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一种高稳定性压电驱动电源设计

压电与声光 2020年第1期42卷 104-107页

作者：张玉婷张文涛钱存张紫杨陈云桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室

作为电压控制型器件,压电陶瓷驱动电源的稳定性受负载电容量变化的影响严重。针对负载等效电容在驱动电压变化下的动态特性,首次提出了一种基于容性负载的压电驱动电源。该电源采用RC前置滤波与电容超前反馈相结合,提高了系统稳定性与... 详细信息

作为电压控制型器件,压电陶瓷驱动电源的稳定性受负载电容量变化的影响严重。针对负载等效电容在驱动电压变化下的动态特性,首次提出了一种基于容性负载的压电驱动电源。该电源采用RC前置滤波与电容超前反馈相结合,提高了系统稳定性与驱动电源的鲁棒性。分析结果表明,额定负载为1.5μF的驱动电源优化后在0~3μF内具有良好的动态性能,且输出电压精度达0.7 mV。

关键词：压电驱动电源动态容性负载超前反馈稳定性分析压电控制

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基于可见-近红外光谱的路面状况识别的研究

红外技术 2021年第2期43卷 131-137页

作者：熊显名张乾坤秦祖军桂林电子科技大学光电信息处理重点实验室广西桂林541004

光谱技术在公路状态识别(是否结冰、积水或积雪)方面有着积极的应用前景,但太阳光作为光源识别公路状态的研究较少。分别采用阳光和卤钨灯作为白天和夜间的实验光源,通过微型光谱仪数据分别得到冰、水、雪和公路本底的可见-近红外波段... 详细信息

光谱技术在公路状态识别(是否结冰、积水或积雪)方面有着积极的应用前景,但太阳光作为光源识别公路状态的研究较少。分别采用阳光和卤钨灯作为白天和夜间的实验光源,通过微型光谱仪数据分别得到冰、水、雪和公路本底的可见-近红外波段的光谱曲线。白天时,结冰和积水状态在不同光照情况下会出现“异物类谱”现象,根据阳光光照特性,本文提出将“环境变量”作为特征值的解决方法,并基于光谱曲线及归一化后的“环境变量”特征值,将光谱数据组合成新的数据波形,基于Dropout与Adam优化器的神经网络模型对数据进行训练和识别,最终识别率为99.375%。夜间,由于各类样本光谱区域差异明显,采用“组合-阈值”法识别。实验证明通过两种光源结合的识别方法,能够有效识别路面状态。

关键词：公路状态识别可见-近红外光谱神经网络环境变量组合-阈值法

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基于φ-OTDR的车辆振动信号检测方法

激光杂志 2023年

作者：熊显名郭逸璇曾创杜浩陈聪桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西光电信息处理重点实验室

针对相位敏感光时域反射计（Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer， φ-OTDR）系统在车辆振动信号检测中信号信噪比低且检测准确率受频率影响的问题，提出了一种引导边缘滤波检测（Guided Edge Filter， GEF）方法。GEF... 详细信息

针对相位敏感光时域反射计（Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer， φ-OTDR）系统在车辆振动信号检测中信号信噪比低且检测准确率受频率影响的问题，提出了一种引导边缘滤波检测（Guided Edge Filter， GEF）方法。GEF方法在减少噪声影响的同时保留并提取出有效的振动位置信息。使用PZT分别产生不同频率的振动信号，将GEF方法与直接振幅差分法进行实验对比。结果表明，使用GEF方法得到的平均信噪比相较于直接振幅差分法提高了3.26dB。使用公路上行驶车辆的振动信号进行测试，结果表明，使用GEF方法得到的信噪比最高为3.98dB，比直接振幅差分法提高了2.65dB。

关键词：相位敏感光时域反射计车辆检测信号处理信噪比

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同质结钙钛矿太阳能电池性能优化研究

固体电子学研究与进展 2022年第4期42卷 292-298页

作者：李玉霞甘永进覃斌毅李清流蒋曲博毕雪光李璞蔡文峰玉林师范学院物理与电信工程学院广西玉林537000 桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

基于太阳能电池模拟软件SCAPS-1D,设计了结构为FTO/Nb_(2)O_(5)/n型MAPbI_(3)/p型MAPbI_(3)/CuO/Au的同质结钙钛矿太阳能电池。为达到优化电池性能的目的,探讨了钙钛矿活性层的厚度和缺陷态密度以及载流子传输层和钙钛矿活性层界面的缺... 详细信息

