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基于视觉定位引导的相机偏移像素坐标矫正方法

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激光与光电子学进展 2024年第14期 191-200页

作者：涂钊钟剑锋魏崴池守疆刘东明郭贵勇钟舜聪福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室

针对机器视觉定位引导系统中外界因素导致eye-in-hand方案的相机细微偏移的问题，提出一种相机偏移像素坐标矫正方法。为消除相机偏移对初始标定参数的影响，基于针孔相机投影模型，建立相机偏移像素坐标估计模型；通过设计相机确认位... 详细信息

针对机器视觉定位引导系统中外界因素导致eye-in-hand方案的相机细微偏移的问题，提出一种相机偏移像素坐标矫正方法。为消除相机偏移对初始标定参数的影响，基于针孔相机投影模型，建立相机偏移像素坐标估计模型；通过设计相机确认位划分图像区域，解析每个子区域中描述相机偏移模型的参数；以物体特征点偏移后像素坐标为已知条件，求解其偏移前像素坐标，以保证初始标定参数的有效性。实验结果表明，相机偏移像素坐标矫正方法能够有效修正螺栓通孔固定的相机偏移引起的像素坐标误差，修正误差在1 pixel以内。

关键词：机器视觉数字图像相关相机偏移修正像素

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医学领域微小力值传感测量技术的研究进展

机电工程 2024年

作者：梁伟黎兴强陈志雄陈林楠杨晓翔福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室

针对医学领域科学研究、临床疾病的诊断与手术等对微小力值测量的迫切需求，对医学领域微小力值传感测量研究方向、进展及其应用情况进行了综述。首先，从医学领域微小力值测量的需求出发，分析了测量的特点与要求，介绍了电容式、电阻... 详细信息

针对医学领域科学研究、临床疾病的诊断与手术等对微小力值测量的迫切需求，对医学领域微小力值传感测量研究方向、进展及其应用情况进行了综述。首先，从医学领域微小力值测量的需求出发，分析了测量的特点与要求，介绍了电容式、电阻应变式和压电式等传统电学式微小力传感测量技术的国内外的研究成果，分析了电学式测量方法的技术特点与不足；然后，系统地介绍了目前微小力值测量中广泛采用的光学式一维及多维传感测量技术，对基于光学相干层析成像（OCT）、法布里-珀罗干涉仪（FPI）、光纤布拉格光栅（FBG）、强度调制型光纤传感等的光学式微小力值传感测量原理、方法、技术特点进行了分析；最后，对国内外最新研究成果、发展水平及在医学领域的应用情况进行了分类整理和归纳评述，对不同测量原理与方法的技术特性、优缺点、适用测量范围与应用场景进行了系统性的对比分析。研究结果表明：当前医学领域微小力值传感测量存在的主要问题包括微小力值无法溯源、高精度宽量程测量需求无法满足，多种参数的并行监测和同步测量、复合传感测量、集成光路式传感技术等方面有待进一步研究。该研究为后续医学领域微小力值传感测量研究方向与思路提供了参考。

关键词：力的测量仪表微小力值力传感器光学式力传感测量多维力传感测量光学相干层析成像法布里-珀罗干涉仪光纤布拉格光栅

磁场诱导的TmFeO_(3)单晶自旋重取向

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物理学报 2024年第1期73卷 306-312页

作者：王宁黄峰陈盈朱国锋苏浩斌郭翠霞王向峰福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院) 莆田351100 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108 福州大学物理与信息工程学院福州350108

TmFeO_(3)具有磁光效应、多铁性和自旋重取向等丰富的物理特性,在凝聚态物理和材料物理领域具有重要的研究价值.本文利用时域太赫兹低温磁光谱,研究TmFeO_(3)单晶在1.6 K温度下自旋共振频率随外加磁场的变化规律,并表征其内部复杂的相... 详细信息

