1 信息工程大学,河南 郑州 450001
2 西安卫星测控中心,陕西 西安 710043
天文导航是一种重要的飞行器自主导航手段。在高速飞行器上进行的观测,不可避免地会受到窗口外侧高速流场的扰动,使得星敏感器捕获的星点图像出现偏移、模糊等退化现象,影响天文定位定姿精度。对星图退化的计算和校正的研究多基于计算机仿真结果。文中建成了一座可在实验段中生成马赫2.5/3.5混合层结构的小型静风洞,以直径10 m的室内穹顶上的仿真星点为观测对象,透过实验段中不同位置的流场进行了星点观测和中心点解算,获得了星点图像受到流场扰动的数据,并将其与计算机仿真结果进行对比。结果表明:导航星光偏折量高于计算机仿真的估计值。在喷口近端,高速混合流场对星光偏折的扰动较大,垂直流场方向的偏折均值小于0.5″,沿流场方向偏离均值为3.85″,最大接近4.89″;在喷口远端,垂直方向星光偏折均值为−1.36″,沿流场方向偏折均值约−0.49″,最高达−2.69″。近端星光偏折变化幅度较小,稳定性较远端更强,有利于建模校正。该实验对校正仿真模型、优化高速流场下的天文定姿精度有着重要的意义。
高速流场 马赫2.5/3.5混合层 小型风洞 室内穹顶 星光偏折 high-speed flow Mach 2.5/3.5 mixing layer small wind tunnel indoor doom star-light deflection 红外与激光工程
2023, 52(9): 20220802
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210182
针对很多大型工程结构存在大变形但仍可以发挥功能性作用的特点,基于光纤弯曲损耗传感原理,设计了一种可用于位移测量的大量程、结构简单的线性传感器。从理论上证明了测量位移与光纤弯曲损耗之间的线性关系,并推导出表达式,开展了一系列标定试验和性能试验。试验结果表明,该传感器的测量范围为0~200 mm,灵敏度为0.1668 dB·mm -1,最小分辨位移为0.06 mm,重复性误差为0.26%,迟滞性误差为2.22%。所设计的传感器可用于结构的开裂测量和大型工程的连续监测,具有良好的应用前景。
光纤光学 位移传感器 弯曲损耗 大量程范围 结构监测 光学学报
2020, 40(12): 1206002
火箭军工程大学作战保障学院, 陕西 西安 710025
在外部环境和图像视角变化的情况下,传统视觉闭环检测算法的精度和稳健性变得很差。为此,提出一种融合多层次卷积神经网络特征的闭环检测算法。高层次的卷积特征包含较多的语义信息,可以应对图像视角的变化;中等层次卷积特征包含更多的几何空间信息,对光照等变化具有更好的稳健性。通过充分利用中高等层次卷积特征的特性进行组合式相似性度量,提高了闭环检测的精度与稳健性。由于卷积特征向量的维度特别大,因此,首先对卷积特征向量进行降维处理。在Gardens Point数据集上的实验结果证明,利用多层次卷积特征的图像匹配检测效果好于其他单一层。针对不同时刻所拍摄图像中的动态干扰因素,进一步提出图像动态干扰语义滤波机制,利用过滤掉动态干扰的图像进行匹配,在Tokyo24/7数据集上的实验证实了此方法的可行性和有效性。
机器视觉 多层次卷积特征 闭环检测 动态干扰语义滤波机制 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 111507
火箭军工程大学 保障学院,陕西 西安 710025
为提高基于人体骨架(Skeleton-based)的动作识别准确度,提出一种利用骨架几何特征与时序注意递归网络的动作识别方法。首先,利用旋转矩阵的向量化形式描述身体部件对之间的相对几何关系,并与关节坐标、关节距离两种特征融合后作为骨架的特征表示; 然后,提出一种时序注意方法,通过与之前帧加权平均对比来判定当前帧包含的有价值的信息量,采用一个多层感知机实现权值的生成; 最后,将骨架的特征表示乘以对应权值后输入一个LSTM网络进行动作识别。在MSR-Action3D和UWA3D Multiview Activity II数据集上该方法分别取得了96.93%和80.50%的识别结果。实验结果表明该方法能对人体动作进行有效地识别且对视角变化具有较高的适应性。
动作识别 部件相对几何关系 时序注意 LSTM神经网络 action recognition relative geometry of body parts temporal attention modal LSTM neural network 光学 精密工程
2018, 26(10): 2584
1 中国民用航空飞行学院航空工程学院,四川 广汉 618307
2 北京飞机修理工程有限公司成都分公司检测中心,四川 成都 610202
目前复合材料已被广泛应用于航空领域。通常采用红外热波检测技术对其内部缺陷进行检测。通过对获取的红外热波图像序列进行处理,可以精确、定量地获取复合材料的缺陷信息。基于红外热波检测技术的需求,对国内外关于复合材料红外热波图像序列的多种处理技术进行了分析与比较,综述了这些技术的研究及应用情况,展望了该领域今后的发展方向,从而为红外热波图像序列处理技术的选择提供一定的依据。
红外热波检测 复合材料 热波图像序列 图像处理 infrared thermal wave testing composite thermal image sequence image processing
火箭军工程大学作战保障学院, 陕西 西安 710025
为了解决地下工程场景下巡逻机器人的定位与建图问题,提出了一种基于点线特征融合的半直接单目视觉里程计(SVO)算法。本文算法可分为特征提取、状态估计和深度滤波器3个线程。特征提取线程负责图像点、线特征的提取;状态估计线程利用点、线特征不同的匹配与跟踪策略获得相机的6自由度位姿,并通过帧与帧、特征与特征、局部帧之间的约束关系进一步优化相机位姿;而深度滤波器线程通过概率分布的方式刻画三维路标点相对于相机光心的深度信息,该方式相对于固定深度值的方式能够提高深度估计的稳健性。本文算法在Euroc公开数据集运行的平均定位精度相对于LSD-SLAM算法提高了17.6%,而在Tum公开数据集上运行的平均定位精度相对于SVO 算法提高了6.4%。利用加载摄像头的机器人平台进行测试,实际运行的定位误差大约为1.17%,满足实际需求。
机器视觉 巡逻机器人 自主定位与建图 点、线特征融合 视觉里程计 深度滤波器 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 021501
1 重庆大学 光电工程学院 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030
2 重庆大学 土木工程学院 山地城镇建设与新技术教育部重点实验,重庆 400045
针对滑坡体深部位移这一重要指标,基于光时域反射技术,设计了一种蝴蝶结形式的复合光纤装置用于监测深部剪切位移. 该传感装置由方形聚氯乙烯树脂管、毛细钢管、光纤、砂浆组合而成. 首先在40 mm×40 mm×500 mm(厚2.0 mm)的聚氯乙烯树脂方管四周开挖导槽,将Φ1×500 mm毛细钢管放置在导槽中. 然后用光纤穿入毛细钢管,光纤一端固定,另一端绕制成蝴蝶结形式.最后在聚氯乙烯树脂管外围浇筑Φ110 mm的砂浆,制作成圆柱式复合光纤装置. 室内边坡模型剪切测试台测试结果表明:该装置对深部剪切位移初测准确度为1 mm,最大测量范围为40 mm. 分析表明该复合光纤装置具有灵敏度高、测量范围大、结构简单易于安装等优点,可以用于滑坡以及野外岩土结构工程等进行现场原位监测.
光时域反射 滑坡 复合光纤装置 剪切 位移 监测 Optical time domain reflectometry Landslide Composite optical fiber transducer Shear Displacement Monitoring