摘要:本次俄乌冲突已成为二战后欧洲地区爆发规模和烈度最大的武装冲突。从无人化作战领域看,乌军利用美援助的“弹簧刀300”“弹簧刀600”系列巡飞弹打击俄军指挥人员、装甲车辆和移动防空设施等高价值目标,取得较好效果,展现了无人智能领域的新战法打法。“弹簧刀”系列巡飞弹制导设计方案中,导引头作为其武器系统的核心,具备自主搜索、识别与跟踪目标等诸多功能。本文从“弹簧刀”系列巡飞弹制导技术入手,分析了“弹簧刀”系列巡飞弹导引头基本组成、工作原理、工作流程；研探了“弹簧刀”系列巡飞弹导引头关键技术,对“弹簧刀”系列巡飞弹技术特征及与相关装备关系进行了论述,提出了启示思考。

摘要:为了提高激光雷达点云去噪效果,提出双尺度算法。首先通过张量投票矩阵将激光雷达点云进行初步去噪；接着动态半径滤波对大尺度噪声去噪,有效提升滤波精度和算法效率；然后改进双边滤波算法对小尺度点云噪声去噪,权值系数对点云平滑处理,同时能获得点云细节特征；最后给出了算法流程。实验显示本文算法能够去除不同尺度的噪声,去噪后的点云模型能够保留细节处的几何特征,评价指标较优。

摘要:选区激光熔化零件的性能与工艺参数影响的表面质量和内部缺陷是密切相关的,为了深入了解表面质量和内部缺陷与工艺参数之间的关系,以提高成形质量。通过研究不同激光功率和扫描速度制备的选区激光熔化样品的晶粒形貌、致密度和显微硬度。结果表明,随着激光功率的增大,熔池宽度逐渐增大,熔池轨迹更加清晰连续,致密度和硬度呈先增大后减小的趋势；随着扫描速度的增大,熔池宽度减小,熔池轨迹越来越无规则且不连续,致密度和硬度先增大后减小；选区激光熔化316L不锈钢样品均有奥氏体单相构成,不受激光功率和扫描速度的影响。另外,熔池宽度分别与激光功率、扫描速度符合二次多项式数学关系；xoy平面的晶粒尺寸要略小于yoz平面的晶粒尺寸,晶粒大小的差异导致显微硬度的不同,xoy平面上显微硬度都略大于yoz平面上硬度,产生各向异性；孔洞数量少的致密度相对较大,当致密度达到最大9874时,显微硬度也达到最大,xoy平面上硬度为2275 HV,yoz平面上硬度为2101 HV。

摘要:在舰船尾流、渔网等微弱目标探测方面,由于目标对探测激光反射回波微弱以及水体背景的强干扰,导致激光探测系统的探测距离近、探测视场小及目标检测能力弱。论文针对近岸浑浊水体激光探测回波信噪比低、目标探测距离近问题,基于积分雷达方程,针对舰船尾流、渔网等微弱目标,仿真研究了激光接收天线长度,轴距对接收能量的影响,设计了激光发射、接收非同轴探测方案,并进行舰船尾流、渔网等目标探测实验,实验结果表明:通过双通道光学接收系统的空间合成,可抑制近程水体强散射的干扰,可实现对激光探测系统大视场接收、光电探测器高灵敏度接收、目标远距离探测的匹配。论文研究成果可为水下激光探测技术工程化提供支持。

摘要:人工智能的发展程度取决于机器对环境的感知能力,即机器对场景理解的能力,这就离不开其中的核心技术—三维点云语义分割,虽然基于深度学习的三维点云语义分割网络层出不穷,但都存在局部特征利用不充分的问题,导致分割效果不佳。本文针对这个问题,受PointNet++和TSegNet的启发,设计了具有双层结构的CSegNet模型。首先,编码部分使用逐点卷积来取代PointNet层捕捉点云的局部特征；其次,解码部分使用PointDeconv层恢复原始点云结构；最后加入边缘卷积来更有效的提取局部特征,并解决边界不平滑问题。在S3DIS数据集上验证表明,CSegNet能更好的利用局部特征来进行分割,最终得到oAcc为887,mIoU为737的分割准确性。

