空军工程大学装备管理与无人机工程学院，西安 710000
针对传统DS证据理论无法解决的高冲突问题，提出一种改进的DS证据理论新方法。首先，使用类哈利熵和Shannon熵衡量证据的综合不确定度，描述证据中的不具体性和随机性问题; 其次，使用皮尔逊相关系数衡量证据间的相似度; 接着，基于博弈理论对二者进行组合赋权，保证修正权重的准确合理; 最后，使用DS组合规则计算修正后的基本概率分配(BPA)，得到融合结果。通过与其他方法进行多组案例比较分析，证明所提算法融合精度更高、识别常理命题速度更快、考虑问题更为科学有效。
DS证据理论 高冲突证据 博弈论 综合不确定度 相似度 DS evidence theory high-conflict evidence game theory comprehensive uncertainty similarity
空军工程大学装备管理与无人机工程学院,西安 710000
针对航空产品传统危害性矩阵分析中危害度计算精确度和效率低的问题,提出基于二维云模型的危害性评估方法。首先,采用二维云模型对产品单一故障模式进行危害性分析,求解其单一故障模式危害性水平; 然后,采用灰色关联聚类分析和信息熵相结合的方法,对故障模式进行赋权,将多种故障模式的危害性水平聚合为整个产品的危害性水平; 最后,结合某飞机升降舵操纵分系统案例分析,验证了所提方法的正确性。
危害性分析 故障模式 二维云模型 灰色关联聚类分析 criticality analysis failure mode planar cloud model gray relation and clustering analysis
空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
提出一种将变权理论和云模型相结合的任务风险评估方法;针对遂行任务中可能出现的极端值会造成评估结果偏差的情况, 构建区间变权函数, 建立风险因素数据归一化标准; 针对传统云模型在风险评估中期望Ex对评估结果产生的过强影响作用, 采取区间形式进行弱化, 并根据属性数学理论改进区间云模型数字特征确定方法; 实例验证方法的合理性和有效性。
任务风险评估 变权理论 区间云 空投 task risk assessment variable weight theory cloud model airdrop
中国农业科学院烟草研究所/农业农村部烟草生物学与加工重点实验室, 山东 青岛 266101
利用不同氮肥用量田间试验, 分析基于无人机平台的可见光谱诊断技术对烟草氮素营养进行无损评估预测的可行性, 明确该技术的最佳颜色参数和方程模型。 2018年在江西省安福县开展田间试验, 设置不同氮肥用量, 分别为0, 45, 90, 135, 180和300 kg N·ha-1, 于移栽后47 d(团棵期)、 移栽后83 d(旺长后期)和移栽后116 d(下部叶成熟期), 利用无人机获取冠层RGB色彩数字图像, 同时采集植株样品分析地上部生物量、 叶片生物量、 地上部氮浓度、 叶片氮浓度、 叶片SPAD值等氮营养状况指标, 对冠层数字图像进行数字化分析, 获得颜色指标值, 通过颜色指标与烟草氮营养状况指标的相关性分析, 筛选适宜的颜色指标并建立氮营养诊断方程。 利用不同地块的氮肥用量试验, 对氮营养诊断方程拟合精度进行验证。 试验结果表明, 旺长后期各处理间冠层图像的颜色标准值存在显著差异, 团棵期与下部叶成熟期不存在显著差异。 在10个颜色指标中, NRI, NGI, G/R, G/(R+B), (G-R)/(R+G+B)和ExG与5个烤烟氮素营养指标均达到极显著相关(p<0.01)。 在归一化颜色指标体系、 比颜色指标体系和归一化差分颜色指标体系中选择潜在的最佳颜色参数指标分别为NGI, G/R和ExG。 根据不同类型的回归分析结果, 确定指数回归作为地上部生物量和叶片生物量的预测模型, 线性回归作为地上部氮浓度、 叶片氮浓度及叶片SPAD值的预测模型。 对潜在的最佳指标进行验证性筛选, G/R对地上部氮浓度和叶片氮浓度的RMSE值分别为0.375 1%和0.249 1%, 明显低于NGI和ExG, 预测精度最高。 用G/R值表示的地上部生物量、 叶片生物量、 地上部氮浓度、 叶片氮浓度、 SPAD值预测方程分别为Y=21.785e1.3502G/R, Y=4.057 9e1.937 3G/R, Y=5.039 9G/R-3.333 2, Y=4.281 4G/R-3.802 9, Y=40.168G/R-28.188。 因此, 基于无人机平台的可见光谱诊断技术在烤烟氮素营养诊断方面具有应用潜力, 评估最佳时期为旺长后期, 最佳预测参数为G/R值。
烤烟 冠层可见光谱 氮营养诊断 颜色指标 方程模型 生育期 Flue-cured tobacco Canopy visible spectrum Nitrogen diagnosis Color index Equation model Growth period
山东农业大学化学与材料科学学院, 山东 泰安 271018
