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代谢物组学方法及其在植物学研究中的应用

广西植物 2007年第5期27卷 765-769,691页

作者：董登峰广西大学农学院南宁530005

代谢物是生物体受遗传控制和环境影响的最终表达产物,以全体代谢物(代谢物组)为研究对象的代谢物组学是继基因组学和蛋白质组学后必然出现的又一门"组学"技术。该文综述了代谢物组的检测、数据的处理和分析等以及这些技术在植物目标分... 详细信息

代谢物是生物体受遗传控制和环境影响的最终表达产物,以全体代谢物(代谢物组)为研究对象的代谢物组学是继基因组学和蛋白质组学后必然出现的又一门"组学"技术。该文综述了代谢物组的检测、数据的处理和分析等以及这些技术在植物目标分析、基因功能、代谢途径和代谢工程、整合植物学、信号转导等研究中的应用和前景。

关键词：代谢物组学方法植物学应用

考虑作动器输出饱合的光电平台终端滑模神经网络控制

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振动与冲击 2022年第21期41卷 161-167页

作者：朱志忠袁鑫赵丰董登峰中国科学院微电子研究所北京100049 北京航天控制仪器研究所北京100854

光电惯性稳定平台被广泛的应用于无人系统移动载体上,针对两轴光电平台系统参数不确定与外界扰动问题,提出自适应终端滑模神经网络控制算法对光电平台伺服系统进行稳定跟踪控制。利用径向基神经网络估计平台动力学系统中的未知非线性函... 详细信息

光电惯性稳定平台被广泛的应用于无人系统移动载体上,针对两轴光电平台系统参数不确定与外界扰动问题,提出自适应终端滑模神经网络控制算法对光电平台伺服系统进行稳定跟踪控制。利用径向基神经网络估计平台动力学系统中的未知非线性函数,同时,考虑无刷直流力矩电机在实际应用中的输出饱和特性,引入辅助函数用以补偿理想控制力矩和实际输出力矩之间的误差,提高了光电负载图像的稳定性与动态目标跟踪的快速性。最后,通过李亚普诺夫原理验证了闭环系统的稳定性与渐进收敛性。外界随机振动试验结果表明,提出的终端滑模神经网络控制算法减振效果陀螺均方根值为4.7 mrad/s,比传统的滑模控制的减振效果提升了8%,相比于传统的PID控制提高了13.3%。所提出的控制方法能够较好抑制移动载体对光电设备的扰动,抗干扰能力强。

关键词：惯性稳定终端滑模作动器饱和神经网络控制

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波导式偏振调制测距系统

光学精密工程 2022年第3期30卷 246-255页

作者：高超纪荣祎高书苑董登峰周维虎中国科学院微电子研究所北京100094 中国科学院大学北京100049 常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164 中国科学院微电子研究所光电研发中心北京100094

为消除体相位调制器工作过程中热效应对偏振调制测距精度的影响,提出了利用波导式相位调制器替代体相位调制器的全光纤波导式偏振调制测距方法。对波导式偏振调制测距系统进行原理分析,利用琼斯矩阵得出传输过程中测量光偏振态的变化规... 详细信息

为消除体相位调制器工作过程中热效应对偏振调制测距精度的影响,提出了利用波导式相位调制器替代体相位调制器的全光纤波导式偏振调制测距方法。对波导式偏振调制测距系统进行原理分析,利用琼斯矩阵得出传输过程中测量光偏振态的变化规律,建立调制信号频率、偏振光强度与被测距离的函数关系。然后,进行了直波导相位调制器特性测试,验证其半波电压随调制频率在3.5~7 V之间变化,正反电光响应一致性为-2%~3%。最后,构建波导式偏振调制测距系统装置并进行实验验证,重复性测试实验中测量平均误差为0.44 mm,测量重复性为0.54 mm,变距离实验中测量平均误差为0.39 mm。波导式偏振调制测距系统能够实现距离的有效测量,具有不产生热效应,结构简单等优点,在激光测距方面具有应用价值。

