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基于声光成像的浑浊介质吸收系数测量

光学学报 2024年第4期44卷 237-246页

作者：刘遥覃诗译张畅刘丽娜朱莉莉福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室福建福州350007

理论分析了浑浊介质的声光作用机制。采用COMSOL Multiphysics软件对组织中的声光作用过程进行了仿真,讨论了组织吸收系数与声光信号相对强度的关系。仿真结果表明,声光信号与入射光强呈线性递增关系,声光信号相对强度与介质吸收系数呈... 详细信息

理论分析了浑浊介质的声光作用机制。采用COMSOL Multiphysics软件对组织中的声光作用过程进行了仿真,讨论了组织吸收系数与声光信号相对强度的关系。仿真结果表明,声光信号与入射光强呈线性递增关系,声光信号相对强度与介质吸收系数呈指数下降关系,实验结果与仿真结果相吻合。利用声光成像实验测量厚度为10 mm的浑浊介质的吸收系数,真实值与测量值最大绝对误差为0.082 cm^(-1),最大相对误差为9.3%。

关键词：生物光学声光成像声光作用机制吸收系数测量

多换流器直流系统的虚拟惯性评估与控制参数协调设计

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电力系统自动化 2024年第10期48卷 87-95页

作者：张可心朱琳赵学深李霞林郭力王成山智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 天津市智慧能源与信息技术重点实验室天津市300072

针对基于类虚拟同步发电机(AVSG)的多换流器直流系统遇到的非预期虚拟惯性问题,提出了一种多换流器直流系统虚拟惯性通用分析方法,有效修正了系统级等效AVSG外特性。首先,将多个AVSG控制回路等效为一个等值AVSG控制回路,建立了直流系统... 详细信息

针对基于类虚拟同步发电机(AVSG)的多换流器直流系统遇到的非预期虚拟惯性问题,提出了一种多换流器直流系统虚拟惯性通用分析方法,有效修正了系统级等效AVSG外特性。首先,将多个AVSG控制回路等效为一个等值AVSG控制回路,建立了直流系统的等值单台AVSG模型。其次,提出了一种系统级虚拟惯性评估方法,从等值单台AVSG模型的输出阻抗频域响应特性角度对系统级虚拟惯性进行评估。然后,讨论了电压比例-积分(PI)控制参数对虚拟惯性特性的影响,并开展了电压PI控制参数和虚拟惯性系数间的协调设计。最后,在PLECS仿真软件及RT-BOX硬件在环实验平台上搭建了多换流器直流系统的开关模型,通过多种实验工况验证了等值单台AVSG模型和控制参数协调设计的有效性和可行性。

关键词：类虚拟同步发电机输出阻抗直流系统等效降阶模型虚拟惯性协调设计

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WiFense:从衍射模型到边界监控

软件学报 2024年第3期35卷 1515-1533页

作者：刘兆鹏李晟洁张越曾有为张大庆北京大学信息科学技术学院北京100871 高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学) 北京100871

近年来,随着普适计算概念的深入人心,智能感知技术已成为研究者们关注的焦点,且基于WiFi的非接触式感知因其优秀的普适性、低廉的部署成本以及良好的用户体验越来越受到学术界和工业界的青睐.典型的WiFi非接触式感知工作有手势识别、呼... 详细信息

近年来,随着普适计算概念的深入人心,智能感知技术已成为研究者们关注的焦点,且基于WiFi的非接触式感知因其优秀的普适性、低廉的部署成本以及良好的用户体验越来越受到学术界和工业界的青睐.典型的WiFi非接触式感知工作有手势识别、呼吸检测、入侵检测、行为识别等,这些工作若实际部署,需首先避免其他无关区域中无关行为的干扰,因此需要判断目标是否进入到特定的感知区域中.这意味着系统应具备精准判断目标在界线哪一侧的能力,然而现有工作未能找到一个可以对某个自由设定的边界进行精确监控的方法,这阻碍了WiFi感知应用的实际落地.基于这一关键问题,从电磁波衍射的物理本质出发,结合菲涅尔衍射模型(Fresnel diffraction model),找到一种目标穿越link(收发设备天线的连线)时的信号特征(Rayleigh distribution in Fresnel diffraction model,RFD),并揭示该信号特征与人体活动之间的数学关系;之后以link作为边界,结合天线间距带来的波形时延以及AGC(automatic gain control)在link被遮挡时的特征,通过越线检测实现对边界的监控.在此基础上,还实现了两个实际应用,即入侵检测系统和居家状态监测系统,前者的精确率超过89%、召回率超过91%,后者的准确率超过89%.在验证所提边界监控算法的可用性和鲁棒性的同时,也展示了所提方法与其他WiFi感知技术相结合的巨大潜力,为WiFi感知技术的实际部署提供了思考方向.

