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二维纳米液晶取向技术及应用

液晶与显示 2025年第2期40卷 377-392页

作者：苏渝阳贾怀科王兆青沈田子北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

二维纳米液晶是一种新型软物质材料,具有大径厚比与取向易操控等特点,在电控光学器件、液晶显示、磁探测器等领域有着广阔的研究。该液晶材料的诸多特性源于其层状结构与取向特点,通过调节液晶材料的化学结构与取向策略能够赋予其独特... 详细信息

二维纳米液晶是一种新型软物质材料,具有大径厚比与取向易操控等特点,在电控光学器件、液晶显示、磁探测器等领域有着广阔的研究。该液晶材料的诸多特性源于其层状结构与取向特点,通过调节液晶材料的化学结构与取向策略能够赋予其独特的电光、磁光等特性。本文列举了以氧化石墨烯液晶为代表的几种常见二维纳米液晶的制备方法,着重介绍了二维纳米液晶材料在电场、磁场和剪切力作用下的3种常见取向技术,并详细展示了二维纳米液晶材料取向后在显示、力学和仿生器件等方面已取得的研究进展。最后,对二维纳米液晶取向技术进行了总结与展望。

关键词：溶致型液晶二维纳米液晶氧化石墨烯液晶液晶取向技术电场、磁场取向

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片上集成光隔离器的研究进展

光电工程 2025年第02期 3-23页

作者：杨宗麒李文秀孙鑫黄馨瑶杨合张浩黄安平肖志松北京航空航天大学电子信息工程学院北京航空航天大学物理学院北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京航空航天大学空间与地球科学学院北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院

随着信息时代的快速发展，光子集成芯片在光通信、量子精密测量、人工智能光计算、微波光子学等领域中的应用需求不断增长。光隔离器作为光子集成芯片的重要组成部分，能够有效地防止光信号的反向传播，保证系统的稳定性和可靠性，广泛... 详细信息

随着信息时代的快速发展，光子集成芯片在光通信、量子精密测量、人工智能光计算、微波光子学等领域中的应用需求不断增长。光隔离器作为光子集成芯片的重要组成部分，能够有效地防止光信号的反向传播，保证系统的稳定性和可靠性，广泛应用于光纤通信、量子通信和激光系统等关键技术。本文综述了片上集成光隔离器的研究进展，重点讨论了基于磁光、声光、电光和光学非线性效应的片上集成光隔离器的不同实现方式，探讨了各自的优势与挑战，展望了未来的发展方向和应用前景。

关键词：硅光子学光隔离器非互易效应

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基于残差架构的超表面逆向设计方法

光学学报 2025年第03期 234-242页

作者：谷琼婵张睿哲东北大学秦皇岛分校控制工程学院北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院

近年来，利用超材料在纳米尺度上控制光已经引起极大的关注。太赫兹超表面的发展虽尚处于起步阶段，但拥有广阔的应用前景。设计了一种可对1THz右旋圆偏振光进行幅相覆盖调控的单元结构，同时对残差架构加以改进，分析了不同模型下的参... 详细信息

近年来，利用超材料在纳米尺度上控制光已经引起极大的关注。太赫兹超表面的发展虽尚处于起步阶段，但拥有广阔的应用前景。设计了一种可对1THz右旋圆偏振光进行幅相覆盖调控的单元结构，同时对残差架构加以改进，分析了不同模型下的参数解耦效果，发现所提模型架构可以有效地应用于超表面逆向设计中。该方法为太赫兹智能超表面的逆向设计提供了新的思路，为多光场目标的同时调控打开了新的大门。

关键词：超材料超表面逆向设计神经网络光场调控

基于改进Mask R-CNN的航空发动机保险丝实例分割方法

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计测技术 2025年

作者：张凤飞孙军华北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院

针对成像背景复杂、光照不均、目标区域占比小等因素导致的航空发动机保险丝识别精度低的问题，提出一种改进的基于掩模区域的卷积神经网络（Mask Region-based Convolutional Neural Network, Mask RCNN）保险丝实例分割模型。首先分... 详细信息

