摘要:

摘要:设计了一种波纹管为衬底的光纤光栅(FBG)液位传感头,提出用参考光栅补偿温度变化对FBG测量压力影响的方法。在3～30 cm的液位范围内,测试了传感器的特性,给出温度补偿后液位引起波长漂移的实验曲线。结果表明,传感器液位灵敏度为-0.0553 nm/cm。传感头采用Ni基合金作为机敏封装元件,具有抗腐蚀、耐疲劳的优点,适用于储油罐等恶劣环境下使用。

摘要:利用普通光刻和感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器,光功率电流曲线表明,器件实现了200 K的低温激射。对边长为10μm、输出波导长为30μm的正方形微腔激光器,室温测量得到的纵模模式间距为1.3 nm,所对应的是由输出波导和正方形腔组成的F-P腔的F-P模式。采用二维时域有限差分法(FDTD),模拟研究了侧壁粗糙对正方形腔模式品质因子的影响。

摘要:针对光纤陀螺(FOG)PIN光电探测器在空间应用环境下受辐照影响暗电流增大、性能指标劣化的特性,提出了FOG空间在轨条件下PIN光电探测器工作状态开机自检方法。陀螺开机时,调节光源驱动电流使光源处于无光输出状态,此时PIN光电探测器输出噪声中主要包括由暗电流引起的低频1/f噪声和散粒噪声,通过低通滤波和低噪声放大电路使对PIN光电控制器输出信号进行预处理;根据低频1/f噪声和散粒噪声功率谱密度的特点,使用Allan方差法对经A/D转换后的数据进行分析,得到不同噪声类型的强度信息。通过PIN光电探测器的γ射线辐照试验对该方法进行了验证,试验结果表明,该方法能够有效地表征PIN光电探测器在受辐照前后1/f噪声和散粒噪声的变化。

摘要:结合波纹膜片的压力敏感特性和光纤Bragg光栅(FBG)的应变传感特性,设计了一种新型的FBG渗压传感器。传感器通过拉杆式结构将波纹膜片在应力下的挠度变形转化为FBG的轴向应变,通过恒温条件下的压强标定试验,得出传感器的压强灵敏度约为20 nm/MPa,和普通光栅相比,其压强灵敏度提高了6 000多倍。对传感器探头内部的光栅进行了温度特性标定试验,通过温度补偿光栅消除外界温度对渗压测量结果的影响。将该传感器用于隧道涌水模型的开挖试验,测得模型注水过程中测点的渗压值不断增大并趋于稳定,隧道开挖过程中渗压值轻微波动,提升水位时渗压值急剧增大。

摘要:利用光纤光栅(FBG)传感器对修补结构中修补片下的裂纹再次扩展进行监测。在循环加载情况下,修补片下的裂纹会再次扩展,且随着裂纹扩展长度的增加,FBG的反射谱也随之变化。借助裂纹处有限元模型模拟得到的应变场分布,计算了裂纹扩展到不同长度时FBG的反射谱响应。模拟和检测结果证实了FBG反射谱的变化和裂纹扩展长度之间的关系,表明修补片下裂纹扩展长度可由FBG传感器的反射谱变化来评估。

摘要:提出一种新型的玻璃纤维光纤光栅(GFRP-OFBG)智能复合筋传感器监测桥梁拉索应力。通过标定试验,得到GFRP-OFBG传感器的应力和温度传感特性。比较了不同直径的GFRP-OFBG传感器极限应变,得出直径为7 mm的GFRP-OFBG传感器适合桥梁拉索应力监测,其极限应变能达到8 000μs。最后,对GFRP-OF-BG传感器在拱桥系杆的布设工艺进行了探索,并在四川峨边大渡河拱桥系杆施工中得到了具体实施和应用,成功地监测了系杆的整个张拉过程。基于1年的监测数据,检验了系杆张拉效果及其判断了目前的运营状况。

摘要:提出了一种利用电光调制和谐波分析的相位型表面等离子体共振(SPR)传感器结构。和传统的相位型SPR传感系统相比,该系统结构采用一路光路并用软件实现相位提取和分析,简化了系统结构;P光、S光采用共光路的光路结构,可以有效抑制相位噪声;可以使用较低电压的调制电源。利用该系统对不同浓度酒精溶液进行了测量,取得了和理论预期相一致的结果。

