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基于振镜的三维激光雷达扫描系统研究

基于振镜的三维激光雷达扫描系统研究

作者：胡祖威广州大学

学位级别：硕士

激光雷达是一种借助激光对目标距离进行测量的主动探测遥感设备,在光线不足的情况下可以保持探测性能,具有测量距离远、扫描成像分辨率高等优点,因此被广泛应用于自动驾驶等领域。目前自动驾驶激光雷达普遍采用了脉冲式激光测距法,针对... 详细信息

激光雷达是一种借助激光对目标距离进行测量的主动探测遥感设备,在光线不足的情况下可以保持探测性能,具有测量距离远、扫描成像分辨率高等优点,因此被广泛应用于自动驾驶等领域。目前自动驾驶激光雷达普遍采用了脉冲式激光测距法,针对单脉冲测距抗干扰能力弱的问题,本文提出了一种基于双脉冲的抗干扰测距机理,通过校验激光双脉冲信号之间的时间间隔来识别干扰,滤除错误的测距结果。此外,为了提高脉冲式激光测距法的时刻鉴别精度,本文提出了一种基于双脉冲恒比定时的新型时刻鉴别方法,利用激光双脉冲、峰值保持电路和电阻分压电路实现了恒比定时时刻鉴别,无需使用纳秒级精密延时线器件或延时电路。本文还设计了一种基于变频控制的改进型非重复扫描路径,通过分时改变检流计式扫描振镜的转动频率以实现激光雷达扫描路径的多帧不重复叠加,提高扫描成像的分辨率。为此本文设计并实现了一套三维激光雷达系统样机,文中详细介绍了系统样机的硬件电路、控制程序、光学系统和扫描路径的设计方法。最后,利用该系统样机分别开展了无干扰测距实验、抗干扰测距实验和扫描成像实验,实验结果表明在40 m以内的测量距离时该系统样机的测距误差最大为3.4 cm,相比于单脉冲测距,所提出的抗干扰测距机理可以有效识别干扰,滤除错误的测距结果,以及对不同材质的扫描目标均实现了高分辨率的点云成像。论文的主要研究内容如下所示:(1)提出一种基于双脉冲的抗干扰测距机理,系统地分析了使用激光双脉冲进行测距时可能出现的各种干扰情况,并在时域中进行了相应的概率分析;(2)提出一种基于双脉冲恒比定时的新型时刻鉴别方法,该方法参考了传统恒比定时时刻鉴别的原理,基于激光双脉冲、峰值保持电路和电阻分压电路实现了恒比定时时刻鉴别,文中介绍了新型时刻鉴别方法的设计思想和实施步骤;(3)设计了一种基于变频控制的改进型非重复扫描路径,利用FPGA和高速双通道DAC电路实现直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,DDS)技术,输出检流计式扫描振镜的三角波驱动信号,通过分时改变驱动信号的频率使三维激光雷达的扫描路径在单个周期内实现多帧不重复叠加,提高系统最终的扫描成像分辨率;(4)设计了本文三维激光雷达系统样机的硬件电路,如基于脉冲式激光二极管SPL PL90-3的大功率激光二极管驱动电路,用于输出激光双脉冲测距信号;基于雪崩光电二极管AD500-9的激光回波信号接收与放大电路用于对激光回波进行光电转换和信号放大;以及新型恒比定时时刻鉴别电路用于实施时刻鉴别和激光双脉冲测距;并且基于FPGA核心板、MCU芯片和TDC芯片设计了主控电路用于测量激光脉冲的飞行时间和控制系统的整体工作。此外,设计了FPGA和MCU的控制程序,研究了激光准直与光学聚焦设计。

