面向光学测量跨源点云的多尺度采样配准方法

为了实现具有不同测量尺度、分辨率与精度等特性的跨源点云的精确配准,提出了基于多尺度采样的测量点云数据配准方法。通过尺度滑移算法来滤除高频细节信息,保留轮廓数据,并结合体素网格邻域法来实现点云数据的降采样;对于宏观结构光视觉测量的低分辨率点云数据,通过基于深度学习的渐进式三维点云上采样算法可以精确还原结构光点云的轮廓细节,实现跨源点云在尺度与分辨率上的统一。最后,采用迭代最近点法对处理后尺度近似的数据进行配准,并将配准关系逆向用于原始跨源点云的配准。实验结果表明,多尺度采样方法对于跨源点云的配准精度有所提高,能有效用于发动机叶片等零部件的高性能检测。     

单次通过型束流位置探测器的束流位置测量方法

针对当前单次通过型数字束流位置探测器（BPM）有效采样点数少、数据信噪比低、测量分辨率差的问题，提出了一种基于“束流单次通过”的数字BPM测量改进算法。该算法通过模拟信号的功分-延迟-合成，增加了有效采样数据，并通过采样数据的截取与数据拼接、数字滤波等数据处理方式，提高了采样数据的信噪比，并最终实现了BPM测量分辨率的提高。实验结果表明，该算法在不改变模数转换器（ADC）采样率的情况下，将单次通过型BPM的测量分辨率提高了约2倍。该测量方法为提高单次通过型BPM的测量分辨率提供了一种新的解决方案，已成功应用于北京正负电子对撞机（BEPCII）和高能同步辐射光源（HEPS）直线加速器项目中。     

一种新的激光车辙深度测量方法研究

车辙深度测量通常使用共梁式多路激光测距传感器测量路面多个离散点,由多个测量点组成的断面信息计算车辙深度,因横向采样点间距宽,导致测量误差较大。提出了一种新的激光车辙深度测量方法,采用线激光器和三维(3D)相机组合集成测量路面3D断面,通过3D断面解算车辙深度。3D相机以一定夹角采集激光器投射在路面的线结构光图像,获取路面的3D断面数据,对断面数据通过拉依达准则进行异常值剔除,再进行旋转、平移和模型识别,最终计算路面左右轮迹和最大车辙深度。实际证明,数据重复性和相关性都达到98%以上,与传统方法相比较,该方法采样间距小、测量精度高、成本低、通用性强,具有广阔的使用推广价值。     

圆柱腔低频声场的球谐函数分解及声场再现

针对圆柱腔低频声场的球谐函数分解,提出了基于移动式球形传声器阵列(简称球阵)测量的空间域直接求解法。利用空间域测量数据,在压缩感知(Compressive Sensing,CS)理论框架下通过一次线性方程组求解,获得整体坐标系下的声场展开系数。首先讨论了感知矩阵的列相关性,比较不同球阵形式及球面采样点数目,不同球谐函数截断阶数以及空间测量位置等的影响。随后在飞机舱室模型内利用文中提出的方法求解声场展开系数,再现腔内水平面的声压分布,并与传统球坐标变换方法做比较。实验结果表明,利用空间域直接求解法,通过球面随机挑选10个采样点的刚性球阵在声腔3个位置进行声场测量,不仅能够有效求解声场展开系数,而且声场再现精度更高,同时计算效率也显著提高。      

民机噪声适航合格审定试验中地面影响研究

在民用飞机噪声适航合格审定试验中,传声器布置在地面上1.2 m处,测得的噪声包含地面影响。该文提出了一种分析地面对民机噪声适航合格审定试验中有效感觉噪声级影响的方法,并以ARJ21-700飞机噪声适航合格审定试验为例,对地面对飞越噪声的影响进行了计算和分析。在对飞行试验中飞机自由场声压级理论计算方法进行分析的基础上,通过飞越噪声测量点处布置的倒置传声器装置测量结果,计算了该测量点处的自由场声压级。随后,对满足"CCAR-36部"的不同地面声阻抗对噪声的影响进行了计算,分析了地面条件对噪声适航合格审定中有效感觉噪声级的影响。结果表明,地面声阻抗对噪声适航合格审定结果有明显影响,该方法可以为民用飞机噪声适航合格审定试验提供一种分析测量点地面的声学处理对噪声评定结果影响的手段。     

