1 地理信息工程国家重点实验室，陕西西安70054
2 西安测绘研究所，陕西西安710054
3 山东科技大学 测绘与空间信息学院，山东青岛266590
4 山东省“3S”工程技术研究中心，山东青岛266590
为了实现高分七号卫星亚米级影像的高精度精细三维重建，针对高分七号卫星前后视线阵相机的成像特点，围绕影像的定向、影像畸变消除、密集匹配方法优化等方面，提出一套完整的精细三维重建方法和流程。利用影像间连接点几何约束关系对有理函数模型进行了二次定向消除系统误差；其次采用一种基于物方投影面的水平纠正方法对原始影像进行纠正，消除了立体像对之间大的倾斜误差；在密集匹配阶段，将全球公开数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）数据作为视差约束，同时引入顾及影像灰度和特征信息的AD-Census作为匹配测度，有效削弱重复纹理引起的匹配错误问题，提升了数字表面模型（Digital Surface Model，DSM）的质量。利用覆盖我国宁夏和新疆某地的两组高分七号的立体影像进行了试验，结果表明本文所提出方法可将相对误差精度由平差前的0.847 pixel和0.725 pixel分别提升到平差后的0.652 pixel和0.593 pixel，相对误差精度最大可提高23.02%，基于物方投影面的水平纠正方法能够显著消除大倾角差异带来的几何畸变，对高分七号卫星影像取得了较好质量的DSM产品，尤其是对于小尺度密集建筑物区域的重复纹理取得了较好的效果。
三维重建 有理函数模型 影像纠正 影像匹配 半全局匹配 3D reconstruction Rational Function Model （RFM） image correction image matching semi-global matching 光学 精密工程
2023, 31(14): 2147
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
在信号处理中抑制水体传输中带来的后向散射噪声, 是水下脉冲激光探测的关键技术之一。基于同一水域相邻 2次探测后向散射的相关性, 提出一种改进的归一化最小均方(NLMS)自适应滤波算法。根据后向散射的强度和滤波后目标信号大小控制步长因子, 使其对不同距离、不同强度的目标信号均能取得良好的滤波效果。通过计算机仿真和水池实验对算法进行验证, 结果表明, 对不同距离、不同反射强度的目标, 该滤波器算法均能以较低的阶数有效滤除后向散射噪声, 保留目标回波信号。与现有的自适应滤波方法相比, 大大减少了滤波所需的计算资源, 在水下脉冲激光探测系统上具有一定的应用价值。
水下探测 后向散射 自适应滤波 归一化最小均方算法 underwater detection backscattering adaptive filter Normal Least Mean Square 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(2): 208
1 中国科学院 合肥物质科学研究院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
3 合肥综合性国家科学中心 能源研究院(安徽省能源实验室), 合肥 230026)
基于自动化建模软件平台cosVMPT的发展，建立了包含厂房结构的中国聚变工程试验堆（CFETR） 360°全堆模型，主要结构包括中心螺线管线圈、真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、杜瓦，以及精细结构的水冷包层和偏滤器。空间布置上包括16个上/下窗口和6个中窗口，2个斜窗口作为NBI束通道，其余窗口内设为屏蔽块。引入“on-the-fly”（OTF）全局减方差方法以获得可靠的中子、光子通量，结果显示其在厂房内的分布不对称。验证了cosVMPT平台和OTF方法的可靠性，并与扇段模型所获得的结果进行对比，进一步确认能够通过扇段模型来简化建模计算过程的使用范围。
CFETR 360°全堆模型 cosVMPT OTF方法 中子学 CFETR 360° model cosVMPT on-the-fly method neutronics 强激光与粒子束
2022, 34(2): 026018
1 地理信息工程国家重点实验室，陕西 西安 710054
2 西安测绘研究所，陕西 西安 710054
3 中山大学 电子与通信工程学院，广东 广州 510006
针对目标识别任务规划及模板制备的实际需求，为实现目标及其所在场景可识别性程度的定量评价，提出了一种基于证据理论的场景可识别性分析算法。在获取目标及其所在场景的保障数据，并设定成像参数后，首先选取一定数量的显著地物作为场景的节点；然后，从尺度显著性、形状唯一性和可视性三个方面评估各个地物在不同观察角下的可识别性程度，并以此作为场景中各节点的基本信度分配；最后，通过地物轮廓点数定义表征各节点间相互支撑度的条件信度函数，利用证据理论进行推理、融合各个节点信息，得到整个场景的可识别性分析结果。实验结果证明，使用文中算法得到的分析结果合理、有效，能够满足任务规划的需求，具有较大的工程实用价值。
场景可识别性 前视成像 证据理论 任务规划 scene identifiability forward looking imaging evidential theory task programming 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200187
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春130022
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 跨尺度制造技术重庆市重点实验室, 重庆 400714
3 长江师范学院 电子信息工程学院, 重庆 400814
为提高单层石墨烯薄膜电控太赫兹调制器的调制深度, 提出一种臂型金属网格微结构与石墨烯结合的太赫兹波透射调制器件.通过臂型金属网格结构激发的共振耦合场增强石墨烯与太赫兹波的相互作用, 使石墨烯在外加电压调制下对太赫兹波透射幅度的调制深度获得大幅提升.通过有限元仿真分析了金属结构参数对石墨烯与太赫兹波相互作用增强规律的影响, 理论结果表明, 臂型网格结构使石墨烯对太赫兹波透射幅度调制深度从7.7%提升到了28.2%.在理论结果的基础上, 基于光刻工艺完成了器件的结构制作, 实验测试中获得了24%的太赫兹幅度调制深度, 且调制深度曲线与理论仿真规律基本一致.