关键词：激光雷达双脉冲恒比定时鉴别抗干扰扫描路径

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视频图像去雨方法研究及系统实现

视频图像去雨方法研究及系统实现

作者：胡祖英西南科技大学

学位级别：硕士

不同肾小球滤过率下血清CA-125和NT-proBNP对急性心力衰竭患者预后的预测价值

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中国急救医学 2024年第3期44卷 206-213页

作者：胡太松濮阳市油田总医院重症医学科河南濮阳457001

目的评估入院时基线估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)水平是否会影响血清糖类抗原125(carbohydrate antigen 125,CA-125)和N末端B型钠尿肽原(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide,NT-proBNP)对急性心力衰竭(acute heart failure,AHF)患者预后的预测价值。方法应用前瞻性队列研究方法,根据患者入院时基线估算肾小球滤过率(eGFR)水平将其分为四组:eGFR≥60 mL/(min·1.73 m^(2))为组1,eGFR 45~59 mL/(min·1.73 m^(2))为组2,eGFR 30~44 mL/(min·1.73 m^(2))为组3,eGFR<30 mL/(min·1.73 m^(2))为组4。对比分析四组患者的基线资料、出院后1年预后及基线CA-125、NT-proBNP对AHF患者出院后1年预后的预测价值。结果(1)232例AHF患者中,44例在出院后1年内全因死亡,全因病死率18.97%;28例在出院后1年内心血管死亡,心血管病死率12.07%;(2)血清CA-125(OR=1.336,P=0.000)、NT-proBNP(OR=1.231,P=0.017)是AHF患者出院后1年全因死亡(CA-125:OR=1.336,P=0.000;NT-proBNP:OR=1.193,P=0.000)和心血管死亡(CA-125:OR=1.225,P=0.000;NT-proBNP:OR=1.193,P=0.000)的影响因素;(3)组1、2、3、4中,血清CA-125对AHF患者出院后1年全因死亡预测价值的曲线下面积(AUC)分别为0.752、0.759、0.757、0.764,对出院后1年心血管死亡预测价值的AUC分别为0.779、0.748、0.774、0.783;(4)组1、2、3、4中,血清NT-proBNP对AHF患者出院后1年全因死亡预测价值的AUC分别为0.785、0.754、0.727、0.673,对出院后1年心血管死亡预测价值的AUC分别为0.742、0.749、0.726、0.668。结论CA-125和NT-proBNP对AHF患者均具有一定的预后预测价值,但在eGFR严重降低的AHF患者中,CA-125比NT-proBNP具有更高的预后预测价值。

关键词：估算肾小球滤过率(eGFR) N末端B型钠尿肽原(NT-proBNP) 糖类抗原125(CA-125) 急性心力衰竭(AHF) 预后

相干衰落抑制Φ-OTDR的分布式光纤周界安防技术

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西南交通大学学报 2024年第3期59卷 564-571页

作者：胡祖翰钱恒石先明刘利平徐余明罗斌中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756

基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在铁路周界安防中有着重要的应用前景.为降低Φ-OTDR中固有的相干衰落对相位解调的影响,提高扰动信号识别率,提出一种基于矢量旋转滑动平均(MVRA)的相干衰落抑制方法.首先,... 详细信息

基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在铁路周界安防中有着重要的应用前景.为降低Φ-OTDR中固有的相干衰落对相位解调的影响,提高扰动信号识别率,提出一种基于矢量旋转滑动平均(MVRA)的相干衰落抑制方法.首先,对探测信号复矢量化,并对各位置的复矢量信号按初相角进行旋转对齐;然后,采用滑动平均的方法缓和信号幅度起伏以及减小噪声功率,提高信噪比,进而抑制相干衰落;其次,从衰落抑制信号解调出扰动信号,将MVRA与频谱提取重组(SERM)、数字向移变换(DPST)方法进行对比,通过差分相位标准差验证抗衰落效果;最后,通过搭建分布式光纤周界入侵检测实验平台,模拟环境噪声、应力破坏、攀爬、剪网4种防护扰动信号,以解调的相位灰度图作为特征图像,使用卷积神经网络进行模式识别.实验结果表明:相比SERM、DPST,MVRA能更高效地抑制衰落,当滑动窗长50 ns时,MVRA提高11.2 dB信噪比;扰动信号的识别率由衰落抑制前的88%提高到衰落抑制后的92%.

关键词：相位敏感光时域反射计相干衰落周界安防

不平衡电网下三相PWM整流器模型预测控制及纹波抑制方法

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：胡裕峰叶鹤松孔亮许榕国网江西省电力有限公司九江供电分公司

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节... 详细信息

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节固定开关频率，根据电流预测模型和电流误差最小原则，不仅减小了网侧电流谐波和直流母线侧电压纹波，而且降低了平均开关次数进而减少了器件损耗。最后建立交流侧110 V，直流侧300 V，输出功率0.7 kW的实验平台并实验验证，该系统具有良好的稳态性能。仿真结果和实验结果验证了提出控制方法的有效性以及理论分析的正确性。

关键词：三相不平衡三相PWM整流器模型预测控制

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HRPS数字化医院管理系统设计

北京生物医学工程 2003年第1期22卷 48-51,47页

作者：常战军顾建钦顾正林家瑞王彩霞胡祖松杨华华中科技大学生物医学工程研究所武汉430074 郑州新益华电子技术有限公司郑州450003 华中科技大学控制科学与工程系武汉430074 华中科技大学生物物理与化学研究所武汉430074

HRPS数字化医院管理系统是对HIS、RIS、PACS和Internet技术的整合和一体化设计。系统采用模块化结构 ,其中HIS包括HAS、RIS、PACS服务器、管理终端和临床终端 ,RIS包括各种影像设备、PACS和影像网络中心。硬件构架采用Web的多层体系结构... 详细信息

HRPS数字化医院管理系统是对HIS、RIS、PACS和Internet技术的整合和一体化设计。系统采用模块化结构 ,其中HIS包括HAS、RIS、PACS服务器、管理终端和临床终端 ,RIS包括各种影像设备、PACS和影像网络中心。硬件构架采用Web的多层体系结构Browse Server模式 ,网络采用ATM技术 ,信息交换标准为DI COM3 0 ,数据库为SQLServer6 5 7 0、Oracle ,开发工具为PowerBuilder6 5。系统可在一个完整的平台上实现系统功能、管理功能、信息处理功能和通讯功能 ,具有共享性、安全性、开放性、可扩展等特点。目前已在 4 0余家医院成功应用 ,实现了数字化。