摘要:3D点云目标检测是计算机3D视觉中的一个关键技术,本文针对激光雷达点云数据的稀疏性、无序性和数据量大,导致神经网络运算效率慢、检测精度低等问题,开展了基于激光雷达点云的目标检测算法研究。在激光雷达点云数据处理阶段,我们将原始点云数据体素化,解决了点云稀疏性和无序性问题,然后使用多层特征下采样层构建特征金字塔,实验验证了该方法使网络在训练阶段更快收敛,有效减少点云数据量大导致的网络运算开销,网络运算效率提升～39；同时,我们通过引入Transformer注意力模块,提高网络对点云目标关键特征的学习能力,使目标检测的准确率达到885。总体实验结果表明,本文算法在确保检测精度的前提下,提升了网络运算效率。

摘要:针对点云数据在进行模型分割中存在高比例外点数据的问题,文章提出一种先验信息采样一致性的三维点云柱面分割方法。该方法首先根据三维点云数据的先验信息计算每个数据点的初始内点概率,选择概率最高的两个样本点作为初始样本子集拟合出初始模型；然后利用几何约束对模型进行预检验,并利用界限损失函数对预检验通过的模型进行模型质量判断,更新最优模型；最后通过贝叶斯定理来更新样本点的内点概率,进行下一次迭代,不断地优化内点集,得出最优模型。实验结果表明本方法相比于传统方法在时间效率上有很大提升。

摘要:激光焊接作为一种飞机上钛合金部件的新型焊接方式而受到国内外广泛关注。本文采用不同功率激光对焊TC4接头,应用体式显微镜、扫描电镜,X射线衍射仪和硬度仪研究了不同工艺参数下各部位的微宏观形貌和显微硬度。结果表明,随激光功率增大,试件逐渐焊透,熔池内物相由等轴树枝晶转变为大β晶粒内的片状α/α′相；等轴树枝晶尺寸增加,α/α′/片层厚度减小；焊接接头的硬度沿测试线的波动随功率增大而增加,激光功率为550W时硬度分布最为均匀。

摘要:采用Cr,Er∶YSGG晶体作为激光增益介质,脉冲氙灯进行泵浦结合电光调Q技术,研制了279μm波段固体激光器。Cr,Er∶YSGG晶体中Cr3+掺杂浓度为2 at%,Er3+离子掺杂浓度为30 at%。电光晶体选用La3Ga5SIO14(LGS)晶体作为退压调Q工作物质。分析讨论了Cr,Er∶YSGG晶体能级结构以及两种不同Cr3+掺杂浓度对晶体激光性能的影响,谐振腔中输出镜透过率分别为T=70、 T=83以及T=91时单脉冲能量及斜效率的变化,并且利用软件模拟分析了晶体内的温度分布以及热透镜焦距随泵浦功率变化情况。结果表明,选用Cr3掺杂浓度为2 at%的Cr,Er∶YSGG晶体作为工作物质以及透过率为91的蓝宝石作输出镜时能获得更高的输出能量及更好的光斑模式。当脉冲氙灯注入总能量为259J,调Q延时设置为180 μs,重复频率为5 Hz时,实现了最大单脉冲能量119mJ的279μm激光的稳定输出,在此能量条件下测得脉冲宽度为6865ns,平均功率为0595W,斜率效率为011。

摘要:本文研究并设计了一种掺铒光纤放大器,该EDFA能够有效对微弱光信号功率进行放大。首先在OptiSystem环境下进行理论数值仿真优化,根据仿真优化结果对现有光路进行改进。为对比两种掺杂浓度光纤的增益特性,本文进行低掺光纤和高掺光纤仿真与实验,发现高掺光纤优势较大,选用高掺光纤增益系数可达342dB。相较传统EDFA,选择的高掺光纤长度仅为传统光纤长度的十分之一,并且可以保证增益系数在34dB以上；其次在缩短光纤长度的条件下对-40dBm的信号产生较大增益,利用改进的插值法计算测量得到的噪声系数更加精确,较传统放大器低03dB左右,实现较低噪声系数和较高增益。基于以上优点,该放大器已应用于信号光的前置放大系统,对小信号光具有良好的放大效果。