摘要:为了解决光纤Bragg光栅(FBG)传感器性能蜕化对复用解调结果的影响,从FBG传感器的基本原理及链路出发,分析了FBG自身的光谱蜕化以及光纤链路和光源蜕化对解调结果的影响,提出了利用自适应解调阈值的解决方法,通过模拟仿真以及实验研究证实了相关理论的正确性与方法的可行性,将FBG传感器系统的出错率由原来的10.31%降低为0.63%,极大地提高了应变测量结果的准确性。

摘要:提出一种双波纹管结构封装的高灵敏度光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器,从理论分析了该器件的传感机理。研究结果表明,该FBG压力传感器可实现0～1.2 KPa压力测量,灵敏度达到688.2 pm/kPa,线性拟合度达到0.9973,适用于液位小范围变化的高精度检测。

摘要:为了提高半导体激光器(LD)的出光功率,优化了P型波导层以及限制层的厚度。将光场的对称分布变成非对称分布,降低了有源区的光限制因子,从而降低了器件腔面的功率密度,避免器件出现腔面灾变损伤(COD);提高LD的电光转换效率,减小器件的散热路径,降低器件的热阻,从而有效抑制了器件的热饱和。设计并制作了非对称宽波导980 nm高功率LD。器件的综合测试性能为:当器件的注入电流为161 A时,器件的输出功率达到139.6 W,对应的斜率效率、电压和电光转换效率分别为0.91 W/A、1.79 V和48.4%。

摘要:提出将FP法与非平衡MZ法相融合的解调方法,采用气体吸收(GC)加标准FP腔波长标定技术,对解调系统光电检测电路噪声进行严格控制,实现高精度解调要求,并对光路功率进行计算和合理分配。实验表明,该方法不仅能够实现多点温度信号及缓变应力信号的检测,也能够实现高频动态参数的实时检测,兼有FP法与非平衡MZ法两种解调技术的优点。

摘要:提出了一种基于以太无源光网络(EPON)的光纤布拉格光栅(FBG)传感网络多传感通道切换控制方案。控制传感通道切换的多个光开关分别与EPON系统中的多个光网络单元(ONU)相连,利用各ONU间严格的时间同步特性在各ONU控制下实施对多个光开关的同步切换控制,实现各FBG传感通道与传感解调模块间的有序连通。实验结果表明,此方案的稳定性较好,并且具有较灵活的扩展特性。

摘要:采用KOH溶液表面处理工艺制备得到了128×1线列日盲AlGaN紫外探测器,器件的反偏暗电流为6.88×10-9A(-8 V时),比未采用此项工艺制备得到的器件的暗电流减小近103倍。元素深度分布俄歇电子谱(AES)等测试结果分析表明,采用这种表面处理工艺可以有效地去除干法刻蚀后材料表面的N空位、刻蚀生成物及自然氧化物,减小了界面态密度,改善了电流-电压特性,减小了反偏暗电流。利用传输线模型TLM计算得到了Ti/Al/Ti/Au金属电极与高Al组分n-Al0.65Ga0.35N材料间的接触电阻率为8.35×10-3Ωcm2。

摘要:采用匀胶机旋转涂成膜的方法,在手套箱中制备PEDOT聚对苯乙烯磺酸(PSS)薄膜。详细研究了退火和掺杂对薄膜电学特性的影响,结果发现,在本实验范围内,薄膜的电导率随退火的温度和时间增加均呈现出最大值,这与薄膜的表面形貌是密切相关的;并且,由于材料的亲水性,导致真空下比N2和空气条件下退火薄膜的电导率要高;通过掺杂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和乙二醇,使薄膜的电导率提高了近3个量级。

摘要:为了扩大立体视觉测量系统的测量范围,实现大型工件的高精度测量,提出了一种基于控制网的三维拼接方法。通过在被测工件四周设置辅助测量控制点,基于单位四元数法建立测量控制网,并采用Levenberg-Marquardt(LM)优化算法对测量控制网的测量精度进行优化,通过测量控制网将系统在不同测位获取的测量数据转换到整体空间坐标系下,获得全局测量数据,实现测量数据的三维拼接。实验结果表明,此方法不仅扩大了测量范围,而且提高了大型工件的测量精度。

摘要:建立了一套基于马赫-曾德尔干涉仪的测量系统,获得了透射式相位光栅的相位信息并推算出光栅的表面形貌。给出了相位测量法的基本原理,运用傅里叶变换法和相位解包裹技术,对实验系统采集的干涉图的相位信息进行处理并计算出光栅的高度、周期和底角等结构参数。结果表明,该测量方法和系统能够精确地测量光学相位元件的表面形貌,具有较高的实用价值。