基于高速像机阵列的起飞着陆段航迹测量技术

针对GPS采样频率低、动态精度差的问题,为了在飞机起降性能测试课题中获取更高频率、更高精度的位置、速度等参数信息,利用高速像机阵列对飞机的起飞着陆运动过程进行接力拍摄,通过对各站点高速像机拍摄到的图像序列分析处理,利用数字图像处理技术、近景数字摄影测量三维直接线性变换(DLT)等算法,解算出了飞机的位置及速度数据。该方法对其他类似飞行物的轨迹测量具有指导意义。     

隘路环境下排爆机械臂Multi-RRT路径规划算法

排爆机械臂通常工作在类似隘路的环境中,传统的基于采样的路径规划方法在隘路环境下计算效率较低;提出一种采样增强的Multi-RRT路径规划方法,该方法分为两个部分:第一部分为区域随机桥采样法,该方法以采样特征决定局部C空间(configuration space)随机桥测试的参数并采集有限隘路样本;第二部分为Multi-RRT算法,以起始点、目标点和随机桥采样所得点为树根,多树多方向协调生长规划路径;仿真实验结果表明该方法提高了快速扩展随机树算法的计算效率,有效地解决了隘路环境下排爆机械臂的路径规划问题,适用于多维高自由度机器人系统的路径规划。     

基于轮廓模型的单应识别优化算法

提出了基于轮廓模型的复杂背景弱纹理目标单应优化方法。算法在随机抽样一致(RANSAC)框架下实现了初始变换的求解,通过优化法向距离实现了单应的优化求解。为了快速稳健地求解初始单应,算法随机选取三条满足一定几何约束的直线段进行假设变换关系的求解,通过选取使得投影误差最小的变换关系作为单应初值。为了解决复杂背景条件下模型-图像对应错误引起的优化失败问题,在模型-图像点匹配阶段,算法为每个采样点保留多个图像点对应,同时在对样本点进行加权过程中,该算法综合考虑了样本点自身的属性和样本点同周围点的关系,有效提高了稳健性。实验结果表明:该方法能够实现复杂场景目标单应的优化求解,相比传统的方法,该方法能够有效克服复杂背景的干扰,实现弱纹理目标单应的稳健估计。     

飞机激光雷达散射截面测量与分析

飞机激光雷达散射截面的测量,对于研究飞机激光散射特性以及评估探测系统至关重要.本文介绍了飞机激光雷达散射截面测量理论,设计了飞机激光雷达散射截面测量装置和测量方法,并通过实验验证了该装置与测量方法.在全尺寸真实飞机试验与测量过程中,通过对原始数据高斯补偿与背景修正,获得了误差小于7%的飞机激光雷达散射截面数据.实验结果表明,本文提出的飞机激光雷达散射截面测量与分析方法是正确的和有效的.     

多光谱大面阵彩色CCD数字航测相机设计

针对大比例尺数字航空测量系统的特点,利用系统高度集成技术,研制了一套大像幅,高分辨率、多光谱的数字航空测量系统.该系统的核心是四台面阵CCD相机,其中一台是9k×9k的大面阵CCD相机,获取全色图像;另三台是2k×2k面阵CCD相机分别获取红(Red,R),绿(Green,G),蓝(Blue,B)三个可见光的图像,通过数据融合实现彩色图像的获取.详细阐述了高分辨、多光谱相机的关键技术及其实现方法.该系统在Y-5遥感飞机上进行了搭载飞行实验,对获取的图像进行处理和分析,获得满意的图像,满足了大比例尺数字航空测量要求.     

测量可溶性物质的密度

常规方法测量可溶性物质（如食盐）的密度遇到了困难,经过分析研究和实验检测,本文给出的3种实验方法的确可行,实验结果误差较小。     

接地电阻能否精确测量

根据物理量测量的基本原则可以看出,接地电阻的测定不具有重复性和单值性,实践显示,接地电阻是一个无法测定的物理量.     

