光學精密工程最新期刊目錄

光纖光柵穿戴指套及手指運動監測————作者：閆希研;馮艷;章紫微;張華;

摘要：根據手指尺寸的不同，設計出三種規格的光纖布拉格光柵（FBG）穿戴式多關節指套，該指套可以屏蔽溫度對FBG的影響。它具有良好的固定耦合性和抗蠕變的能力。建立了多關節手指運動模型；將三種指套穿戴到手指模型和志愿者1、志愿者2的手指上進行了關節運動角度標定實驗；使用慣性測量單元（IMU）傳感器和光纖光柵感知單元進行了人體食指、中指、環指角速度監測的對比實驗；利用指套監測三種不同的手勢，并結合反向傳播（B...

數據驅動的多模復合制導信息融合及其試驗驗證————作者：劉書信;吳輝;王代華;佘俊超;

摘要：為了提高光電精確制導導引頭的制導精度和抗干擾能力，建立了基于數據驅動的多模復合光電制導導引頭數據層融合方法。首先，分析激光/毫米波雷達/紅外多模復合光電精確制導數據融合與物理結構的關系。接著，采用拉格朗日插值法和坐標變換實現多模制導數據配準。最后，提出了基于新型卷積增強Transformer模型的多模復合制導信息融合方法，實現了多模復合制導導引頭的數據層融合和干擾識別。為了驗證所提方法的有效性，構...

小行星地形探測激光雷達接收光學系統設計————作者：張運方;朱飛虎;鄭巖;陳建峰;洪帥;曹哲;張東來;史廣青;李林;王立;

摘要：為使激光雷達滿足小行星地形探測時的溫度范圍以及真空環境要求，解決存在探測盲區、探測范圍小以及照明陣列和像素陣列難以精確對準等技術難題，本文從任務需求出發，提出了一種基于透反鏡、多曲率球面透鏡以及平板玻璃的接收光學系統。通過45°放置具有80%反射率的透反鏡實現了發射光學系統和接收光學系統的共光軸。利用多曲率球面透鏡不同口徑區域具有不同曲率半徑的特點避免了探測盲區，同時實現了超寬的探測范圍。通過鏡片...

基于球面光投影成像的直線位移測量系統————作者：趙志財;于海;萬秋華;梁立輝;張紅鑫;曾琪峰;

摘要：基于圖像識別算法的圖像式位移測量具有較高的魯棒性和容錯性，是一種新型數字化位移測量技術。為了減小測量系統體積，同時實現高分辨率直線位移測量，設計基于球面光投影成像的直線位移測量系統。首先，采用球面光投影的放大作用，設計球面光投影成像放大光路，并根據光波平面模型對圖像傳感器采集到的像素灰度值進行補償。接著，為了在單碼道上實現絕對位置測量與編碼元素區分，設計偽隨機序列的編碼方式及基于寬度閾值的譯碼方法...

擾動觀測器在慣性參考單元位置校準中的應用————作者：拓衛曉;何夢潔;李醒飛;王天宇;

摘要：基于慣性參考單元（Inertial Reference Unit,IRU）的視軸穩定技術是克服運動載體角振動干擾，實現高精密跟瞄的主要技術手段。IRU系統面臨機械諧振、傳感噪聲、驅動器擾動、基座擾動等多源異質擾動，不同擾動間通過加性、乘性或隱性的方式影響系統穩定性能。擾動觀測器（Disturbance observer,DOB）能夠在不影響系統穩定性的前提下，提升系統的魯棒性。本文在分析IRU系統...

回轉體零件內部誤差工業CT圖像測量————作者：江逸君;劉澤新;劉學栓;龍超;段黎明;蔡玉芳;

摘要：針對回轉體零件內部誤差測量難題，利用工業CT無損、可檢測內部結構的優勢，由工業CT圖像實現了回轉體零件內部誤差的測量。首先，計算回轉體軸線參數，并將軸線參數和羅德里格公式引入區域生長法中，提升了三維點云分割精度。然后，建立幾何模型的目標函數，采用最小二乘線性擬合獲得幾何模型的初始參數，進一步采用Levenberg-Marquart非線性擬合求解幾何模型的最優參數。最后，根據建立的幾何模型計算零件內...

低盲區三軸矢量原子磁力儀的研制————作者：繆培賢;劉志棟;陳大勇;史彥超;楊世宇;蔡志偉;楊旭紅;

摘要：為了降低三軸矢量原子磁力儀對運動平臺姿態控制范圍的要求，在磁場旋轉調制法矢量原子磁力儀技術方案中選用測量盲區較小的標量抽運-檢測型原子磁力儀，有效降低三軸矢量原子磁力儀的測量盲區，使其有潛力應用于可駐停或緩慢運動的平臺。首先，介紹磁場旋轉調制法矢量原子磁力儀的工作原理；其次，分析標量原子磁力儀選用自激振蕩型Mx光泵磁力儀或抽運-檢測型原子磁力儀時磁場旋轉調制法矢量原子磁力儀的測量盲區分布情況；最后...