摘要:为了有效地解决超高维、多类别人脸识别中支持向量机(SVM,support vector machine)超参数调节计算复杂性问题,提出一种基于均匀设计(UD,uniform design)的SVM超参数调节的人脸识别方法。用UD代替传统的网格(grid)和梯度下降(gradient descent)方法挑选充分均衡分散在整个试验范围内且能得到满意实验结果的特征点,通过最小化k折交叉验证误差界或留一法(LOO,leave-one-out)误差界获取SVM最佳超参数。在UCI模拟数据集(Waveform)及人脸图像库(Yale,PIE)上进行了实验,结果表明,本文方法与传统的SVM超参数调节方法相比,能大大降低超参数调节的时间且能在一定程度上提高人脸分类识别率,使SVM超参数调节方法在解决高维人脸真实数据问题时具有一定的实用价值。

摘要:基于背景像素被阴影覆盖后RGB值的变化,提出了一种智能交通系统(ITS)中运动阴影的检测算法。首先定义了归一化亮度比例坐标系并将阴影检测视为该坐标系中的分类问题,然后采用阴影像素在该坐标系中的分布信息构建一椭球,并根据像素的坐标值是否处在椭球内部以及RGB3种颜色归一化亮度比例的相对大小确定阴影像素。对比实验表明,该方法能够有效地检测运动阴影,性能优于SNP算法和DNM算法。

摘要:为了在频域内对相位谱建立模型,运用相关滤波器方法进行掌纹识别。首先运用图像下抽样方法降低掌纹空间的维数,在低维图像上应用训练图像设计最小平均相关能量(MACE)滤波器,然后计算训练图像和测试图像的相关输出平面,根据峰与相关能量(PCE)比值指标进行掌纹匹配。运用PolyU掌纹图像库,对本文算法进行测试。实验结果表明,与传统子空间方法相比,本文方法的识别性能最优,识别率为100%,特征提取和匹配总时间小于0.5 s,具有快速、有效和易于实现等优点。

摘要:针对人脸图像清晰度,给出了一种基于倒谱的定量评价方法。实验结果表明,与传统方法相比,所提出的清晰度评价方法能更加准确地评价出人脸图像的质量;采用该方法对人脸识别样本进行筛选,能有效地提高自动人脸识别的识别率,且对整体识别时间影响很小,因而更适合用作自动人脸识别中的图像质量评价。

摘要:提出了一种基于离散余弦变换(DCT)和二维最大边缘准则(2DMMC)的2DDM特征提取算法,证明了2DMMC可以直接应用于DCT域,利用欧氏距离测度进行分类的结果与在空域中进行得到的结果完全相同。2DMMC方法可直接应用于基于DCT压缩的JPEG格式的图像。在ORL和Yale人脸数据库上的实验结果表明,在空域2DMMC的识别率高于2DPCA和2DLDA,2DDM的识别率又高于2DMMC,而且2DDM的耗时要低于2DMMC。

摘要:为了提高海量遥感图像的处理效果和速度,进行了相应的图像复原与超分辨算法及其并行硬件体系结构的研究。首先,介绍了频域内的解模糊、去噪和超分辨等关键算法;然后,对DSP和机群两种体系结构进行了分析和比较,结果表明,机群更适合于大规模并行处理;最后,在DSP和计算机系统上对算法的处理效果和速度进行了实验和分析,给出了机群的性能预测,确定了关键参数即处理器数目的选择依据。实验结果表明,该系统可满足实时应用的要求,同时使处理后图像的清晰度、对比度和分辨率显著提高。

摘要:为满足水声信道有限带宽的要求,提出了一种高效的水下视频图像压缩编码方案。编码系统主要由图像预处理、帧内编码和帧间预测编码3个模块组成。基于小波变换的预处理模块用于去除水下图像中的视觉冗余。根据水下图像的特点,采用基于小波树的WDR(wavelet difference reduction)算法对帧内图像进行高效编码。帧间运动估计和补偿是针对预处理后的图像子带进行,运动补偿后的残差图像采用基于重要子块和重要系数的双重WDR编码策略。实验结果表明:在保证图像重建质量的前提下,本文算法的平均压缩比可以达到250∶1～500∶1,基本满足水声信道传输速率为16 Kbps时的要求。

