A magnetic sensor array for spot welding quality monitor

Spot welding is affected by many factors and is difficult to monitor the nugget information with single sensor. In this paper, a new monitor system based on sensors array technique was developed for spot welding quality detection. The key part in the system is cross magnetic sensor array. It is composed of six magnetic sensors. An improved algorithm was proposed to extract the signal eigenvalue, which was based on principle component analysis. The results show that in the case of the 60 mm experiment, cross magnetic sensor array works well. And when the eigenvalues range of the cross magnetic sensor array is 0. 090 1 - 0. 098 2, the spots quality is good. The analysis of the eigenvalues of the cross magnetic sensor array allows us to determine whether the spot qualty is good or bad.

基于稀疏表示的激光光斑复原方法

使用探测器阵列对远场激光光斑分布进行测量,是目前评价激光大气传输特性以及激光发射系统性能的重要方法。利用阵列探测器对高能激光系统性能进行评估,需要准确复原探测器测量所得的激光远场光斑。介绍了一种基于字典学习的阵列探测器激光光斑复原方法。首先利用改进后的线性插值算法对原始低采样光斑进行插值,其次介绍了K-SVD(K-singular value decomposition)字典学习算法,将所提方法运用到插值后的图像复原中。此外,用峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和光斑质心偏移量对复原图像进行量化对比。该算法复原的图像PSNR比传统算法高出4 dB~5 dB,光斑质心偏差量在x轴和y轴方向与传统算法相比分别降低了14.7%和12.2%。实验结果表明,所提方法在视觉和量化指标上都取得了良好的光斑图像复原效果。

海上无线SDMA接入的波束指向切换技术研究

针对海上用户稀疏且呈现独立动态小型局域网分布特点的通信场景,提出了一种基于相控阵天线的海上无线通信系统,其反向链路基于中心站相控阵天线单个点波束动态波束指向切换实现小站在特定空间方向的波束覆盖,从而实现SDMA接入,具有覆盖范围广、组网灵活等特点,适合于海上动态稀疏的通信场景。主要研究了实现SDMA接入的波束指向切换技术,提出了基于位置信息和时隙分配的波束指向切换方法,该方法根据中心站和小站的实时位置信息解算出波束指向信息并在每个时隙的起始时刻调整波束指向。基于系统级现场可编程门阵列芯片实现了该方法,并通过测试证明了基于位置信息可实现点波束指向对准,且所提方法可在1μs内完成波束指向切换并实现多路高速业务同时回传。

基于红外热图像处理的光伏阵列热斑检测方法

利用红外热图像来检测热斑时,由于红外热图像具有较大的随机噪声和非均匀性干扰,传统的图像处理方法效果不佳。该文提出一种基于灰度直方图的B样条最小二乘拟合的处理方法,能够抑制红外图像噪声,提高检测热斑的准确率。实验结果表明该方法对处理含有大量噪声的光伏阵列的红外图像较有意义,从而高效便捷地检测出热斑故障。

一种新型结构的光伏阵列故障检测方法

局部遮荫是光伏发电系统中普遍存在的现象,会造成阵列失配和热斑效应,不仅会影响光伏发电系统的输出功率,还会造成安全和可靠性问题。提出了一种光伏阵列的连接方式:CTCT结构(complex-total-cross-tied array),在保持输出功率不变的情况下,监测发电系统的工作状态。配合一定数量的电流传感器,可以确定发生热斑现象的光伏电池板的位置。文中还推导了光伏电池板总数N、分辨度L和电流传感器数量X三者之间关系公式。在光伏电池板的数量已知的条件下,通过合理选择分辨度的大小,确定电流传感器的需要数量,最终达到用尽可能少的电流传感器来检测出发生热斑现象的光伏电池板的位置。

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.

基于可见光和红外热图像融合的光伏阵列热斑检测方法

利用红外热图像来检测光伏阵列的热斑时,由于复杂环境的干扰(例如阳光反射),红外热图像会显示错误的热斑而导致虚警,传统的图像处理方法对此效果不佳。该文提出一种基于可见光和红外热图像融合的热斑检测方法,能消除错误的热斑虚警,提高检测热斑的准确率。实验结果表明:该方法对复杂环境干扰下的运行中光伏阵列较有意义,从而高效便捷地检测出热斑故障。

