高精度激光定位散斑机理分析及抑制

为有效解决高精度视觉定位测量系统中激光随机散斑导致的光斑质心定位精度降低问题,对散斑机理及抑制方法进行研究。从激光光斑的成像过程分析了激光随机散斑出现的原因,并推导出空间中任意一点总波扰表达式。建立了成像介质吸光性、粗糙度和表面出射光信噪比与随机散斑强度的关系模型,得出增加成像介质粗糙度和吸光性来提高出射光信噪比,进而降低随机散斑强度的结论。通过改变成像介质的物理特性进行对比实验,获得光斑质心位置稳定性随成像介质物理特性变化的趋势,验证了关系模型的正确性。实验结果表明,当激光功率为50 mW时,选取吸光性强、粗糙度与厚度适中的成像介质作为成像靶面,激光光斑质心的提取精度稳定在0.04个pixel之内,实现了对激光散斑的抑制,提高了光斑质心的定位精度。

光源光斑直径对苹果霉心病近红外检测的影响

为实现中早期霉心病苹果的有效剔除以提高苹果的整体品质,该研究利用近红外光谱技术对苹果霉心病进行快速无损检测,从光谱和分类模型两方面探究光源光斑直径对苹果霉心病检测的影响。在30、50及70 mm光源光斑直径条件下采集了苹果样本的透射光谱,分析不同光源光斑直径下健康苹果和霉心病苹果的光谱差异,然后应用支持向量机(support vector machines,SVM)和粒子群算法优化-最小二乘支持向量机(particle swarm optimization-least squares support vector machine,PSO-LSSVM)方法建立苹果霉心病的分类模型,并对不同光源光斑直径下的分类模型性能进行对比。在此基础上,采用竞争自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)方法筛选特征波长变量并建立分类模型。结果表明,30 mm光源光斑直径对苹果霉心病的检测效果最好,建立的SVM和PSO-LSSVM分类模型性能均最优。30 mm光源光斑直径下,最优PSO-LSSVM模型的预测集的灵敏度、特异度和正确率分别为89.5%、95.5%和92.7%。CARS-PSO-LSSVM分类模型性能比全波段的分类模型性能略有下降,预测集的灵敏度、特异度和正确率分别为89.5%、90.9%和90.2%,但建模变量数仅占原波长变量数的4.2%,有效地简化了分类模型。该研究为苹果霉心病的快速无损高精度检测提供技术支撑。

作为体积目标的船舶声辐射纵向分布特性的研究

利用时频分析原理对船舶辐射噪声沿着船长的纵向分布特性进行了初步分析与实验研究 ,提出了一个简化的船舶声辐射三亮点模型。实验分析的结果证实了所假设纵向分布特性亮点模型的正确性。本文方法对研究船舶噪声起源及对船舶的声探测均有实际意义。

具有亮点和方位延展特征的线列阵声诱饵研究

分析了几种目标尺度识别方法的机理,针对其特性和传统声诱饵的不足,研究了一种基于潜艇亮点模型的线列阵声诱饵,并对其参数进行了选取.仿真结果表明,该声诱饵对基于目标尺度识别的鱼雷具有干扰能力.

照明用大功率LED射灯散热建模研究

散热问题是LED灯具成为新一代照明光源亟待解决的关键问题之一。提出一种LED灯具散热建模方法:选用LED射灯作为代表产品进行散热建模研究,采用三维造型软件建立LED灯具产品三维模型,然后导入有限元流体热分析软件(CFD)进行热仿真。研究散热仿真过程中的热阻设置、热量载荷计算和边界条件设定等关键问题,并求解LED射灯的工作温度分布情况;将仿真分析结果与实验室测试数据进行对比分析研究。研究结果表明,运用该方法可以对室内照明LED灯具进行较为准确的散热分析,仿真温度误差在4℃左右,仿真结果对灯具开发设计具有重要参考价值。