基于太阳能电池模拟软件SCAPS-1D,设计了结构为FTO/Nb_(2)O_(5)/n型MAPbI_(3)/p型MAPbI_(3)/CuO/Au的同质结钙钛矿太阳能电池。为达到优化电池性能的目的,探讨了钙钛矿活性层的厚度和缺陷态密度以及载流子传输层和钙钛矿活性层界面的缺陷态密度对电池性能的影响。由仿真结果知,适当增加n型MAPbI_(3)的厚度可增强对光子的有效吸收从而提升电池性能,但当n型MAPbI_(3)的厚度大于载流子扩散长度时,载流子复合增强导致电池性能降低。随着n型MAPbI_(3)的缺陷态密度不断增加,相当于引入了更多的载流子复合中心,因此电池性能逐渐变差。相比n型MAPbI_(3),由于p型MAPbI_(3)置于n型MAPbI_(3)的背面,其厚度及缺陷态密度的变化对电池性能影响较弱。随着界面层缺陷态密度的增加,光生载流子运输受到阻碍,复合增强从而限制了电池的性能提升,相比p型MAPbI_(3)和CuO之间的界面而言,Nb_(2)O_(5)和n型MAPbI_(3)之间的界面缺陷态密度对电池性能影响效果更明显。通过参数优化,提升了电池的输出性能,优化后电池的开路电压、短路电流密度、填充因子及效率分别为1.22 V、23.46mA/cm^(2)、88.35%和25.20%。

关键词：同质结钙钛矿太阳能电池厚度缺陷态密度界面

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锡基钙钛矿太阳能电池载流子传输层的探讨

物理学报 2021年第3期70卷 314-325页

作者：甘永进蒋曲博覃斌毅毕雪光李清流玉林师范学院物理与电信工程学院玉林537000 桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室桂林541004

锡基钙钛矿太阳能电池可避免铅元素对环境带来的污染,近年来已成为光伏领域的研究热点.本文以SCAPS-1D太阳能电池数值模拟软件为平台,对不同电子传输层和不同空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池器件的性能进行数值仿真对比,从理论上分析... 详细信息

锡基钙钛矿太阳能电池可避免铅元素对环境带来的污染,近年来已成为光伏领域的研究热点.本文以SCAPS-1D太阳能电池数值模拟软件为平台,对不同电子传输层和不同空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池器件的性能进行数值仿真对比,从理论上分析不同载流子传输层的锡基钙钛矿太阳能电池的性能差异.结果显示,载流子传输层与钙钛矿层的能带对齐对电池性能至关重要.电子传输层具有更高的导带或电子准费米能级以及空穴传输层具有更低的价带或空穴准费米能级时,对电池输出更大的开路电压有促进作用.另外,当电子传输层的导带高于钙钛矿层导带或钙钛矿层的价带高于空穴传输层的价带时,钙钛矿层与载流子传输层界面形成spike势垒,界面复合机制相对较弱,促使电池获得更佳的性能.当Cd0.5Zn0.5S和MASnBr3分别作为电子传输层和空穴传输层时,与其他材料相比,获得了更优的输出特性:开路电压Voc=0.94 V,短路电流密度Jsc=30.35 mA/cm^2,填充因子FF=76.65%,功率转换效率PCE=21.55%,可认为Cd0.5Zn0.5S和MASnBr3是设计锡基钙钛矿太阳能电池结构合适的载流子传输层材料.这些模拟结果有助于实验上设计并制备高性能的锡基钙钦矿太阳能电池.

关键词：锡基钙钛矿太阳能电池准费米能级电子传输层空穴传输层

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基于空间外差的超光谱测量实验教学研究

实验技术与管理 2020年第3期37卷 158-161页

作者：王新强葛浩然王方原李树汪杰君叶松桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

为扩展物质光谱探测的实验课程内容,设计了基于空间外差的超光谱测量实验项目。内容包括空间外差光谱仪基本原理介绍及钾盐光谱探测、光谱提取、实验延伸设计等。实验结果表明,与普通光谱测量技术相比,基于空间外差的超光谱测量技术在... 详细信息

为扩展物质光谱探测的实验课程内容,设计了基于空间外差的超光谱测量实验项目。内容包括空间外差光谱仪基本原理介绍及钾盐光谱探测、光谱提取、实验延伸设计等。实验结果表明,与普通光谱测量技术相比,基于空间外差的超光谱测量技术在探测微弱光信号方面具有很大优势,是光谱测量的前沿技术。本实验设计旨在通过提供一种超光谱探测与提取的新方法,培养学生的研究、探索与创新能力。

关键词：空间外差光谱仪光谱探测钾盐光谱

基于三次B样条小波变换和Franklin矩亚像素级图像边缘检测算法

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红外技术 2022年第3期44卷 255-261页

作者：李锦鹏熊显名曾启林胡怡威丁子婷桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 广西高校光电信息处理重点实验室广西桂林541004

为了满足精密测量和红外与可见光图像配准对图像边缘定位的高精确度和高抗噪性的要求,提出一种基于三次B样条小波变换和Franklin矩结合的亚像素级图像边缘检测算法。首先,利用三次B样条小波窗函数对图像边缘多层分解,根据小波模极大值... 详细信息

