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基于非下采样轮廓波变换的子孔径拼接技术研究

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光电子·激光 2024年

作者：郭锁慧甘晓川江文松罗哉中国计量大学计量测试与仪器学院航空工业北京长城计量测试技术研究所

由于传统的拼接融合方法处理子孔径重叠区域会出现拼接痕迹和中高频部分数据丢失的问题，本文提出了基于非下采样轮廓波变换方法进行子孔径重叠区域融合。该方法可使各子孔径的重叠区域分解成低频和高频系数矩阵。然后，采用不同的方法... 详细信息

由于传统的拼接融合方法处理子孔径重叠区域会出现拼接痕迹和中高频部分数据丢失的问题，本文提出了基于非下采样轮廓波变换方法进行子孔径重叠区域融合。该方法可使各子孔径的重叠区域分解成低频和高频系数矩阵。然后，采用不同的方法对低频和高频系数矩阵进行融合处理，获得新的系数矩阵，最后通过逆变换获得整体面形。本文对该算法进行数值仿真，结果表明本算法能够还原原始面形。对200 mm口径平面镜和40mm×310mm长矩形平面进行拼接检测，与全口径面形的测量结果对比，并采用功率谱密度对本文算法和均化融合拼接面形进行分析。实验结果表明，拼接所得的面形和全口径面形分布基本一致，且能够消除拼接痕迹并保证中高频数据不丢失。

关键词：子孔径拼接非下采样轮廓波变换干涉测量功率谱密度

基于多波长干涉的瞬态轮廓检测Mirau显微镜

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光子学报 2024年第1期53卷 57-65页

作者：龚玉婷吕鑫刘维孔明中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

针对单波长Mirau干涉显微镜存在测量范围小和2π模糊等问题,提出了多波长Mirau偏振干涉显微镜,以实现微观轮廓的大动态范围测量的和表面粗糙度等显微结构的瞬态检测。系统利用R、G、B三个单色LED光源实现多波长干涉;利用彩色偏振相机获... 详细信息

针对单波长Mirau干涉显微镜存在测量范围小和2π模糊等问题,提出了多波长Mirau偏振干涉显微镜,以实现微观轮廓的大动态范围测量的和表面粗糙度等显微结构的瞬态检测。系统利用R、G、B三个单色LED光源实现多波长干涉;利用彩色偏振相机获取瞬态相移干涉条纹图,降低实时瞬态检测中复杂的环境扰动影响;利用线栅偏振片调节条纹对比度,满足不同被测对象的反射率检测要求。为验证系统方案的可行性,经过系统误差补偿校准后测量标称值为1.9939μm的标准微米台阶,结果与标称值的偏差约为5.4 nm。利用该方法与Wyko干涉仪对金刚石车削凸面反射镜表面微观轮廓和表面粗糙度进行测量,表面粗糙度测量结果均方根值偏差为3.7 nm,验证了该系统可实现高精度的大动态范围测量。

关键词：多波长干涉瞬态检测偏振成像 Mirau干涉显微镜误差校正

基于LabVIEW的高冲击加速度校准系统设计与实现

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传感器与微系统 2024年第10期43卷 109-112页

作者：吕东锴廖舒琅王聪刘科刘格格中国工程物理研究院计量测试中心四川绵阳621900

高g值加速度传感器被广泛应用于先进兵器的研制当中,针对其10000gn以上的校准需求,建立了一种“端到端”的高冲击加速度校准系统。其中,基于LabVIEW开发环境设计系统软件,实现了对电磁发射装置、激光测速装置、数据采集卡以及信号调理... 详细信息

高g值加速度传感器被广泛应用于先进兵器的研制当中,针对其10000gn以上的校准需求,建立了一种“端到端”的高冲击加速度校准系统。其中,基于LabVIEW开发环境设计系统软件,实现了对电磁发射装置、激光测速装置、数据采集卡以及信号调理仪等硬件设备的通信控制与数据传输,同时具备数据处理和证书生成等功能。经过试验验证,本文系统与标准装置的测量结果偏差仅为-0.78%,能够满足计量检定的需求。

关键词：校准系统 Hopkinson杆多普勒信号 LabVIEW软件数据采集仪器控制

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紧凑型红外模拟器的光机系统设计

红外与激光工程 2024年第7期53卷 205-213页

作者：李泽宣杨旺林金尚忠吴柯萱徐紫薇中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 北京振兴计量测试研究所北京100074

