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  • 【期刊】 基于空谱联合聚类的改进核协同高光谱异常检测

    刊名:光子学报 作者:刘春桐 ; 马世欣 ; 李洪才 ; 何祯鑫 ; 王浩 关键词:高光谱 ; 异常探测 ; 基于密度的聚类算子 ; 聚类 ; 自适应核 ; 联合表示理论 机构:火箭军工程大学导弹工程学院 ; 火箭军工程大学导弹工程学院 年份:2019
    摘要:针对空谱信息中普遍存在的异常干扰现象,提出了基于空谱联合聚类的自适应核协同表示高光谱异常目标探测算法.算法充分发挥了基于密度的聚类算子(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)对于异常点的筛选特性,在DBSCAN聚类去除异常波谱的基础上,采用分波段子集随机投影变换对数据降维处理,以减少谱噪声和谱冗余,并采用DBSCAN聚类消除了局部背景像元中的杂乱点对协同探测算法结果的干扰.研究了背景离散度对核参选择的影响,比较了不同的核估计方法,并提出基于平均差的自适应核协同算法.采用该方法对AVIRIS和ROSIS的三组数据进行仿真实验并与现有算法进行了对比,结果表明该算法表现出较好的探测性能.
  • 【期刊】 基于最小二乘法的光纤陀螺动态寻北算法研究

    刊名:电光与控制 作者:刘春桐 ; 吴荣晶 ; 李洪才 ; 张正义 关键词:光纤陀螺 ; 动态寻北 ; 最小二乘拟合 ; Simulink ; 建模与仿真 机构:火箭军工程大学 ; 火箭军工程大学 年份:2017
    摘要:相比于静态条件下的寻北方案,动态寻北能够有效抑制光纤陀螺的各种随机误差,大幅提高寻北快速性和定位精度。常见的动态寻北算法有最小二乘拟合法、数学函数调制解调法和单位函数调制解调法等。在最小二乘拟合算法原理的基础上,利用Matlab/Simulink仿真工具建立了两种寻北模型,并对模型适用性进行了检验。通过建立模型研究了转台转速、采样频率、随机噪声、采样点数及常值漂移对光纤陀螺动态寻北结果的影响。仿真实验结果表明随机漂移噪声是影响寻北精度的关键因素。采样点对寻北结果的影响表明,采样点数足够多时,寻北误差趋于稳定,可以实现残周期采样的寻北从而缩短寻北时间。
  • 【期刊】 一种基于FBG的多功能复合流量传感技术

    刊名:《光学学报》 作者:刘春桐 ; 李洪才 ; 冯永保 ; 蔡伟 ; 赵晓枫 ; 杨志勇 关键词:光纤光学 ; 光纤布拉格光栅 ; 多功能 ; 流量传感 ; 压力 ; 温度 机构:第二炮兵工程大学 ; 第二炮兵工程大学 年份:2015
    摘要:针对传统流量测量中存在的测量灵敏度不高、测量参数单一,传感器体积较大等不足,提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的多功能复合流量传感器。传感器以FBG差压式流量测量为结构主体,同时有机集成了FBG温度和压力传感器,从而实现对被测流体的流量、压力和温度的同时测量。在介绍FBG传感原理的基础上,分析了毛细钢管封装FBG温度传感器和盲管式FBG压力传感器的工作机理。同时,在分析差压式FBG流量传感器工作原理的基础上,介绍了FBG多功能复合流量传感器的结构和实现原理。分别采用水浴装置、压力表校验仪和综合流量测试台对多功能复合传感器中的FBG温度、压力和流量传感器进行了传感特性实验。测试结果表明,FBG温度传感器的灵敏度为0.015nm/℃,FBG压力传感器的灵敏度为0.028nm/MPa,FBG流量传感器的分辨率为0.068L/s。同时,传感器的温度测量功能可作为参考,从而克服FBG压力及流量测量中的温度交叉敏感效应。
  • 【期刊】 一种FBG靶式流量传感的结构设计及实验研究

    刊名:光电子·激光 作者:刘春桐 ; 王鹏致 ; 李洪才 ; 吴荣晶 关键词:光纤Bragg光栅(FBG) ; 流量传感 ; 靶式结构 ; 等强度悬臂梁 机构:第二炮兵工程大学 ; 第二炮兵工程大学 年份:2015
    摘要:针对传统液压系统检测中存在的传感器体积较大、测量精度不高等问题,设计了一种基于光纤Bragg光栅(FBG)的一体式靶式流量传感器。在分析FBG及靶式流量传感原理的基础上,设计一种结构紧凑、便于密封和拆装的一体式靶片,将置于流体中迎流靶片所受的与流速成对应关系的冲击力转化成FBG波长的漂移,双FBG对称粘贴于悬臂梁上下表面的中轴线上,在提高传感灵敏度的同时,有效解决了温度与应变的交叉敏感问题。通过砝码干校实验测得传感器的灵敏度为3.55pm/g,其对应的流量灵敏度为0.076L/s。实验结果表明,双FBG中心波长的变化总量与加载在靶片上的质量有良好的线性关系,灵敏度是单个FBG灵敏度的2倍,且几乎不受环境温度的影响,稳定性、可靠性较好。
  • 【期刊】 FBG弯曲传感在滑坡预警监测中的应用研究