为了满足精密测量和红外与可见光图像配准对图像边缘定位的高精确度和高抗噪性的要求,提出一种基于三次B样条小波变换和Franklin矩结合的亚像素级图像边缘检测算法。首先,利用三次B样条小波窗函数对图像边缘多层分解,根据小波模极大值原理对各层检测得到初始边缘信息,随后将其边缘点与多尺度范围下3×3邻域内的点进行比较,将模值和幅角相近的点保留,建立新的边缘图像。然后,建立亚像素边缘模型,根据Franklin矩旋转不变性原理,分析图像边缘旋转至一定角度之后各级Franklin矩之间的关系,得到计算亚像素边缘点的模板关键参数,将模板在小波变换得到的新边缘图像上移动并与其覆盖下的子图进行卷积运算,进而得到图像的亚像素级边缘点。实验结果表明,并与当下表现较优的3种算法进行对比,本文提出的基于三次B样条小波变换和Franklin矩结合的算法精确度更高且抗噪性更强,能够更好地满足对于红外与可见光图像配准稳定可靠及高精度测量的要求。

关键词：边缘检测三次B样条小波 Franklin矩亚像素图像配准

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基于利特罗角的8细分光栅干涉仪读头设计

激光杂志 2022年第5期43卷 38-42页

作者：康森熊显名王鹏杜浩桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

提出了一种外差式利特罗结构的高光学细分读头设计方案,该读头设计实现了8倍光学细分,从而提高了测量系统的分辨力,实现精密测量。基于光栅衍射原理和多普勒频移分析了该读头的测量原理,构建光栅干涉仪读头的测量模型。使用ZEMAX仿真软... 详细信息

提出了一种外差式利特罗结构的高光学细分读头设计方案,该读头设计实现了8倍光学细分,从而提高了测量系统的分辨力,实现精密测量。基于光栅衍射原理和多普勒频移分析了该读头的测量原理,构建光栅干涉仪读头的测量模型。使用ZEMAX仿真软件搭建读头光路并进行仿真分析,获得相干相位图样,从而验证了该读头结构的可行性。通过MATLAB与ZEMAX进行动态数据交换,实现该读头测量的信号对比度仿真,测量信号的对比度为0.426。

关键词：光栅干涉仪读头结构设计多普勒频移 ZEMAX仿真

SiamCross:孪生交叉的目标跟踪对象感知网络

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计算机学报 2022年第10期45卷 2151-2166页

作者：黄旺辉冯永强保华裴钰璇罗越重庆大学计算机学院重庆400044 重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400044 桂林电子科技大学广西可信软件重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室培育基地广西桂林541004

近来,基于孪生架构的方法因其能在保持良好速度的同时取得较显著的性能,引起了视觉跟踪领域的广泛关注.然而,孪生网络分支通常是独立的,缺乏信息交互,这限制了模型性能的进一步提升.为了增强孪生网络分支的协作能力,本文提出基于孪生架... 详细信息

近来,基于孪生架构的方法因其能在保持良好速度的同时取得较显著的性能,引起了视觉跟踪领域的广泛关注.然而,孪生网络分支通常是独立的,缺乏信息交互,这限制了模型性能的进一步提升.为了增强孪生网络分支的协作能力,本文提出基于孪生架构的交叉感知网络模型——SiamCross(Siamese Cross Object-Aware Network).孪生网络双分支特征提取是提升模型性能的首要核心操作,区分目标和语义背景在很大程度上依赖模型挖掘的特征鲁棒性.在SiamCross中,我们首先基于孪生网络分支的互监督,设计了全新的孪生交叉感知子网络(Siamese Cross-Aware Network,SCAN)用来提取鲁棒特征.SCAN允许孪生分支彼此全方位高效协同工作,使模板分支可充分利用特征丰富的上下文语义信息,对目标产生更具有区分性的表示;搜索分支结合模板特征,也主动学习到了目标的本质信息.另一方面,无锚框算法将跟踪任务直接映射为对每个像素的分类和回归,网络分支特征可各自聚焦于目标的局部与全局空间信息.以上两种特征具有很好的潜在局部-全局互补性.具体而言,回归特征学习到了更多的目标全局尺寸信息,但同时也引入了周围背景信息,而分类分支专注于学习局部中心定位信息.二者结合,有利于抑制回归特征的背景信息表达.同时,回归特征会在目标周边位置进行突出响应,揭示目标所在区域,也为分类分支进行定位提供了有益参考.为充分利用以上不同的分支空间特征信息来获得更精确的跟踪结果,我们又提出了新型的目标注意力交互网络(Obejct-Attention Interaction Network,OAIN),并将其融入到SiamCross中.OAIN包含并行交叉注意力模块(Parallel Cross Attention Module,PCA)和自适应可形变交叉对齐模块(Adaptive Deformable Cross Align Module,ADCA).PCA模块通过对分支中局部与全局信息的巧妙融合,提升了目标状态估计的准确性.为了进一步使回归特征和目标区域对齐,缓解特征对齐失焦导致的分类分支参考信源可靠性大幅度降低,我们为ADCA模块设计了自适应空间转换操作,可以使得回归特征更好反映目标所在区域.最终,ADCA模块完善了无锚框网络的高效交互机制.最后,我们在OTB2015、VOT2018/2019、GOT-10k和LaSOT五个具有挑战性的公开基准中对SiamCross进行了详尽的实验评估.实验结果显示,SiamCross与当前先进的跟踪器SiamRPN++、ATOM及DiMP相比,均取得了更优异的综合表现,并且可实现实时跟踪.

关键词：视觉目标跟踪孪生网络信息交互交叉注意力