关键词：激光测距波导相位调制器偏振调制保偏光纤

心脏动脉旁路手术中手术辅助机器人的模型跟随控制

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光学精密工程 2012年第1期20卷 131-139页

作者：梁帆孟晓风董登峰北京航空航天大学精密仪器科学与光电工程学院北京100191

为了使非体外循环心脏动脉旁路移植(CABG)手术中的手术辅助机器人能快速、准确地跟踪心脏表面手术点的运动,消除心脏与手术工具的相对运动,提出了心脏运动信号的自适应时变线性回归模型,将对心脏信号的跟踪问题转化为对心脏运动信号模... 详细信息

为了使非体外循环心脏动脉旁路移植(CABG)手术中的手术辅助机器人能快速、准确地跟踪心脏表面手术点的运动,消除心脏与手术工具的相对运动,提出了心脏运动信号的自适应时变线性回归模型,将对心脏信号的跟踪问题转化为对心脏运动信号模型的运动跟随问题。应用卡尔曼滤波器动态估计手术辅助机器人系统的运动状态,并结合最优跟踪理论实现了基于心脏运动模型的随动跟踪控制。实验结果表明,与以往的相动运动消除算法相比,运用模型跟随控制算法的机器人系统能将相对运动消除能力提高30%,跟踪误差减小0.25mm。因此,基于心脏运动自适应模型跟随算法能够进一步消除CAGB心脏手术中的相对运动,大大减小了动态跟踪误差。

关键词：手术辅助机器人跟踪控制自适应心脏运动模型模型跟随控制卡尔曼滤波器

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欠采样全相位FFT鉴相方法仿真与实现

红外与激光工程 2023年第11期52卷 215-225页

作者：朱雅庆纪荣祎董登峰周维虎中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

测距精度是相位式激光测距系统的重要指标之一。为了提高测距精度,采用欠采样方法和全相位FFT(all-phase FFT, apFFT)算法设计了鉴相电路,使用卡尔曼(Kalman)滤波提高了测量数据的稳定性。根据欠采样谱分析鉴相原理,仿真分析了在不同采... 详细信息

测距精度是相位式激光测距系统的重要指标之一。为了提高测距精度,采用欠采样方法和全相位FFT(all-phase FFT, apFFT)算法设计了鉴相电路,使用卡尔曼(Kalman)滤波提高了测量数据的稳定性。根据欠采样谱分析鉴相原理,仿真分析了在不同采样频率和不同信号频率下的鉴相精度,对比了基于欠采样的FFT鉴相法和apFFT鉴相法在高斯白噪声、频率偏移等因素影响下的鉴相性能。仿真结果表明,欠采样不会影响鉴相精度,并且欠采样apFFT鉴相法的鉴相精度优于欠采样FFT鉴相法。进行了鉴相性能的实验验证,实验数据表明,当采样频率为100 MHz、信号调制频率为201 MHz时,apFFT鉴相精度为0.134°,卡尔曼滤波后鉴相精度优于0.023°,测距精度可达0.20 mm。因此,基于Kalman滤波的欠采样apFFT鉴相法具有精度高、抗干扰能力强等优点,在相位式激光测距系统中具有重要的应用价值。

关键词：相位式激光测距数字鉴相欠采样全相位FFT 卡尔曼滤波

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一种真空状态下的气体流量测量新方法

真空科学与技术学报 2012年第2期32卷 123-127页

作者：董登峰孟晓风李晋阳北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

当空气绝对压力小于40 kPa时,目前尚无简便有效的气流质量流量测量手段,为此本文设计了一套新颖的流量标定装置,并提出一种了流量测量方法。在流量调节过程中,调节阀必不可少。真空状态下,流经调节阀的流量几乎完全由阀前、后压力、气... 详细信息

当空气绝对压力小于40 kPa时,目前尚无简便有效的气流质量流量测量手段,为此本文设计了一套新颖的流量标定装置,并提出一种了流量测量方法。在流量调节过程中,调节阀必不可少。真空状态下,流经调节阀的流量几乎完全由阀前、后压力、气流温度四个变量决定。本文由流量标定装置获取有效的数据样本,基于多元非线性回归方法建立了流量与四者的关系表达式。一定范围内只要测定四个变量,则能直接计算出相应流量。实验结果表明计算值与实测流量偏差小于3.0%。

