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一种悬浮扑翼机器人的视觉自主避障方法研究

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 289-298页

作者：周煜张军宋爱国东南大学仪器科学与工程学院南京210096

提出了一种基于视觉感知的悬浮扑翼机器人自主避障方案,以满足室内障碍物环境中低速、安全和长航时飞行要求。首先,借鉴鸟类视觉避障原理,提出了一种基于光流视觉检测的避障方法,用于识别动、静态障碍物;其次,设计了一种氦气球与扑翼结... 详细信息

提出了一种基于视觉感知的悬浮扑翼机器人自主避障方案,以满足室内障碍物环境中低速、安全和长航时飞行要求。首先,借鉴鸟类视觉避障原理,提出了一种基于光流视觉检测的避障方法,用于识别动、静态障碍物;其次,设计了一种氦气球与扑翼结合的飞行机器人,利用氦气浮力提供主要升力,扑翼运动提供推进力和次要升力,并设计了飞行控制方法以满足稳定飞行及避障的要求;最后,制作了机器人样机,测试了其飞行性能和自主避障能力,并与其他障碍物检测算法进行了对比。结果表明,样机的直飞航向偏移为5.52°,转弯速度可达23°/s,并以6.1 ms的单帧检测时间达到77%的避障成功率,证明其能够实现低速悬浮飞行和自主避障,为其开展室内探测任务奠定了基础。

关键词：扑翼机器人悬浮机器人自主避障光流飞行控制

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基于遗传粒子群优化的热负荷预测方法

中国测试 2024年第6期50卷 131-138,147页

作者：谢文举薛贵军史彩娟李水清华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 华北理工大学智能仪器厂河北唐山063210 华北理工大学人工智能学院河北唐山063210

集中供热系统一次网热负荷预测对于换热站能源合理分配具有重大意义,针对换热站之间存在较强的耦合性,如何保证换热站实现节能减排的同时并保证热用户的舒适性是供热行业的首要任务,提出一种基于遗传粒子群的混合神经网络(GAPSO-CNN-BiL... 详细信息

集中供热系统一次网热负荷预测对于换热站能源合理分配具有重大意义,针对换热站之间存在较强的耦合性,如何保证换热站实现节能减排的同时并保证热用户的舒适性是供热行业的首要任务,提出一种基于遗传粒子群的混合神经网络(GAPSO-CNN-BiLSTM)预测模型。首先,利用热负荷历史值、供水流量、供水温度以及回水压力构建模型输入;然后,利用完全噪声辅助聚合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)将供热负荷分解为不同子序列,以弱化供热负荷数据复杂程度,挖掘数据内部潜在特征;其次,为进一步减少模型计算时间,根据样本熵(sample entropy,SE)对子序列进行合并;最后,利用所提模型对不同子序列进行预测重构。实验表明所提模型相比LSTM、CNN-LSTM以及粒子群优化的混合神经网络(PSO-CNN-LSTM)在供热负荷预测中精度分别提高42%,32%,30%拥有更出色的特征提取能力和精度。

关键词：完全噪声辅助聚合经验模态分解样本熵遗传粒子群一次网热负荷预测

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基于多纵模振荡种子源的高功率窄线宽光纤激光器关键技术分析及研究现状

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中国光学（中英文） 2024年第1期17卷 38-51页

作者：孙仕豪郑也于淼李思源曹镱王军龙王学锋北京航天控制仪器研究所北京100094

基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较... 详细信息

基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较差,导致放大过程中会产生较强的光谱展宽与受激拉曼散射效应。这限制了其输出功率的进一步提升并降低了其光谱纯度。本文首先介绍了4种常见的窄线宽种子源,并重点分析了多纵模振荡种子源中自脉冲效应产生的机理及抑制方法,对优化多纵模振荡种子源和放大器的关键技术进行了详细介绍,归纳总结了近几年的技术突破与研究成果,对未来的发展方向进行了展望分析。本文研究对基于多纵模振荡种子源的窄线宽激光器的功率提升和光谱优化提供一定思路。

关键词：窄线宽光纤激光器多纵模振荡种子源自脉冲复合腔

基于PSO-CNN-LSTM的短期热负荷预测模型

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计算机仿真 2024年第4期41卷 102-107,278页

作者：谢文举薛贵军白宇华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 华北理工大学智能仪器厂河北唐山063000

为提高短期供热负荷预测精度,减少供热不均与供需失调所造成的能源浪费,提出一种基于粒子群(Particle swarm optimization,PSO)、经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和长短时记忆神经网络(Long Short Term Memory Network,LSTM)的混合预测模型。首先,针对供热负荷呈现非线性、复杂性等特点,采用EMD对供热负荷分解,从而实现弱化供热负荷复杂程度;其次,分别运用CNN与LSTM提取供热负荷空间特征与时域特征;最后,结合PSO算法对LSTM网络的超参数进行调整,寻找出最优参数。实验表明,结合EMD分解的PSOCNN-LSTM网络相比LSTM、CNN-LSTM、EMD-CNN-LSTM平均误差分别降低了44%、34%、24%、21%,拥有更高的预测精度和拟合效果。所提模型为集中供热负荷预测提供了一种新的思路,对于制定集中供热能源分配提供了参考意义。