关键词：非接触式感知 WiFi 信道状态信息(CSI) link穿越检测边界监控

乳酸菌细菌素及其对金黄色葡萄球菌生物膜抑制作用研究进展

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食品工业科技 2024年

作者：薛小格刘园园张丽纳樊睿辛宇马佳歌于微刘丽波东北农业大学乳品科学教育部重点实验室

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S. aureus）是一种能在食品表面形成生物膜的革兰氏阳性条件致病菌，其生物膜的形成对食品加工和食品安全造成了严重威胁。乳酸菌细菌素是由乳酸菌在代谢过程中产生的一类具有抗菌活性的多肽，... 详细信息

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S. aureus）是一种能在食品表面形成生物膜的革兰氏阳性条件致病菌，其生物膜的形成对食品加工和食品安全造成了严重威胁。乳酸菌细菌素是由乳酸菌在代谢过程中产生的一类具有抗菌活性的多肽，可抑制多种食源性致病菌及其生物膜的形成。本文针对乳酸菌细菌素的分类、作用方式及其在群体感应调控下的合成机制进行了综述，基于培养条件和培养基成分简述了提高乳酸菌细菌素合成量的常规方法，总结了不同来源乳酸菌细菌素的纯化方式，系统综述了乳酸菌细菌素对S. aureus生物膜的抑制作用，从Agr系统和LuxS/AI-2群体感应系统的角度简要阐述了乳酸菌细菌素对S. aureus生物膜的调控机制，并展望了乳酸菌细菌素对S. aureus生物膜抑制机制的未来研究方向，为乳酸菌细菌素作为生物防腐剂的开发和广泛使用提供科学依据。

关键词：乳酸菌细菌素金黄色葡萄球菌生物膜抑菌机制分离纯化

室温磷光碳点/SiO_(2)复合材料的制备与应用进展

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2220-2235页

作者：金鹏王巍孙争光武艺詹园湖北大学材料科学与工程学院功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室高分子材料湖北省重点实验室武汉430062 武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室武汉430200

碳点(Carbon dots,CDs)作为发光材料,在传感、信息安全、生物医学等领域具有重要应用潜力。然而,制备光学性能稳定、寿命长、发光效率高的CDs基室温磷光(RTP)材料仍然是一个巨大的挑战。将CDs固定在SiO_(2)载体上构建CDs/SiO_(2)复合材... 详细信息

碳点(Carbon dots,CDs)作为发光材料,在传感、信息安全、生物医学等领域具有重要应用潜力。然而,制备光学性能稳定、寿命长、发光效率高的CDs基室温磷光(RTP)材料仍然是一个巨大的挑战。将CDs固定在SiO_(2)载体上构建CDs/SiO_(2)复合材料,利用CDs与SiO_(2)之间的协同作用,不仅可以提高CDs的分散性,实现CDs稳定的固态荧光;而且还能诱导三重激发态,产生稳定的三重态激子以实现CDs长寿命发光,这对拓展CDs基复合材料的应用领域具有重要意义。本文综述了近年来RTP CDs/SiO_(2)复合材料的制备方法、性能与应用,总结了其发展中存在的问题,并对RTP CDs/SiO_(2)复合材料的发展方向进行了展望。

关键词：发光材料 CDs/SiO_(2)复合材料室温磷光三重态制备方法传感

智能汽车变道盲区影像对驾驶员认知负荷与安全性的影响

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 864-874,885页

作者：岳李圣飒潘昱蓉孙剑朱奕昕崔晓烨李奕劼同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

智能汽车变道盲区影像在为驾驶员提供更多环境信息的同时也可能增加驾驶员的认知负荷。针对这一问题,提出改进AttenD算法,建立认知负荷与驾驶员注视点分布的关系模型,对3种智能汽车品牌车辆开展实车路测实验,分析多种外部条件下驾驶员... 详细信息

智能汽车变道盲区影像在为驾驶员提供更多环境信息的同时也可能增加驾驶员的认知负荷。针对这一问题,提出改进AttenD算法,建立认知负荷与驾驶员注视点分布的关系模型,对3种智能汽车品牌车辆开展实车路测实验,分析多种外部条件下驾驶员与不同变道盲区影像交互过程中注视特征、驾驶行为特征以及认知负荷的差异。结果表明,增大盲区影像面积、提高盲区影像面积占中控屏面积的比例、减少扫视路径冗余能降低变道过程中的认知负荷。

