一种激光雷达探测模块控制电路的设计和制作

传统上使用机械旋钮调节光电倍增管 (PMT) 增益的方法不仅存在需要人为依据经验手动操作、准确性差等 弊端, 而且 PMT 增益易受温度影响, 需要根据环境温度动态调整 PMT 的高压, 这些局限性都不利于其在激光雷达系 统中的应用。为了便于对 PMT 进行增益调节并保持 PMT 增益的稳定, 设计了可用于激光雷达系统的 PMT 控制电路 板, 该电路可使用计算机实现增益调节和高压的温度自适应调节, 从而精简了信号探测系统的结构与体积, 提升了信 号的稳定性。本工作采用内置高压电源的 H10721-20 型 PMT, 并基于 STM32 单片机结合数模转换器 (DAC) 和外围 电路完成控制电路板的设计并进行实际制作。进一步对使用电位器调节的 PMT 和利用所提出的控制方法进行调节 的 PMT 进行了高压稳定性的对比实验, 并对使用 PMT 控制电路板的米散射激光雷达的性能进行了测试。实验结果 表明所提出的控制方法可实现更稳定的 PMT 增益控制, 设计的 PMT 控制电路板具有良好的可靠性。     

安徽省寿县气溶胶消光系数变化特征分析

基于自主研发的气溶胶消光光谱仪, 在安徽省寿县观测站点进行了连续观测, 并对 2016 年 5 月至 12 月期间 该地区的大气气溶胶光学特性开展了研究。结合不同大气因素分析了观测结果的时间序列变化及日变化规律, 对比 了消光系数与 PM2.5 质量浓度、散射系数的相关性, 并探讨了风速风向对于寿县消光系数变化的影响。结果表明: 寿 县地区大气消光系数时间序列变化与日变化特征明显, 且受到不同气象要素的影响。秋季和冬季的大气污染情况较 为严重, 与其他季节相比, 污染天气的天数明显增多; 与清洁天气相比, 污染天气的消光系数和 PM2.5 质量浓度、散射 系数显著增大。特别在冬季, 污染事件频繁。在 12 月份出现过重度污染天, 其 24 h PM2.5 平均浓度超过 150 µg·m−3 , 且该月消光系数和 PM2.5 质量浓度、散射系数均达到观测期间月平均最大值。整个观测期间, 从日变化来看, 消光系 数、PM2.5 质量浓度及散射系数均是白天波动较大, 午后出现最低值; 其中消光系数最大值出现于清晨 08:00 左右, 最 小值则出现于下午 16:00 左右。此外, 消光光谱仪测得的气溶胶消光系数与 PM2.5 质量浓度和散射系数的相关系数分 别为 0.91 和 0.83, 说明研制的消光光谱仪同其他仪器的测量结果具有很好的一致性。     

石英管增强拉曼光纤探头粉末样品探测

拉曼光谱技术以其多组分同时探测、分子指纹特性等优点被广泛应用于多个领域,但其较低探测灵敏度严重限制了此技术的进一步发展。为了提高拉曼光谱技术粉末样品原位分析能力,提出了一种基于石英管增强的高灵敏度拉曼光纤探头。探头采取内镀金属空芯光纤用于光信号的传输,有效减小了背景信号对拉曼光谱的影响;探头底端采用石英管设计,增大采样体积和收集效率,提高了拉曼光谱的探测灵敏度。理论分析了石英管拉曼光谱技术可提高粉末样品的探测灵敏度,详细介绍了探头的设计和实现,进一步评估探头的性能,结果表明:相较于球透镜拉曼探头,拉曼信号强度（NaHCO₃）增强2.92倍。为模拟实际应用场景,采用光纤拉曼探头成功获得了容器中不同深度粉末样品（Na₂SO₄和NaHCO₃）的拉曼光谱信息。文中设计的石英管增强拉曼探头具有外径尺寸小（外径仅为2 mm）、灵敏度高等优点,可对深层次粉末样品进行探测,为现场粉末样品原位分析提供了一种新途径。     