为满足红外成像器的仿真需求,避免目前红外模拟器的光学系统因采用TIR棱镜和离轴抛物面镜进行分光造成的体积过大、能量利用率低、照明不均匀的问题,设计了二次成像的远心光路投影系统和黑体组合反射镜的临界照明系统,有效地压缩了系统... 详细信息

为满足红外成像器的仿真需求,避免目前红外模拟器的光学系统因采用TIR棱镜和离轴抛物面镜进行分光造成的体积过大、能量利用率低、照明不均匀的问题,设计了二次成像的远心光路投影系统和黑体组合反射镜的临界照明系统,有效地压缩了系统的整体尺寸,提高了系统的均匀性。采用ZEMAX进行光路分析,设计结果表明,投影系统在36 lp/mm处MTF优于0.5、波像差小于0.076 7λ、畸变小于1%,照明系统的均匀性大于98%;采用ANSYS进行力学分析,表明一阶模态频率为212 Hz,最大应力满足要求。红外模拟器尺寸小于400 mm×300 mm×400 mm,将红外模拟器与红外成像器进行对接模拟测试,验证了系统可在中波波段提供稳定的红外动态场景模拟。

关键词：光学设计动态场景模拟器数字微镜器件半实物仿真

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一种快速可变温微波噪声源

中国测试 2024年第S01期50卷 110-114页

作者：胡瑜陈晋龙曹月王超楠范昌模北京无线电计量测试研究所北京100854

常规的可变温微波噪声源受可变衰减器初始衰减和步进的影响,最低输出温度高,低温区步进大,且无法产生高于室温的噪声信号。文章介绍一种快速可变温微波噪声源,克服普通可变温微波噪声源的上述缺点,具有最低输出噪声温度低,变温速度快,... 详细信息

常规的可变温微波噪声源受可变衰减器初始衰减和步进的影响,最低输出温度高,低温区步进大,且无法产生高于室温的噪声信号。文章介绍一种快速可变温微波噪声源,克服普通可变温微波噪声源的上述缺点,具有最低输出噪声温度低,变温速度快,低温区变温步进小,输出噪声温度范围宽、精度高等优点,并使用微波辐射计进行了性能验证,结果表明,该快速可变温微波噪声源具有较好的重复性和较小的噪声温度偏差。

关键词：噪声源辐射计等效输出噪声温度

含表面活性剂溶液的雾化特性及对细颗粒物的强化去除效果

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化工进展 2024年第2期43卷 865-871页

作者：顾海林陈斌康郭佳琪冯洁简青山王进卿张光学中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

喷雾技术在气体净化、粉尘控制、化学合成等领域应用广泛,其中液滴尺寸控制及提高喷雾均匀性是该技术面临的挑战。为此,本文拟利用表面活性剂对水雾的雾化特性进行调控,以提高喷雾均匀性,并进一步探究其对细颗粒物去除的促进作用。本文... 详细信息

喷雾技术在气体净化、粉尘控制、化学合成等领域应用广泛,其中液滴尺寸控制及提高喷雾均匀性是该技术面临的挑战。为此,本文拟利用表面活性剂对水雾的雾化特性进行调控,以提高喷雾均匀性,并进一步探究其对细颗粒物去除的促进作用。本文采用实验研究,首先对三种不同性质表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、吐温80)溶液的雾化特性进行了分析,探究了表面活性剂的种类和浓度对于雾化特性的影响。结果表明,与去离子水相比,表面活性剂的加入可以显著提升喷雾的均匀性,喷雾总体粒径减小,并且非离子型表面活性剂吐温80雾化形成的小液滴数量占比最高。当表面活性剂溶液浓度达到临界胶束浓度(CMC)时,三种类型表面活性剂溶液的液滴数达到峰值,以此作为最佳雾化浓度。此外,通过喷雾去除细颗粒物实验表明,含表面活性剂溶液喷雾可以加快细颗粒物去除速率。

关键词：喷雾表面活性剂细颗粒物液滴粒径

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基于多深度相机融合的机械臂抓取系统

计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 435-444页

作者：洪诚康杨力江文松罗哉中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

针对单深度相机视角下获取的物体深度图像存在噪声干扰、遮挡等问题,使物体点云形状缺失或变形,3D特征存在不稳定性,提出一种多深度相机融合方法。利用多相机标定结果拼接各个相机视角下的点云数据,通过k邻域去噪算法除去点云中的噪声点... 详细信息