復雜坡面擬合的異源點云配準及三維地形精細重建————作者：唐一亮;楊耘;萬宇;徐永節;王銳;辜第楨;

摘要：針對植被覆蓋、地形起伏較大區域的無人機影像點云和三維激光點云密度差異大、空間分布不均勻以及特征不明顯等現象，提出了一種點云數據關鍵坡面特征增強的采樣一致性初始配準（Sample Consensus Initial Alignment, SACIA）與迭代最鄰近點（Iterative Closest Point, ICP）組合配準算法。首先，分別對兩源點云數據進行預處理，再基于隨機抽樣一致（Rand...

偽標簽置信度調控結直腸癌病理圖像半監督語義分割————作者：徐晗晗;張印輝;何自芬;劉珈岑;李振輝;吳琳;史本杰;

摘要：為了改善結直腸癌病理圖像半監督語義分割任務中存在的低置信度偽標簽利用不充分、高置信度偽標簽準確性亟需優化和偽標簽類別不平衡等問題，本文提出了一種偽標簽置信度調控方法，旨在實現結直腸癌病理圖像的高質量多類別半監督語義分割。首先，基于教師-學生模型的半監督語義分割框架，提出在一致性正則化中嵌入類別置信度調控，通過對未訓練教師模型生成的低置信度偽標簽中的混淆類別進行移除以增強確定性，從而提升低置信度偽標...

面向遙感圖像道路提取的多尺度上下文感知網絡————作者：李智杰;惠愛婷;李昌華;董瑋;張頡;介軍;

摘要：針對深度神經網絡在遙感圖像道路提取中面臨的局部特征丟失和提取精度低的問題，本文基于SwinUnet網絡提出了一種面向遙感圖像道路提取的多尺度上下文感知網絡。首先，在編碼器中設計了一個具有上下文聚合模塊的分支，以增強上下文信息提取，并緩解因遮擋引起的語義模糊問題。其次，為了解決編解碼器之間語義信息不匹配的問題并提高模型的空間信息提取能力，在跳躍連接中引入了空間特征提取模塊，取代了SwinUnet中直...

雙超混沌系統結合壓縮感知和Fibonacci變換的彩色圖像加密————作者：賈靜雯;張釗;周紅艷;陳雪波;

摘要：為了解決現有混沌圖像加密算法中低維混沌系統混沌性質弱、安全性低，高維混沌系統傳輸成本高、存儲空間大以及壓縮感知技術中傳統測量矩陣占用空間大、傳輸成本高等問題，本文提出一種雙超混沌系統結合壓縮感知和Fibonacci變換的彩色圖像加密算法。首先，通過Lorenz超混沌系統優化Arnold算法，提高安全性。其次，利用6D超混沌系統改進壓縮感知的測量矩陣，減少空間資源和傳輸成本。再次，采用具有大密鑰空間...

改進相位相關與聚類思想的Micro-LED芯片顯微圖像拼接————作者：林堅普;王廷雨;蔡苾芃;張建豪;梅婷;林珊玲;林志賢;樂建避;吳朝興;

摘要：針對現有Micro-LED芯片的顯微圖像由于存在大量相似且整齊排列的LED而導致算法拼接速度慢及準確率低的問題，本文提出了一種基于聚類思想的Micro-LED芯片顯微圖像拼接方法。首先使用最大類間方差法對圖像進行預處理，隨后使用自適應面積拓展相位相關算法對相鄰兩幅圖像的重疊區域進行峰值計算以求得初步配準的偏移量，接著使用圖像分塊聯合差異值哈希算法的優化配準策略得到優化后的偏移量，最后引入基于密度的...

基于知識蒸餾的Transformer視覺跟蹤器————作者：李娜;劉蒙巧;潘金婷;黃開;賈興軒;

摘要：針對復雜深度模型在運算資源受限條件下難以實現高精度、高幀率跟蹤的問題，本文提出了一種基于知識蒸餾的Transformer視覺跟蹤器。該視覺跟蹤器通過引入圖像動態校正模塊，將當前幀搜索圖像與基于光流的預測圖像進行動態融合，能有效應對目標快速移動、運動模糊等挑戰。為了降低模型復雜度，本文采用知識蒸餾學習策略對模型進行壓縮，并將同方差不確定性融入損失函數中，通過學習可得到不同子任務的損失權重，從而避免手...