关键词：碳中和经验模态分解粒子群优化长短时记忆网络

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基于等面积圆环和伴星夹角的星图识别算法

吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 821-827页

作者：张刘何金航刘赫章家保吕雪莹吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130012

针对于传统径向和环向特征星图识别算法在构建径向特征过程中伴星分布不均匀以及采用环向特征匹配过程中特征值不稳定的问题,提出了一种等面积圆环划分和伴星矢量夹角相结合的星图识别算法。通过选取动态半径使得径向特征下的圆环面积相... 详细信息

针对于传统径向和环向特征星图识别算法在构建径向特征过程中伴星分布不均匀以及采用环向特征匹配过程中特征值不稳定的问题,提出了一种等面积圆环划分和伴星矢量夹角相结合的星图识别算法。通过选取动态半径使得径向特征下的圆环面积相等,保证伴星落在每个圆环的概率相等,有效提高了径向匹配过程的识别率。对于径向匹配后冗余的导航星,采用伴星组成的矢量夹角特征进行筛选,选定匹配特征值最高的为最终识别结果。仿真模拟结果表明:当添加位置噪声为1像素时,星图识别成功率达到95%;当伪星数目为2颗时,识别率达到98%。相较于传统径向和环向识别算法,本文方法在识别率和识别速度上具有明显优势。

关键词：星图识别径向特征环向特征匹配度

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闪烁体部分性能的测试方法

核电子学与探测技术 1998年第3期18卷 187-191,186页

作者：罗凤群汲长松北京核仪器厂

本文介绍了闪烁体相对光输出、相对能量转换效率、固有幅度分辨率、探测效率测试法及其温度效应。

关键词：闪烁体测试方法温度效应相对光输出分辨率

热效应作用下SiO_(2)光学微腔中的多孤子光场分析

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光学学报 2024年第10期44卷 385-392页

作者：徐昕叶回春焦晨金雪莹潘成亮陈东夏豪杰合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室安徽合肥230009 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230027

光学微腔中热效应对腔内光场的演化有重要的影响。在Lugiato-Lefever方程的基础上,分析了热效应对SiO_(2)光学微腔中光场演化的影响。研究发现,在零失谐的初始条件下,热效应可以在腔内激发出多孤子光场,但由于热效应的加剧,该光场只能... 详细信息

光学微腔中热效应对腔内光场的演化有重要的影响。在Lugiato-Lefever方程的基础上,分析了热效应对SiO_(2)光学微腔中光场演化的影响。研究发现,在零失谐的初始条件下,热效应可以在腔内激发出多孤子光场,但由于热效应的加剧,该光场只能短暂存在。因此,当多孤子光场产生后,利用调谐泵浦波长和功率的方式来保持微腔内的多孤子。通过选择合适的泵浦功率和波长扫描速度,可有效补偿热效应引起的失谐,维持多孤子光场。此外,泵浦的参数也会对调谐后的光场产生不同的影响。改变泵浦功率可以改变调谐后多孤子光场中脉冲的数量,泵浦功率越高,则热效应越明显,调谐后的多孤子光场包含的脉冲数量也越多。而泵浦波长的调谐速度过小,会导致多孤子光场逐渐消失;泵浦波长扫描过快,会引起微腔工作于正失谐状态,从而导致原有的多孤子演化为混沌光场。

关键词：激光器光学微腔热效应多孤子光场调谐

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利用双域推扫成像方法检测对地遥感动目标

宇航学报 2024年第4期45卷 638-646页

作者：张刘齐晓蕊李桂阳王文华吕雪莹吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130012

针对星载双线阵相机对地运动目标检测中,双线阵系统成本高、时间和空间同步性差、检测精度低的问题,提出了一种基于单面阵CMOS的双域线阵相机推扫成像方法,利用CMOS时间延迟积分(TDI)技术在固定位置间隔开窗,实现双区域推扫成像;针对两... 详细信息

针对星载双线阵相机对地运动目标检测中,双线阵系统成本高、时间和空间同步性差、检测精度低的问题,提出了一种基于单面阵CMOS的双域线阵相机推扫成像方法,利用CMOS时间延迟积分(TDI)技术在固定位置间隔开窗,实现双区域推扫成像;针对两路通道数据,进行序贯模式图像采集,形成独立完整的两幅长条带图像;通过建立的双域线阵TDI相机时间与位置函数,检测并分析高速运动目标的运动特性;基于卫星推扫地球成像原理,设计并搭建了一套TDI推扫式成像试验装置,进行了高速运动目标的速度检测。试验结果表明,在CMOS像元分辨率为4096×3072,视场角为16°0'34″,行频为998 Hz,开窗间隔为3056行的情况下,绝对速度误差小于0.445%,像移速度误差为2.323 pixel/s,保证了时空同步性,进而提高检测精度,验证了本文方法的可行性。

关键词：航天遥感星载相机推扫成像运动目标检测

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离子迁移率谱仪(IMS)及其应用

核电子学与探测技术 1998年第1期18卷 6-11,5页

作者：胡树植西安核仪器厂

离子迁移率谱分析技术是近年快速发展并获广泛应用的一种高灵敏度分析技术，本文介绍了它的理论基础、谱仪构成及应用情况。离子迁移率谱仪对炸药蒸汽的探测极限好于１０－９量级。

关键词：气体迁移率气体分析离子迁移率质谱仪 IMS