基于主动光源阵列的骨科机器人末端示踪装置

为减少机械臂导航过程中示踪装置视线遮挡问题对手术的影响,研究一种多角度主动光源阵列的末端示踪装置,采用非支架式的机械结构,配合双目相机,实现对手术机械臂位置的感知。通过大小两个棱柱相互配合,组成多角度的光源阵列,实现对机械臂工具中心点的计算。通过COMSOL软件搭建简易模型,验证示踪装置信号使用范围;通过覆盖范围实验和静态定位实验证明装置的有效性和稳定性,可以满足手术机器人的任务要求。

基于量子滤光及跟踪算法的火箭发动机尾焰粒子测速方法研究

粒子喷射速度的测速是火箭发动机结构改进设计极其重要的依据。但是由于火箭发动机尾焰喷射速度快、背景辐射强,传统的滤光器件(滤光片)与运动目标检测算法无法适用。针对上述问题,本文采取新型量子滤光技术,利用量子高信噪比,低背景噪声的特点,以原子滤光器为核心,将超窄带量子滤光技术应用到粒子图像测速法(Particle Image Ve⁃locimetry,PIV)中,组成量子滤光PIV系统,滤光带宽可窄至GHz量级。同时基于量子滤光PIV系统提出了一种新的基于图像灰度互相关的虚拟粒子图像示踪算法,该算法通过对虚拟粒子的标记跟踪而表征实际粒子的运动轨迹,达到测量粒子速度的目的。经外场试验表明:量子滤光技术抑制复杂背景干扰强,相较于传统滤光器件信噪比提高了30 dB,滤光效果明显;该算法准确性高,粒子测速误差低于0.5 m/s,计算测量精度优于0.06%。同时,相关系统已经在国家相关研究单位获得应用。

曳光弹速度光幕靶测量算法研究

针对常规光幕靶不能测试曳光弹速度的问题,提出了一种速度测量算法.该方法配合光电互补传感器的光幕靶与数据采集系统,通过对光幕靶输出的曳光和弹体信号进行特征值分析,采用对比和广义相关算法精确计算出弹丸的飞行时间.实弹试验表明,设计的算法可以实现曳光弹测速,也可以实现常规弹测速,在曳光不稳定时也能够测出速度,并能识别有无曳光.测量精度满足靶场对曳光弹测速要求.

光照时间对外源性磷在模拟水生态系统中迁移的影响

采用同位素示踪法 ,模拟研究不同光照时间对外源性无机磷酸盐在水体 ,铜绿微囊蓝细菌和底泥中迁移的影响 .外源性磷在加入水体后先是一种物理化学的快速分配 ,然后其在水体中的迁移主要受微囊蓝细菌的生长状况的影响 .延长光照时间能加快微囊蓝细菌的生长速率和提高微囊蓝细菌的密度 .水体中外源性磷的浓度随时间下降 ,蓝细菌中外源性磷的最大浓度与光照时间无关 ,只有蓝细菌中超积累了一定数量的外源性磷 ,随后的对数生长就与细胞磷的含量无关 .延长光照时间能增加微囊蓝细菌中总的外源性磷数量 ,随着蓝细菌的衰亡 ,外源性磷不断向底泥迁移 。

液力偶合器漩涡流场PIV试验测量影响因素分析

为了实现液力偶合器漩涡流场高精度试验测量,研究粒子图像测速(PIV)流场试验测量环节的主要误差来源,分析示踪粒子选择、图像采集策略和流速提取算法对流场测量精度的影响,提出降减和消除误差的途径与方法.研究结果表明:在容积为2 710 m L的水介质液力偶合器中投入1.0 g等效直径为1.5μm的PSP示踪粒子,图像采集效果好且粒子浓度满足PIV测速要求;将液力偶合器外壁表面设计为大平面采集区域能够有效地避免反光现象,并降低离轴角误差和光路折射误差;采用递归互相关算法,使用自适应查询区域分析方法,通过3次迭代计算,能够更好地提取主流区域上大尺度漩涡流动特征和局部角隅区域上小尺度涡旋结构特征.

关于虚拟现实场景中倒影实现技术的研究

湖面的倒影实现技术,是虚拟现实真实感表现的一项重要技术。基于图像模拟湖面的反射技术,利用不同视点获取的多方位倒影图像,作为交互场景中的倒影贴图,能快速地表现倒影。基于模型模拟湖面的反射技术,利用镜面成像原理,且简化模拟倒影的模型,并结合湖面的不透明度,能够真实再现湖边物体的倒影。此研究对于虚拟现实交互场景、游戏开发及其它相关应用具有实用价值。