中紅外駐波V型腔衰蕩¹⁴CO₂光譜檢測————作者：張洪煒;趙剛;朱炳弛;焦康;朱地;史哲;楊天悅;閆曉娟;楊家琪;馬維光;賈鎖堂;

摘要：針對核設施對氣態污染物高靈敏檢測的需求，提出了一種基于駐波V型腔衰蕩吸收光譜的¹⁴CO₂檢測技術，結合量子級聯激光器，搭建了一套中紅外吸收光譜檢測系統，實現了對¹⁴CO₂氣體的高靈敏檢測。系統采用由三個高反鏡組成的駐波V型腔，在不增加光學腔物理長度的情況下將光譜分辨率提升一倍。通過臺階式掃描激光波長從而依次觸發...

三自由度并聯壓電粘滑運動平臺————作者：孟令偉;楊依領;吳高華;崔玉國;魏燕定;

摘要：針對細胞穿刺、顯微操作以及微裝配任務中對宏行程、高精度、大負載和多自由度的性能要求，利用壓電柔順機構設計了三自由度并聯粘滑驅動平臺。將壓電纖維片粘貼至拱形驅動機構，構成驅動單元并結合粘滑致動，實現并聯平臺的大范圍高精度運動。柱形支撐增強了平臺承載能力，萬向軸承減小了移動平臺的非驅動摩擦，提高整體運動性能。通過有限元法建立拱形柔順驅動單元的靜力學模型，并對輸出位移和固有頻率進行仿真分析。最后，搭建實...

超寬帶多錨點彈性輔助的視覺/慣性緊耦合導航————作者：羅豪龍;李建勝;徐志濤;王力;張世田;李廣云;

摘要：視覺慣性UWB松耦合導航方法需要提前構建UWB坐標系統和獲取UWB錨點位置，導致它在實際應用中耗費大量時間和精力。針對單錨點輔助的視覺慣性緊耦合導航方法，由于單個UWB錨點只提供了一維距離約束信息，對系統的精度和穩定性的提升有限。為了降低系統的配置難度和提高系統的定位性能，提出了一種無需提前獲取UWB錨點位置、具有普遍適用性的UWB多錨點彈性輔助視覺/慣性導航緊耦合方法。首先，基于即插即用的思想提...

基于雙光梳的精密離心機動態半徑外基準測量————作者：周思宇;馬宇軒;賀棟;張春京;湯莉;劉欣;王姍姍;吳冠豪;

摘要：為實現對精密離心機動態半徑的精準測量，基于雙光梳測距技術的高測速、高精度、絕對測距優勢，結合柱面鏡與會聚光路組成的空間光學布局，建立了離心機動態半徑外基準測量系統。介紹了基于雙光梳測距的外基準測量裝置構成及其工作原理，分析了柱面鏡靶標曲率半徑誤差與裝調誤差對動態半徑測量精度的影響，并提出互補償誤差修正方法。然后，搭建實驗系統對精密離心機在不同加速度下的動態半徑進行了實時測量，評估了靜態測量精度和動...

光聲光譜二氧化碳傳感的種子活力檢測————作者：郭振宇;樊亞杉;翟保杰;謝睿雋;尚智金;田亞莉;邱選兵;李傳亮;

摘要：為研究種子呼吸過程中二氧化碳（CO₂）含量變化與種子活力之間的關系，設計了一款基于差分亥姆霍茲光聲池的CO₂光聲傳感系統，并通過測量不同種子活力的南粳水稻種子的CO₂產生速率，對系統進行了性能測試評估。自主設計了基于現場可編程邏輯門陣列（FPGA）開發板的信號處理模塊，實現了激光驅動電流的精準調控以及光聲信號的解調，通過優化調制頻率...

陣列飛行時間實時非視域成像技術————作者：韓圓;李有治;紀珍辰;艾宏旭;姚家琦;王艷秋;鄭福;孫志斌;

摘要：為解決現有非視域成像技術存在的成像速度慢、成像范圍小和成像系統復雜昂貴的問題，提出了陣列飛行時間實時非視域成像方法，建立面陣飛行時間三次散射非視域成像理論模型，研究了成像距離和光源照射角度對系統重建結果的影響及系統性能，構建飛行時間非視域三維成像的評價指標。該方法利用850 nm的調制激光作為光學信號源，以飛行時間相機作為傳感器接收經中介面散射回的三次散射目標信號，通過解調算法獲得的深度信息重建出...

晶圓定位標記光學成像的自適應聚焦評價————作者：楊金;張航瑛;孟凱;樓佩煌;

摘要：晶圓定位標記尺寸小，形貌多，傳統聚焦評價函數進行計算時存在穩定性差、靈敏度低等問題。針對上述問題提出了一種基于多向梯度方差的自適應聚焦評價算法。首先針對標記圖像進行特征邊緣像素點自適應采樣提取；然后聯立Brenner函數和Roberts函數，構建適用于晶圓定位標記的多向梯度評價函數，對采樣的像素點進行評價計算，得到初始聚焦評價函數值；最后對圖像集的初始聚焦評價函數值進行方差計算，優化函數抗噪性，得...

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