基于深度学习的自适应苹果图像多缺陷检测

苹果图像检测中,对较小缺陷识别与分类时,检测时间与精度的平衡问题一直是该领域的研究重点。为实现苹果缺陷的快速高精度检测,提出了一种基于深度学习的ACE-YOLO自适应局部图像检测算法,通过深度学习缩小检测区域,利用通道注意力机制把计算机算力集中到局部检测范围以缩短检测时间,采用图像增强算法使检测细节更清晰,通过在模型中增加小目标检测层来提高检测精度。该算法利用深度学习实现局部细节检测,与常规算法相比增加了注意力机制,其检测速度提高了25%;由于引入了局部图像增强算法,并增加了小目标检测层,其在对14类苹果缺陷进行识别时,平均检测精度也由86.1%提高到95.2%。实验表明,该算法更适用于苹果缺陷的检测。

基于中红外波段的烷烃浓度遥测光学系统

为了实现对烷烃气体浓度的大范围灵活检测,提出一种基于卡塞格林系统的中红外遥测遥感的方法。对该光学系统的发射模块、接收模块和探测模块进行整体设计研究,基于卡塞格林系统结合3464 nm的中红外光源完成对烷烃浓度遥测遥感光学系统的设计。该光学系统需要实现对25~100 m大范围内目标的测量,设计了25 cm口径的光学遥测系统。针对卡塞格林系统存在光信号丢失的问题,采用透射式非球面准直结构,可以实现对不同距离目标的调焦;针对口径过大引起的视差问题,采用发射接收同轴的方式来消除较大的视差。实验结果表明,本系统能够对25~100 m的目标进行测量。主镜和次镜镀有中红外增强金膜,使系统的稳定性得到了显著提升。经过测试,系统的总体发射效率为86%,接收效率为75.8%。烷烃遥测遥感系统能够在大范围远距离上遥测气体浓度,使用方便、测量迅速,测量人员面对的风险低,能够保证整体光学系统的稳定性及作业检测的安全性。

基于ICEEMDAN与样本熵的脑血氧信号去噪方法

人体生理活动和随机噪声都会对脑血氧检测数据精度产生影响,为提高测量精度,需解决信号采集时遇到的噪声干扰。文中提出一种利用改进的具备自适应噪声的完全集成经验模态分解(Improved Complete Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,ICEEMDAN)与样本熵(Sample Entropy,SampEn)相结合的脑血氧信号去噪方法。利用ICEEMDAN对脑血氧信号进行模态分解,从而获得不同时间复杂度的固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量。通过样本熵值判断各IMF分量的时间复杂度,依据IMF分量的样本熵值选择合适的分量重构信号,从而去除原始信号的噪声。实验结果表明,所提方法可以有效去除原始脑血氧信号中的噪声,实现采集数据的精度提升,进而提高脑血氧检测精度。

脑磁源定位重建算法研究进展

脑磁图作为一种非侵入性大脑功能神经成像方法,以其高时间分辨率和无创性等特点得到临床的广泛关注。脑磁源定位研究的核心问题是利用脑外磁场数据(脑磁图)来推断脑内电流源的分布,并进一步确定神经源的位置和活动模式,这一逆问题的求解过程存在不唯一性和不适定性的难题。脑磁源定位重建方法分为分布源模型和偶极子定位。综述脑磁图和磁源成像的发展过程和研究进展,分布源模型包括最小范数估计法、低分辨率脑电磁断层扫描、欠定系统局域解法、贝叶斯推断估计法、波束成形器和稀疏源成像等;偶极子定位包括最大熵方法、最小二乘范数、多信号分类算法、神经网络和遗传算法等;论述各类算法的特色、局限性及其存在的问题;随着技术的不断进步,融合多种脑功能技术的多模态重建方法有望成为神经功能诊断领域的主导性检测技术。

共焦显微镜技术及其应用

共焦显微测量是一种很有前景的技术,具有非接触测量和高精度位移识别能力,广泛应用在芯片加工、高精密仪器制造、生物医学、材料化学、工业检测等领域。其沿轴向位置高精度扫描的二维图像可用于三维重建,然而,扫描的速度限制了图像的采集速率,为了克服这一局限性,研究人员提出了许多方法对传统的共聚焦显微镜系统进行了改进。例如,基于扫描振镜光束扫描型共焦显微镜、基于数字微镜装置的共焦显微镜、差分式扫描共焦显微镜等。本文主要讨论了各种共聚焦显微镜的工作原理、物镜类型、扫描方法、优缺点及应用。随着光学核心部件的升级和各种准确、高效算法的出现,未来共焦显微镜的扫描速度会更快、应用范围更广、分辨率更高。

全光法原子磁强计中弱磁信号检测研究进展

准确地探测和测量磁场,特别是极弱磁场(nT级以下),对理解物理世界可以起到更好的辅助作用。随着量子传感、信息、仪器仪表等技术的发展,原子磁场测量技术成为新一代超高灵敏磁场测量技术的发展方向。综述了原子磁强计中信号测量、调制方法、研究进展、设计方案以及实际应用的情况。首先介绍了近年来国内外原子磁强计的研究现状;其次阐述了全光法原子磁强计的基本原理;接着详细讲解了弱磁信号检测原理,并对不同的调制方法进行了比较;最后对弱磁信号高灵敏度的检测在今后的改进方向、应用领域和所面临的挑战进行了展望。

