多视图专家组区域建议预测的视觉跟踪

为解决大多数最新的目标跟踪器都面临着判别特征表示缺乏多样性、目标定位过于模糊以及正样本的数量要求问题,提出一种基于多视图的顶层特征的区域建议网络的跟踪预测学习算法。融合多种视图的特征表示方式,利用丰富多样的语义信息,有效解决判别特征过于单一的问题。在扩展的边界框上构建多个支持向量机模型并加入区域建议网络模块,精确优化边界框,预测最优的目标位置,缓解目标定位过于模糊和正样本的数量有限的问题。通过大量视频基准序列对方法的综合评价,其结果表明,提出方法融合了轻量化的深度学习模型和多视图专家组的优点,使跟踪性能有了显著提升。

洛伦兹线型近似引起的甲烷检测误差研究

2ν_(3)波段R3分支(6 046.95 cm^(-1))是近红外甲烷检测领域最常用波段。R3分支三条谱线相距很近,通常用一条谱线的洛伦兹线型去描述其谱形,校正温度、压强引起的二次谐波峰值误差,然而洛伦兹线型本身引起的误差并没有得到足够的重视。对TDLAS系统建模分析,以低频锯齿波叠加高频正弦波调制激光,经待检测气体吸收后,再利用数字锁相放大及低通滤波实现解调,最终通过旋转坐标系得到一次谐波归一化的二次谐波信号。通过分别比较单条谱线洛伦兹线型与三条谱线Voigt线型对二次谐波的影响,分析温度、压强变化条件下,由单条谱线洛伦兹线型近似带来的二次谐波误差。结果表明:(1)压强、温度变化时,洛伦兹线型二次谐波峰值误差较平均极小值误差更小;(2)洛伦兹线型二次谐波峰值的误差随着压强降低而显著增加,温度为298 K、压强降低至0.2 atm时,由洛伦兹线型近似带来甲烷气体二次谐波峰值的误差达65.5%;(3)以峰谷率、谐波宽度等参数衡量二次谐波谱形,在温度为298 K、压强小于0.8 atm条件下,峰谷率误差大于4.5%,压强为1 atm、温度大于380 K条件下,峰谷率误差大于4.8%,由于二次谐波谱形误差对于峰谷率参数较为敏感,因此对于6 046.95 cm^(-1)处的甲烷气体,洛伦兹线型很难适用于免校准算法;(4)洛伦兹线型近似误差随调制系数增加而减小,当温度为298 K、压强为1 atm,调制电流大于2.2 mA(对应调制系数1.33)时,二次谐波峰值误差、峰谷率误差和宽度误差都小于3.5%。所提出的洛伦兹线型误差分析方法,对研究温度、压强变化环境下线型近似引起的TDLAS的甲烷检测误差有一定的参考意义,也可推广至其他气体多谱线波段的TDLAS检测。

空潜自由空间光通信的链路性能评估（英文）

长期以来,空中平台与水下平台之间的有效通信一直是一个具有挑战性的课题,因为声波或电磁波只能有效地仅在海水或空气中传播,而无法同时在这两种介质中高效传输数据。相比电磁波,激光束能够穿透相当深度的海水,因而自由空间光通信被认为是一种很好的空潜通信替代手段。众所周知,吸收和散射引起的衰减是水下激光传播主要不利因素之一,然而这只能通过加大发射功率来补偿。尽管如此,即使发射功率大到能够保证一定的接收机灵敏度,大气和海洋湍流引起的光强起伏也会在很大程度上降低链路性能。本文重点研究水下载具与空中平台之间的自由空间光通信链路中的湍流效应,利用波动光学仿真,研究高斯光束和环形光束在空-潜两段链路中的传播,并根据数值结果对上行链路和下行链路之间的性能差异进行了比较说明。总体来说,由于湍流的主要部分离发射机更近,上行链路更容易受到湍流的影响。此外,研究中还发现环形光束往往能产生较小的闪烁指数和较高的信噪比。本项工作能够为未来的空潜光通信系统的研究和发展提供有益的参考。

径向部分相干光束在各向异性非Kolmogorov湍流中的传输

具有中心对称相干度分布的非均匀部分相干光,即径向部分相干光束(RPCB),可以有效降低大气湍流引起的光束闪烁,改善接收质量。应用波动光学仿真方法,比较研究了相干高斯光束、高斯谢尔模光束和具有凸型高斯型、超高斯型相干度分布的径向部分相干光束在各向异性的非Kolmogorov湍流中的传输特性,从远场光强分布和孔径平均闪烁指数等方面分析了湍流的各向异性参数和非Kolmogorov功率谱指数对远场光束质量的影响。仿真结果显示,光束的接收质量随功率谱指数的增大而持续劣化;同时,各向异性湍流会导致远场光斑呈椭圆形分布,因而在接收端使用等面积的椭圆接收孔径替代圆形孔径,可以显著降低接收机的孔径平均闪烁指数。总体而言,径向部分相干光束在各向异性非Kolmogorov湍流中,特别是在接收孔径较小的情况下,具有优于完全相干光和高斯谢尔模光束的传输性质。