不同光照条件下结缕草全株碳素生理整合格局及其生态效应

在4种光照处理条件下(处理Ⅰ:对所有分株光照处理;处理Ⅱ:对所有分株遮光处理;处理Ⅲ:仅对引入13CO2的复合节分株进行遮光处理;处理Ⅳ:仅对引入13CO2的复合节分株进行光照处理),分别从结缕草(Zoysia japonica Steud.)克隆植株的基部、中部和梢部(分别为第7、第17和第24复合节)分株引入13CO2,对13C在克隆植株不同器官内的分配格局及传输特征进行了研究。实验结果表明:从克隆植株的不同部位引入13CO2,13C的传输格局均表现出以引入点为起始点沿匍匐茎向基和向顶双向运输的趋势,但向顶传输的陡度值均小于向基传输的陡度值,向顶传输的距离则均大于向基传输的距离,说明13C的向顶传输更具优势。分株叶片、匍匐茎和复合节根中13C的传输格局有一定差异;引入点分株叶中δ13C值较高,其他分株叶中δ13C值均迅速降低;匍匐茎内δ13C值总体较低,但13C传输范围广;当13CO2引入点位于基部和中部时复合节根的δ13C值高于匍匐茎,但当13CO2引入点位于梢部时复合节根的δ13C值低于匍匐茎。从13C的传输范围及陡度值看,总体上分株叶中13C的陡度值显著大于复合节根和匍匐茎;在匍匐茎中13C呈现出平缓的传输格局但传输距离最远。此外,在4种光照处理条件下,处理Ⅳ的根及匍匐茎中13C向基或向顶传输的陡度值总体上均最高,且各器官13C的传输距离均最远;但从基部、中部和梢部分株引入13CO2后,分别在处理Ⅱ、处理Ⅲ和处理Ⅰ的分株叶中13C向基或向顶传输的陡度值均最高。根据实验结果,对不同光照条件下结缕草克隆植株不同器官内光合产物的分配格局及其生态效应进行了探讨。

荧光示踪法探测头颈部肿瘤的前哨淋巴结

头颈部前哨淋巴结(sentinel lymph node,SLN)的探测有助于判断区域淋巴结整体有无转移,极具应用价值。荧光示踪法是近年来兴起的探测SLN的方法,在检测乳腺和胃肿瘤的SLN方面已取得满意的检出率。本文主要对荧光示踪法探测SLN的发展现状进行综述,并探讨其在头颈部SLN探测方面的应用前景。

用于层析粒子图像测速的模拟粒子场成像

对层析粒子图像测速(PIV)技术中示踪粒子成像部分进行理论分析,并结合真实风洞的相应参数,通过搭建模拟粒子成像平台的方法来进行研究。设计了一套体积为80mm×100mm×100mm的激光照明系统,以提供粒子场的入射光强。建立了示踪粒子的三维成像模型,从而得到层析PIV系统的模拟图像。分析了影响PIV系统成像质量的相关因素。在单像素粒子数为0.007 7的情况下,通过真实粒子图像和模拟粒子图像比较,验证了该方法的正确性。

高背景光下的光点示踪仪

提出了一种在高背景光下运用PSD来实现光点示踪的方法 ,通过光信号调制 电解调、直流恢复的方法 ,消除背景光的干扰和部分电路噪声 ,得到稳定的、与位置相关的电压值表征光点的坐标位置 ,实现了在高背景光下的位置测量。经测试和标定 ,得到 0 .2 %的非线性度和 0 .6

一种新型白光曳光剂的配方与性能研究

为解决传统白光曳光剂药柱低温力学性能差、光照强度不高、毒性较大的问题,以玻璃化温度低、粘结性能好的氟橡胶26(Viton-A)替代酚醛树脂作为粘结剂,以硫酸钡部分取代硝酸钡作为氧化剂进行新配方设计,采用溶剂蒸发法制备该曳光剂,并对其主要性能进行了测试。结果表明:与原配方相比,新配方白光曳光剂的摩擦感度由10%降为0,光照强度由2758.0 cd增大到3061.4cd,固体残渣量由37.22%升高至48.56%,抗压强度由71.807MPa提高到182.677MPa,装药密度由2.1575g·cm^(-3)增大到2.6008g·cm^(-3)。

图示仪在LED失效分析中的应用

本文基于图示仪的检测原理,说明了其测量LED参数的方法,提出了在LED失效分析中图示仪几个特殊的应用和操作方法。

微纳级示踪粒子图像灰度与粒径量化关系研究

基于传统粒子追踪测速(PTV)技术的粒径分析方法只能通过几何成像检测粒径,无法对衍射成像尺寸远远大于几何成像尺寸的粒子图像进行分析。根据衍射成像原理,通过对激光-粒子散射光-CCD信号-图像灰度值物理流程的定量分析,提出确定微纳米级示踪粒子图像灰度值与粒径之间量化关系的模型,弥补了PTV技术在粒径检测方面的不足。基于PTV实验系统,应用数字相机和Micro Vec V3软件完成SiO2粒子图像的拍摄,运用所提模型对拍摄的粒子图像进行粒径分析。实验结果表明,所提方法具有较高的准确性。