基于悬链孔超表面的偏振检测器件

传统的光学器件因体积笨重,仅对线偏振光或圆偏振光敏感等缺点,无法满足现代光学集成化的要求。基于表面等离子体激元(surface plasmon polaritons,SPPs)设计了一种由悬链孔组成的通用型偏振分析仪,推导了SPPs传播的理论,并采用时域有限差分法计算了单元悬链孔的电场模式和器件中心电场强度的分布。结果表明,当分别入射不同偏振态的光源时,悬链孔具有多种电场模式,器件中心明显差异化的电场分布可以有效地区分线偏振光、圆偏振光和矢量偏振光(径向偏振光和角向偏振光)的偏振态,该结果有助于悬链线多功能器件的研究与开发。

数字金融对企业技术创新的影响

作为信息时代的产物,数字金融不仅重塑了传统金融业的运营模式,还为企业开辟了新的技术创新道路。其即时性、无边界性和个性化优势,使企业更高效精准地进行资源配置、精准把握市场趋势。此外,数字金融的全球化属性使企业更快速地响应市场变化,捕捉到全球的创新机会。与此同时,数字金融的发展也带来了新的挑战,如技术依赖和数据安全问题。因此,企业在追求技术创新的同时,也需要加强对这些风险的管理。未来数字金融有望进一步加速全球经济的发展,为企业技术创新注入持续动力,帮助其走在时代的前沿。

虚拟实验的网络工程专业实验教学分析

实验教学是知识转化为实践能力的重要桥梁,对于培养创新型人才、探究型人才有积极作用。因传统实验教学方式存在一定的滞后性,对此需探索全新的实验教学手段和方法,结合网络工程专业课程具体要求和实例,提出一种项目化、实例化、角色化的虚拟实验教学方式,利用虚拟化云服务平台搭建虚拟网络工程专业实验教学平台,充分利用虚拟实验教学的交互性、开放性、发展性优势,将学生引入到虚拟实验教学环境之中,较好地提升学生的实践动手能力和解决实际问题的能力。

两自由度气动弹性系统亚临界颤振的时滞控制

因气动或结构非线性因素所引发的亚临界颤振,使得飞行器在低于线性颤振临界速度时发生极限环振荡,导致机载设备振动环境恶化、飞行控制性能下降等问题,给飞行安全造成隐患.本文针对带有俯仰刚度非线性的两自由度二元翼段,设计了基于俯仰速度反馈的亚临界颤振时滞控制器.首先,基于拉格朗日原理建立了两自由度二元翼段的非线性气动弹性数学模型,利用MATCONT数值软件获得了系统的亚临界颤振分岔特性.然后,利用多尺度法得到了带有时滞俯仰速度反馈的闭环控制系统近似解析解,通过稳定性切换理论得到了系统颤振的稳定边界,获得了亚临界颤振时滞控制器的参数范围.最后,通过不同风速下非线性气动弹性系统的闭环数值仿真,验证了所设计亚临界颤振时滞控制器的有效性.数值仿真结果表明,基于俯仰速度反馈的气动弹性时滞控制器可以将亚临界颤振转换为有益的超临界颤振,且大幅降低极限环幅值.

可见光和近红外区域宽带超材料吸收器的设计

电磁波吸收器是一种能够吸收和湮灭电磁波的装置,广泛应用于军事、科技和人民生活的各个领域。基于超材料的吸收器由于其强大的吸收电磁波的能力、超薄特性以及设计的灵活性而受到广泛关注。但此类吸收器存在带宽窄的问题,因此,设计了一种基于金属–介电–金属(metal-dielectric-metal,MDM)结构的宽带超材料吸收器。对其吸收原理和物理机制进行了分析,并对其结构参数进行了仿真模拟。结果表明,超材料吸收器对于490~1790 nm的入射光的吸收率高于80%,平均吸收率可达90%,最佳工作角度为30°。此外,通过修改单元结构的对称性,可以实现偏振相关调控。所提出的超材料吸收器非常适合于太阳能光伏、光通信、滤波和传感等方面的应用。

固定翼无人机机翼对接过程的气动力建模与路径优化

针对制约链翼无人机研制和发展的固定翼无人机空中聚合难题,研究了固定翼无人机机翼对接过程的气动力建模与路径优化问题。首先,采用数值升力线方法理论建立了固定翼无人机机翼对接过程的气动力模型,分析了不同相对位置和姿态下无人机的气动耦合效应。在此基础上,将对接过程视为加权的有向最短路径问题,提出了一种基于Dijkstra算法的机翼对接路径规划方法,获得了最佳的机翼对接路径。数值仿真结果表明,该气动力建模方法能够可靠描述机翼对接过程的气动耦合效应,优化得到的路径能够显著降低固定翼无人机机翼对接过程的翼尖涡相互干扰。

