Author Affiliations
Abstract
1 College of Computer Science and Electronic Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
2 School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China
We demonstrate manipulating the interactions of a second-order soliton with a weak probe pulse under the condition of group velocity match and group velocity mismatch (GVMM). During these interactions, the second-order soliton acting as an effective periodic refractive-index barrier leads to the polychromatic scattering of the probe pulse, which is represented as unequally spaced narrow-band sources with adjustable spectral width. In the case of GVMM, almost all the spectral components of the narrow-band sources meet the nonlinear frequency conversion relationship by using the wavenumber-matching relationship due to the robustness of the second-order soliton under moderate high-order-dispersion perturbations, so this case is more conducive to the study of the soliton wells. In addition, different transmission states of a soliton well are demonstrated under different probe pulse properties in the fiber-optical analog of the event horizon. When the power of the probe pulse is strong enough, a dispersive wave can be generated from the collision of two fundamental solitons split from the two second-order solitons. These interesting phenomena investigated in this work as a combination of white- and black-hole horizons can be considered as promising candidates for frequency conversion and broadband supercontinuum generation.
second-order soliton well probe wave optical event horizon Chinese Optics Letters
2022, 20(11): 111901
1 海军航空大学，山东 烟台 264000
2 中国人民解放军91001部队，北京 100000
3 中国人民解放军91115部队，浙江 舟山 316000
研究了网络约束下的组网运动体姿态估计问题。通过在运动体上固定多个组网节点构造基线矢量，利用节点间共享的位置信息和相对测距信息，建立基于基线矢量的非线性姿态测量模型。采用预测补偿策略处理丢包问题，根据随机最小二乘准则构造带有界不确定参数的代价函数，通过滚动求解约束min-max问题得到鲁棒滚动时域姿态估计器。最后，通过仿真验证了所提算法的有效性，并分析了丢包率对姿态测量精度的影响。
组网测姿 组网导航 姿态估计 丢包 模型不确定性 滚动时域估计 networked attitude determination networked navigation attitude estimation packet dropout model uncertainty moving horizon estimation
中国电子科技集团公司光电研究院, 天津 300308
在进行超视距成像时, 由于物体表面反射的光线受到空气中悬浮颗粒的散射而发生衰减, 导致图像对比度下降, 同时物体周围环境中的光线也会被空气中的悬浮颗粒散射, 散射后的光线进入成像设备又会导致图像颜色发生漂移。另外在能见度一定的情况下, 随着成像距离的增加, 可见光的大气透过率会持续下降, 从而降低到达探测器的能量, 影响成像质量。文中采用光学透雾与电子透雾两种方法相结合, 增强图像成像质量, 增大作用距离, 实现超视距观测。
去雾 光学超视距 图像处理 图像增强 dehazing optical over-the-horizon image processing imaging enhancement
光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
天地线检测在复杂场景的红外目标检测系统中具有重要的作用, 将深度语义分割模型引入了天地线检测任务。不同于传统的基于手工模板的阈值分割算法, 深度学习算法能够充分挖掘图像事例之间的结构信息与语义信息, 具有较强的自适应性。文中利用Deeplab-v3+算法作为语义分割算法, 实现了对天空与地面的有效分割。在城市、森林、山地等不同场景的实验中, 所提算法取得了良好的天地线检测效果, 验证了所提算法的有效性与鲁棒性。
深度学习 语义分割 天地线检测 红外图像 deep learning semantic segmentation horizon detection infrared image