摘要:针对港珠澳大桥沉管隧道内行车道及排烟道可能产生的渗漏水病害现象,采用搭载于巡检机器人的红外热成像阵列,进行图像识别。红外热成像阵列能够应对大视场、远测距、高分辨率的工作场景；图像处理算法包含预处理、图像分割、轮廓检测及决策判断等步骤,同时,当满足气象条件及轮廓内像素灰度阈值时,视为可能存在渗漏病害区域。研究结果可实现沉管隧道内主要设施巡检覆盖率达90以上,最小渗漏检测面积01m×01m的技术指标,并开展实验室测试及天津中试场地实验验证指标及检测系统有效性。

摘要:红外视频存在颜色信息缺失较为严重、识别区域易与背景混淆等现象,使得现有小样本特征提取网络常常关注无效信息,导致识别精度较低。针对此问题,本文提出一种基于内卷积(Conv Involution)算子的红外视频小样本人体行为识别方法。首先,通过InstColorization方法恢复红外视频中的颜色信息；其次,基于空间和通道特异性设计Conv Involution算子,并利用该算子和改进注意力机制设计特征提取网络,分离背景,更有效地关注行为发生区域；最后,结合小样本学习方法ANIL进行人体行为分类。对比实验结果表明,本文所提方法不但识别精度最高,而且具有出色的稳定性。

摘要:针对现有的红外图像增强方法存在欠增强、过增强以及微小细节不清晰等缺陷,提出了一种Gamma变换与多尺度细节增强的红外图像增强方法。该方法充分利用红外图像边缘细节的多尺度特性,用多尺度的引导滤波将红外图像分解为多尺度的细节层和基础层；对基础层进行自适应的Gamma变换,Gamma指数自适应于基础层图像亮区像素数与暗区像素数的比值,旨在适宜地调整红外图像的整体亮度,使得隐藏于暗区的图像信息得以正常显示；对多尺度的细节层分别进行四邻域的拉普拉斯增强,以提升多尺度细节信息的信号强度。实验数据证明,相对于部分最新的现有方法,本文方法具有更好的增强效果,增强图像的视觉感知效果更佳,客观的图像质量指标平均梯度和无参考图像质量指标均较高。

摘要:针对现有红外与可见光图像配准不精确,边缘及细节纹理缺失,融合时间较长,不能突出重点目标等不足,提出一种基于SURF HOG描述符与红外显著性特征的红外与可见光图像融合方法。首先,在红外与可见光图像配准阶段,在SURF(Speed Up Robust Features,SURF)框架内构建基于HOG(Histogram of Oriented Gradient,HOG)的特征点描述符,并通过NNDR(Nearest Neighbor Distance Ratio,NNDR)进行红外与可见光图像的特征点匹配；其次,在显著特征提取阶段,先通过四叉树算法对源红外图像分解,然后通过贝塞尔插值法重建红外图像背景,接着分别对红外图像中的背景及目标进行自适应抑制以提取目标红外显著性特征；最后,结合已配准的可见光图像与重建后的红外图像以获取最终融合结果。实验结果表明,所提方法对不同场景下的红外与可见光图像具有较高的配准精度,不同场景下的融合结果不但主观视觉上具有显著的目标特征,同时背景纹理和边缘细节清晰,整体对比度适宜,运行时间最短,并且在客观评价指标上也取得了较好的效果。

摘要:针对制冷型红外焦平面探测器倒装互连工艺中的铟柱高度展开了调研,结果显示目前行业内关于该工艺中的铟柱高度设计的离散性较大,铟柱高度范围为5～24μm,差值达到了19μm。本文构建了包含探测器芯片、铟柱、填充胶、钝化层和UBM的像元级有限元仿真模型,并根据不同的铟柱直径和高度开展了60组仿真计算,根据计算结果绘制了p n结区最大应力值的变化曲线,并分析了应力变化规律。