针对成像背景复杂、光照不均、目标区域占比小等因素导致的航空发动机保险丝识别精度低的问题，提出一种改进的基于掩模区域的卷积神经网络（Mask Region-based Convolutional Neural Network, Mask RCNN）保险丝实例分割模型。首先分别对保险丝图像的R、G、B三个通道进行不同程度的伽马校正，转化得到伪彩色图像，同时增强对比度；然后，针对保险丝的细长曲线几何特征，将动态蛇形卷积融入Mask R-CNN的骨干网络Resnet中，使得网络在特征提取时自适应地聚焦细长弯曲的局部结构；最后在特征融合阶段引入卷积注意力模块（Convolution Block Attention Module, CBAM），保留小目标浅层特征，从而提高网络对小目标的感知能力。实验结果表明，改进后的模型掩码AAP50达到了82.54%，较基础模型提升了5.83%，为航空发动机保险丝数字化、智能化检测提供了有力支撑。

关键词：航空发动机保险丝基于掩模区域的卷积神经网络实例分割动态蛇形卷积特征提取卷积注意力模块

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少参数定结构方向余弦阵解算方法

中国惯性技术学报 2025年第1期33卷 1-9页

作者：魏宗康石悦魏林涛北京航天控制仪器研究所北京100039 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

捷联式惯性导航系统与载体直接固连,通过方向余弦阵描述载体相对导航坐标系的姿态。当载体相对导航坐标系发生变化时,需对包含九个参数的方向余弦矩阵微分方程组进行更新。针对基于九个参数的方向余弦阵计算量较大的问题,探讨了减少参... 详细信息

捷联式惯性导航系统与载体直接固连,通过方向余弦阵描述载体相对导航坐标系的姿态。当载体相对导航坐标系发生变化时,需对包含九个参数的方向余弦矩阵微分方程组进行更新。针对基于九个参数的方向余弦阵计算量较大的问题,探讨了减少参数个数的可行性。首先推导少参数定结构方向余弦阵解算的通用公式,然后分别分析八参数、七参数和六参数方向余弦阵的解算方法,最后在大动态实验设备上进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法的位置精度均在十米数量级,六参数法的计算效率比九参数法提升34.6%,与四元数法相当,具有良好的工程应用价值。

关键词：惯性导航系统方向余弦矩阵全姿态定结构

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基于多空间维度联合方法改进的BiLSTM出水氨氮预测方法

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中国农村水利水电 2025年第2期 17-24页

作者：王雷张煜赵艺琨刘明勇刘子航李杰湖北工业大学农机工程研究设计院湖北武汉430068 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京102206 哈尔滨跃渊环保智能装备有限责任公司黑龙江哈尔滨150000

出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attenti... 详细信息

出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attention)改进的双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)的水质预测模型,首先通过皮尔逊(Pearson)系数法筛选出与出水氨氮相关性较强的总氮、污泥沉降比和温度3个指标作为模型输入,联合3个维度的强相关信息对未来6 h的出水氨氮进行预测。结果表明,MDCA-BiLSTM模型在融合残差序列后对出水氨氮的预测准确率R2为0.979,并在太平污水处理厂和文昌污水处理厂两个站点收集到的数据集上总氮、总磷和溶解氧的均方根误差分别为0.002、0.003、0.001和0.004、0.003、0.002;预测精度分别为0.959、0.947、0.971和0.962、0.951、0.983;与BiLSTM相比,均方根误差分别降低了0.007、0.007、0.007和0.017、0.006、0.005;预测精度分别提高了0.176、0.183、0.258和0.098、0.109、0.11。同时,该模型在面对未来6、12和24 h的预测步长时,仍能够达到0.956、0.933和0.917的预测精度,说明改进后的模型在预测准确性和鲁棒性方面表现出显著优势。该方法能够有效提高污水处理厂出水氨氮的及其他指标的预测准确性,可作为水资源循环和管理决策的一种有效参考手段,具有较强的实际应用价值。

