1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528437
当涂层粘接缺陷厚度过小时，缺陷的太赫兹时域光谱信号与基体反射信号产生混叠，难以从主脉冲信号中获取有效的粘接缺陷特征。通过构建基于传输矩阵法的薄涂层粘接缺陷太赫兹传播仿真模型，对太赫兹波在涂层粘接缺陷结构中的传播特性进行数值仿真分析。结合仿真结果和实际检测信号，提出基于多次回波特征的涂层粘接缺陷识别方法，利用缺陷太赫兹信号偏度特征进行成像，准确识别厚度为50 μm和80 μm的涂层样件中预置的10 μm和15 μm粘接缺陷，平均识别准确率达95.2%。
测量 涂层 粘接缺陷 偏度成像 太赫兹时域光谱 无损检测 光学学报
2022, 42(15): 1512007
1 地下空间智能控制教育部工程研究中心，江苏 徐州 221000
2 中国矿业大学信息与控制工程学院，江苏 徐州 221000
3 中国矿业大学计算机科学与技术学院，江苏 徐州 221000
针对基于成对抗网络(GAN)的单幅图像去雾算法，其模型对样本真值过度拟合，而在自然图像上表现一般的问题，本文设计了一种融合暗通道先验损失的生成对抗网络来进行单幅图像去雾。该先验损失可以在网络训练中对模型预测结果产生影响，纠正暗通道特征图的稀疏性与偏度特性，提升去雾效果的同时阻止模型对样本真值过度拟合。另外，为了解决传统的暗通道特征图提取方法存在非凸函数，难以嵌入网络训练的问题，引入了一种基于像素值压缩的暗通道特征图提取策略。该策略将最小值滤波等效为对像素值压缩，其实现函数是一个凸函数，有利于嵌入网络训练，增强算法整体的鲁棒性。另外，基于像素值压缩的暗通道特征图提取策略不需要设置固定尺度提取暗通道特征图，对不同尺寸的图像均有良好的适应性。实验结果表明，相较于其它先进算法，本文算法在真实图像以及SOTS等合成测试集上均有良好的表现。
1 重庆交通大学 土木工程学院, 重庆 400074
2 上海宝冶集团有限公司, 上海 201908
3 杭州钱塘测绘有限公司, 杭州 310000
为了解决目前机载激光雷达点云滤波算法中特征单一、运算效率低、植被覆盖区效果较差等问题, 提出一种植被茂密地区的点云自适应双重滤波方法。首先利用回波分离方法, 分别提取点云的单次回波和末次回波进行粗滤波处理; 然后利用偏度平衡理论进行单次回波的强度阈值确定, 同时利用最大类间方差法对首次回波和末次回波的高程差进行高差运算, 实现末次回波高差阈值自动化, 并融合粗滤波后单次回波和末次回波的点云数据; 最后, 利用不规则三角网渐进加密滤波算法对融合后的点云数据进行精滤波处理, 并通过了实验验证。结果表明, 3组数据集的Ⅱ类误差都相对较低, 分别为1.06%,1.64%,1.34%。结合回波信息和高差信息的双重滤波方法不仅能较好地剔除植被, 而且能较好地保留地形细节。
激光技术 滤波 偏度平衡 点云 最大类间方差法 不规则三角网渐进加密滤波算法 laser technique filtering the balance of skewness point cloud Otsu method incremental encryption filtering algorithm of tria
红外与激光工程
2021, 50(10): 20200518
中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院, 湖北 武汉 430074
为了解决机载LiDAR点云进行道路网提取时存在的道路强度不统一问题,提出一种基于局部强度的栅格分割方法,用于道路点云提取。该方法首先对滤波后的地面点,利用偏度平衡得到道路信息强度阈值,将地面点划分为格网并计算格网内点云的平均强度值,然后通过确定中心格网及其邻域格网的强度值在道路信息强度阈值内的格网数量来确定道路点云。在复杂的环境下利用实际数据进行实验,结果表明该方法可以有效地减少道路周围的异常点并得到更完整的道路信息,这为后续进一步提取道路网提供了参考。由本文方法提取的初始道路中,数据1有84.1%的完整率,数据2有67.1%的完整率,相比于传统的方法有明显的优势。
遥感 激光雷达 道路提取 栅格分割 偏度平衡 道路强度 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2401003
1 太原理工大学物理与光电工程学院，山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室，山西 太原 030024