摘要:密封性作为光电设备的一项重要指标,会直接影响到光电设备的安全性、可靠性和耐久性。而O形圈是光电设备中一种重要且常见的密封形式。鉴于轴向密封的O形圈经常使用紧固螺栓进行压紧,该文章提出了一种基于国标的O形圈选型及沟槽和螺栓设计方法,并且对于其中的计算和查表部分基于Python进行了实现,在极大简化了设计流程、减少了设计计算量、提高设计效率的同时,对于标准件智能设计有一定的借鉴意义。

摘要:为了实现可见光波段不同波长多路激光的精密合束,设计了一套激光合束系统。通过长焦距镜头和高缩束倍率镜头配合大面阵光电探测器分别实现合束激光指向与位置的高精度、实时监测；通过高精度的角度调节平台和位置调节平台分别实现光束指向和位置监测误差的实时补偿。在完成光束指向、位置监测镜头的设计加工及精密装调后,获得位置监测装置的监测分辨率为0054mm,指向监测装置的监测分辨率为35 μrad；在完成光束位置校正平台、指向校正两维摆镜、闭环控制系统合束流程的详细设计后,对合束系统的合束精度进行实验检测和误差分析。实验结果表明:合束系统短时间内针对稳定光束的合束精度为:指向617 μrad,位置优于066mm；长时间内针对缓慢漂移光束的合束精度为:指向1846 μrad,位置优于072mm。因此,所设计的激光合束系统合束精度高,并且可及时对光束的漂移误差进行自动补偿,满足系统的应用要求。

摘要:为了提高红外无线传感器网络覆盖效果,采用改进粒子群算法。首先建立红外无线传感器网络覆盖模型,包括无线传感器的覆盖率、剩余能量率、利用率；接着对粒子进行方向感知,粒子的适应度函数值与自身当前最佳值比较,获得不同的更新速度与位置,为了避免进化过程中受方向感知粒子过度引导,自适应感知因子在算法运行初期设置较大值,而在算法运行后期设置较小值；最后构建粒子群适应度函数,给出了算法流程。实验显示本文算法增加了覆盖率,减少了功耗,同时也降低了传感器节点利用率,不同场景下本文算法评价指标较优。

摘要:在大型结构件装配过程中,为了减小多激光雷达组网系统的测量误差,并实现装配轨迹的自动修正,设计了基于聚类算法的装配轨迹自动修正系统。通过聚类分析完成对站位布局的优化,利用残差补偿实现多站数据的融合,并完成了5种不同状态的单站及多站距离精度测试。实验结果显示,在单站精度几乎一致的条件下,经优化布局后的系统转站测量不确定度由125mm提升至045mm。在装配轨迹修正实验中,获得了半径为35m圆域内激光雷达随偏转角变化的匹配数据规律。测试分析了5个位置点的坐标值与位姿偏移量,在三个轴向上的位置偏差均值分别为0042mm、0033mm和0039mm,位姿偏角均值分别为025°、023°和049°。可见,装配轨迹修正量与转站测量不确定度相近,该系统可以实现对装配过程的在线自动修正。其可有效降低多激光雷达组网系统的数据融合误差,在自动化装配领域具有一定的价值。

摘要:为了实现未知退化类型条件下的图像恢复,提出了一种基于低秩先验非局部匹配的高光谱图像恢复方法。该恢复策略将结构相似性指数度量作为数据保真度项,核范数作为正则化项,从而能够使用单一算法解决延迟和信号相关的退化形式,能够处理加性高斯噪声、与信号相关的泊松噪声、混合泊松-高斯噪声,并且能够恢复被截止期和条纹损坏的高光谱图像。通过多个数据集实验结果证明了提出方法具有较好的恢复效果。

摘要:高光谱遥感图像虽然具有较高的光谱分辨率,但只能提供二维光谱信息,而激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)可以提供可靠的三维数据和森林的冠层特征,二者结合能够优势互补,协同提高地物分类能力。基于此,本文提出了一种利用高光谱和机载激光雷达数据进行树种识别的方法,探讨了二者协同对树种精细分类的影响,最后通过公开数据的实验来验证方法的有效性。结果表明,高光谱和激光雷达数据结合后,树种分类精度得到了显著提高。通过本文提出的方法,即使使用少量特征也能大大提高分类精度。整体分类准确率最高达到9321,比单个高光谱数据的分类准确率提高931。