TmFeO_(3)具有磁光效应、多铁性和自旋重取向等丰富的物理特性,在凝聚态物理和材料物理领域具有重要的研究价值.本文利用时域太赫兹低温磁光谱,研究TmFeO_(3)单晶在1.6 K温度下自旋共振频率随外加磁场的变化规律,并表征其内部复杂的相互作用.结果表明,随磁场增加TmFeO_(3)单晶的准铁磁共振向高频移动,而准反铁磁共振在临界磁场(2.2—3.6 T)转变为准铁磁共振,通过磁结构分析和理论拟合,证实单晶磁矩发生了磁场诱导的自旋重取向.本研究有助于深入理解稀土正铁氧体在外磁场、温度场综合作用下,内部磁结构的调控机制,开发相关的自旋电子学器件.

关键词：太赫兹稀土正铁氧体铁磁共振自旋重取向

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数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化

物理学报 2024年第6期73卷 151-158页

作者：居学尉张林烽黄峰朱国锋李淑锦陈燕青王嘉勋钟舜聪陈盈王向峰福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院) 莆田351100 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108 福州大学物理与信息工程学院福州350108

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结... 详细信息

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构,迭代寻优至最优结构图案.本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为–0.1071 dB的太赫兹带通滤波器.与传统的人工正向设计相比,逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器.

关键词：逆向设计太赫兹超表面数字编码映射建模

面向PCB电子元器件的DCW-YOLOv8检测算法

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小型微型计算机系统 2024年

作者：李劲林龚浩宇福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福建福光股份有限公司

针对PCB表面电子元器件尺寸跨度大、种类多样、小尺寸元器件特征相似等检测难题，本文以YOLOv8算法为基线模型，提出一种DCW-YOLOv8算法.首先在C2f模块中嵌入可变形卷积DCNv2，扩大感受野，更好地提取不同尺寸、不同形状的电子元器件特... 详细信息

针对PCB表面电子元器件尺寸跨度大、种类多样、小尺寸元器件特征相似等检测难题，本文以YOLOv8算法为基线模型，提出一种DCW-YOLOv8算法.首先在C2f模块中嵌入可变形卷积DCNv2，扩大感受野，更好地提取不同尺寸、不同形状的电子元器件特征;其次设计了C-PANet颈部网络结构，该结构引入CARAFE上采样算子，同时构建跨尺度特征拼接通道，兼顾特征细节信息与特征感受范围，提高特征融合能力;最后将WIoU作为边界框损失函数，提高模型对电子元器件的定位精度与收敛速度.实验结果表明，DCW-YOLOv8算法在自建PCB电子元器件数据集检测中mAP@0.5达到94.7%，相比于YOLOv8n提升2.1%，并且计算量仅为8.1GFLOPs，保证了检测效率与精度.

关键词： YOLOv8 电子元器件特征融合可变形卷积损失函数

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多向运动寄生载荷分量对称重传感输出的影响

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：郭贵勇钟剑锋张秋坤蔡宝杰福州大学机械工程及自动化学院福州大学福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福建省计量科学研究院建设与交通计量研究所福建省力值计量测试重点实验室国家市场监管重点实验室(力值计量测试)

针对多向运动寄生载荷分量对称重传感输出的影响很大，提出了基于整体结构的变参数、多分量的输出影响评估方法，建立了“应变-总重-运动”瞬时特征的数学理论模型并通过有限元仿真分析，探讨了称重过程中常见的横向、纵向及绕轴旋转等... 详细信息

针对多向运动寄生载荷分量对称重传感输出的影响很大，提出了基于整体结构的变参数、多分量的输出影响评估方法，建立了“应变-总重-运动”瞬时特征的数学理论模型并通过有限元仿真分析，探讨了称重过程中常见的横向、纵向及绕轴旋转等多向运动特性，以及改变总重、旋转速度和角加速度等寄生载荷分量对输出的影响，通过实验测试验证理论模型及仿真分析规律的合理性。结果表明，横向运动寄生载荷分量对输出影响最小，最大偏差不大于0.001%FS（Full Scale）；其次为纵向运动，最大偏差不大于0.015%FS；而绕轴旋转的运动寄生载荷分量对输出影响最大，最大偏差可达0.5%FS，且随着总重、旋转速度的变化而变化，该规律为称重传感结构的动态称重应用提供了精度补偿技术支撑和科学评价依据。