南京航空航天大学金城学院信息工程学院, 南京 211156
硅微陀螺在中低精度惯性稳定平台和导航系统中有广泛的应用。采用多个陀螺组成阵列, 可有效提高测量精度。研究了陀螺阵列输出补偿技术方案, 并建立卡尔曼滤波体系框架。设计了一种结合U-D平方根滤波量测更新机制的滚动时域估计算法, 有效提高滚动时域估计的算法精度。通过试验表明, 经陀螺阵列数据融合的技术方法可有效降低输出误差。在静态测试条件下, 时域长度N=1的滚动时域估计算法的输出精度与U-D滤波相当, 优于基本卡尔曼滤波; 在低动态测试条件下, 采用N>1的滚动时域估计能够融合前若干采样点的量测输出, 使陀螺阵列输出精度进一步提高。
陀螺阵列 滚动时域估计 平方根滤波 U-D滤波 卡尔曼滤波 gyroscope array moving horizon estimation square root filter U-D filter Kalman filter
1 南京信息工程大学气象灾害预测与评估协同创新中心, 江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学地理科学学院, 江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院, 江苏 南京 210044
4 南京大学地理与海洋科学学院, 江苏 南京 210023
土壤剖面是土壤发生学研究的核心, 但过去几十年以来研究土壤剖面的技术并没有发生质的变化。 成像光谱技术可以提供高空间、 高光谱分辨率的土壤剖面数据, 能够弥补反射光谱技术采样深度间隔较大的不足, 用于定量研究土壤属性连续深度变化。 以室内采集的土壤剖面成像光谱数据为研究对象, 采用支持向量机方法进行光谱数据主成分分类, 探讨成像光谱数据用于剖面发生层划分的可行性并分析影响因素。 研究中首先定性分析各发生层平均光谱曲线形态特征, 然后通过分析剖面光谱数据主成分深度变化特征及其散点分布情况, 探讨其用于剖面发生层划分的可行性; 最后进行1 000次随机划分数据集并建模、 预测以减小误差, 定量证明成像光谱数据用于土壤发生层划分的可行性, 并通过样本分类错误频率来分析影响分类精度的因素。 研究结果表明, 受成土过程影响剖面内各发生层平均光谱曲线特征存在差异。 成像光谱数据的主成分可以定量呈现土壤剖面深度方向上属性的连续变化及样本散点分布的集聚特征, 能较好反映发生层之间的差异性, 可以用于发生层划分。 建模预测结果表明发生层的预测精度平均值达到93.08%。 同时发现, 光谱主成分分布相似区域的样本及位于发生层过渡区域的样本分类错误率较高。 该研究为利用成像光谱技术进行土壤剖面发生层划分提供了理论依据, 为下一步进行剖面发生层制图奠定了技术基础。
土壤剖面 发生层 成像光谱 支持向量机（SVM） Soil profile Horizon Imaging spectroscopy Support vector machine (SVM)
江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
为了提高天波超视距雷达的目标定位精度,提出一种改进蜻蜓算法优化极限学习机的多基地天波超视距雷达目标定位模型。为了避免蜻蜓算法陷入局部最优,将Logistic混沌映射、反向学习策略和变异过程引入蜻蜓算法,形成改进的蜻蜓优化算法;用改进的蜻蜓算法对极限学习机的权值和隐含层偏置进行优化;将优化后的极限学习机应用于多基地天波超视距雷达定位。理论研究和仿真结果表明,该方法能够实现目标的高精度定位,且定位精度和可靠性优于目前常用的天波超视距雷达定位方法和基于误差反向传播神经网络、径向基函数神经网络的目标定位方法,为多基地天波超视距雷达系统提供了一种新的目标定位方法。
计算光学 天波超视距雷达 目标定位 极限学习机 蜻蜓优化算法 参数优化 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 112001
1 北京航空航天大学, 自动化科学与电气工程学院，北京 100191
2 飞行器控制一体化技术重点实验室，北京 100191
针对无人机(UAV)飞行时与其他飞行器发生冲突的问题, 提出了基于扰动流体的避撞航路规划算法。基于入侵飞机的运动信息引入相对初始流场, 用扰动矩阵量化表示入侵机模型对相对初始流场的扰动影响, 计算相对扰动流场, 进而得到实际流场流线即规划的无人机避撞航路。同时利用滚动优化思想, 考虑无人机性能约束要求, 实时优化影响系数, 保证规划航路的可飞性。仿真结果表明, 该算法能够实时规划出满足无人机可飞性要求的避撞航路。
无人机 航路规划 避撞 扰动流体 滚动优化 Unmanned Aerial Vehicle (UAV) path planning collision avoidance disturbance fluid receding horizon optimization
中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南洛阳471000
根据红外图像的成像特性提出了一种天地线精确检测方法。该方法与常见的海天线检测算法不同, 在对红外图像进行噪声处理后, 通过对比Harr线性特征的方式寻找边缘, 以确定天空区域以及准天地线的位置; 然后通过对边界能量的分析完成天地线位置的初步检测; 最后, 利用数值分析的相关技术得到准确完整的天地线。实验结果表明该方法在各种场景均能有效地检测天地线, 即使对天空存在云雾的复杂情况也能保持较好的鲁棒性。
红外图像 Haar特征 天地线检测 红外小目标检测 infrared image Haar features horizon detection infrared small target detection
中国科学院上海技术物理研究所， 上海 200083
介绍了红外 地平仪探头的布局和姿态解算公式，然后提出了一种利用卫星工具包软件(Satellite Tool Kit, STK)建立地平仪仿真模型的方法。利用 该模型对地平仪进行了动态仿真并获取了探测图像。最后，利用获取图像解算出了卫星姿态并给出 了不同工况下的仿真结果。该方法可以在项目开发早期帮助确定地平仪方案，以避免不必要的 重复工作。
红外地平仪 数值仿真 IR horizon sensor numerical simulation STK STK
