针对无人机集群的协同导航问题, 提出了一种基于高斯置信传播的无人机集群协同导航算法。该算法通过概率图模型对无人机自身传感器信息和无人机机间测距信息进行建模, 引入高斯置信传播(GaBP)算法完成协同信息的有效融合。仿真实验结果表明, 新算法相较于传统协同扩展卡尔曼滤波导航算法将无卫星信号无人机定位精度从4.82 m提高到了1.97 m。同时, 在性能相近的情况下, 相较于传统的置信传播算法, 新算法的计算效率提升了近40倍。
无人机集群 协同导航 高斯置信传播(GaBP) 概率图模型 UAV swarm collaborative navigation Gaussian Belief Propagation (GaBP) probabilistic graphical model
1 中北大学化学工程与技术学院，太原 038507
2 德州学院化学化工学院，德州 253023
3 北京大学分析测试中心，北京 100871
4 中国科学院理化技术研究所，人工晶体研究发展中心，中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
全无机金属卤化物灵活多变的结构及优异的发光性能使其在固态光电子领域显示出重要的应用前景。本研究采用异价阳离子取代策略，用三价锑离子部分取代CsCdCl3中的二价镉离子，促进自陷激子的产生，使CsCdCl3∶Sb3+产生了明亮的宽带绿色发光，中心波长为530 nm。机理研究结果表明，CsCdCl3∶Sb3+ 中相邻SbCl6八面体被孤立，形成了低维电子构型，促进了Sb3+ 局域化，实现了量子效率最高为95.5%的高效发光。此外，尽管CsCdCl3和RbCdCl3均属于ACdCl3(A为碱金属家族)，但它们的晶体结构明显不同。RbCdCl3属于正交晶系，空间群为Pnma；CsCdCl3属于六方晶系，空间群为P63/mmc。CsCdCl3的结构对称性大于RbCdCl3，其晶体结构偏离立方相的扭曲程度比RbCdCl3小，导致CsCdCl3∶Sb3+比RbCdCl3∶Sb3+有较小的斯托克斯位移，并造成发射光谱的蓝移。本工作不仅为异价阳离子取代设计新的发光材料提供了方法，而且为通过晶体结构对称调控金属卤化物的发光性能提供了思路。
金属卤化物 异价阳离子取代 自陷激子 高量子效率 镉 绿色发光 metal halide heterovalent cation substitution self-trapped exciton high quantum efficiency cadmium green photoluminescence
针对未知复杂环境下无人机集群协同定位导航中算法计算量过大的问题，提出了两种基于深度强化学习的无人机集群协同信息筛选方法，将多无人机定位问题映射为部分可观的马尔可夫决策过程(POMDP)，通过克拉美罗下界(CRLB)设置的精度阈值，使用最少协同信息满足所有无人机的定位精度要求。仿真结果表明，同无筛选情形相比，基于深度强化学习的筛选策略可以在不牺牲定位精度的同时，有效提高协同定位算法的实时性，解决协同信息冗余问题，显著提高了协同定位算法的执行效率。
协同定位 无人机集群 深度Q网络算法 策略梯度算法 cooperative positioning UAV swarm deep Q-network algorithm policy gradient algorithm
南京航空航天大学自动化学院导航研究中心, 南京 211106
针对飞行器集群系统中存在着定位精度差异较大的飞行器集群飞行情况, 以及传统主从式协同导航结构系统存在可靠性低、不能充分利用集群系统协同导航信息的问题, 提出了一种分层式结构的集群飞行器协同导航方法。该方法将参与集群的飞行器按照其定位精度高低分层, 同层飞行器定位精度相当, 一架低精度层飞行器可以同时接受多架高精度层飞行器的协同导航信息, 然后建立基于相对距离以及相对角度的协同导航模型, 最后通过卡尔曼滤波来修正低精度层飞行器的机载导航信息。仿真结果表明, 该结构相对于传统主从式协同导航结构能够有效提高集群飞行系统中低精度层飞行器的定位精度, 并可增强集群协同导航系统的可靠性和容错性能。
