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基于自适应ZUPT与航向角误差修正的INS约束算法

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中国惯性技术学报 2024年第4期32卷 387-393,424页

作者：刘宇贺光瑞陈燕苹邹梦强刘小玮重庆邮电大学自主导航与微系统重庆市重点实验室重庆400065 重庆邮电大学智能传感技术与微系统重庆市高校工程研究中心重庆400065

为提高行人惯性导航系统(INS)的定位精度,提出了一种基于自适应零速修正算法(ZUPT)与航向角误差修正的INS约束算法。首先,利用基于广义似然比的零速检测阈值与检验统计量的特征值建立关系式,实现对零速检测阈值的自适应调整。然后,对IN... 详细信息

为提高行人惯性导航系统(INS)的定位精度,提出了一种基于自适应零速修正算法(ZUPT)与航向角误差修正的INS约束算法。首先,利用基于广义似然比的零速检测阈值与检验统计量的特征值建立关系式,实现对零速检测阈值的自适应调整。然后,对INS解算位置建立线性回归模型,结合主航向与解算航向的航向差,根据行人运动类型构建观测向量和观测矩阵,对INS误差进行修正。最后,经实验验证,当行人在复杂路线变速运动时,相较于固定阈值的零速检测算法和主航向修正算法,所提算法的解算轨迹更接近真实轨迹,平均闭环误差从3.31%D减小至1.45%D,有效提高了INS定位精度,具有较好的工程应用价值。

关键词：行人导航零速修正广义似然比扩展卡尔曼滤波航向角修正

智能反射表面辅助的非正交多址接入系统用户分组、波束赋形与相移的优化

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 858-866页

作者：雷维嘉于顺洪雷宏江唐宏重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

该文研究智能反射表面(IRS)辅助的多天线非正交多址接入(NOMA)网络中用户分组、发送波束赋形、相移等的联合优化问题。系统中1个分组分配1个波束并在组内进行连续干扰消除检测。该文提出一种不依赖于发送波束赋形和IRS相移的用户分组配... 详细信息

该文研究智能反射表面(IRS)辅助的多天线非正交多址接入(NOMA)网络中用户分组、发送波束赋形、相移等的联合优化问题。系统中1个分组分配1个波束并在组内进行连续干扰消除检测。该文提出一种不依赖于发送波束赋形和IRS相移的用户分组配对策略,将用户分组与其他优化分离,显著降低了优化问题求解的难度和计算复杂度。进一步,联合优化基站发送波束赋形、功率分配和IRS相移矩阵,最小化基站的总发送功率。原始优化问题是一个多变量相互耦合的非凸优化问题,利用松弛变量、连续凸逼近、半定松弛、交替迭代优化等方法将原问题转化为凸问题并求解。仿真结果显示,相较于1个用户1个波束的方案,所提方案在基站天线数较少时性能更优,而在天线数较多时也与该对比方案非常接近,但所提方案的优化计算复杂度更低。而对比采用不同分组算法、随机IRS相移方案、最大比发射方案,以及无IRS的方案,所提方案的性能始终更优。

关键词：智能反射表面非正交多址接入用户分组波束赋形

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增材制造铝合金残余应力研究现状及展望

航空学报 2024年第12期45卷 1-25页

作者：李坤左春林廖若冰吉辰蒋斌潘复生重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆大学金属增材制造(3D打印)重庆市重点实验室重庆400044 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

增材制造铝合金构件在制造过程中产生的残余应力已成为影响其性能的关键因素。全面了解导致残余应力形成的潜在机制并制定有效的预测和控制策略,对提高铝合金部件的结构性能至关重要。本文系统地阐述了增材制造铝合金残余应力领域的最... 详细信息

增材制造铝合金构件在制造过程中产生的残余应力已成为影响其性能的关键因素。全面了解导致残余应力形成的潜在机制并制定有效的预测和控制策略,对提高铝合金部件的结构性能至关重要。本文系统地阐述了增材制造铝合金残余应力领域的最新研究进展。首先,讨论了残余应力在增材制造铝合金性能方面的影响,包括对缺陷、组织及机械性能的影响;其次,分析了残余应力的产生机制,涉及复杂的热应力场与显微组织演变;同时,审查了影响残余应力的各种因素,发现其主要与构件结构和制造工艺有关;然后,探讨了多种先进检测技术的应用情况,包括X射线衍射法、中子衍射法等;此外,综述了基于精确模型的预测方法及表面处理等调控策略对改善构件残余应力方面的效果。最后,总结并展望了增材制造铝合金残余应力的发展趋势和方向。

