光纤Bragg光栅折射率调制特性研究

在光纤Bragg光栅(FBG)中两个正反向模式之间会发生耦合,要了解光纤光栅的物理特性,提高反射率的精度,就需要深入研究光纤光栅的耦合模理论.通过光纤Bragg光栅的耦合方程,研究在不同的折射率调制深度的情况之下光纤反射谱变化,并用Matlab做仿真实验,结果发现光栅长度取2,5,10 mm,弱光栅、中度光栅、强光栅在折射率变化0.000 1时的反射谱带宽最大值分别是2.015 0×10-11,5.276 7×10-11,9.2143 ×10-11.计算表明:在固定光栅长度情况下,每0.000 1折射率变化所导致的反射谱带宽变化值在任意反射带中都相对稳定,其中,弱光栅反射谱最小,中度光栅反射谱次之,强光栅反射谱最大.     

光纤Bragg光栅可变灵敏度液位传感器设计

为了实现对液位的多灵敏度状态下监测,设计了一种利用光纤Bragg光栅(FBG)的可变灵敏度液位传感探头.将薄膜片上的液体压力通过传压杆传送给悬臂梁,将FBG粘贴于悬臂梁上表面,利用灵敏度变换阀改变悬臂梁长度而改变传感器的灵敏度.对悬臂梁进行有限元仿真优化计算,得到悬臂梁的变形特性.悬臂梁长度分别调节为100,90,80 mm状态下,最大变形出现在悬臂梁尖端,分别为4.266,3.457,2.736 mm,裸光栅粘贴处,对应的灵敏度分别为2.0,1.5,1.0 mm/m,实现灵敏度变换.     

FBG应变传感器标定过程中的不确定度研究

为实现光纤Bragg光栅(FBG)应变传感器静态的性能测试和试验分析,设计了一种量程为700×10-6的FBG应变传感器标定装置对其进行校准实验.通过运用最小二乘法对解调仪中的中心波长和计算得出的应变量进行拟合,得到FBG应变传感器的静态标定系数,并分析标定装置的不确定度大小.结果表明:该FBG应变传感器标定装置合成不确定度是2.55×10-6,标定得出的FBG应变传感器的灵敏度1.37 ×10-3nm/10-6,线性度为99.72％,满足FBG应变传感器的标定要求,该传感器能够运用于工程实际中.     

直流提取技术对OOK调制的自由空间光通信系统的性能改进

自由空间光通信技术因优点显著目前已经获得了极大的发展,其具有免频谱许可证、安全传输、大容量和低部署成本的特点。然而,光信号在经历大气信道的传输过程中会受到大气湍流效应的影响而发生衰减和波动,这种现象称为闪烁效应,会大大降低系统的传输性能。研究了提取信号中直流分量作为连续波参考光的技术,并将其应用到自由空间光通信系统中。得出了在信道为对数正态分布模型下的误码率模拟结果,并详细分析了通过提取直流信号作为参考波后的性能改进。     

面向输电场景的分层混合通信系统研究

基于输电线路状态监测的通信特点和应用需求,分析电力光载无线通信系统的局限性,提出光载无线和无线多跳相结合的分层混合组网架构。考虑到输电场景的链式组网特点,为保证通信网络的可靠性,并防止网络单点失效带来的网络中断问题,提出3种多跳链路维护方法,对输电场景的通信系统建设具有一定借鉴意义。     

基于光流周期特性的视频帧率上转篡改检测

视频帧率上转是视频时域篡改的一种常见篡改手段,它通过周期性地在两个视频帧中间插入中间帧的方式,实现将视频由低帧率转换到高帧率的目标.本文提出了一种基于光流周期特性的视频帧率上转篡改检测算法,首先将视频转为帧图像序列,然后采用Horn-Schunck光流法计算每帧图像每个像素点的光流矢量,并计算相邻帧图像光流的变化率.最后利用快速傅里叶变换对光流变化率数据进行频谱分析,根据最高谱线的幅值与平均幅值的比值阈值来判别视频是否经过篡改.实验表明,算法不仅能够准确识别待测视频是否经过帧率上转篡改,并且提高了视频压缩的鲁棒性能,具有一定的实际应用价值.     

面向多种场景的视频对象自动分割算法

针对当前应用于视频对象分割的图割方法容易在复杂环境、镜头移动、光照不稳定等场景下鲁棒性不佳的问题,提出了结合光流和图割的视频对象分割算法.主要思路是通过分析前景对象的运动信息,得到单帧图像上前景区域的先验知识,从而改善分割结果.论文首先通过光流场采集视频中动作信息,并提取出前景对象先验区域,然后结合前景和背景先验区域建立图割模型,实现前景对象分割.最后为提高算法在不同场景下的鲁棒性,本文改进了传统的测地显著性模型,并基于视频本征的时域平滑性,提出了基于混合高斯模型的动态位置模型优化机制.在两个标准数据集上的实验结果表明,所提算法与当前其他视频对象分割算法相比,降低了分割结果的错误率,有效提高了在多种场景下的鲁棒性.     

运动目标检测中的光流扰动效应

在一些运动目标检测过程中,需要自动判断是否检测到运动目标,虽然在场景中没有出现运动目标,检测结果却错误的判断为检测到了运动目标.为了找到这个错误的根源,通过实验,发现了光流扰动效应,并且设计了光流扰动效应检测算法,清晰地检测出了光流扰动效果.接下来,通过图像二值化方式,消除了光流扰动效应,避免了运动目标误判现象,得到了理想的运动目标检测结果.研究证明在空间中存在光流扰动效应,该效应会对运动目标检测造成干扰,消除光流扰动效应,可提高了运动目标检测与判断的准确度和可靠度.     

声纳湿端数据远传DWDM光电交换模块设计

声纳的应用极其广泛,海洋渔业以及军事应用使得声纳技术得到了大力发展;声纳湿端数据传输的可靠性、实时性是声纳系统性能得到保障的前提;设计一用于声纳湿端数据远传的DWDM光电交换模块;在该模块中,使用以太网交换芯片和两个DWDM光模块对数据进行多路转发并实现光通路的冗余备份,提升了系统可靠性的同时使网络拓扑更为灵活;由于DWDM光模块可将电信号转换为波长可选定的光信号,故通过若干该模块协同使用,可实现多路光信号复用即同时传输多条声纳水下阵缆的数据;经实际开发与测试,该模块以太网业务性能指标符合设计需求,且该模块已在某声纳工程项目中得到了应用,并可为其他领域数据远传工程应用提供设计参考。     

多投影显示系统结构光几何校正算法

针对带有非规则曲面显示墙的多投影显示系统的几何校正问题,提出一种基于结构光投影技术的自动非线性几何校正算法.该算法首先用结构光投影技术计算出每个投影机与显示墙的映射关系;其次使用相机拍摄显示墙上的经纬度点阵;最后通过提取拍摄的图像特征计算得到投影机帧缓存中每个像素点在全局坐标系下的经纬度值,并将其转换为纹理坐标,从而实现了非线性几何校正.模拟仿真实验和虚拟机场系统中的实际应用结果表明,文中算法能够有效地提高系统的几何校正精度,且无需进行相机的标定和具有显示墙解析式的先验知识,适用于任意光滑的曲面显示墙.