关键词：智能汽车变道盲区影像认知负荷变道安全 AttenD算法

领域知识与数据驱动的混合交通流车辆轨迹预测

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1099-1108页

作者：刘晗孙剑同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

自动驾驶车辆需具备预测周围车辆轨迹的能力。诸多发展中国家普遍存在弱规则、强交互的混合交通流道路,高密度混合交通流的车辆轨迹预测是极具挑战性的任务。为了兼顾混合交通流道路环境下轨迹预测的高精度和可解释性,设计一个融合领域... 详细信息

自动驾驶车辆需具备预测周围车辆轨迹的能力。诸多发展中国家普遍存在弱规则、强交互的混合交通流道路,高密度混合交通流的车辆轨迹预测是极具挑战性的任务。为了兼顾混合交通流道路环境下轨迹预测的高精度和可解释性,设计一个融合领域知识和经验的深度学习模型(DKConv-LSTM)实现车辆的长、短时轨迹预测。该模型采用卷积结构(Conv)提取交互特征,并将融合车辆历史信息的特征向量送入长短时记忆网络(LSTM)模型实现轨迹预测。知识经验通过嵌入损失函数的方式引导深度学习模型的训练。与基础的LSTM相比,仅添加卷积层结构的Conv-LSTM模型可提升终点轨迹误差(FDE)约30.46%,提升平均轨迹误差(ADE)约34.78%;而DK-Conv-LSTM模型可分别提升FDE 46.81%和ADE 49.08%;同时DK-Conv-LSTM模型可还原多前车跟驰、超车行为的驾驶轨迹。

关键词：交通工程轨迹预测混合交通流深度学习模型知识

大气湍流对空间相干光通信的相干探测性能影响

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物理学报 2024年第10期73卷 203-211页

作者：刘宇韬徐苗付兴虎付广伟燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室秦皇岛066004 自然资源部海洋观测技术重点实验室天津300112

空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干... 详细信息

空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干混频效率及通信误码率模型,获得大气湍流对空间相干光通信系统性能的影响规律;最后,搭建激光外差探测实验系统,定量研究了大气湍流对空间相干光通信相干探测性能的影响.结果表明:弱湍流条件下,空间相干光通信性能几乎不受大气湍流的影响;中等强度湍流影响下,相干混频效率会随着湍流强度的增大而迅速下降,但通过提高单比特光子数可以有效抑制湍流对通信性能的负面影响;强湍流会显著破坏光束相干性,使得相干混频效率趋近于零,即使提高单比特光子数也无法有效改善通信性能.大气湍流是空间相干光通信发展的重要限制因素,该研究可为空间相干光通信系统性能评估提供有益参考.

关键词：空间相干光通信大气湍流混频效率误码率

二维小波去噪对激光诱导击穿光谱检测稳定性的改善

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光学学报 2024年第11期44卷 297-304页

作者：赵梓屹郝中骐卢颖徐智帅许柏宁张能刘莉史久林何兴道南昌航空大学江西省光电信息科学与技术重点实验室江西南昌330063 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063

提出一种利用二维小波去噪改善激光诱导击穿光谱(LIBS)检测稳定性的方法,并基于合金钢样品中Cu、Ni、Mo、V 4种元素进行验证和分析。结果表明:一维小波去噪虽可提高LIBS的信噪比(SNR),但不能改善光谱稳定性;二维小波变换方法将多次检测... 详细信息

提出一种利用二维小波去噪改善激光诱导击穿光谱(LIBS)检测稳定性的方法,并基于合金钢样品中Cu、Ni、Mo、V 4种元素进行验证和分析。结果表明:一维小波去噪虽可提高LIBS的信噪比(SNR),但不能改善光谱稳定性;二维小波变换方法将多次检测光谱数据组合为二维数据,运用二维小波变换对光谱数据进行降噪处理,经二维小波去噪后,Cu、Ni、Mo、V元素的SNR由处理前的15.49 dB、16.09 dB、16.10 dB、15.11 dB分别提高至16.93 dB、17.41 dB、17.53 dB、16.59 dB,相对标准偏差(RSD)由处理前的3.41%、2.51%、2.72%、3.03%降低至2.19%、1.55%、1.70%和2.05%。可见,二维小波去噪不仅对LIBS数据的SNR有提高,还对重复测量光谱的RSD有改善作用。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱二维小波变换光谱稳定性定量分析