室内场景下应用拓扑结构的高效路径规划算法

针对基于随机采样的路径规划算法效率低且采样具有随机性的问题,提出一种应用拓扑结构的高效路径规划算法ATIRRT^*。通过引入拓扑节点代替STIRRT*算法中Harris角点检测算法得到的特征点进行采样,给出基于阈值的自适应选择方法来消除路径骨架上提取的冗余特征点,利用该阈值得到的拓扑节点可以使随机树的扩展更具方向性,从而减少寻找初始路径的时间和代价。根据非单一父节点的连接方式加强交叉支路上的拓扑节点间的联系,通过节点扩充策略增加相邻拓扑节点间的节点数量以加快优化算法的收敛。在此基础上定义相关约束条件将初始路径分段并进行逐段优化,以提高优化算法的效率。在常规环境、狭长空间和仿真的室内环境3种类型地图上的仿真结果表明,相较于STIRRT^*算法,改进算法在规划路径长度上平均减少8%,在规划时间上平均降低10%,可快速地找到更优的初始路径,同时在优化过程中减少了无用的探索空间,提高了搜索效率。     

“互联网+”智慧环保生态环境多元感知体系发展研究

伴随信息化、大数据的蓬勃发展,"互联网+"智慧环保时代已经来临,作为数据来源的基础,"互联网+"智慧环保生态环境多元感知体系的发展和研究尤为重要。本文针对我国当前环境污染的特点和变化趋势,全面调研国内外生态环境多元感知技术的现状,分析我国在新型复合环境污染形势下对大气环境综合立体监测网络、快速环境监测技术、在线监测平台等方面的需求,系统评估我国环境监测体系差距、关键创新技术特征和发展趋势,重点考查大气、水体、土壤业务化监测和仪器分析的技术需求和瓶颈,提出了我国"互联网+"智慧环保生态环境多元感知体系的发展目标、发展思路和对策建议。     

“互联网+”智慧环保评价指标体系研究

"大数据""互联网+"等信息技术已成为推进环境治理体系和治理能力现代化的重要手段,深入推进"互联网+"智慧环保建设是我国环境信息化发展的客观要求和理性选择,然而,国内尚未形成完善的"互联网+"智慧环保评价指标体系,无法对环境信息化建设的投入和产效(产出和效益)做出客观、公正和准确的评判。本研究基于对"互联网+"智慧环保总体架构和目标内涵的解析,遵循指标具有代表性、独立性、可理解性、可采集性、可扩展性的原则,运用因素分析法、文献调研法和专家咨询法三种方法,构建评价指标体系;该指标体系共包含4个维度、14个要素、64个指标,对引导"互联网+"智慧环保建设有序发展、促进环境信息化发展具有重要意义。     

车载测污激光雷达数据处理软件的设计

数据处理软件是激光雷达系统的重要组成部分.根据车载测污激光雷达采集系统的特性与科研工作的需要设计了车载测污激光雷达数据处理软件.该软件集成了测量物的数据处理与显示功能;能够实时检测到激光雷达的回波信号,并自动进行处理;解决了多种测量物时间、空间分布实时显示的问题.在软件设计过程中,采用了双缓冲技术消除了闪烁现象;利用API函数实现了实时处理功能;在等值线的绘制中使用了不规则三角网对数据进行建模.经过测试,该软件能较好地完成车载测污激光雷达的数据处理工作.     

基于IDL的红外探测器数据采集与处理系统设计

为了得到红外探测器探测到的图像信息,设计了红外探测器的数据采集与处理系统.根据红外探测器的数据格式,利用IDL设计了数据采集程序;利用红外探测器定标方式,把探测器输出量转换成目标物体的辐射量;把辐射量换算成图像灰度值,生成了原始的红外图像,实现了红外探测器数据的可视化,为红外探测器的应用提供了方便.实验结果表明:数据采...     

基于FPGA的气溶胶粒径信息存储系统的设计与实现

利用电子学时间多道存储技术,结合大规模可编程逻辑控制器FPGA和高速大容量双端口内存芯片,设计了一种高速大容量气溶胶粒子信息分类计数存储系统,实现了气溶胶粒子的快速识别与分类存储。时间多道系统存储容量高达32 768道,每道计数深度65 536个(16 bit)。     

光缆护套生产线PLC控制系统的设计

本文简要介绍了光缆护套生产线的组成和工作原理,着重叙述了光缆护套生产线ＰＬＣ控制系统的软硬件设计。