基于深度学习的激光无线充电保护系统

为了提高智能家居远程激光无线充电系统使用的安全性,采用了一种基于深度学习的激光无线充电保护系统。针对贴附于智能家居表面的光伏电池属于小目标,具有不易识别的难点,改进得到了YOLOv7-NH网络模型,设立保护监测区,并融入帧间差分法用于实时监控充电区域;通过创设原理分析-算法框架搭建-环境调试等环节,编写了对充电目标所在区域进行图像监控的保护算法,并搭建了测试系统。结果表明,当激光发射端与充电目标距离在10 m以内,基于该算法搭建的保护系统的响应启动时间均低于1 ms,即当移动异物以低于常规速率1.5 m/s进入大小为40 mm×40 mm的保护监测区时,该保护系统能够在其运动到激光束所在光路前停止激光发射。这一结果对室内激光远程无线充电保护技术的发展是有帮助的。

月球探测激光传能系统仿真软件设计

根据月球探测对激光无线能量传输的应用需求,提出了月球轨道和月面科研站激光传能两种应用模式,进行了激光无线能量传输仿真软件的需求分析,搭建了激光传能仿真软件架构,进行了全链路激光传能系统建模和仿真软件设计。另外,以月球极区永久阴影区探测为应用背景,进行了1 km距离、300 W电功率的激光传能系统仿真,并依据仿真结果进行了月面激光传能系统设计。该仿真软件的设计开发,可以为激光传能系统的设计提供理论依据和设计参考。

月球科研站多光束激光传能系统设计

针对月表阴影区的能源保障需求,提出一种基于多光束发射的激光无线能量协同传输方法,对月面激光无线传能链路效率进行了对比分析,由于808 nm半导体激光器和与之相应的GaAs光电池具有较高的转换效率,更适合距离1 km内激光传能系统。模拟了不同光束质量激光束经光学系统扩束后,发散角调节对于调焦精度的要求,以及远场光强分布,结果表明,基于多个高光束质量激光束的传能系统具有接收端光强分布可调、传输功率可扩展等优势,为面向极区阴影区探测的无线能源保障系统的实现提供理论依据。

激光无线能量传输远场大光斑测试技术

无线能量传输系统作为空间太阳能电站的一个关键部分,其性能直接决定了空间太阳能电站技术的可行性。特别对于激光无线能量传输系统,准确测量激光远场光斑分布是分析和评价激光无线能量传输系统性能的有效手段。针对太阳能发电卫星轨道高、激光传输距离远、接收激光光斑面积大,并且受大气影响,光斑抖动严重,光斑能量分布以及光斑形状测量困难的问题,文章提出了基于光能探测器阵列的大面积激光光斑测试方法,采用光斑分布式测量及能量分布重构方法,完成激光无线能量传输系统远场光斑的测试,具有分布式测量,可灵活布局的特点,通过反演算法能够实现光斑能量密度分布重构,接收激光功率积分求解,光束发散角计算等,功能多样,适应能力强,为激光无线能量传输系统载荷的参数修订,以及在轨飞行任务的评价提供有效依据。

激光无线电能传输系统对准环节设计

激光对准是激光无线电能传输系统中接收端获得稳定能源的前提,激光传能对对准精度、稳定性和实时性提出了较高的要求,因此,提出了一种激光对准系统设计方法,并对感兴趣区域提取以及图像预处理方法进行了优化改进:一方面,通过引入MobileNet、增加空间注意力机制以及融合语义的方式改进SSD(single shot multi-Box detector)模型,使用改进模型训练并预测感兴趣区域,相较于原始模型,训练速度提升了71.67%,模型大小减小了52.48%,实时检测速度提升了295.30%,检测偏差显著减小;另一方面,对灰度化的权值进行了优化,并利用直方图实现阈值的自适应选取,采用椭圆拟合法及形心法检测光斑与信标中心点,优化图像处理方法能够有效提取光斑,减小光斑定位的误差。实验结果表明,改进的激光对准系统精度稳定在95%以上,能够满足实际应用中精度、速度与稳定性的要求。

基于高程投影的输电线路激光点云分类研究

针对传统输电线路激光点云自动分类方法存在分类准确率低,耗时较长、电力巡检质量低等问题,文中提出基于高程投影的输电线路激光点云自动分类方法研究。通过对高程投影法工作原理进行分析,对输电线路激光点云数据进行提取;通过确定塔杆间地物点范围,确定输电线路点云数据提取范围;选择空间距离抽稀的方法进行点云抽稀,将点云密度均一化;利用最小二乘法重建电力线的三维空间,进而实现输电线路的安全检测。实验结果表明:采用文中方法进行输电线路激光点云分类的效率较高,且准确性高达90%以上,具有一定的可行性。

俄科学家1.5公里外用激光为手机充电

俄罗斯“能源”火箭航天公司做了一项特别的实验：用激光为手机充电.该公司表示：“在1.5公里以外成功为手机充电一小时.专家目前正在核算确切的充电百分比.”

一种万瓦激光功率计校准方法研究

针对目前万瓦激光功率计面临校准困难的问题,提出了先利用分束器互换测量法解决在万瓦激光功率下分束器的分束比测定问题,再采用分束测量法作为校准方法,以低量级功率计和分束器作为标准器实现对高量级激光功率计的校准,通过逐级传递法实现对万瓦激光功率计的校准。最后,将百瓦标准激光功率量值溯源到国家(30~300)W激光功率基准,通过详细计算以及综合考虑其他不确定来源的影响,得出校准万瓦激光功率计的扩展不确定度可以达到(8~9)%(k=2)。

大气影响下激光无线能量传输接收端多场耦合特性

通过比尔定律和功率谱反演法计算得到激光束在大气传播过程中所产生的大气衰减和大气湍流的影响,进而获得激光到达接收端时的光场分布,同时基于非线性回归和实验研究获得光伏电池模型的基本参数,构建中远距离下的激光无线能量传输系统接收端多物理场模型,并通过仿真分析在经历不同湍流强度大气传输之后接收端的光-电-热多场耦合特性。结果表明,大气对激光传输造成严重的影响,使得接收端前的光场分布发生严重畸变,进而使得激光无线能量传输接收端光伏电池的输出功率以及光电转换效率呈现下降趋势,大气湍流折射率结构常数由C_(n)^(2)=2×10^(-15)m^(-2/3)增大至C_(n)^(2)=2×10^(-13)m^(-2/3)时,接收端的最大功率下降了0.054 W,光电转换效率下降了1.51%。同时,不同波长的激光束、传输距离、大气湍流强度等是制约激光无线能量传输系统效率的重要因素,激光无线能量传输系统接收端的光-电-热多场耦合特性分析,对于激光无线能量传输系统的设计和改进具有重要意义。