高功率激光系统鬼光束光控制技术研究

通过理论计算与实验研究,详细分析了鬼光束(ghost beam)的传输与变换规律.研究了高功率激光系统中鬼光束聚焦形成的鬼点(ghost image)的位置与规避方法,在某高功率激光装置预放大系统中通过角度倾斜与透镜迎光面的选择等措施,成功避开了鬼点对各种光学元件带来的损伤,同时融合了笔形光束与反激光的控制技术,提高了系统输出信噪比,获得了稳定可靠的系统输出特性.     

Dual‐horizon peridynamics

In this paper, we develop a dual‐horizon peridynamics (DH‐PD) formulation that naturally includes varying horizon sizes and completely solves the ‘ghost force’ issue. Therefore, the concept of dual horizon is introduced to consider the unbalanced interactions between the particles with different horizon sizes. The present formulation fulfills both the balances of linear momentum and angular momentum exactly. Neither the ‘partial stress tensor’ nor the ‘slice’ technique is needed to ameliorate the ghost force issue. We will show that the traditional peridynamics can be derived as a special case of the present DH‐PD. All three peridynamic formulations, namely, bond‐based, ordinary state‐based, and non‐ordinary state‐based peridynamics, can be implemented within the DH‐PD framework. Our DH‐PD formulation allows for h‐adaptivity and can be implemented in any existing peridynamics code with minimal changes. A simple adaptive refinement procedure is proposed, reducing the computational cost. Both two‐dimensional and three‐dimensional examples including the Kalthoff–Winkler experiment and plate with branching cracks are tested to demonstrate the capability of the method. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

激光靶散射光观测镜杂散光抑制研究

分析了系统杂散光的来源,得出非成像光束对系统影响较大、平板玻璃窗产生的鬼像不容忽视的结论.针对传统作图法设计遮光罩的针对性不强,且追迹不同入射角的光线繁琐、容易遗漏的问题,本文提出一种逆向追迹法,依据光的可逆性,在像面处设置点阵面光源,每一点都发出充满系统孔径的光束,在物面设置足够大的探测面,使之有充足的余量记录所有到达物方的光线,利用该方法可以在探测面上直观她区分出非成像杂散光.有针对性地设计了具有特殊要求的内外遮光罩,并对遮光效果进行了软件模拟.     

陆上高分辨率地震勘探炸药震源激发条件分析

从理论上分析了激发井深、虚反射效应、岩性与炸药类型的耦合关系等激发条件对地震勘探分辨率的影响。利用周口盆地黄淮冲积平原、宜阳凹陷黄土塬和塔里木盆地沙漠区的高分辨率地震资料，分析了不同地表条件下的激发因素，提出了在复杂地表条件下如何选择最佳激发因素，以获得最好的单炮记录的施工方法。     

超景深鬼像仿真分析方法研究

具有确定相对孔径的光学系统只能对有限景深范围内的物体进行清晰成像。而超出景深范围的物体经过两个光学元件的两次反射之后,聚焦于探测器靶面,形成超景深鬼像光斑,大大降低了对比度。利用Code V与LightTools软件对已产生超景深鬼像的光学系统进行了仿真分析,并对产生超景深鬼像的两个光学元件表面进行了定位。仿真结果与产生的现象能够对应,证明该方法正确可行,并可用于其他光学系统。     

Coloured computational imaging with single-pixel detectors based on a 2D discrete cosine transform

We propose and demonstrate a computational imaging technique that uses structured illumination based on a two-dimensional discrete cosine transform to perform imaging with a single-pixel detector. A scene is illuminated by a projector with two sets of orthogonal patterns, then by applying an inverse cosine transform to the spectra obtained from the single-pixel detector a full-colour image is retrieved. This technique can retrieve an image from sub-Nyquist measurements, and the background noise is easily cancelled to give excellent image quality. Moreover, the experimental set-up is very simple.     

二维表层模型技术在地震波激发参数设计中的应用

文章通过一个勘探实例，提出了在激发条件分类中引入原始资料品质因素的方法，建立二维表层地球物理模型并进行正演计算，利用正演结果、虚反射理论分析激发效果指导野外试验。最后对地震波激发试验资料的效果进行了量化分析，进而确定了各种表层类型区的激发参数。文章展示了这些方法的地质效果，对复杂区高分辨率地震勘探具有一定的参考价值。     

基于轻量级OpenPose改进的幻影机手势交互系统

目前人机交互方式多以键盘鼠标为主,而基于深度学习手势识别的交互方式算法准确率不高,且实时性和系统稳定性均有待提升。提出一种新颖的针对轻量级OpenPose进行改进的幻影机手势交互系统。采用轻量级OpenPose将人手简化建模为21个关键点,以MobileNetV1作为基础模型,应用部分亲和域（Part Affinity Fields,PAF）方法实现人手关键点的检测并画出简化骨骼图。为进一步提升人机交互系统的实时性,采用幻影模块（Ghost Module）对卷积层进行降维,用更少的硬件资源取得同样的识别效果。最后搭建验证环境,根据画出的人手骨骼图进行模式匹配,根据匹配识别结果生成交互控制指令,经由蓝牙通讯将指令传送至Arduino UNO平台控制小车实现交互响应。经过初步训练后,该系统在COCO2017验证集上能实现58.7%的准确率,保持了原始OpenPose网络和轻量OpenPose网络的人手关键点识别效果,在家用PC机上可实现每秒32~36帧的识别速率和较高的手势识别率。     

提高关联成像重构质量的研究

比较基于压缩感知关联成像(CGI)与伪逆关联成像(PGI)两者之间的成像效果差异,探讨形态学权重自适应对关联成像去除噪声的效果。选择不同的图像,通过MATLAB软件开展仿真实验,对目标图像分别采样64、256、512、1 024、2 048、3 000次,首先通过关联成像、基于压缩感知关联成像与伪逆关联成像三种方法重构图像,再对比压缩感知与伪逆两种方法重构图像的效果,以峰值信噪比(PSNR)、相关系数(CC)为量化指标,将基于压缩感知关联成像与伪逆关联成像在不同采样次数下进行对比分析。同时,通过实验分析形态学权重自适应去除关联成像中噪声的效果。伪逆关联成像在低次数采样的情况下比基于压缩感知关联成像的成像效果更好,在高采样次数下,基于压缩感知关联成像的成像效果更好。在实际重构中压缩感知关联成像重构的图像仍有噪声,形态学权重自适应可以有效去除关联成像实验中产生的噪声。     

基于压缩感知关联成像的目标检测技术

高效率的目标检测是视觉应用的重要技术,但运动目标的提取易受环境的影响。关联成像能够解决特殊环境下难以获得清晰图像和一些常规成像技术不易解决的问题。在目标检测中,利用关联成像采集图像信息并运用背景差分法在压缩域中获得目标图像的测量值,直接通过压缩感知重构出目标图像。这种方法可以解决在特殊情况下无法检测到目标的问题,同时检测到的目标图像清晰,采样次数少,信噪比也较高。