关键词：铝合金残余应力增材制造应力检测模拟预测应力调控

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基于元特征增强的小样本PCB缺陷检测

计算机集成制造系统 2024年

作者：宋涛李程熊海龙叶定兴袁川赵月雯唐宏耀冉璐重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室

面向小样本条件下印刷电路板（printed circuit board，PCB）表面缺陷检测任务，引入元学习方案，充分提取先验知识并在新缺陷上进行快速泛化。同时，设计了一种基于元特征增强的小样本检测算法。首先，将元学习与微调策略相结合，元测... 详细信息

面向小样本条件下印刷电路板（printed circuit board，PCB）表面缺陷检测任务，引入元学习方案，充分提取先验知识并在新缺陷上进行快速泛化。同时，设计了一种基于元特征增强的小样本检测算法。首先，将元学习与微调策略相结合，元测试阶段仅微调检测器头部，改善知识迁移过程中的分类模糊。然后，针对PCB新类与基类缺陷易于混淆的问题，在支持分支设计全局特征融合模块，将全局通道特征与原始支持特征融合以区分不同缺陷类别。最后，在查询分支上引入自注意力模块提升网络对小目标的关注度，帮助解决缺陷目标漏检问题。本文所提的方法在10shot任务中展现出优异的检测性能，在PKU-Market-PCB缺陷数据集的新类AP（Average Precison， AP）达到了62.4%。

关键词：小样本目标检测元学习特征增强 PCB缺陷检测

基于Swin-Transformer迭代展开的有限角CT图像重建用于PTCT成像

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光学学报 2024年第8期44卷 296-307页

作者：袁伟席雅睿谭川东刘川江朱国荣刘丰林重庆大学ICT研究中心光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心重庆400044

针对相对平行直线扫描CT(PTCT)图像重建存在的有限角伪影问题,提出一种学习局部和非局部正则项的深度迭代展开方法。该方法将具有固定迭代次数的梯度下降算法迭代展开到神经网络,利用具有坐标注意力(CA)机制的卷积模块和Swin-Transforme... 详细信息

针对相对平行直线扫描CT(PTCT)图像重建存在的有限角伪影问题,提出一种学习局部和非局部正则项的深度迭代展开方法。该方法将具有固定迭代次数的梯度下降算法迭代展开到神经网络,利用具有坐标注意力(CA)机制的卷积模块和Swin-Transformer模块作为迭代模块交替级联部署,构成端到端的深度重建网络。卷积模块学习局部正则化,其中CA用于减少图像过平滑;Swin-Transformer模块学习非局部正则化,提高网络对图像细节的恢复能力;在相邻模块间,使用迭代连接(IC)增强模型提取深层特征的能力,提高每次迭代的效率。通过消融实验验证了网络各部分的有效性,并在两种类型的数据集上进行实验,结果证明了本文方法的效果。实验结果表明,本文方法在抑制PTCT重建图像有限角伪影的同时,能较好地保留重建图像细节,提高重建图像质量。

关键词： X射线光学计算机断层成像相对平行直线扫描图像重建有限角深度学习

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苹果早期瘀伤的近红外光谱和多波段相机成像检测

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1364-1371页

作者：杨增荣王怀彬田密密李军会赵龙莲中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

苹果早期轻微瘀伤是影响苹果品质的重要因素。早期轻微瘀伤在可见光下肉眼无法识别,为寻找一种高效的苹果早期轻微瘀伤识别方法,以红富士苹果为研究对象,通过倒立摆装置人为制造不同程度的苹果瘀伤。首先采用傅里叶变换近红外光谱仪采... 详细信息

苹果早期轻微瘀伤是影响苹果品质的重要因素。早期轻微瘀伤在可见光下肉眼无法识别,为寻找一种高效的苹果早期轻微瘀伤识别方法,以红富士苹果为研究对象,通过倒立摆装置人为制造不同程度的苹果瘀伤。首先采用傅里叶变换近红外光谱仪采集80个无损样品、60个轻度损伤样品以及60个重度损伤样品各自在损伤后0、10、20和30 min的近红外漫反射光谱;采用SNV作为光谱数据预处理方法,谱区范围选择4000~9000 cm^(-1);主成分个数为9,采用偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)和支持向量机(SVM)两种方法建立“无损-有损”二分类模型,预测集的平均识别率分别为85.00%和89.80%,模型识别效果有待提高。在以上实验结果的基础上,使用波段范围为1000~2350 nm的近红外相机采集无损、轻度瘀伤、中度瘀伤和重度瘀伤的100个苹果样品的近红外图像,相机加装1150和1400 nm的滤光片后分别再次采集这些苹果样品的近红外图像,所有图像均在瘀伤产生后立即采集。共采集3个波段、4种瘀伤程度的苹果样本图像共1200张。提取图像吸光度信息并分别建立KNN、SVM和DT分类模型,DT法“无损-损伤”二分类模型和“无损-轻度-重度”三分类模型的识别率最高,分别为99.00%和94.67%。相比基于近红外光谱的苹果早期外部瘀伤识别方法,近红外相机多波段成像法在苹果表面早期瘀伤和瘀伤程度分类的应用中都有更高的识别准确率。与此同时近红外相机成像方法方便确定瘀伤的位置,这为苹果表面瘀伤的实时在线检测与分类提供了一种快速高效的新思路。