    刊名:光电子·激光 作者:刘春桐 ; 李洪才 ; 冯永保 ; 周召发 ; 何祯鑫 关键词:光纤Bragg光栅(FBG) ; 弯曲传感 ; 滑坡预警 ; 边坡形变 机构:第二炮兵工程大学 ; 第二炮兵工程大学 年份:2015
    摘要:针对传统滑坡预警监测技术中存在的自动化程度较低、测量精度不高,不易对边坡实现大面积和长期可靠在线监测等不足,研究了采用光纤光栅(FBG)弯曲传感技术用于边坡表面形变及深部位移测量的结构原理及具体应用方式。在分析采用简支梁和悬臂梁两种结构实现FBG弯曲调谐原理的基础上,选择具有不同中心波长的FBG进行串接后,粘贴于弹性杆件PVC管上,实验验证了利用简支梁和悬臂梁两种FBG弯曲调谐结构实现边坡表面形变及深部位移进行原理性测量的可行性。实验结果表明,粘贴在PVC管上不同位置的FBG的波长变化量与该位置的形变量有着明显的线性对应关系;两种结构最大形变位置的FBG测量灵敏度分别为0.245nm/mm和0.166nm/mm;采用在PVC管两侧对称180°的位置粘贴FBG的方法,可在提高FBG检测灵敏度的同时,解决FBG温度及应变的交叉敏感问题,消除环境温度变化对FBG弯曲传感测量结果的影响。
  • 【期刊】 一种内嵌喷嘴差压式FBG流量传感器

    刊名:光电子.激光 作者:刘春桐 ; 李洪才 ; 冯永保 ; 王鹏致 ; 何祯鑫 关键词:光纤Bragg光栅 ; FBG ; 流量传感 ; 差压式 ; 标准喷嘴 机构:第二炮兵工程大学 ; 第二炮兵工程大学 年份:2014
    摘要:针对传统液压系统流量测量中存在的传感器体积较大、测量精度不高等问题,研究并设计一种内嵌喷嘴差压式光纤Bragg光栅(FBG)流量传感器。在分析FBG及差压式流量测量原理的基础上,选用标准喷嘴作为节流元件,通过将FBG沿径向粘贴于圆形平面膜片上,敏感被测流体经过喷嘴节流口后在两侧所产生的压力差。推导了FBG中心波长偏移与被测流体流量变化之间存在的数学关系,并通过试验平台测量了传感器的静压特性以及动态流量特性。测试结果表明,传感器中FBG平面膜片的静压力差压灵敏度为0.712nm/MPa,而差压式FBG流量传感器的灵敏度为0.067L/s。本文传感器具有测量精度高、体积较小和环境适应能力强等优点,且易于实现传感复用并构成准分布式检测网络。
  • 【期刊】 基于线性嵌入和张量流形的高光谱特征提取

    刊名:光学学报 作者:刘春桐 ; 马世欣 ; 李洪才 ; 张耿 ; 何祯鑫 关键词:遥感 ; 高光谱 ; 降维 ; 线性嵌入 ; 流形学习 ; 张量表达 机构:火箭军工程大学导弹工程学院 ; 火箭军工程大学导弹工程学院 ; 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室 年份:2019
    摘要:为了使降维结果更好地体现高光谱数据的空间结构信息,并进一步提高分类精度,提出了一种基于线性嵌入和张量流形的高光谱特征提取算法。不同于其他流形结构的表达方法,所提算法采用协同表示理论求解全局线性嵌入的权重矩阵,更有利于保持高维数据的全局信息,提高了流形结构表达的准确性。同时,建立了基于多特征描述的张量流形降维框架,得到的显式映射具有较强的可靠性和全局适应性。实验结果表明:与主成分分析、局部线性嵌入、拉普拉斯特征映射和线性保留投影等算法相比,所提算法表现出了更优越的分类性能。
  • 【期刊】 较大视场的全自动经纬仪望远物镜设计研究

