陆军工程大学纳米技术与微系统实验室, 河北 石家庄 050003
为提高复杂场景下运动目标检测的完整性和准确性,提出了一种多特征结合的运动目标检测方法。提出了一种自适应的高斯混合建模算法对颜色特征进行建模;通过滞后多阈值建模的方法,同时利用颜色和改进的局域二值模式纹理特征对环境背景进行了建模,并采用邻域补偿策略将基于两种特征提取得到的目标区域进行了结合;采用结合Canny思想改进的Kirsch方法进行了边缘提取,消除了鬼影误识别像素,改善了前景目标边缘。实验结果表明,所提方法在运动目标检测的完整性、准确性等指标上优于传统算法的,实时性也较好。
测量 运动目标检测 多特征 背景建模 纹理 滞后多阈值
针对半捷联两轴导引头稳定平台，研究了稳定平台的扰动抑制及稳定跟踪功能的实现。对平台进行了系统分析与建模，梳理了系统特性; 从控制需求、被控对象特点、控制技术现状等方面权衡，阐述了选取自抗扰控制技术的原因，概括了自抗扰控制技术的优势。按照跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈控制律、扰动估计补偿等四大模块，设计控制器并给出了参数整定情况。以传统PID控制为对比，仿真验证了本控制器的性能效果，通过阶跃响应验证抑制扰动效果，输入正弦信号验证稳定跟踪效果，利用蒙特卡罗方法验证被控对象模型参数在基准值上下20%摄动时的控制系统的鲁棒性。实验表明，本控制器抑制扰动效果明显优于传统PID控制，跟踪误差较PID小50%以上，鲁棒性提升约1倍。
导引头 稳定平台 自抗扰控制 扩张状态观测器 参数整定 仿真验证 seeker stabilized platform Auto-Disturbance Rejection Control ( ADRC) Extended State Observer ( ESO) parameter adjusting simulation verification
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Nanotechnology and Microsystems, Mechanical Engineering College, Shijiazhuang 050000, China
2 State Key Laboratory for Superlattices and Microstructures, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Science, Beijing 100084, China
Short-wave infrared (SWIR) detectors combining AlAs/In0.53Ga0.47As/AlAs double barrier structure (DBS) with In0.53Ga0.47As absorption layer are fabricated by molecular beam epitaxy. By adding a p-charge layer, the dark current density of the detector is lowered by 3 orders of magnitude. The responsivity of the detector is tested at room temperature, which reaches 6000 A/W when the power of the incident light is 0.7 nW. The noise equivalent power (NEP) of the detector at 5 kHz is measured to be 3.77×10 14 W/Hz1/2 at room temperature.
250.0040 Detectors 230.5160 Photodetectors 160.1890 Detector materials 060.5565 Quantum communications Chinese Optics Letters
2016, 14(2): 022501
1 军械工程学院 纳米技术与微系统实验室， 石家庄 050003
2 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院， 北京 100191
为有效抑制光纤陀螺(FOG)随机噪声，提出将一种多尺度变步长最小均方(MVSLMS)自适应算法应用于FOG数据处理中。根据FOG输出数据的特点，构建了MVSLMS自适应滤波器，提出了FOG信号滤波算法的实现步骤。对FOG实测静态数据、振动数据和速率测试数据进行了滤波实验，结果表明所提算法对FOG随机噪声的抑制效果明显，相比LMS滤波，MVSLMS自适应滤波后的静态数据零偏稳定性数值减小了72.0%，振动数据在振前、振中、振后零偏稳定性数值分别减小91.5%,77.4%和96.5%，速率测试数据标准差减小了54.4%。摇摆测试滤波实验结果表明所用算法对FOG真值信号具有较好的跟踪能力。
光纤陀螺 自适应滤波 变步长LMS算法 多尺度小波变换 fiber optic gyroscope adaptive filtering variable step LMS algorithm multiple-scale wavelet transform 强激光与粒子束
2014, 26(7): 071002
1 军械工程学院 纳米技术与微系统实验室, 河北 石家庄 050003
2 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
为解决光纤陀螺(FOG)信号滤波过程中噪声抑制与信号跟踪的矛盾，提出了一种自适应滑动平均离散小波变换——双模式卡尔曼滤波(AMA-DWT-DMKF)算法，利用AMA算法将FOG输出信号划分为信号过渡区域和稳定区域，并融合DWT算法和基于不同过程噪声方差Q/测量噪声方差R比条件下Kalman滤波算法的优势特性，对AMA算法判定结果进行针对性滤波。采用AMA-DWT-DMKF算法对FOG静态信号、扰动信号以及变化的速率信号进行滤波，实验结果表明，所提算法在保证较高噪声抑制能力的同时，具有较好的信号跟踪能力。
光通信 光纤陀螺 信号滤波 自适应滑动平均 信号跟踪
军械工程学院纳米技术与微系统实验室, 河北 石家庄 050003
为了更好地分析光纤陀螺在动态环境下的性能，提出了采用动态Allan方差(DAVAR)的方法全面表征光纤陀螺的动态特性。DAVAR是一种最新提出来分析非平稳信号的方法，是Allan方差法的扩展和完善。针对高精度光纤陀螺进行分析，分别在振动和变温条件下获得实测数据，采用DAVAR计算每个样本的Allan方差，并求得五个噪声系数的二维表示，用来细化和辨识信号动态特征。实验结果表明，DAVAR法可以量化地分析光纤陀螺输出信号中各项噪声系数在动态环境下的变化情况，准确地反映陀螺的动态特性。采用DAVAR分析光纤陀螺信号，可为之后的噪声滤除提供理论支撑和实验依据。
测量 动态Allan方差 光纤陀螺 振动 温度
军械工程学院纳米技术与微系统实验室， 河北 石家庄 050003
量子信息技术的发展对单光子探测器提出了更高的性能要求，新型的量子点单光子探测器具有很好的性能和发展潜力。研究了一种基于量子点场效应晶体管(QDFET)的单光子探测器，介绍了QDFET的光电导增益原理，对QDFET进行了材料选择和结构设计，并重点对QDFET的量子化光电导和增益的噪声平衡进行了实验分析，结果表明QDFET单光子探测在灵敏度、光子响应、光子分辨等方面具备很好的特性。
探测器 单光子 量子点场效应晶体管 异质结 量子点接触