基于光纤阵列的激光光斑测量方法

提出一种基于光纤阵列的激光光斑时空分布测量方法,采用在多层石英平板上制作V型槽并层叠石英光纤阵列的方法,获得了具有较高抗激光损伤能力和空间分辨力的光纤阵列取样器,实现了激光光斑的空间分布取样。给出了光纤阵列的取样原理、取样器结构和大倍数光强衰减的设计。实验结果表明:光纤阵列抗激光损伤能力优于10kW/cm2(50s),系统空间分辨力优于3mm,测量误差小于3%。

多投影显示系统结构光几何校正算法

针对带有非规则曲面显示墙的多投影显示系统的几何校正问题,提出一种基于结构光投影技术的自动非线性几何校正算法.该算法首先用结构光投影技术计算出每个投影机与显示墙的映射关系;其次使用相机拍摄显示墙上的经纬度点阵;最后通过提取拍摄的图像特征计算得到投影机帧缓存中每个像素点在全局坐标系下的经纬度值,并将其转换为纹理坐标,从而实现了非线性几何校正.模拟仿真实验和虚拟机场系统中的实际应用结果表明,文中算法能够有效地提高系统的几何校正精度,且无需进行相机的标定和具有显示墙解析式的先验知识,适用于任意光滑的曲面显示墙.

“神光-Ⅱ”装置第九路靶场终端光学组件的研制

针对“神光-Ⅱ”装置第九路系统主激光瞄准精度小于等于30μm和大焦斑辐照均匀性优于10%的要求,提出了靶场终端光学组件的设计结构。应用有限元法对组件关键机械元件和ICF靶室整体进行动静态分析,优化了设计参数。同时与聚焦透镜配合进行数值分析列阵透镜,确定了单元数、曲率和厚度以及单元长和宽等参数。经过实验测试,主激光瞄准精度达到28.9μm,大焦斑辐照的形状为1000μm×500μm,均匀性为12.0%。

大点阵数二维Dammann光栅的制作与研究

报道了我们制作的二维Ｄａｍｍａｎｎ光栅──６５×６５大点阵光栅的实验方法和研究结果。在氮化硅膜上进行光栅图形的光刻和反应离子刻蚀，成功研制出６５×６５等光强分束Ｄａｍｍａｎｎ光栅。

数字微阵列点样喷头试验研究

利用压电陶瓷驱动器产生的低频微振动,实现了连续微流体的均匀离散和喷射。在试验所用的低频范围内(1～10Hz),点样系统能够对每个驱动脉冲作出响应,具有数字可控性。通过疏水化处理技术消除微喷嘴的“流挂”现象,实现了微喷射量可控。微振动可以有效地消除微小颗粒可能对微喷嘴造成的堵塞,提高了点样喷头工作的可靠性。驱动频率对液滴直径有显著的影响。可以通过改变频率高低和微喷嘴内径大小实现皮升(pL)级点样喷射。

大型LED矩形阵列光斑照度的均匀性研究

应用LED芯片的照度公式以及大型LED矩形阵列照度分布的对称性,建立了研究大型LED矩形阵列照度均匀度的物理模型,推导出计算大型LED矩形阵列照度均匀度的公式。利用该公式研究了大型LED矩形阵列照度均匀度随目标距离、长宽比以及m值的变化规律。得出:照度均匀度随目标距离的增加而非线性地减小;照度均匀度随长宽比的增加而非线性地增大;照度均匀度随m值的增加而近似成线性地增大。这些规律为提高大型LED矩形阵列的照度均匀性提供了理论依据,也为大型LED矩形阵列的照度均匀性设计提供了研究方向和计算方法。弥补了之前研究LED阵列照度均匀性方法上的不足。

离散噪声图像的光斑质心算法及其硬件实现

针对现有的光斑质心算法无法直接处理含有离散噪声点的图像,提出一种不依赖去噪预处理和噪声点剔除后处理,本身具有抗单点噪声能力的光斑质心定位算法,并通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了该算法。首先分别标记背景像素、噪声像素和光斑像素;然后通过对相邻像素标记的判断,完成对当前像素的标记;同时对属于同一光斑的像素进行质心参数累加,但不累加和存储判断为真正噪声点的像素。与现有方法相比,该方法能够充分利用FPGA的并行处理能力,在图像像素输出的同时完成光斑质心提取和噪声点像素去除,而且不需要存储预处理图像和噪声点像素,节省了存储空间。该方法为由于图像传感器长时间曝光而引起的高亮度离散噪声光斑图像的处理提供了有效的途径。