关键词：水质参数时序预测时序卷积网络双向长短期记忆循环神经网络注意力机制

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基于多焦距复眼的合作目标宽范围自适应相对定位

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飞行力学 2025年

作者：杨思捷鲁泽胡芳芳王春阳全权北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院中国空气动力研究与发展中心

提出了一种多焦距复眼系统，用于实现无人机在大范围内的自适应相对定位。该系统通过组合不同焦距的镜头，以解决传统光学变焦和数码变焦在视觉定位中的局限性。在介绍坐标系和相机模型的基础上，详细描述了基于多焦复眼的相对位姿估计... 详细信息

提出了一种多焦距复眼系统，用于实现无人机在大范围内的自适应相对定位。该系统通过组合不同焦距的镜头，以解决传统光学变焦和数码变焦在视觉定位中的局限性。在介绍坐标系和相机模型的基础上，详细描述了基于多焦复眼的相对位姿估计方法，并通过扩展卡尔曼滤波器进行状态估计，从而该算法能够在特征点数量受限的情况下提供鲁棒的位姿估计。利用AirSim模拟器搭建了仿真实验，并开展了实物实验。实验结果表明，多焦复眼视觉系统能够在5～50 m甚至更远的距离范围内提供鲁棒且自适应的相对位姿估计，并具有较高的定位精度和良好的鲁棒性。

关键词：无人机相对定位复眼

基于眼动追踪技术足踝运动认知双重任务评估系统的信效度研究

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机器人外科学杂志(中英文) 2025年第1期6卷 81-89页

作者：王小蒙赵子贺彭博翟晓雪冯雨桐高硕李翀潘钰清华大学附属北京清华长庚医院康复医学科北京102218 清华大学临床医学院北京100084 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

目的:探讨基于眼动追踪技术的足踝运动认知双重任务评估系统的可靠性和有效性。方法:采用足踝运动认知双重任务评估系统对健康受试者的眼动和足踝运动功能评测,1周后进行重测,计算组内相关系数(ICC)和进行Bland-Altman分析;用该系统对... 详细信息

目的:探讨基于眼动追踪技术的足踝运动认知双重任务评估系统的可靠性和有效性。方法:采用足踝运动认知双重任务评估系统对健康受试者的眼动和足踝运动功能评测,1周后进行重测,计算组内相关系数(ICC)和进行Bland-Altman分析;用该系统对脑卒中患者进行眼动和足踝运动功能评测,并完成认知和运动功能临床评估,分析评测参数与临床评分的相关性。结果:健康受试者足踝运动认知双重任务测试的重测ICCTMT-A任务=0.509~0.897,ICCTMT-B任务=0.493~0.987。Bland-Altman分析显示,眼动注视次数、眼跳幅度、速度峰个数及平均速度4个主要参数的重测信度均具有较好的一致性。脑卒中患者的效度结果显示,眼动注视次数、注视的空间密度与蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分呈负性相关;足踝运动平均速度与下肢运动功能评分、10米步行平均速度呈正性相关,与计时起立行走-减法计算测试耗时、双任务成本百分比呈负性相关。结论:基于眼动追踪技术的足踝运动认知双重任务评估系统具有良好的信效度,其中眼动注视次数、注视的空间密度是反映认知功能的稳定参数,足踝运动平均速度是反映运动功能和双任务成本的稳定参数。该系统为脑卒中患者足踝运动认知功能评估提供了新技术,有望应用到运动认知功能研究和康复治疗中。

关键词：脑卒中眼动追踪技术运动认知双重任务信度效度足踝功能

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超高温热阻涂层研究进展