为了实现长距离直线型机载激光雷达电力线提取, 提出了一种基于布料模拟的长距离机载激光雷达电力线提取方法, 在数据预处理的基础上, 通过模拟布料下落过程, 分析布料与对应机载雷达点云之间的作用, 确定布料由重力下降后所停留的位置作为相近高度的电力线点云, 然后在xOy平面内拟合直线, 利用点到拟合直线的距离对电力线条数进行奇偶判断, 通过点在直线两侧判断, 实现单根电力线的提取。结果表明, 所提出的方法对长距离电力线的提取精度达到98.9%, 具有较高的自动化程度, 且对局部点云缺失不敏感。该研究在电力线智能巡检及输电廊道空间结构自动分析领域具有良好的工程应用价值。

针对从非地面点云数据中难以自动分类植被和建筑物的问题,提出一种航空影像辅助的机载LiDAR(Light Detection and Ranging)植被点云分类方法。根据植被的光谱特征明显不同于其他地物这一特点,在生成数字正射影像的基础上,首先利用K均值(K-means)聚类算法对影像进行聚类和图像增强,然后将增强后的影像和对应区域的点云数据进行融合,最后通过影像处理结果对机载LiDAR植被点云进行分类。选取某城市的机载LiDAR植被点云数据和航空影像进行实验,定量分析结果显示所提方法的总分类精度为96.47%,Kappa系数为0.9248,该方法能够达到点云中植被自动分类的目的。

量子点因其独特优异的光学特性而被广泛应用于发光领域, 其中最突出的特点是光谱调谐方便, 只需要改变材料的尺寸, 就可实现发光光谱的调谐。 结合实际应用的需要, 选取CdSe材料作为主要研究对象, 通过改进工艺, 采用希莱克技术隔绝水氧, 使用高温热注入法, 调整原料中镉源和锌源, 硒源和硫源的比例, 获得了尺寸分别约为6.0和4.2 nm, 发光峰分别为625和525 nm, 半高宽分别为30和28 nm, 荧光量子产率分别达到82%和61%的粒径均一、 色纯度高且高效稳定核壳结构CdSe/ZnS红光和绿光量子点材料。 然后对量子点LED在背光显示中的应用进行了研究, 采用合成的红光和绿光量子点材料替代传统工艺中的荧光粉材料, 通过改进封装方式, 对量子点光转换层采用双层环氧树脂AB胶保护, 同时引入PMMA透镜包覆, 从根本上隔绝水氧。 最终得到的量子点白光LED, 红绿蓝光发射峰分别为630, 535和453 nm, 半高宽别为20, 28和30 nm, 三段光谱发射峰两侧对称性良好, 有效解决了传统荧光粉白光LED在红色光谱波段缺失的问题, 并同时实现了单色性好、 色纯度高、 色彩饱和度高等优点。 在LED积分球光色电测试系统中20 mA电流条件下测试, 得到了CIE色坐标为(0.329, 0.324)的白光量子点LED, 这是非常接近标准白光的色坐标。 其色温为5 094 K, 光效达到94.72 lm·W-1, 显色指数Ra可达78.6, 寿命超过400 h。 最后对量子点LED灯条进行封装得到背光源, 根据测试获取的白光量子点LED发射光谱, 可以得到sRGB颜色三角形, 即色域, 通过对比NTSC1931标准色域, 得到了色域覆盖率可以达到109.7%的高色域量子点LED背光源。 开发的LED背光由240个白光量子点LED制成, 并且首次成功演示了29英寸液晶电视面板, 这一结果将进一步开发量身定制的量子点, 特别是在高性能显示器应用领域。

提出一种基于三维激光点云数据的建筑物立面轮廓提取方法。在数据预处理的基础上,采用考虑局部点云密度的自适应建筑物立面分割方法进行建筑物立面点云分割,并将分割后的建筑物立面进行重心化和坐标转换,利用轮廓提取算法进行建筑物立面轮廓提取。分别采用模拟和实测点云数据进行实验,结果表明,该方法能够有效提取建筑物立面轮廓。