对混沌激光在放大过程中的随机特性进行了实验研究。基于光纤中的非线性克尔效应，通常采用环形腔结构来产生混沌激光。通过控制泵浦源电流实现了不同功率混沌激光的输出，并利用掺镱光纤放大器进行放大。然后，利用排列熵、偏度和峰度对混沌激光放大过程中的随机特性进行了定量分析。结果表明：排列熵随光纤放大器泵浦电流的增大而减小并趋于一个稳定值；在排列熵相近时，偏度和峰度随光纤放大器泵浦电流的增大呈先增大后减小的趋势，即放大过程中混沌激光的随机特性先减小后增加。
激光光学 混沌激光 掺镱光纤放大器 排列熵 偏度 峰度 随机特性 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1914005
中国计量大学光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
空气隙法布里-珀罗(F-P)标准具是一种常见的光无源器件,其作为滤波器广泛应用于光通信、光电测量和光传感领域。根据经典干涉理论,F-P标准具的光谱为周期出现的洛伦兹峰。但在对F-P标准具透射谱的校准与拟合过程中,发现其透射峰存在左右不对称以及展宽现象,导致使用经典洛伦兹公式的拟合误差较大。通过分析透射峰不对称度和展宽间的关系,并考虑光纤准直器的发散角以及F-P标准具的装配误差因素,提出了一种基于传统F-P干涉理论并融合发散角与入射偏角的多峰叠加拟合公式。使F-P透射谱的拟合方差提高到0.008、重合精度为0.9998, 与基于洛伦兹线型的拟合结果相比提高了近15倍。该研究提供了一种对光纤空气隙F-P标准具透射谱精确拟合的方法,并对其设计以及装配工艺有着重要的指导意义。
测量 光纤空气隙法布里-珀罗标准具 多峰拟合 偏度 光谱展宽
空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038
针对无人机自主导航的实时性差、精度低且对时变噪声的鲁棒性弱的问题, 建立了机器视觉和惯性导航相融合的组合导航系统, 并提出了一种自适应平方根无迹卡尔曼滤波(adaptive square-root unscented kalman filter, ASRUKF)算法。该算法通过观测值与估计值残差的Mahalanobis距离时刻修正系统噪声协方差, 再与采用最小偏度采样的SRUKF算法相融合, 从而达到时变噪声自适应抑制, 滤波快速且对噪声鲁棒性高的效果。仿真结果表明, 相比标准SRUKF, ASRUKF计算耗时减少约38.8%, 位移、速度和姿态角预测精度分别提高超过4倍和6倍, 且对于时变噪声鲁棒性更强。
自主空中加油 噪声自适应 Mahalanobis距离 最小偏度采样 平方根无迹卡尔曼滤波 autonomous aerial refueling noise adaptation Mahalanobis distance minimal skew sampling SRUKF
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
针对现有激光雷达(LiDAR)点云滤波方法无法有效排除数字表面模型(DSM)中数据空洞干扰的问题,提出了基于多光谱数据指导的偏度平衡点云滤波方法。该方法将多光谱数据引入点云滤波并将其作为引导图像,实现了与噪声点光谱相似点的快速去噪。实验结果表明,该方法有效排除了数据空洞对点云滤波造成的干扰,所得到的滤波误差与原有偏度平衡点云滤波方法相比减少了0.4%~0.8%;与目前流行的基于支持向量机(SVM)的滤波算法相比,该方法的误差减少了0.1%~0.4%。
遥感 点云滤波 偏度平衡 激光雷达 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 042801
东华理工大学测绘工程学院, 江西 南昌 330013
反射强度信息是机载激光雷达(LiDAR)系统所获取数据的重要组成部分,利用反射强度信息提取道路点云的主要难点在于道路点云通常包含在地面点云中,而区分道路点云与非道路点云的反射强度阈值较难获取。针对该问题,提出了基于偏度平衡的道路点云提取算法,该算法可以自动、准确、无参地确定反射强度阈值,进而获取纯净的道路点云。分别采取位于我国山西省某地和德国某城市的两组LiDAR点云数据来检验该算法在不同地理环境下的有效性。实验结果表明所提算法简单有效,并且能够得到良好的道路点云提取结果。
遥感 激光雷达 反射强度 偏度平衡 道路点云 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 022801
