基于坐标变换法的红外成像模型

针对气动光学传输效应,本文提出一种用坐标旋转法追迹空间任意若干条光线得到光学传递函数(OTF)来计算成像的模型。该方法根据几何光学成像和坐标旋转变换原理,采用基于计算流体力学(CFD)网格的超高声速流场密度数据建立了成像模型,模拟出了流场的降晰效应,并且对仿真结果进行了对比分析。实验结果表明,该模型在一定的精度内反映了现有的气动光学降晰现象。最后探讨了模型的精度及工程应用的意义。

基于几何光学的红外成像模型

提出一种基于光线追击法的CFD湍流场的红外成像模型,用"数字图像"模拟"真实目标"进行仿真计算。通过对比原始图与仿真结果,得出超高声速导弹附面层可引起降晰效应的结论,为弹载计算机的图像复原算法提供了理论依据。按照导引头的工作原理,把模型分为远距离、临界距离和近距离3种类型分别讨论,最后分析了点扩散函数与数字图像处理中降晰模板之间的关系。

红外光的角谱传输成像模型

提出了一种基于CFD网格和傅里叶光学方法的高速流场中红外光传输的计算模型。模型中划分的网格足够小,可认为一个网格单元是一个线性滤波器,最终将网格化的高速流场看作为由多个线性空间滤波器组成的一个空间滤波器。针对正入射情况,应用一种红外光对某流场进行了仿真计算,得到了几个流场的成像特性参数并生成了仿真图片。此模型结合傅里叶光学在频域内研究问题,可直接给出光学传递函数从而利于成像质量的评价。最后分析了它相对几何光学方法的几个优势及将它推广到斜入射情形的方法。

水下无人航行器的研究现状与展望

随着现代海洋科学和工程的发展,人们对水下无人航行器提出了更高的要求,因此,它也成为一个研究热点;高度智能化、模块化、低功耗长航程、便捷的布放回收是未来发展的必然趋势;高性能外壳材料、高效的能源推进、高精度导航与高可靠的通信和高隐蔽性是制约其发展的关键技术;首先,综述了该领域的研究背景、发展历史、著名的国内外研究机构、典型产品概况、我国的研究现状,包括几款代表性AUV和ROV产品的详细介绍,其中重点介绍了一款大深度AUV和深海作业型ROV的特点与技术难点,还介绍了UUV研究中若干个关键或瓶颈技术,并且逐一分析了每个技术的研究现状及其对UUV的重要意义;接着,对该领域中AUV和ROV未来的发展趋势进行了展望。

基于光学传递函数的气动光学效应计算方法

利用带像差的光学传递函数理论建立模型,并对3种流场进行了模拟计算与对比分析,模型中把降晰效应按流体力学理论分为平均流和脉动流两部分分别计算。把计算结果与文献列举的实验结果进行比较,证明所建立的模型基本正确,可以为图像复原及气动光学实验分析提供理论依据。

一种基于极坐标模型的多AUV协同导航与定位算法

为了解决多个自主式水下无人航行器(AUV)在作曲线轨迹的航行时常规协同导航算法精度较低的难题,提出了一种基于极坐标的多AUV协同导航与定位算法。首先,将本算法的模型、可观测性与常规的直角坐标系算法进行了分析与对比。接着,进行了基于实航数据的数值仿真。针对解决各种传感器受异常噪声干扰导致多AUV协同定位误差变大的问题,本算法引入了野值识别与剔除技术。提出的算法、常规协同导航算法和航位推算算法的航迹终点误差分别为15.9 m、621.1 m和1251.3 m。算法的终点误差是传统算法的2.6%。因此,相对传统算法,提出的算法精度更高、抗干扰性能更好。

AUV组合导航系统的DVL标定方法研究

首次安装后,捷联惯性导航系统(SINS)和多普勒计程仪(DVL)之间的安装误差的标定对于提高水下组合导航精度十分重要。论文分析了标定试验中因GNSS测量值波动、侧向流影响、惯导对准失准角等因素对标定参数造成的影响,系统地提出了AUV组合导航系统的标定方法和试验流程。之后,通过跑船实航的方式对该标定方法进行了有效性验证。该标定方法简单实用,对组合导航精度的提升效果显著。

基于正弦微纳光栅的反射式表面等离激元增强型GaN-LED

以中心波长为650nm的氮化镓LED外延片为研究对象,提出了一种反射式表面等离激元增强型LED来提高其发光效率。该结构包含依次覆盖在正弦起伏的p型GaN层上的一层低折射率的SiO2膜与一层Ag膜。银膜用来增强内量子效率,而SiO2层能进一步提高GaN层上表面的反射率,同时通过优化蓝宝石衬底的厚度使得GaN层下方的透射率较高,从而得到了较大的发光效率。