关键词：真空流量测量调节阀动态平衡多元非线性回归

基于视觉与激光准直的激光跟踪姿态角测量方法

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仪器仪表学报 2020年第8期41卷 30-36页

作者：张刘港熊芝冯维周维虎董登峰湖北工业大学机械工程学院武汉430068 中国科学院微电子所北京100029

针对大型装备建造、航空航天、汽车等领域对姿态测量技术的需求,提出一种以激光跟踪设备为基站,视觉测量与激光准直技术相结合的姿态测量方法。首先对测量模型中涉及的坐标系进行了定义,其次建立了激光跟踪设备坐标系与视觉坐标系之间... 详细信息

针对大型装备建造、航空航天、汽车等领域对姿态测量技术的需求,提出一种以激光跟踪设备为基站,视觉测量与激光准直技术相结合的姿态测量方法。首先对测量模型中涉及的坐标系进行了定义,其次建立了激光跟踪设备坐标系与视觉坐标系之间的转换关系,通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角的测量,在上述基础上,基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量。最后在实验室环境下搭建了姿态测量验证实验平台,将靶标装载在三自由度摇摆台上,利用六轴绝对关节臂姿态角测量值作为基准进行比对,实验证明,在测量距离为2.5 m处,姿态角测量范围为-20°~20°时,姿态角测量误差绝对值可控制在2°内。

关键词：姿态测量激光跟踪激光准直视觉测量

基于主动红外视觉探测的激光跟踪仪目标跟踪恢复方法

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红外与激光工程 2021年第4期50卷 76-84页

作者：王博董登峰高兴华周维虎中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

为实现激光跟踪仪的自主快速跟踪恢复,提出了一种基于主动红外视觉的跟踪恢复方法。首先,对所采用的跟踪恢复原理进行了分析。其次,充分利用激光跟踪仪合作目标靶球的强反射特性,设计了主动红外视觉探测系统。该系统采用红外SLED作为主... 详细信息

为实现激光跟踪仪的自主快速跟踪恢复,提出了一种基于主动红外视觉的跟踪恢复方法。首先,对所采用的跟踪恢复原理进行了分析。其次,充分利用激光跟踪仪合作目标靶球的强反射特性,设计了主动红外视觉探测系统。该系统采用红外SLED作为主动光源,利用SLED大发散角、红外相机的视场角远大于激光跟踪仪PSD探测范围的综合优势,实现合作目标靶球的大范围主动探测。然后,对红外图像中目标的快速识别与定位算法进行了研究,提出了基于合作目标特征评分的快速识别方法。最后,构建了跟踪恢复系统实验装置,并在算法的处理速度与识别准确度、系统的跟踪恢复范围和跟踪恢复速度等方面开展了针对性验证实验。实验结果表明,算法的平均处理速度约为每秒28帧,同时95.4%的目标中心像素坐标定位偏差低于5个像素值;在合作目标靶球距离3 m的情况下,跟踪恢复系统能够在1.8 s内实现直径0.5 m空间范围内的跟踪恢复。

关键词：激光跟踪仪目标跟踪恢复主动红外视觉探测快速识别与定位

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激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法（英文）

红外与激光工程 2016年第6期45卷 142-148页

作者：董登峰程智周维虎纪荣祎刘鑫中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院大学北京100049

激光跟踪仪是一种用于大尺寸空间精密几何坐标测量的重要光学测量仪器。PSD是激光跟踪仪实现对合作目标精密跟踪的脱靶量传感器件,其探测精度直接影响跟踪测量性能。首先,简要介绍了激光跟踪测量系统及基工作原理,然后根据系统需求提出... 详细信息

激光跟踪仪是一种用于大尺寸空间精密几何坐标测量的重要光学测量仪器。PSD是激光跟踪仪实现对合作目标精密跟踪的脱靶量传感器件,其探测精度直接影响跟踪测量性能。首先,简要介绍了激光跟踪测量系统及基工作原理,然后根据系统需求提出了脱靶量精密探测方案。重点讨论了I/V变换、信号放大、滤波、参数匹配等硬件设计方法以提高PSD输出微弱电流信号的稳定性,研究提出了基于FPGA和有限状态机的去极值平均滤波算法和扩展除法运算算法分别用于降低噪声干扰与提高测量精度;数据表明在4mm×4mm的区域内脱靶量探测稳定度优于±2μm。采用该方法实现激光跟踪仪对合作目标的动态跟踪,很好地满足了激光跟踪仪的精密快速跟踪需要。

关键词：脱靶量探测数字滤波扩展除法运算激光跟踪仪