烟酰胺, 又称为维生素PP, 是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成部分, 是许多脱氢酶的辅酶。 庚二酸是一种广泛使用的共晶体前体。 烟酰胺与庚二酸形成的药物共晶体具有两种不同的多晶型, 分别为晶型Ⅰ和晶型Ⅱ。 不同的药物晶型常常具有不同的物理化学性质, 这些差异可能会对药物的溶出速率、 稳定性以及药效具有较大影响, 因此在药物领域中寻找合适的技术手段鉴别药物的不同晶型非常重要。 利用太赫兹时域光谱在室温下对烟酰胺-庚二酸的两种共晶体在0.2～2.2 THz范围内进行检测, 发现两者的特征吸收峰具有明显的差异, 晶型Ⅰ在1.51, 1.73, 1.94, 2.01和2.17 THz有五个特征吸收峰, 其中在1.94, 2.01和2.17 THz处是三个吸收强度较大的峰, 而晶型Ⅱ在1.66, 1.74, 1.88, 2.02和2.16 THz有五个特征吸收峰, 与晶型Ⅰ不同的是在2.02和2.16 THz处有两个强度较大的吸收峰。 利用密度泛函理论对烟酰胺-庚二酸两种共晶体进行理论计算, 计算结果表明实验峰与理论峰基本对应, 对吸收峰指认归属表明特征吸收峰来源于分子骨架的振动与包含氢键的振动。 研究结果表明太赫兹时域光谱技术对于区分药物共晶体的多晶型现象具有重要的应用。

太赫兹光谱可以反映与固体中晶格振动有关的信息, 特别适合于检测相同分子形成的不同晶体, 因此利用太赫兹光谱对检测并控制药物的不同晶型具有重要的意义。 而药物分子的晶型会影响药物在存储中的稳定性等性质。 选取最早使用的喹诺酮类抗生素萘啶酸作为研究对象, 首先合成了萘啶酸的两种晶型NA-Ⅰ和NA-Ⅱ。 通过X射线粉末衍射确认了两种晶型。 使用太赫兹时域光谱技术在室温下对合成的两种萘啶酸不同晶型NA-Ⅰ和NA-Ⅱ在0.2～2.4 THz范围内进行检测, NA-Ⅰ和NA-Ⅱ在太赫兹光谱中表现出明显的差异。 NA-Ⅰ在0.94, 1.41, 1.88, 2.05和2.17THz处有五处特征峰, 而NA-Ⅱ在0.72, 0.96, 1.38, 1.80, 2.04和2.16 THz处有六处特征峰。 二者最明显的差异是NA-Ⅱ在2.04 THz处的峰为肩峰, 而NA-Ⅰ在2.05 THz处的吸收强度要大得多。 不同于其他光谱, 如红外光谱, 太赫兹光谱中的特征峰不对应特定的官能团, 因此对光谱峰的指认尤为重要。 利用密度泛函理论对两种晶型进行理论计算, 理论峰与实验特征峰基本对应, 得出萘啶酸两种晶型在此低频范围的振动模式主要是分子的骨架运动, 并从两种晶体堆积方式的不同阐述了光谱显著差异的原因。 该研究为利用太赫兹光谱检测药物的同质多晶提供了依据。

太赫兹(THz)波是指频率在0.1～10 THz频段的电磁波。 太赫兹光谱技术不同于以往的检测手段, 可以用于检测氨基酸同分异构体, 反映物质的分子结构和构型, 对食品安全和药品药性控制有着重要的意义。 亮氨酸与异亮氨酸属于同系的同分异构体, 它们具有近似的分子结构, 但物理化学性质有很大的差别。 生物大分子的太赫兹吸收与其分子间氢键和分子内氢键的振动和转动能级相关的偶极跃迁有关, 可以利用分子偶极跃迁进行生物分子的指纹识别。 采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)和傅里叶红外光谱(FTIR), 对亮氨酸和异亮氨酸进行了测量。 在中红外波段亮氨酸与异亮氨酸的吸收光谱几乎完全重叠, 而在太赫兹频波段可以观察到它们的光谱存在明显差异, 因此太赫兹光谱能够作为快速准确鉴别这两种物质的方法。 采用密度泛函理论(DFT)对亮氨酸和异亮氨酸的低频集体振动模式进行理论模拟, 并对其太赫兹光谱进行研究和讨论。 通过比较实验和理论结果, 计算得到的峰位与实验结果可以互相印证。

三维散乱点云数据具有不均匀性，局部点云密度的不断变化会对点云分割提取等处理造成影响，针对这一问题，提出考虑局部点云密度的建筑立面自适应分割方法，在介绍局部点云密度的基础上，设计了自适应分割的流程和算法，通过实验验证了考虑局部点云密度的方法能够较好的对建筑立面进行分割。