大口径光学玻璃光学均匀性干涉绝对测量方法

在光学透射材料均匀性测量的各个方法中,干涉测量方法作为绝对测量方法,能摈除干涉仪标准面及待测元件的面形影响,具有很高的测量精度而逐渐被广泛使用。详细研究了使用干涉手段测量透射材料均匀性的方法,对其中材料切割角度所引入的误差进行了详细分析,并提出修正方法。同时研究了测量光学材料均匀性的拼接算法,实验表明：该方法可以实现用小口径干涉仪测量大口径玻璃材料的光学均匀性的目的,而且其测量精度很高。     

Improving the teleportation of quantum Fisher information under non-Markovian environment

Quantum teleportation is designed to send an unknown quantum state between two parties. In the perspective of remote quantum metrology, one may be interested in teleporting the information that is encoded by physical parameters synthesized by quantum Fisher information (QFI). However, the teleported QFI is often destroyed by the unavoidable interaction between the system and the environment. Here, we propose two schemes to improve the teleportation of QFI in the non-Markovian environment. One is to control the quantum system through the operations of weak measurement (WM) and corresponding quantum measurement reversal (QMR). The other is to modify the quantum system based on the monitoring result of the environment (i.e., environment-assisted measurement, EAM). It is found that, in the non-Markovian environment, these two schemes can improve the teleportation of QFI. By selecting the appropriate strengths of WM and QMR, the environment noise can be completely eliminated and the initial QFI is perfectly teleported. A comprehensive comparison shows that the second scheme not only has a higher probability of success than the first one, but also has a significant improvement of the teleported QFI.     

光学薄膜折射率和厚度测试仪检定规程解读

简要介绍光学薄膜折射率和厚度测试仪检定规程的构成，被检测量仪器的技术指标、主要检定参数和检定方法等。该规程适用于光谱椭偏法测量光学薄膜折射率和厚度的仪器，在从事光学薄膜研究、生产和使用的单位具有广泛的应用前景。     

镜像光衍射技术及其在测量中的应用

对光衍射技术提出了一种新方法,即在衍射缝后引入反射形成镜像,用以改变衍射条纹的光强分布,这种方法可提高测量精度,加大动态范围,改善因缝不理想所形成的场分布,还对参数的选取进行了讨论。     

光速测量仪中的远程光光程测量方法的改进

通过对大学物理实验光速测量仪测量光速中的远程光光程测量方法的改进,得到影响测量精度的主要误差来源于远程光光程的测量误差,并进行了分析计算,提出了控制误差的方法和措施。     

线性调频半导体激光器实现大尺寸静态、动态测距

提高大型机电设备的加工水平，动态在线测量是关键。将线性调频半导体激光器应用于动态测量，对目标的位置及移动的速度、加速度等实现准实时测量，可对加工过程实现动态补偿；依靠系统的自校准，消除半导体激光器的老化对激光波长的影响，使得测量精度得以保证，进而使其实用化成为可能；待测的参数是拍频的频率，即测量精度与半导体激光器的输出光功率无关，加之频率是数字量，便于和微机相连组成自动测控系统。系统静态相对测量精度为３×１０－４。整个测量系统体积小、结构简单，便于实现生产和现场安装，可广泛应用于大型机电设备的静态、动态测量。     

红外光学系统光谱透射比校准技术

针对红外光学系统透射比参数无法准确测量的问题,开展了红外光学系统光谱透射比测量和校准技术研究。通过对积分球法、大面积均匀源法等测量方法进行分析,研究构建了基于回返射法的红外光学系统光谱透射比校准装置,并建立了完整的光谱透射比量值溯源和量传链条。利用该装置实现了2μm～14μm波长范围的光谱透射比测量,对测量结果进行不确定度分析,结果为2%。相对于以往的透射比测量装置,该装置的测量结果具有更高的准确性和可靠性。     

YAG激光晶体光性光电测量

本文在概述YAG激光晶体材料消光比和侧向散射系数测量的同时,提出了前向散射系数的测量、计算和处理方法。介绍了利用微机进行数据采集、统一处理,给出上述诸参数测量结果的自动化测量手段。