1 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心，湖北 武汉 430070
3 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心，湖北 武汉 430070
4 东风汽车股份有限公司商品研发院，湖北 武汉 430100
局部和全局特征提取在车道线检测任务中扮演着重要的角色。针对现有的基于激光雷达的车道线检测算法局部特征提取层次单一和全局特征利用不充分的问题，提出一种基于自适应门控的双路激光雷达三维车道线检测算法。首先，通过全局特征金字塔结构，使网络提取具有全局相关性的多层次车道线特征；其次，引入双路结构，其中辅助通路将底层高分辨率纹理特征压缩到高级抽象语义特征从而降低计算复杂度，压缩的语义特征用作另一个构建的主通路的先验信息，帮助学习更加精细的底层纹理细节，并借助高效移动卷积模块，在缓解注意力窗口效应的同时产生更好的下采样特征；最后，设计一种自适应多阶门控模块来更好地利用上下文信息，使网络自适应捕捉车道线更具代表性的全局纹理及语义特征。在K-Lane数据集上的实验表明，所提算法F1分数较主流模型提升2.6个百分点，在不良光照、严重遮挡条件下分别提升2.7个百分点和3.5个百分点。将算法部署在实车平台实现在线检测，验证了算法的工程实用价值。
激光雷达 自动驾驶 深度学习 三维车道线检测 自适应门控 中国激光
2023, 50(22): 2210001
1 湖南大学土木工程学院，绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室，长沙 410082
2 同济大学材料科学与工程学院，先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 201804
3 华南理工大学材料科学与工程学院，广州 510640
地聚合物因其节能减排、性能优异而广受关注。本工作提出了地聚合物相调控的概念，并在矿渣基地聚合物体系中，使用煅烧层状双氢氧化物(CLDHs)，研究其对微观结构和性能的影响。同步辐射高能XRD及PDF计算、TEM等表征结果揭示了CLDH的再水化反应，在微观结构上提高了晶胶比和凝胶的短程有序性。在宏观性能上，掺入CLDH的地聚合物力学性能和保水性得到提高，自收缩和干燥收缩显著降低。掺用CLDH作为改善地聚合物微观结构的一种技术方法，有助于解决地聚合物的性能缺陷问题，为制备高性能地聚合物提供了一个新思路。
相调控 煅烧层状双氢氧化物 地聚合物 微观结构 收缩 晶胶比 phase engineering calcined layered double hydroxides geopolymer microstructure shrinkage crystal-to-gel ratio
胡杰 1,2,3,*安永鹏 1,2,3徐文才 1,2,3熊宗权 1,2,3刘汉 1,2,3
1 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心，湖北 武汉 430070
3 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心，湖北 武汉 430070
提出一种高性能的基于深度语义和位置信息融合的双阶段三维目标检测（DSPF-RCNN）算法。在第一阶段提出深度特征提取-区域选取网络（DFE-RPN），使网络在俯视图中能够提取目标更深层次的纹理特征和语义特征。在第二阶段提出逐点语义和位置特征融合（ASPF）模块，使网络能够自适应地提取目标最有差异性的特征，增强中心点在特征提取时的聚合能力。算法在KITTI数据集上进行测试，结果显示，测试集中Car类目标在Easy、Moderate和Hard水平的检测精度均优于现有的主流算法，检测精度分别为89.90%，81.04%和76.45%；验证集中Car和Cyclist类目标在Moderate水平的检测精度分别为84.40%和73.90%，相对于主流算法提升了4%左右，推理时间为64 ms。最后将算法部署在实车平台上实现了在线检测，验证了其工程价值。
遥感 自动驾驶 激光雷达 三维目标检测 特征融合 中国激光
2023, 50(10): 1010003
国网江苏省电力工程咨询有限公司, 江苏 南京 210024
我国电网技术正朝向信息化与智能化趋势发展, 针对性的管理平台研究是当前最为行之有效的电力相关工程施工与升级方式之一。基于图像识别与物联网技术设计了一个的变电设施管理系统, 其以SURF识别算法提取图像特征点并通过欧式距离法计算特征向量, 进而快速地识别变电设施图像, 以所建立的变电设施管理系统向现场施工人员提供工程情况、设施状态等多样化信息。同时在混合架构下开发智能应用程序, 以支持多种智能移动终端设备使用。本系统的开发与使用可提高涉及变电设施工程的施工效率, 进而降低相关工程施工、改建与监理成本。最后针对某变电站测试所设计的变电设施管理系统, 验证系统可靠性与有效性。
智能电网 图像识别 变电设施 应用开发 管理系统 smart grid image recognition substation facilities application development management system
四川师范大学物理与电子工程学院，四川 成都 610101
