基于光场数字重聚焦的三维重建方法研究

研究了光场数字重聚焦聚焦三维重建新方法,探 讨了光场数字重聚焦参数λ的取值以及拍摄条件对 重建结果的影响。空间中,每一个点和每一个方向的辐射函数总和就是光场,光场数据包含 了空间全部三维信息。借 助计算成像技术,光场数据可以重构出序列数字重聚焦图像,实现空间的三维重建。实验时 ,首先用Lytro光场相 机获取空间数据;然后用LytroDesktop软件进行数字重聚焦处理,重构出序列焦平面图像; 最后用Halcon软件的 聚焦深度(depth-from-focus)函数实现三维重建。实验结果显示,参数λ 表征了重构平面的深度信息,λ的性质显著地影响重 建结果,λ数量多于8、正负λ数目相当时,三维重建结果好。拍摄时,设置的相机参数、 目标的反射及场景背景等 因素都会对重建结果产生影响。适合参数下,本文方法能够正确重构不同深度结构的目标, 重构结果可以任意视角 查看。本文方法利用单视图重构设备,实现多视图三维重建结果,拍摄装置小巧,拍摄过程 快捷,系统稳定性好,降 低了拍摄难度和重建算法的复杂度,拓展了DFF算法的适用深度范围, 适合大景深场景和运动目标的三维重建。     

FCC汽油加氢改质TMD技术工业应用试验

介绍TMD催化剂及其工艺技术在大连石化公司20万t/a汽油加氢改质工业试验装置上的应用.通过工业应用试验表明该催化剂及其工艺技术在保持其原料FCC汽油辛烷值基本不变的情况下,能够大幅度地降低烯烃含量,同时也使其汽油中的硫、氮等杂质在加氢的作用下得到了相应降低.使产品汽油质量指标基本达到国Ⅳ标准,有很好的工业化生产应用推广前景.     

基于光闪烁法的区域平均显热通量测量系统

获取区域的平均显热通量对水文、气象、农业有着非常重要的意义,光学仪器相比传统的仪器在测量结果代表性上有很大的优势。基于大气折射率结构常数与显热通量的关系,设计了测量大气折射率结构常数的大口径闪烁仪和反演显热通量的软件系统。用闪烁仪测量的结构常数和其他标准的气象观测（空气温度、风速、大气压力）联合起来反演地表显热通量。该仪器由一个调制的光源发射端,两个接收端组成,包括调制解调、电路滤波、数据采集、数据处理和显示单元。通过在中科院封丘农业生态站的外场实验,与传统标准仪器涡动相关仪所测显热通量对比,白天的数据相关性达到0.9以上,很好的证明该光学测量方法的科学性和可靠性,在水文、气象和农业等领域有很好的应用前景。     

应用大口径闪烁仪测量近地表横向风速的研究

研究了两种光闪烁法测量近地表风速的方法,给出横向风速的计算公式.根据计算方法,在330m的距离上进行风速反演实验,与超声风速计测量结果对比表明,两种反演方法都能准确可靠地获取区域横向风速,但在大气稳定度过渡期,斜率法精度更高.测量平均时间越长,结果一致性越好.结果表明,在一个较大区域里,大口径闪烁仪能同时给出显热和横向风速,可以很好地应用于边界层物质交换评价.     

基于液晶显示器的无透镜单像素成像研究

根据获取物体傅里叶频谱实现单像素成像的理论,提出了通过对液晶显示器(LCD)加载一系列灰度条纹图像,并利用置于屏幕前的单点光电探测器接收物体透射光强,来实现无透镜单像素成像的方法。该系统降低了对硬件的要求,光路紧凑,灵活性强。从理论上证明了LCD加载图像时图像灰度与透射光强之间存在的非线性关系对系统成像没有影响,从实验上验证了该方法的可行性。该系统的成像实验表明,加载条纹后需预留给显示器液晶分子一定的响应时间,使探测器准确获取光强,可显著减小背景噪声和共轭像干扰,提高重建图像质量。     

基于大口径闪烁仪的玉米农田热通量测量研究

应用大口径闪烁仪可以自动获取玉米农田的显热通量,结合太阳辐射监测系统测量的净辐射,可以方便地获取潜热通量和土壤热通量.实验表明,在玉米农田的冠层上的常通量层用大口径闪烁仪测量显热通量,和涡动相关仪的数据相关度达到0.8以上.在中午的时段,玉米农田的显热通量会下降,与作物蒸腾相关的潜热通量会达到一天的峰值.大口径闪烁仪在精度和区域代表性上表现出的优势,是农业气象上获取数据资料很好的一个选择.     

一种用于涡度相关系统的新型开路红外气体分析仪的研制

涡度相关系统是测量水、热和痕量气体通量最直接和最可靠的仪器。基于可调谐半导体激光吸收光谱原理,设计了一种用于测量大气边界层痕量气体通量的新型开路式气体分析仪。通过选择不同的吸收线,可以测量不同痕量气体通量。以4990cm-1二氧化碳吸收线为例,实验表明,该气体分析仪的采样频率可以达到10Hz以上,与基于非分散红外原理的涡度相关系统气体分析仪Li-7500对比,测量精度相当,可以达到5×10-7。该分析仪的频率和精度满足构建涡度相关系统的仪器要求,可以用于边界层痕量气体通量的测量。     

基于超声波虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法

提出了一种基于虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法,能够实现气体泄漏源的可视化定位。该方法首先利用扫描传感器分时采集泄漏源产生的声波信号,然后采用互功率谱和虚拟阵列信号处理技术对泄漏源进行定位。通过仿真讨论了各种因素对定位成像精度的影响,其中包括传感器的数量和阵元间距。在实验平台上进行气体泄漏源的检测和成像实验,验证了该方法的可行性和精确性。结果表明,该方法能够准确可靠地对气体泄漏源进行可视化成像。     

一种高灵敏度快速CO_2/水汽分析仪设计

CO2和水汽通量是全球碳循环和水循环的重要特征参数,而碳水通量测量难点在于需要精度高、频率响应快的气体传感器。基于DSP与CPLD作为核心控制与处理模块,设计了一种非分光红外CO2/水汽分析仪。通过与标准气体对比,CO2相对偏差为1.638 mg/m3,精度可达到1×10-6;水汽相对偏差为5.39 mg/m3,精度可达10×10-6。同时,与商业仪器进行了对比测量实验,气体浓度值基本一致,结果表明:该仪器能够准确测定CO2,水汽浓度。     

激光雨滴谱仪降水量反演及误差修正

对激光雨滴谱仪监测的降水粒子粒径、末速度、粒子数等信息进行分析,得到降水粒子的粒径-末速度函数和雨滴谱等关系函数。通过计算得到的降水强度与气象数据对比,得到误差函数;根据误差函数建立降水量反演算法,对降水强度进行修正得到修正后降水强度和降水量,修正后降水量误差减少了10%以上,最后给出降水类型的判断方法。