关键词： HRPS数字化医院管理系统 HIS技术 RIS技术 PACS技术 Internet技术模块化结构设计方案硬件软件

全球碳中和战略行动政策量化评价与前沿发展趋势研究

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数据分析与知识发现 2024年第7期8卷 149-163页

作者：汤匀李岚春岳芳胡何欣柯旺松陈伟中国科学院武汉文献情报中心武汉430071 科技大数据湖北省重点实验室武汉430071 武汉大学信息管理学院武汉430072 国网湖北省电力有限公司信息通信公司武汉430077 中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系北京100190

【目的】通过科学量化评价主要发达国家/地区碳中和战略行动政策,推动我国碳达峰碳中和政策的制定与工作部署。【方法】深度挖掘全球主要发达国家/地区碳中和战略行动政策,优化政策量化PMC指数模型,并以Web of Science核心数据库为文献... 详细信息

【目的】通过科学量化评价主要发达国家/地区碳中和战略行动政策,推动我国碳达峰碳中和政策的制定与工作部署。【方法】深度挖掘全球主要发达国家/地区碳中和战略行动政策,优化政策量化PMC指数模型,并以Web of Science核心数据库为文献来源考察碳中和相关技术演化路径,探讨全球碳中和战略行动特点与发展趋势。【结果】日本在2021年更新颁布的《2050碳中和绿色增长战略》内容制定最为全面。碳中和领域相关学科和技术发展趋势具有交叉性和多边合作性。中国科学院和清华大学是全球碳中和领域机构合作网络关键枢纽。【局限】研究方法属于传统技术优化手段,研究对象仅针对部分国家/地区。【结论】制定碳中和战略行动政策时需从国家层面出发,联合尽可能多的领域机构参与研讨,充分利用新兴科研技术,加强全球人才交流与合作,有力支撑能源清洁转型,加快实现“双碳”目标。

关键词：碳中和战略行动政策量化评价前沿主题分析文本挖掘 PMC指数模型

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船用智能设备与系统的发展现状与展望

机械工程学报 2024年

作者：马勇胡祖硕王雯琦常兴山严新平水路交通控制全国重点实验室(武汉) 武汉理工大学航运学院武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉理工大学交通与物流工程学院武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心

船用智能设备与系统指安装在船舶上的各种智能装置，以及这些装置之间相互连接和协同工作的整体系统，用于提高船舶的操作、运行和管理效率，增强安全性，降低能耗，提升效率。这些系统覆盖了智能航行、智能能效、智能机舱、智能运维、... 详细信息

船用智能设备与系统指安装在船舶上的各种智能装置，以及这些装置之间相互连接和协同工作的整体系统，用于提高船舶的操作、运行和管理效率，增强安全性，降低能耗，提升效率。这些系统覆盖了智能航行、智能能效、智能机舱、智能运维、智能集成平台以及岸基航运系统等多个方面，不仅关注单一装置的智能化，也强调整体系统的协同和优化。当前，国内外对此类设备的研发及应用已取得一定成就，但同时也面临技术、协调和环保等多方面的挑战。未来，随着信息技术和物联网技术的进一步发展，预计船用智能设备与系统将更加普及，其研究将更加深入，特别是在自动化和远程控制技术方面，有望实现更大的突破，为航运业的安全性和环境友好性提供更强大的支撑。

关键词：船用智能设备与系统智能航行智能机舱智能能效智能运维智能集成平台岸基航运系统及设备

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固态荧光光开关分子研究进展

有机化学 2024年第8期44卷 2425-2440页

作者：胡甲松李春娟徐斌田文晶吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室

荧光光开关分子具有良好的快速响应性、可逆性和抗疲劳性,在防伪、超分辨成像、光学数据存储、传感器件等领域显示出巨大的应用潜能.荧光光开关分子的荧光切换需要一定的空间自由度,因此相比于溶液荧光光开关,实现固态的荧光光开关具有... 详细信息

荧光光开关分子具有良好的快速响应性、可逆性和抗疲劳性,在防伪、超分辨成像、光学数据存储、传感器件等领域显示出巨大的应用潜能.荧光光开关分子的荧光切换需要一定的空间自由度,因此相比于溶液荧光光开关,实现固态的荧光光开关具有一定的难度.一个行之有效的方法是将聚集诱导发光(AIE)分子与荧光光开关分子通过共价键或超分子相互作用结合,AIE分子扭曲的构象可以为荧光光开关分子光照后的构型变化提供足够的空间,从而实现固态的荧光光开关.主要综述了这一策略在几种典型的光开关分子中的应用,为新型固态荧光光开关分子体系的设计提供有效的参考,对理解固态光开关分子刺激响应机制、开发新材料和拓展其应用具有重要意义.

关键词：光开关聚集诱导发光荧光