微透镜阵列误差对半导体激光匀化性能的影响

为了减小微透镜阵列误差对匀化光斑的影响,深入研究微透镜阵列光束匀化系统中微透镜阵列相对位置误差对光束匀化性能的影响,设计了一种微透镜阵列光束匀化系统。依据相对位置误差类型的不同,将双列微透镜阵列间六个自由度变化导致的误差分为距离误差、偏移误差以及转动误差进行分析,并对每种误差对光束匀化性能的影响进行了研究。采用6板条半导体激光器堆栈对上述匀化系统进行实验验证,实现了均匀性为90.75%的光斑,并对系统影响光斑性能的原因进行了分析。

复合式激光远场光斑分布定量测量技术研究

激光远场光斑分布测量是研究高功率激光大气传输效应的有效方法,同时也是评估强激光武器作战效能的重要手段。设计了一种基于摄像和阵列探测相结合的复合测量方法,实现了强激光远场光斑时空分布的定量测量。该系统可用于波长为(1064±10)nm、功率密度动态范围为2~5000 W/cm2激光的远场光斑分布测量。

平流层艇载CDMA系统的嵌入式多波束天线方案

该文改进了原先提出的微/宏波束天线覆盖方案,采用更为复杂但更贴近实际的模型,尤其是改进了艇载天线波束方向图和信道干扰的计算方法。该方案应用于平流层通信CDMA系统,通过在宏波束覆盖范围中嵌入微波束,解决平流层通信系统中由于用户分布失衡而引起的热点问题。针对不同的用户分布和热点位置,文中给出了调整微波束实现系统容量最大化的优化方法。仿真结果表明在用户分布失衡、热点位置变化等情况下使用本文的嵌入式波束覆盖方案仍然可以保持高而稳定的系统容量。

一种基于邻域的小像元红外焦平面阵列串音测试方法

串音是评价红外焦平面阵列(InfraRed Focal Plane Array,IRFPA)性能的重要参数之一,随着IRFPA技术的发展,探测器单元尺寸逐渐减小,传统小光点测试方法的光斑尺寸已接近甚至大于探测器单元尺寸,需要采用新的测试理论和方法。论文分析了红外光斑照射到IRFPA上的典型分布情况,研究了小像元情况下探测器单元的信号电荷及其相互关系,建立了基于八邻域的小像元IRFPA串音测试的理论模型,并将四邻域串音模型和传统串音模型作为八邻域串音模型的特例,给出了相应的测试方法。数值模拟表明:在小像元情况下光斑尺寸对串音系数的测量具有明显的影响;采用基于邻域的小尺寸像元IRFPA串音测试方法,可在现有测试设备上通过测试软件的修改,实现小像元IRFPA串音的测试。

LED大型圆形阵列的光斑照度均匀性

应用LED芯片的照度公式以及LED大型圆形阵列照度分布的对称性,建立了研究LED大型圆形阵列照度均匀度的物理模型,推导出计算LED大型圆形阵列照度均匀度的公式。利用该公式研究了LED大型圆形阵列照度均匀度随阵列半径、随m值以及随目标距离的变化规律。得出:照度均匀度随阵列半径的增加而非线性地增大;照度均匀度随m值的增加而非线性地增大;照度均匀度随目标距离的增加而非线性地减小。这些规律为提高LED大型圆形阵列的照度均匀性提供了理论依据,也为LED大型圆形阵列的照度均匀性设计提供了研究方向和计算方法。弥补了之前研究LED阵列照度均匀性其研究方法上的不足。

点电极法评价噻胺酮麻醉对犬心功能影响的实验研究

本实验借助于生理多导仪，应用点电极法（ａｓｐｏｔ－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｒｒａｙ）描记心阻抗微分图（ＦＤＧ），同步应用常规方法描记心电图（ＥＣＧ）和心音图（ＰＣＧ），获取了８条犬在噻胺麻醉状态下的六项心功能指标：心率（ＨＲ）、心室最大射血速度（ｄｚ／ｄｔ．ｍａｘ），左室射血时间（ＬＶＥＴ）、心搏出量（ＳＶ）、心输出量（ＣＯ）和心脏指数（ＣＩ）。并得到了以下结论：（１）噻胺酮麻醉可导致ＣＯ和ＣＩ显著下降，故对犬心功能具有严重的影响；（２）ＬＶＥＴ延长导致ＳＶ增高是氯胺酮改变隆朋心功能抑制状态的关键；（３）麻醉状态下心功能各指标的相关性变化反映了心脏的代偿功能及有机体的协调统一性；（４）点电极法简单可靠，十分适宜于在动物心功能研究领域加以应用；（５）ＰＣＧ、ＥＣＧ和ＦＤＧ同步监测动物心功能可全面衡量心脏的工作状态。