基于高速纹影/阴影成像的流场测速技术研究进展

本文对近年基于纹影/阴影成像的二维和三维速度场测量方法进行了综述,主要内容包括纹影成像的基本原理、硬件设备和测速算法的研究进展。在二维测速方面,介绍了纹影/阴影PIV算法、光流算法及改进算法的原理、适用场景以及优缺点。纹影特性改进光流测速算法可以实现高精度、高空间分辨率的速度场计算,适用范围相对较广。在三维粒子追踪测速方面,主要介绍了层析阴影成像、双视角平行光段阴影成像、双视角汇聚光段阴影成像三种系统的光路设置,并对各自采用的粒子重构和追踪算法进行了比较。双视角阴影成像系统的光路布置更为简洁,降低了对硬件设备的要求,在高速测量中更具优势。梳理了近年来三维粒子追踪测速算法的发展脉络,重点介绍了“先追踪–后重构”和“时间–空间耦合”的双视角三维粒子追踪测速算法。时间–空间耦合的三维粒子追踪测速算法充分利用了时间和空间信息,将时序信息引入立体匹配过程中,显著提升了双视角阴影成像系统在粒子图像密度较高时的重构正确率和追踪准确率,其整体性能优于多种人工智能算法。测速算法在上述方面取得的研究进展,结合短曝光、高帧频的图像采集优势,使得纹影/阴影成像成为一种新型的高帧频、高精度的速度测量技术,在复杂湍流及高瞬态流场实验研究中具有广泛的应用前景。     

基于深度学习和动态变阵的迈克尔逊干涉成像方法

干涉成像为突破衍射极限成像带来了可能,然而目前干涉成像系统的子孔径阵列通常固定不变,导致图像频谱获取不足、灵活性差,阻碍了成像系统性能的提升。此外,干涉图像的复原方法面临复原速度慢、复原品质差等难题。文章利用动态变阵的方法解决迈克尔逊干涉成像由于孔径稀疏且固定导致的频谱获取不足、灵活性差的问题,进而进一步地利用深度学习的方法,设计了一种干涉成像的图像复原算法,提高图像复原品质和速度。实验结果表明：动态变阵可有效提高稀疏孔径迈克尔逊干涉成像的频谱获取能力,基于深度学习的网络模型可以显著提高图像的复原品质,复原图像峰值信噪比提升5 dB,复原时间提升两个数量级。总之,文章所提的变阵方案和基于深度学习的图像复原方法可以获得高品质的复原图像,在成像领域具有一定的应用潜力。     

VGOS基带数据预处理系统研究

VLBI全球观测系统-VGOS的数据采集系统具有超宽的记录带宽和超高的数据速率,数据率稳定可达16Gbit/s。数据回放及解析等预处理工作是数据采集到相关处理的关键步骤。针对国内VGOS数据采集系统,研发了VGOS基带数据预处理系统,分析了高速记录的元数据及基带数据格式,设计实现了数据记录、聚合、解析、重组等预处理模块。通过对预处理系统的研究和测试,分析了其效率提升的方法。利用预处理系统成功对国际VGOS站观测数据进行回放和解析,经过数据的相关处理成功获得了干涉条纹。表明预处理系统可正确处理高速数据,预处理过程中数据聚合速率平均可达到10Gbit/s,解析效率可达3.6Gbit/s,满足当前VGOS观测数据的超宽带、超高速处理要求。     

气密封装对光纤陀螺零偏误差和长期可靠性的影响

当前的应用领域对干涉型光纤陀螺(Interferometric Fiber Optic Gyroscope,IFOG,简称光纤陀螺)提出了较高的要求,如运载、航天领域要求光纤陀螺在变气压环境下精度不恶化,服役期限和存储环境要求光纤陀螺在高湿环境下可靠性高及性能稳定.而光纤对应力、水汽敏感,开放式光路结构的光纤陀螺在上述...     

非球面零件光学检测技术研究

针对非球面零件光学级检测技术进行广泛探讨,并针对课题研究中一抛物面镜实例,设计出实用型Dall补偿器,经优化后,保证检测面形精度达到0.004λλ=632.8nm。     

新型通气声衬在对旋轴流通风机降噪中的实验研究

介绍了一种以沿声干涉原理为理论基础设计的新型通气声衬,具有良好的吸声效果。突出的特点是新型通气声衬的声学性能参数可调,以一台自行设计的高效高噪声对旋轴流通风机作为噪声源,对新型通气声衬的消声性能做了实验研究。结果表明,降噪效果较好,但主流道中的切向流与通气声衬中的通气量对通气声衬的性能有较大影响。     

低频天波远距离传播日、季变化的观测与分析

本文给出了1987年6月至1988年9月间在新多对琉璜岛罗兰-C导航发射台的100kHz低频信号一跳天波“影区”传播的日变化与季变化特性所做观测的基本结果并对其做了分析。通过分析揭示出了我国中纬地区低频天波远距离传播日变化、季变化、幅度跌落效应与干涉效应的产生机制与变化规律;还揭示了我国中纬地区白天低电离层所具有的双层结构特性:在D层下C层的存在以及它们的某些形态特性与季变特性。      

应力波安装干涉配合紧固件

用应力波安装干涉配合紧固件,可以避免或减轻用静压法或锤击法安装时造成的初始损伤。用应力波法试验安装了30CrMnSiA钢干涉配合紧固件并作了疲劳试验,分析了安装损伤和应力波安装法的影响因素。     

星载干涉成像高度计双频基线定标方法

在星载干涉成像高度计基线参数标定过程中,由于时间、传输路径的观测差异导致基线参数标定精度下降。为此,文章提出双频基线定标方法,基于双频同基线重叠观测区域数据实现基线状态标定性能的提升,有效降低干涉基线状态漂移造成的海面高程反演误差。在精确获取重叠区域海面高度条件下,利用在轨高精度基线测量和卫星姿态测量信息,联合高精度基线估计处理算法进行基线估计,将基线估计偏差的均方根降低至原来的1/4～1/5,可实现亚毫米、亚角秒的高精度基线估计精度,从而保证海面高度测量精度,为后续干涉成像高度计在轨定标方案的设计与基线高精度标定提供参考。     

五坐标数控加工刀位轨迹及其干涉检查的算法研究

CAD/CAM系统中复杂曲面数控加工刀轨的计算能力在工业中有极其重要的作用。介绍一种复杂曲面五坐标加工轨迹生成及干涉处理算法,即把曲面用小三角片离散逼近,并用连通图建立所有三角片之间的拓扑关系,在此基础上生成刀轨,并进行干涉检查及刀位修正。