人体内的生物小分子对维持生命体健康具有重要影响, 此类分子参与生命体的血液循环及免疫系统, 因此检测生命体中生物小分子对研究小分子在生命体中的生理功能有着重要的意义。 傅里叶变换-表面等离子体共振(Fourier transform-surface plasmon resonance, FT-SPR)光谱技术具有操作简便、 灵敏度高、 所需样品少、 可实时检测等优点, 近年越来越多应用于分子的检测。 对于部分分子尤其是分子量非常小的生物小分子, FT-SPR直接检测法存在信号稳定性差、 灵敏度不高等缺点, 因此可以针对不同的检测目标构建系列SPR小分子生物传感器通过信号扩增弥补以上缺点。 该研究分类并列举了用于小分子检测的SPR免疫传感器(直接检测法、 “三明治”法、 竞争检测法以及抑制检测法)、 SPR分子印迹传感器以及其他基于SPR传感器, 系统综述了SPR技术检测小分子的研究进展, 并对其发展远景进行了展望。
表面等离子体共振技术 小分子检测 表面等离子体传感器 Surface plasmon resonance technology Small molecule detection SPR sensor
1 南开大学现代光学研究所, 天津 300071
2 南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
近视人眼随年龄的增长会出现老视, 为了实现一副眼镜矫正近视并发老视人眼的远、近视力, 设计了一种非球面衍射型隐形眼镜(CL), 通过非球面CL矫正近视, 并通过衍射环的设计矫正老视。在一个有200度近视和2 D调节力的近视并发老视眼模型上优化CL, 选取的5个设计物距介于250 mm到无限远。研究了0°视场和±4°视场时设计物距下佩戴CL的近视并发老视眼模型的光学性能。结果表明, 佩戴该CL后, 在明视觉条件下(2.8 mm瞳孔直径), 注视不同距离物体时, 人眼视力最低可达1.3, 最高可达1.5; 在间视觉条件下(4.5 mm瞳孔直径), 除注视无穷远处物体时视力略差(0.9), 注视其他距离物体时, 视力均在1.0以上。此外, 佩戴CL后, 眼模型的大视场彗差、像散和畸变均在合理范围内。可见, 所设计CL能够在0~4 D物距范围内提供良好的光学质量和视觉质量, 且中间距离也实现了高质量成像, 成像性能几乎不受瞳孔变化的影响。
光学设计 隐形眼镜 近视并发老视 光学性能 视力
西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710061
激光散斑传感技术具有结构简单、灵敏度高等特点，可以实现对应力、振动、距离、速度、流速等物理量的传感测量，已成为光学传感领域中的研究热点之一。设计了一套基于激光散斑的应力传感系统。该系统使用波长为405 nm激光作为光源，利用音圈电机振动多模光纤，同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面进行显微成像，通过MATLAB软件对采集到的散斑图像进行分析处理，计算散斑对比度，拟合散斑对比度随时间变化的曲线。结果表明：散斑图像对比度的变化反应了多模光纤应力的变化，通过多模光纤应力变化可以判断是否有入侵者，实现了防盗功能。
激光散斑 应力传感 显微成像 散斑对比度 防盗 laser speckle stress sensing micro-imaging speckle contrast anti-theft 红外与激光工程
2015, 44(12): 3729
散斑噪声的存在使得图像灰度剧烈变化,降低了图像分辨率,影响成像质量。为了控制散斑噪声, 使用波长为405nm的激光作为显微系统照明光源, 利用音圈电机振动光纤, 通过对抛光玻璃显微成像, 用CCD图像采集卡采集图像后进行了散斑噪声对比度分析。结果表明, 在光纤振动幅度不变、振动频率在4Hz~55Hz内逐渐增加时, 图像散斑对比度在0.0326~0.1197范围内逐渐变小; 当频率大于51Hz时, 图像散斑对比度曲线趋于平稳且对比度在0.0326处获得了最小值, 图像清晰, 达到良好的散斑控制。
激光光学 激光散斑 散斑对比度 频率 laser optics laser speckle speckle contrast frequency
为了解决可见光显微成像技术无法实现硅基芯片内部结构观测的问题，根据1 064 nm的红外激光对硅材料具有一定穿透深度的特性，设计了一种硅基半导体芯片激光红外显微成像系统.该系统采用数值孔径为0.42的长工作距显微物镜，通过音圈电机振动多模石英光纤消除散斑噪音，由系统观察CD-RW盘片道间距，表明系统分辨率可达到1.6 μm，接近理论值，实现了对芯片厚度为70 μm的静态随机存储器内部结构显微成像的观测.
半导体芯片 激光红外显微成像 多模石英光纤 音圈电机 Semiconductor chip Infrared laser micro-imaging Multimode silica fiber Voice coil motor