近年来，超构表面(metasurface)作为一种人工二维结构由于其超薄的几何结构以及灵活的电磁调控能力受到了学界的广泛关注，如何进一步提高超构表面器件的性能成为了该领域的研究热点。悬链线电磁学(catenary electromagnetics)作为一类新兴的超构表面设计原理为设计高效率超构表面器件提供了新的思路和方法。本文提出了一种基于扭转悬链线结构的超构表面，其能够实现对不同旋向入射的圆偏振电磁波的高效选择性吸收。仿真结果表明所设计的器件在工作波长处对左旋圆偏振电磁波吸收率接近于1，而右旋圆偏振入射时吸收率小于22%，其对应的二向色性大于78%。同时，文章分析了产生高效率手性吸收的物理机制并且提出了一种基于该类结构的信息加密方法。该工作在手性成像与手性探测等领域具有一定的应用前景。
超构表面 悬链线结构 手性吸收 圆偏振 metasurface catenary structure chiral absorption circular polarization
1 中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏 苏州 215123
在微机电系统微镜转轴处集成角度传感器，可用来检测镜面偏转角度实现闭环控制，但封装和实际工况的扰动会给微镜结构引入额外应力，造成压阻角度传感器的灵敏度漂移。为提高微镜在应用场景中偏转角的控制精度，减小封装热应力给集成压阻角度传感器带来的误差信号，提出了一种应力隔离结构。当环境温度变化时，微镜的封装会引入额外的应力，通过理论计算得到这种应力会引起芯片的轴向形变。为探究轴向形变对压阻角度传感器输出特性的影响，建立了压阻传感器的受力分析模型，计算结果表明，轴向应力会改变压阻角度传感器的输出幅值，是导致误差信号的主要因素。利用微纳加工技术制备集成压阻角度传感器的微镜，实验结果表明：传统结构芯片在12 μm的轴向拉伸和轴向压缩下，压阻角度传感器的灵敏度从19.22 mV/°增加到20.16 mV/°，变化幅度为0.94 mV/°，其灵敏度随着形变量呈现明显的发散趋势；而有应力隔离结构的芯片在相同形变条件下，传感器的灵敏度则从19.37 mV/°增加到19.67 mV/°，变化幅度收敛至0.3 mV/°，有效地提高了角度传感器在不同形变条件下的稳定性。在机械可靠性方面，两种结构均通过了抗冲击和抗振动测试。
微机电系统 MEMS微镜 压阻传感器 封装应力 应力隔离装置 Micro electro-mechanical system MEMS micromirror Piezoresistive sensor Packaging stress Stress isolation
1 武汉理工大学汽车工程学院，现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学汽车工程学院，汽车零部件技术湖北省协同创新中心，湖北 武汉 430070
3 新能源与智能网联车湖北工程技术研究中心，湖北 武汉 430070
4 东风悦享科技有限公司，湖北 武汉 430058
针对当前基于语义分割的车道线检测算法速度与精度不平衡等问题，提出一种优化ERFNet的车道线检测算法。首先设计一个高效的核心模块，通过引入通道分离和通道重组等操作，大幅降低了模型参数量与计算量。其次对下采样进行调整，增加单分支下采样，在减少信息损失的同时提高模型并行度。最后在编码器末端引入特征融合模块，利用空洞卷积扩大感受野，提取不同尺度的车道线特征。在CULane数据集上对本文算法和四种基于语义分割的车道线检测算法进行对比实验，结果表明，在交并比阈值为0.5的情况下，本文提出的算法综合F1评分为73.9%，单帧图像的推理时间可达到12.2 ms，均优于其他四种算法，达到速度与精度的良好平衡。
机器视觉 语义分割 车道线检测 空洞卷积 特征融合 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1015012
1 中国科学院福建物质结构研究所，中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室，福建 福州 350002
2 中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心，厦门市稀土光电功能材料重点实验室，福建 厦门 361021
3 福州大学化学学院，福建 福州 350108
近年来光学相干层析成像（OCT）作为“光学活检”手段在临床上得到了快速发展与应用。在与造影剂结合后，还可以获得分子活动信息。但是单一模式的OCT技术存在穿透深度低等不足，多模态成像技术可以弥补这一短板，同时还可以充分发挥OCT的技术优势，从多层面获取生物体的综合信息。综述了目前造影剂用于OCT与荧光成像、光声成像、磁共振成像耦合的多模态成像进展，以及多模态造影剂未来的发展趋势。
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617008
1 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心, 湖北 武汉 430070
3 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心, 湖北 武汉 430070
提出一种基于随机采样一致(RANSAC)的道路障碍物目标位姿检测算法,利用这一算法对道路障碍物目标进行检测,构建目标障碍物的盒模型,输出盒模型的位姿信息。引入扇形盒分割方法,改进地面分割模块,使用基于激光雷达参数的自适应阈值方法改进聚类分割模块。基于三种激光雷达数据集进行实验验证,本文算法能够准确地对道路障碍物进行位姿信息检测,且具有较高的实时性。相较于最小包围矩形法及三点估计法,本文算法的准确度分别提升8.14%、6.57%,检测时间分别缩短23.81%、24.71%。
遥感 自动驾驶 激光雷达 点云目标检测 位姿检测 中国激光
2021, 48(24): 2410001