喷射引流在海上油气田增产中的应用研究

为进一步提高设施利用率和油气田产量,通过高压气体经高速喷嘴后在吸入室形成高速低压区,从而将低压气吸引进来,在混合腔低压气与高压气充分混合,形成具有一定速度的混合气流,在扩压段内完成升压后外输或者进入后续处理流程的技术,即喷射引流,实现油气田增产。此技术可广泛适用于油气田地层压力衰减严重,又要提高采收率的情况。

全球大洋潮汐模式在南海的准确度评估

采用南海海域60个验潮站和22个TOPEX/Poseidon卫星高度计轨道交叉点的调和常数资料,对比了TPXO7.2、GOT00.2、NAO.99b和DTU10四种全球大洋潮汐模式M2、S2、K1、O1四个主要分潮调和常数在南海的准确度。为了准确评估这四种大洋潮汐模式在南海不同区域的准确度,本研究将南海分成了8个区分别进行了对比。结果表明,南海北部和东部区域,4个分潮都是DTU10准确度最高;南部区域,M2和O1分潮GOT00.2的偏差最小,S2和K1分潮DTU10的偏差最小。总体而言,在进行南海潮汐数值模拟选择开边界条件时,建议以DTU10模式为主,并利用GOT00.2模式作适当调整。还简单分析了南海M2、S2、K1、O1四个主要分潮的潮汐分布特征。

基于蒙特卡罗的脑血氧检测光源——探测器最优距离研究

为提高近红外光谱技术的脑血氧检测装置测量精度,需要选择最优的光源—探测器(SD)距离。传统的脑血氧检测装置,其传感器探头部分的SD距离是固定的,且在选择SD距离时没有经过研究,多根据经验进行选择,因而会造成实际使用中测量结果的不准确。根据光在头部组织中的传输特性,选定一组颅脑组织的特性参数,利用蒙特卡罗方法对5层颅脑组织模型进行仿真,研究光在头部组织中的传输特性,根据光子传输路径分析光子在组织中传输的最大可达深度和散射传输距离。通过分析有效深度比(EDR)和灰质层信息比(GMLIR),选择出适合此组选定颅脑参数的一组最优距离SD=1cm和SD=3.5cm。与传统检测装置相比,通过优化光源—探测器之间的距离,为脑血氧检测装置的传感器设计及装置测量精度优化提供了一个新思路。

湍流信道的红外鬼成像

研究了一种可以在湍流信道下自适应成像的鬼成像系统。系统利用可以模拟强起伏和弱起伏湍流的Gamma-Gamma分布来模拟湍流,虽然鬼成像可以在湍流下进行成像,但是大多数研究没有研究不同波长激光和采样率在不同湍流下的成像。本研究在采用不同波长的激光的基础上,测试不同的采样率在不同强弱湍流下的性能,并且通过闪烁指数计算了大气折射率结构常数。通过峰值信噪比和误比特率评价成像质量,得到不同模型的成像规律,为进一步的自适应鬼成像算法提供了新的模型。

微通道板玻璃的二次电子发射系数

讨论微通道板玻璃的二次电子发射系数及其影响因素。通过将Ｒ＋ｂ、Ｃ＋ｓ离子部分或全部代替玻璃中的Ｋ＋离子，调整玻璃网络结构参数以及ＰｂＯ与Ｂｉ２Ｏ３的摩尔比例，使玻璃的二次电子发射系数从２７增加到３７。

伴随同化方法在中国近海海洋数值模拟中的应用

简述了几种常用的资料同化方法,并较为详细地阐述了伴随同化方法的基本原理。基于其在潮汐模式中、在海水温度场中和在海洋生态模型中的应用等三方面综述了伴随方法在中国近海海洋数值模拟中的应用研究现状和进展。并对伴随方法的应用前景进行了初步的评述,指出该方法可对海洋观测方案的优化发挥重要作用,其在生态学流动力学模式中的应用亦应得到充分重视。

光纤涂料特性及其对光纤强度的影响

本文叙述光纤涂料的特性并就其对光纤强度的影响进行了分析研究 ,最后指出应根据光纤的技术要求及拉制工艺 ,选择适当的涂料方能达到满意的效果。

基于卡尔曼滤波算法的光谱共焦测量精度的提升方法

为减少待测物体位置变化时光谱系统受到的噪声干扰以及峰值定位误差,基于卡尔曼滤波算法原理,提出一种将Voigt寻峰定位的结果作为观测误差并进行最优估计来提升共焦系统测量精度的方法。先进行标定实验,确定光谱共焦系统的测量范围及精度;再依次对比中值滤波、Savitzky-Golay滤波以及快速傅里叶变换滤波等对光谱信号去噪的处理情况,并选用高斯、洛伦兹以及Voigt拟合等方法寻峰定位。同时,分析了Voigt拟合中的峰值提取、高斯宽度、洛伦兹宽度以及幅值误差对拟合精度的影响。实验结果表明,系统的测量范围可达3 mm,中心光斑半径增大了近1.79倍,采用卡尔曼滤波算法能够降低系统中的噪声引起的定位误差且系统精度能够提升11倍,满足高精度的测量需求。