针对单深度相机视角下获取的物体深度图像存在噪声干扰、遮挡等问题,使物体点云形状缺失或变形,3D特征存在不稳定性,提出一种多深度相机融合方法。利用多相机标定结果拼接各个相机视角下的点云数据,通过k邻域去噪算法除去点云中的噪声点,再对去噪点云数据进行体素化降采样,使拼接后的点云在空间均匀分布,从而获取完整的物体形状。同时建立了一个端到端的神经网络,通过输入多相机拍摄的RGB-D图像来预测二指平行夹爪的3D位置和3D方向。为优化预测抓取结果,改进了神经网络中对预测结果的鲁棒性评估,提出力螺旋空间场评价方法,提高了4%的成功率。最后将该抓取系统应用于AR5机械臂,实现了91%的抓取成功率。

关键词：机械臂抓取深度学习点云拼接手眼标定

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四参数正弦曲线拟合的快速算法

计量学报 2024年第4期45卷 586-593页

作者：梁志国北京长城计量测试技术研究所计量与校准技术重点实验室北京100095

对四参数正弦拟合软件运行时间进行了研究,提出一种软件拟合时间的定量评价方法,对序列长度、序列所含信号周波数、正弦波形幅度、相位、直流分量,以及A/D位数等不同因素条件,给四参数正弦曲线拟合所用时间的影响进行了定量评价,获得了... 详细信息

对四参数正弦拟合软件运行时间进行了研究,提出一种软件拟合时间的定量评价方法,对序列长度、序列所含信号周波数、正弦波形幅度、相位、直流分量,以及A/D位数等不同因素条件,给四参数正弦曲线拟合所用时间的影响进行了定量评价,获得了拟合时间随各个因素而变化的规律。针对影响软件运行时间的主要因素,提出了以减少拟合序列长度为手段,进而降低拟合所用时间的快速拟合方法。它们是直接序列截取法和二次抽样法。并在一组实验上验证了所述方法的有效性与可行性,获得了二次抽样法优于直接截取法的明确结论。所述方法可用于四参数正弦拟合的快速运算。

关键词：无线电计量正弦波曲线拟合二次抽样法序列截取法参数估计校准

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温度对撞击器内颗粒沉积粒径影响的研究

力学学报 2024年第1期56卷 79-93页

作者：彭慧池辉徐聪尹招琴包福兵凃程旭中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 福建省计量科学研究院福州350003

微颗粒的性质几乎与颗粒的粒径紧密相关,为研究气溶胶粒子特性,需获取颗粒粒径分布信息.惯性撞击器是一种基于惯性原理实现大气中不同粒径颗粒沉积分离的装置,在实际使用过程中,经历复杂多变的环境.文章利用拉格朗日多相(LMP)模型对撞... 详细信息

微颗粒的性质几乎与颗粒的粒径紧密相关,为研究气溶胶粒子特性,需获取颗粒粒径分布信息.惯性撞击器是一种基于惯性原理实现大气中不同粒径颗粒沉积分离的装置,在实际使用过程中,经历复杂多变的环境.文章利用拉格朗日多相(LMP)模型对撞击器内的气-固两相流动进行数值模拟,使用有限体积方法(FVM)研究了在绝热和换热两种情况下,气溶胶温度变化(-40℃~60℃)对颗粒沉积率的作用,并分析其对颗粒粒径分离的影响.结果表明:在壁面绝热情况下,随着气溶胶温度的升高,颗粒沉积位置由冲击板中心向边缘发散,颗粒收集效率逐渐降低,颗粒收集数量减少;在气溶胶和壁面换热情况下,随着气溶胶温度的升高,大颗粒沉积位置由冲击板中心向边缘发散,颗粒收集效率降低,小颗粒正好相反.此外,不同气溶胶温度下的颗粒收集效率曲线存在一个交点,交点两侧大小颗粒的收集效率随温度的变化情况相反.通过研究温度对撞击器颗粒收集的影响,可以对颗粒分径结果进行修正,获得更精确的粒径分布.

关键词：惯性撞击器气溶胶温度颗粒沉积颗粒收集效率拉格朗日多相模型