摘要:在传统时空联合算法的基础上,提出了一种基于定时段区域补偿的视频对象分割后处理算法。首先,通过对帧差图像进行噪声抑制和膨胀连接获得变化检测模板;然后,对原始图像进行开闭重构简化,求取形态学梯度,通过对形态学梯度图像进行非线性变换和梯度等级划分并最终由分水岭算法获得对象的精确边界,通过比例运算提取出视频对象的初始二值化模板;最后,通过定时段区域补偿获得最终的完整视频对象模板。实验结果证明了该算法的正确性和有效性。

摘要:在传统的基于深度图像复制(DIBR)的基础上提出一种基于图像修复的DIBR方法,将预处理深度图像和图像修复算法相结合来填补三维图像映射后的空洞。与传统方法相比更加灵活,本文方法仅需传输一路参考图像序列,从而有效降低DIBR系统的传输带宽。实验结果证明,本文所提出方法是有效的。

摘要:用目标轮廓上点的相对位置分布关系对其形状进行描述,基于统计的思想,提出了一种极坐标下形状轮廓点分布特征描述符,不仅符合人眼的视觉感受,而且计算简单;提出了在极坐标下用于度量EMD(earth move′s distance)距离的地面距离计算方法,实验表明,该算法在基于形状的图像分类与检索中取得了良好的效果,而且对目标形状的缩放、平移和旋转等形变具有很好的鲁棒性。

摘要:通过建立输出像素亮度值与输入像素亮度值二次方幂的非线性映射函数,得到暗光和强光部分不同变化趋势的映射曲线。实验结果表明,该算法能够同时还原出图像中暗光和强光部分的细节信息,处理效果较其他算法明显改进。在Altera公司的EP1C12Q240C8上实时实现了该算法,占用450个LE,最高时钟频率为143MHz。该算法兼备了硬件消耗少,处理效果好的优点,可作为VLSI实现的方案之一。

摘要:提出了一种基于Contourlet变换域统计模型的图像去噪算法,用于复杂背景下的路面病害图像,可以获得较为清晰的裂纹病害信息。利用χ2统计假设检验方法得出Contourlet变换系数近似服从拉普拉斯分布,进而应用最大后验贝叶斯估计推导出对含噪图像Contourlet系数的萎缩公式。实验结果表明,该算法能较好地实现噪声抑制和信号保留间的平衡,与小波去噪算法比较,其去噪后图像的信噪比提高4 dB。

摘要:基于多分辨分析(MA)策略,提出了以图像最大互信息(MI)为匹配测度的图像拼接粒子群优化算法(OA-MI),使参数随图像的MI计算和多分辨率级数进行自适应调整,解决了灰度图像配准中由于目标函数容易陷入局部极值而造成的误匹配问题。实验证明,该方法能够有效地避免局部极值的影响,通过有限次寻优迭代即可找到最优配准变换,提高了图像配准的计算速度和图像拼接的质量。

摘要:针对阈值分割存在精确性不高和分割效率低的问题,提出一种基于模糊集理论的迭代多值化图像分割方法。采用自顶向下的迭代分割策略综合考虑分割区域的灰度分布特征和各像素点的邻域信息,用模糊综合评判代替分割阈值,实现对图像中各像素点的合理分类,既摆脱了阈值分割方法需要找到若干确定的阈值才能实现图像多值化分割的约束,又提高了图像分割的质量和效率。为验证该方法的优越性和快速性,采用Otsu法和Kapur法两种经典的阈值分割方法为对照,针对带噪图像、不同对照度图像和2幅分割难度较大的图像进行了分割实验。研究结果表明,与阈值分割相比,本文方法能够完整地保留目标的细节,且分割时间较短。

摘要:提出了计算两体连续变量纠缠态散射的一种方法。证明了一维势垒与分束器等价,并计算了双模压缩真空态的一维势垒散射。计算发现,双模压缩真空态经过一维势垒散射后,将失去纠缠,但可以有非零保真度,并且保真度随压缩因子的增大而减小。

摘要:应用主元分析(PCA,principal components analysis)方法对3种不同白血病细胞进行判别。原始数据通过五次方拟合和线性3点平滑以消除背景噪声后,应用PCA方法线性降维后进行特征提取和聚类分析。实验结果表明其中HL60细胞和CA46细胞的拉曼光谱较相似,而与Jurkat细胞存在较大差异,表明前两者在性质上更为接近。研究结果表明,PCA方法可以对不同白血病细胞进行聚类,区分度达100%。