1 山东理工大学机械工程学院，山东 淄博 255049
2 山东直通车科技有限公司，山东 淄博 255000
对料堆表面和形态进行特征提取是实现仓储自动化、智能化的前提与基础，为货料的自动存、取控制提供判断依据。为了提取料堆的形态与覆盖面特征，首先，采用激光雷达对料堆进行扫描，获取三维点云后使用融合算法进行预处理；其次，基于表面法向量的差异和空间距离差异对点云进行超体素聚类；最后，利用曲面凹凸判断方法对聚类后的三维点云曲面提取出凸面，从而实现了料堆表面形态的判断。实验结果表明，该方法可较好地识别料堆表面特征，识别误差小于3.11%，且不需要针对场景进行训练，可直接应用于不同料堆场景。
遥感与传感器 激光雷达 特征提取 超体素聚类 凹凸关系 区域生长 激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0228005
1 山东理工大学机械工程学院，山东 淄博 255049
2 山东直通车科技有限公司，山东 淄博 255000
移动机器人空间定位是实现无人驾驶的重要环节，但仅使用单一传感器进行定位会产生定位误差，且误差会不断累积。为提高对移动机器人的空间定位精度，提出了一种融合3种传感器的空间定位方法，即激光雷达（LiDAR）、惯性测量单元（IMU）、光电编码器三种传感器。首先，采用扩展卡尔曼滤波算法融合了基于距离流算法的光电里程计信息、IMU偏航数据信息及双光电编码器的轮式里程计信息；其次，通过对扩展卡尔曼滤波进行差分改进来消除在融合过程中因存在两个绝对姿态信息而产生的振荡现象；最后，在自主搭建的无人驾驶轮椅移动平台上对优化后的定位精度进行了实验验证。经多次重复实验的结果表明，多传感器融合优化后的轨迹在定位偏差最值和绝对误差均值方面均较真实运动轨迹有明显降低，且环境越复杂优化效果越好，表明所提方法可有效提高无人驾驶轮椅的空间定位精度。
遥感 激光雷达 无人驾驶轮椅 定位 距离流 差分扩展卡尔曼滤波 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0228007
红外与激光工程
2021, 50(10): 20200483
1 湘潭大学材料与光电物理学院,湖南 湘潭 411105
2 武汉工程大学光电子系统技术研究所,湖北 武汉 430205
红外成像系统性能评价是红外成像系统总体技术的重要组成部分.在对红外成像系统各单项性能评价模型分析比较的基础上,对国内外几种典型的红外成像系统综合性能评价模型进行了比较研究,并重点对传统和修正的点源、面源红外成像系统作用距离方程进行了相关探讨,这为红外成像系统的性能评价提供了可靠的理论基础.
红外成像系统 综合性能评价 作用距离 infrared imaging system comprehensive performance evaluation operating range
1 湘潭大学材料与光电物理学院，湖南湘潭 411105
2 武汉工程大学光电子系统技术研究所，湖北武汉 430205
针对紫外探测器输出信号微弱，常规放大电路难以实现对微弱信号放大，为此设计了一种适于近地层紫外动态目标探测的微弱信号放大器。通过分析探测器输出信号特点，提出了微弱信号放大器的指标要求。围绕预定的指标要求设计电荷前置放大电路、整形滤波电路以及增益调整电路，使放大器的输出波形满足总体设计要求。经软件 Multisim模拟仿真结果表明，该放大器各项指标均达到设计要求，可以将探测器输出电荷脉冲信号放大整形输出相应准高斯脉冲波形，为后续处理提供可靠的信号，具有一定适用性。
紫外探测 红外探测 微弱信号放大 前置放大电路 整形滤波 UV detection infrared detection weak signal amplification preamplifier circuit shaping filter
1 武汉工程大学光电子系统技术研究所，湖北武汉 430205
2 海军工程大学，湖北武汉 430033
3 湘潭大学材料与光电物理学院，湖南湘潭 411105
从便捷、高效、节能及精准的角度出发，构建一种基于 MC9S12XS128的光电传感器的无线网络，并结合单片机智能控制原理设计了控制器硬件电路。在分析光电无线传感网络系统的构成及工作原理的基础上，探讨了基于 ZigBee技术的无线光电传感器网络实现方式，设计了控制器的相关硬件电路及软件。节点系统采用 MC9S12X128单片机作为控制器，以及 CC2420芯片用于无线传输，并对周围环境进行数据采集和处理，最终将结果传至上位机 PC，上位机分析数据并将其显示，用以实时监测现场的运行情况。这种新型光电无线传感网络系统在监测方面具有精准、高效，数据采集效率较高等特点。
ZigBee技术 无线传感网络 构建 技术设计 MC9S12XS128 MC9S12XS128 ZigBee technique wireless sensor network structure technique design