    刊名:科学技术与工程 作者:刘春桐 ; 张洋 ; 吴国俊 ; 何祯鑫 关键词:电子经纬仪 ; 目标自动搜索 ; 大视场 ; 光学设计 机构:第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室 ; 第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室 ; 中国科学院西安光学精密机械研究所 年份:2013
    摘要:实现电子经纬仪的数字化、自动化,以提高测量精度和效率,对军事应用有重要意义。针对经纬仪自动化设计过程中存在的原望远镜视场角较小、辅助大视场望远系统结构复杂和目标搜索耗时较长等问题,对全自动经纬仪的望远物镜进行了小畸变、大视场化的设计。结合应用条件,通过理论分析和计算,提出望远镜视场角由1°30'提高到5°的指标。基于Cooke物镜结构,应用ZEMAX进行设计、优化和像质分析,得到了满足设计指标的物镜结构,其MTF值在40 lp/mm空间频率处超过0.545,畸变小于0.01%,10μm弥散半径范围内包含的能量比例高于80%。该望远物镜的像质优良,提高了目标自动搜索的效率,满足了高精度测量和自动化的要求。
  • 【期刊】 基于MTF辅助正焦判断的自动调焦搜索算法

    刊名:光子学报 作者:刘春桐 ; 何祯鑫 ; 黄先祥 ; 吴国俊 ; 张志利 关键词:自动调焦 ; 调制传递函数 ; 评价函数 ; 爬山算法 ; 刃边法 机构:第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室 ; 第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室 ; 中国科学院西安光学精密机械研究所 年份:2014
    摘要:针对传统爬山搜索算法受调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦的问题,提出一种基于调制传递函数辅助正焦判断的自动调焦搜索算法.该算法对爬山法进行改进,在选择图像清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数值,综合判断搜索方向;采用改进的刃边法,在自动完成刃边区域选择的基础上,可精确计算图像的调制传递函数值,并给出了改进算法的原理和实现.为了衡量改进算法的性能,验证调焦系统成像效果,分别考虑搜索算法对不同调焦初始位置以及环境变化影响,在经纬仪自动调焦系统平台上展开算法的调焦实验分析.实验结果表明改进的自动调焦搜索算法能有效地排除局部极值干扰,使系统准确、可靠的调焦.
  • 【期刊】 一种基于LabVIEW的准分布式光纤光栅传感解调系统设计

    刊名:激光与光电子学进展 作者:刘春桐 ; 王鹏致 ; 李洪才 ; 吴荣晶 关键词:传感器 ; 准分布式传感解调 ; 光纤布拉格光栅 ; LabVIEW ; 解调技术 机构:第二炮兵工程大学二系 ; 第二炮兵工程大学二系 年份:2016
    摘要:针对光纤布拉格光栅(FBG)准分布式传感解调系统进行了专门的研究。结合准分布式传感解调信息混杂、动态范围大等特点,自行搭建了FBG传感解调系统。以实验室现有的复合传感器为平台,基于Lab VIEW软件,开发出一种适用于光纤光栅准分布式传感解调的测试平台,使得承载有温度、压力、流量信息的波长变化智能区分,并通过相应计算将被测物理量实时显示。通过实验,对温度、压力、流量传感器分别进行了标定,得出相应的计算参数;通过综合实验,系统分辨出了不同物理量的波长值并直接显示被测量,实现了高精度可视化实时显示的目的,验证了系统设计的可行性与可靠性。
  • 【期刊】 电子经纬仪系统中自动调焦爬山搜索算法的优化设计

    刊名:计算机测量与控制 作者:刘春桐 ; 张洋 ; 何祯鑫 ; 张志利 关键词:自动调焦 ; 电子经纬仪 ; MTF ; 评价函数 ; 爬山算法 机构:第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室 ; 第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室 年份:2014
    摘要:电子经纬仪的自动调焦是仪器实现自动化的重要部分,自动调焦的过程就是镜头按照自动调焦搜索算法来回搜索调焦评价函数求最大值的过程,传统的爬山搜索算法会受到调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦;介绍了一种改进的自动调焦搜索算法,在选择清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),综合判断搜索方向,给出了优化算法的原理和实现;实验结果表明,改进的爬山式搜索算法中Brenner函数值的标准差为0.009 3,MTF值的标准差为0.003 9,平均用时为12s,能有效地排除局部极值干扰,使系统精确、可靠的调焦。
  • 【期刊】 全自动自准直经纬仪轴系精密伺服驱动系统

    刊名:仪表技术与传感器 作者:刘春桐 ; 张志利 ; 王东波 关键词:位置伺服 ; dsPIC30F6012A ; 直流力矩电机 ; 电子经纬仪 机构:第二炮兵工程学院202室 ; 第二炮兵工程学院202室 年份:2011
    摘要:针对传统电子经纬仪轴系手动操作的不足,设计轴系直流电机伺服系统以实现其自动化操作。以控制计算机为上位机,负责对加装在电子经纬仪中的面阵CCD相机采集到的图像进行图像处理,得到角度偏差并将此偏差信号输入到加装在电子经纬仪中的dsPIC30F6012A芯片。由控制芯片依据控制算法运算处理后得到电机驱动信号并经驱动放大后控制电机转动。位置控制算法选用积分分离式PID算法。实验结果表明:加装电机后的电子经纬仪在实现了轴系自动转动的同时能保持其原有测量精度。
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