 image Photoplethysmography (iPPG) heart rate measurement Zynq Zynq anti-interference signal processing
1 新疆大学, 乌鲁木齐 830000
2 北京化工大学, 北京 100000
针对四旋翼无人机视觉伺服过程中易受到干扰的问题, 利用积分反步滑模控制方法设计基于图像的四旋翼无人机视觉伺服抗干扰的非线性控制器。选择图像矩作为特征, 利用虚拟相机平面改进存在模型不确定和外部干扰的动力学模型。针对难以直接测量的虚拟平面的线速度, 通过反步法设计线速度估计器, 提高了控制的准确性。通过Lyapunov理论证明了所提出的全局积分反步滑模控制器的稳定性。仿真实验结果证明了设计的控制器的有效性和鲁棒性。
四旋翼无人机 视觉伺服控制 积分反步滑模控制 状态观测器 抗干扰 quadrotor UAV visual servo control integral backstepping sliding mode control status observer disturbance rejection
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院, 南京 210023
2 南京先进技术激光研究院, 南京 210038
为了满足水下高速激光通信的需求和提高系统的误码性能, 设计一种基于二进制开关键控(OOK)调制的水下高速激光通信系统, 采用滑窗平均滤波方法对接收数据进行去噪处理, 根据固定值阈值和自适应阈值方式求取联合阀值后进行门限判决。系统测试结果表明: 联合阈值判决方式的误码性能优于固定阈值判决和自适应阈值判决方式; 系统在洁净水、水中含少量悬浮杂质2种水质通信时的误码率分别为0、10-2左右。
可见光通信 开关键控 联合判决 数据预处理 抗干扰能力 visible light communication on-off keying joint judgment data preprocessing anti-interference capability
1 陆军工程大学（石家庄校区)，河北 石家庄050000
2 中国人民解放军32181部队，陕西 西安710000
导弹作为精确制导**已经广泛运用于战场，与之相应的对抗措施也在飞速发展。红外诱饵已经成为影响光电导引头制导导弹作战效能的重要因素。为了研究红外自寻的导弹的抗诱饵干扰能力，利用半实物仿真系统构建了红外诱饵干扰条件下的导弹飞行物理效应环境，分析了导弹的抗红外诱饵干扰能力。通过半实物仿真试验可知，适当设置目标和诱饵之间的距离可以起到诱偏红外制导导弹攻击静止目标的作用；对于机动目标，若在合适的时机投放诱饵，则可有效诱偏红外制导导弹攻击。
红外诱饵 导弹抗干扰 半实物仿真 infrared decoy missile anti-jamming hardware-in-the-loop simulation