关键词：近红外光谱近红外相机成像苹果早期瘀伤

零维金属卤化物(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)的发光性能及X射线成像

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发光学报 2024年第4期45卷 568-578页

作者：曹思骏王忆家安康唐孝生赖俊安冯鹏何鹏重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心重庆400044 重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

闪烁体发光材料广泛地应用于医疗诊断、工业安全和无损检测领域,铜基(Cu(Ⅰ))金属卤化物作为新一代高性能闪烁体发光材料受到了研究者的广泛关注。本文采用简单的反溶剂法制备了一种新型铜基闪烁体材料(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)(C_(24)H_(... 详细信息

闪烁体发光材料广泛地应用于医疗诊断、工业安全和无损检测领域,铜基(Cu(Ⅰ))金属卤化物作为新一代高性能闪烁体发光材料受到了研究者的广泛关注。本文采用简单的反溶剂法制备了一种新型铜基闪烁体材料(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)(C_(24)H_(20)P=四苯基膦)。(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)在414 nm蓝光激发下显示出黄色宽带发光,与典型硅基光敏传感器的最佳光谱响应范围一致,同时具有45.84%的高光致发光量子产率(Photoluminescence quantum yield,PLQY)和148 nm的大斯托克斯位移。高PLQY和可忽略不计的自吸收使(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)在X射线激发下表现出极佳的闪烁性能,光产额为~21000 photons/MeV,检测限低至0.869μGy/s,远低于射线测试标准5.5μGy/s。此外,(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)表现出极佳的热稳定性,可耐415℃的高温。由于(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)优异的发光性能,可以通过将其与聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)混合制备基于(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)的柔性薄膜用于X射线成像,在射线探测与成像方面具有巨大的潜力。这项工作凸显了杂化铜基碘化物可作为非常理想的X射线闪烁体,具有无毒、成本低、光产率高和热稳定性良好的多重优点,为高性能X射线成像提供了新的可能。

关键词： Cu基金属卤化物闪烁体柔性薄膜 X射线成像

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阵列式铌酸锂电光调制器偏置点控制技术研究(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 63-70页

作者：张豪洋匡作鑫陈冠宇余华重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

受材料自身特性的影响,电光调制器的偏置工作点会随环境改变发生漂移,从而影响调制器的调制效果。针对铌酸锂马赫-曾德尔电光调制器偏置点漂移的问题,研究适用于四阵列平行式电光调制器偏置点控制技术,提出了一种结合光功率和扰动信号... 详细信息

受材料自身特性的影响,电光调制器的偏置工作点会随环境改变发生漂移,从而影响调制器的调制效果。针对铌酸锂马赫-曾德尔电光调制器偏置点漂移的问题,研究适用于四阵列平行式电光调制器偏置点控制技术,提出了一种结合光功率和扰动信号幅值检测的控制方法,采用时分复用、增益幅值可调、双模式识别等方法有效减少了硬件冗余,实现了对偏置工作点的精确控制。

关键词：电光调制时分复用偏置控制光功率检测扰动信号检测

基于双光子聚合3D打印的MEMS传感器研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第12期51卷 309-328页

作者：王裕鑫廖常锐邹梦强包维佳刘德军张立王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室广东深圳518060 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 香港中文大学机械与自动化工程学系中国香港沙田999077

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度,为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生,实现了聚合物3D微纳结构的增材制造,为... 详细信息

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度,为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生,实现了聚合物3D微纳结构的增材制造,为微机电系统(MEMS)传感器的发展和应用提供了新方法。本文首先介绍了双光子聚合3D打印的概念和原理,然后对该技术在MEMS传感器方面的研究进展进行了全面综述,最后展望了该技术的发展方向。

关键词：微机电系统飞秒激光双光子聚合 3D打印微纳加工传感器