基于活动轮廓模型的外绝缘紫外放电特征提取

光斑面积是紫外放电中的重要参量,外绝缘紫外放电研究中需提取光斑面积的图像很多,为了自动、准确提取出外绝缘紫外放电图像中的光斑面积,提出了一种基于活动轮廓模型的光斑面积提取方法。活动轮廓模型通过计算偏微分方程实现紫外放电图像中放电区域轮廓的获得,与常规基于局部图像信息获得边缘的方法不同,该方法具有全局优化能力,抗干扰能力强,无需预处理,对图像清晰度要求不高,能准确提取出紫外放电的光斑面积。实现了常规边缘检测算子、数学形态学法和本文方法用于绝缘子紫外放电光斑面积的提取,结果表明:常规边缘算子所得边缘干扰多,且边缘点离散,后续难以计算获得光斑面积。本文方法能准确提取出一个或多个光斑的面积,不存在数学形态学法需要人为确定图像二值化时最佳阈值和根据干扰光斑面积调整结构元素尺寸的问题,具有很好的自动化性能。

探照灯光斑移动现象的再讨论

指出用传统的"平行线"模型和光速有限来解释光斑移动现象,当将情况推广到极限时,会出现一些局限,并提出了一种新的与实际情况更符合的"同心圆"模型,由此可以解释光斑移动现象.

半解析/半数值OLED器件黑点扩散模型的Matlab分析计算

介绍了求解OLED器件黑点扩散模型的一种半解析/半数值计算方法。该方法综合利用Matlab提供的求解常微分方程、矩阵行列式、数值积分等函数,可使模型分析计算的工作量大为减少。给出了杂质浓度的计算公式,对于其中涉及的积分方程,基于数值逼近原理,采用多项式拟合函数近似求解。该方法具有编程简单、使用方便、实用性强等特点。

计及距离修正的电力设备紫外放电区域提取研究

紫外局部放电检测是电力设备绝缘缺陷带电检测中的一种新兴技术手段,通常用光子数表征放电强度,然而该参量受观测距离和探测器增益等外部环境的影响,探测结果往往存在很大误差。为更准确地对紫外放电进行量化分析,提出基于改进GAC模型的有效放电区域提取方法。通过对LBF模型的能量函数进行归一化处理以代替原来GAC模型的边缘停止函数,实现对紫外图谱放电区域的提取;采用前景信息像素点统计的方式获取放电光斑面积参数;最后通过光斑面积的距离修正实验验证所提方法的可行性,结果表明该方法不仅可以快速定位放电点,而且能准确地对紫外放电进行量化分析,具有良好的自动化性能。

基于夜光遥感影像的格网单元居民收入时空演变分析

研究居民收入时空变化对探究人类社会经济活动规律具有重要意义,但仅利用统计年鉴中的居民收入统计数据难以探究小尺度区域的居民收入时空变化规律。文章利用数据网格化方法将栅格数据网格化,通过空间误差模型(SEM)构建DMSP/OLS夜间灯光数据与居民收入数据的回归模型,采用热点分析和年平均增长率模型探索全国范围内格网单元上居民收入时空变化特点。研究发现:1)利用空间误差模型对夜间灯光数据和居民收入数据进行拟合具有较好地拟合效果,其平均相关系数R^(2)为0.858;2)我国居民收入水平不断提高,但我国东西部居民收入差距依然明显。

核酸检测系统荧光激发光路的标定方法

激发光的光斑大小和准直性能是评价核酸检测系统的荧光激发光路性能的重要指标。为此,提出一种用于核酸检测系统的荧光激发光路性能的标定方法。首先建立激发光的光斑模型和光路准直模型,利用MATLAB进行数值计算,再利用ZEMAX光线追迹仿真初步验证模型准确性,最后搭建激发光路准直性能测试平台,利用工业相机采集光斑,进行实验验证。激发光路出射光斑最大值为2.23 mm,光线出射角为1.72°。结果表明,建立的光斑模型和光路准直模型可以用来标定核酸检测仪器激发光路的性能,有效地解决了光斑难以被精准控制的问题,为光路准直评价提供了一种新的思路。