关键词：测试计量技术及仪器称重传感器称重传感结构多向运动旋转应变载荷

数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化研究

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物理学报 2024年

作者：居学尉张林烽黄峰朱国锋李淑锦陈燕青王嘉勋钟舜聪陈盈王向峰福州大学物理与信息工程学院福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室智能配电网装备福建省高校工程研究中心 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院)

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求，本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中。建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型，从设定器件的目标功能和约束条件出发，利用智能算法探索整个解空间中的全部可... 详细信息

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求，本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中。建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型，从设定器件的目标功能和约束条件出发，利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构，迭代寻优至最优结构图案。本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为-0.1071 dB的太赫兹带通滤波器。与传统的人工正向设计相比，逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器。

关键词：逆向设计太赫兹超表面数字编码映射建模

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机器人热控技术研究现状综述

机械科学与技术 2024年第5期43卷 737-749页

作者：高立龙陈嵩郑耿峰福州大学机械工程及自动化学院福州350108 福建省特种设备检验研究院福州350008

现今,采用机器人代替人类完成各种危险的任务已经成为一种趋势。然而,机器人在高温环境下的应用受到热控技术发展的严重制约。本文首先介绍了机器人内部热敏感器件及相应的温控研究工作,进而对近年来机器人热控技术的发展现状进行了综... 详细信息

现今,采用机器人代替人类完成各种危险的任务已经成为一种趋势。然而,机器人在高温环境下的应用受到热控技术发展的严重制约。本文首先介绍了机器人内部热敏感器件及相应的温控研究工作,进而对近年来机器人热控技术的发展现状进行了综述与分析,最后对高温环境下机器人热防护的关键问题和技术应用分别进行了探讨与展望。

关键词：机器人热控高温热防护

韧性材料在球形压头渐进载荷下仪器化划入行为

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第4期53卷 54-70页

作者：刘明徐智通福州大学机械工程及自动化学院、福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108

使用半径为500μm的球形氧化锆陶瓷压头对3种高分子和20种金属材料在渐进载荷下进行微米划入测试,研究了韧性材料在球形压头仪器化划入过程中的弹塑性变形行为.仪器化划入结果发现:随载荷的增加,金属的弹性回复率、残余划痕硬度、几何... 详细信息

使用半径为500μm的球形氧化锆陶瓷压头对3种高分子和20种金属材料在渐进载荷下进行微米划入测试,研究了韧性材料在球形压头仪器化划入过程中的弹塑性变形行为.仪器化划入结果发现:随载荷的增加,金属的弹性回复率、残余划痕硬度、几何划痕硬度和侧向划痕硬度均趋于稳定.而高分子的弹性回复率,几何划痕硬度却是单调减小,很有可能产生损伤破坏,在最大载荷下利用线弹性断裂力学方法计算得到的断裂韧度与文献中的结果一致;在大载荷下,残余划痕硬度和侧向划痕硬度趋近于常数.残余划痕硬度大于几何划痕硬度;摩擦系数随着载荷的增大而非线性增大是由于球形压头几何形状的影响(灰口和球墨铸铁的摩擦系数平稳段是由于石墨的影响).大部分材料的划入响应与力学性能有密切关系:临界划痕应变(弹性回复率平稳阶段的起始应变)与屈服应变成正比;趋于稳定的残余划痕硬度与屈服强度有线性关系,并且与努氏硬度成比例.

关键词：仪器化划入球形压头渐进载荷弹塑性变形力学性能