应用光学 太赫兹波 有限元分析 石墨烯 金属结构 调制 共振 Applied optics Terahertz wave Finite element analysis Graphene Metal structures Modulation Resnonace
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院跨尺度制造技术重庆市重点实验室, 重庆 400714
提出了一种以聚酯薄膜作为支撑的超薄金属薄膜太赫兹分束器结构,建立了该结构的基于传输矩阵理论的分束模型,分析了不同厚度金属Cr膜和聚酯薄膜对超宽频段太赫兹分束器的反射率、透射率和分束比的影响。理论结果表明,太赫兹分束器的分束性能受金属Cr膜厚度的影响较大,而受聚酯薄膜厚度的影响较小。在此基础上,制备了不同厚度金属Cr膜的太赫兹分束器件,并进行了分束实验,获得了与理论分析一致的实验结果,确定了1∶1分束比下的器件结构参数。
薄膜 太赫兹 分束器 Cr 光学学报
2017, 37(11): 1131002
哈尔滨工业大学通信技术研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
无线传感器网络定位技术作为物联网的主要研究内容有着不可或缺的地位。为了达到高定位精确度、高节点覆盖率, 本文在对各种基本经典算法深度分析的基础上, 提出近似三角形内点(APIT)定位算法和距离向量跳段 (DV-HOP)定位算法相结合的混合定位算法。采用角度判断未知节点的准确位置, 对三角形内部和外部节点分别进行定位, 内部采用 APIT算法, 定位精确度提高了 65%, 外部采用最小跳数对 DV-HOP加权进行定位, 定位精确度提高了 24%。相比于原始算法, 本文提出的混合算法可以对所有未知节点进行定位, 减少了定位误差。通过 MATLAB仿真, 证明了其有效性。
无线传感器网络 近似三角形内点 距离向量跳段 最小二乘法 Wireless Sensor Networks Approximate Point-In-Triangulation Distance Vector-HOP least squares method 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(3): 432
1 信息工程大学 导航与空天目标工程学院, 河南 郑州 450001
2 北京建筑大学 现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室, 北京 100044
提出了地面三维激光扫描仪与外置数码相机安置参数的高精度标定方案。首先, 利用商业化近景摄影测量系统对相机内参数进行单独标定; 然后, 利用回光反射标志作为二维和三维匹配的同名控制点, 对直接线性变换进行拓展应用, 在算法迭代过程将内参数作为已知值对外参数进行求解; 最后, 根据相机数据采集特点确定其拍摄全景时多张影像之间的位置关系, 对多张影像的外方位元素进行求解, 从而实现全景点云与全景完整影像之间的映射。进行了实验测试, 利用安置参数标定结果反求验证点像素坐标与真实测量结果之差验证了本文标定方法的精度和可行性。实验显示: 点云与影像间的映射精度可达到1像素左右; 相机拍摄全景获取的影像与全景点云可以实现正确映射, 表明提出的标定方法正确, 满足纹理贴图及将影像作为特征提取辅助信息的精度要求。
地面三维激光扫描仪 数码相机 安置参数 标定 直接线性变换 3D terrestrial laser scanner digital camera installation parameter calibration Direct Linear Transformation(DLT)
信息工程大学导航与空天目标工程学院, 河南 郑州 450000
针对标准Hough 变换直线检测存在的问题，提出了一种基于Hough 一维空间变换的直线检测算法。对图像进行边缘检测，将互不连通的边缘进行分组；利用Hough 一维空间变换对边缘组进行直线检测并编组，降低了算法和空间复杂度；通过对直线组进行精确处理，解决了过连接、端点确定和检测精度存在的问题。实验结果表明：该算法有效地解决了标准Hough 变换算法中存在的问题，降低了误检率和漏检率，提高了直线检测精度，能够实现对不同类型影像数据的直线检测处理。
测量 直线检测 Hough一维空间变换 边缘编组 直线编组
1 国防科技大学航天科学与工程学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学自动目标识别重点实验室，湖南 长沙 410073
：针对复杂背景下形状不规则、高度较低的平面目标自动识别问题，提出了一种基于Hausdorff距离的模板匹配方法。在完成平面目标前视模板制备后，文中首先定义了基于边缘位置、梯度相位和边缘点显著性约束的相似性度量方法，模板与实时图中对应两个边缘点位置越近、梯度相位差越小及实时图边缘点越显著，这两点的匹配就越好；然后融合三种度量结果，设计了一种基于边缘相位和显著性约束的Hausdorff距离模板匹配方法，实现了平面目标轮廓的准确匹配。实测数据处理结果表明，该方法能够实现复杂地面场景中任意形状的平面目标轮廓的匹配定位，并且定位精度高、鲁棒性好、适用范围广。
模板匹配 Hausdorff距离 梯度相位 显著性 template matching Hausdorff distance gradient phase significance