飞行器集群 协同导航 分层式结构 相对距离 方位角 aircraft swarm cooperative navigation hierarchical structure relative distance azimuth angle
1 中国科学院 安徽光学精密机械研究所 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 安徽农业大学工学院, 安徽 合肥 230036
利用近紫外荧光光谱测量了人体皮肤组织晚期糖基化终末产物, 并针对由被测皮肤组织吸收和散射引起的光谱畸变问题, 重点研究了自体荧光光谱校正技术在荧光无创检测中的应用。采用波长为370 nm的单色光照射人体手臂内侧皮肤, 用光纤探头收集自体荧光光谱。在同一测试位置对荧光波段进行光谱扫描, 得到皮肤组织反射率曲线。通过利用皮肤反射率曲线校正相应自体荧光光谱来获得固有荧光光谱。分别对糖尿病患者和健康对照组进行光谱检测和光谱校正, 分析比较不同测试对象的校正结果。实验结果表明, 光谱校正技术剔除了不同测试对象的皮肤差异对自体荧光光谱的影响, 获得的固有荧光光谱能够作为区分糖尿病患者和健康对照组的依据。
光谱学 晚期糖基化终末产物 光谱校正 糖尿病 无创检测 spectroscopy advanced glycation end products spectrum correction diabetes mellitus noninvasive detection
中国科学院 安徽光学精密机械研究所 光电子技术研究室，安徽 合肥 230031
介绍了光纤Mach-Zehnder干涉仪的基本原理和光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)的结构; 基于光纤Mach-Zehnder干涉仪，采用傅里叶变换光谱算法对光纤Bragg光栅传感器的波长进行了解调。宽带光源发出的光经过光纤耦合器进入光纤Bragg光栅，其反射光由耦合器返回进入到FFTS中进行测量，FFTS的最高光谱分辨率达到0.05 cm-1，即在近红外1 550 nm波长处分辨率为0.012 nm。分别对光纤Bragg光栅的应变特性和温度特性进行了测量。测量显示：光纤Bragg光栅的应变灵敏度为0.833 pm/με，温度灵敏度为19.78 pm/℃。得到的结果表明FFTS系统具有高分辨率、大测量范围的特点，可满足光纤Bragg光栅传感器波长解调的需求。
光纤光栅 傅里叶变换光谱 光纤干涉 波长解调 fiber Bragg grating Fourier transform spectroscopy fiber interference wavelength demodulation 光学 精密工程
2010, 18(12): 2537
中国科学院安徽光学精密机械研究所 激光中心，合肥 230031
提出了一种能抑制传感死区的Sagnac 分布式光纤传感结构，利用2×2 耦合器实现光路的循环。运用琼斯矩阵对光路进行了分析，指出只要延迟光纤的长度选择合适，就能消除传感光纤中的传感死区，排除信号中伪零频点对信号解调的干扰。在八个不同的点分别进行扰动定位监测，对得到的信号经滤波平滑后在局部最小值附近运用最小二乘法拟合，以确定零频点的位置。实验结果表明该系统能实现扰动定位，平均误差最大值为68 m，最小为3 m，证明了结构的正确性，表明该结构可用于远距离管道泄漏检测。
分布式传感器 2×2 耦合器 琼斯矩阵 零频点 distributed sensor 2×2 coupler Jones matrix zero frequency point
建立了用毛细管气相色谱-氢火焰离子化检测器测定塑料食品袋及袋内包装食品中5种酞酸酯(邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP))的方法.样品用无水乙醇超声提取,经干燥脱水过0.45μm滤膜过滤,直接注入气相色谱仪进行分析.用保留时间定性,外标法定量.5种酞酸酯的回收率为71.5%～125.5%;精密度(RSD)为1.6%～3.2%;DMP、DEP、DBP、DOP和DEHP的检测限分别为0.18ng、0.13ng、0.13 ng、0.15ng和0.14 ng.该方法准确度和灵敏度高,样品用量少,前处理简单,可同时测定塑料食品袋及包装内食品中5种酞酸酯.
毛细管气相色谱 酞酸酯 食品包装袋
