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利用匹配滤波的调频连续波激光测距技术研究 被引量：2
1
作者 张鹏 封治华 +5 位作者 张鹏飞 赵渊明 阮友田 韩文杰 张辉 康朝阳 《激光技术》 北大核心 2025年第1期53-61,共9页
基于差频解算的调频连续波激光测距技术存在测量距离短、易受噪声干扰、受非线性调频影响大的问题。为了在相同机制条件下解决此问题,提出了基于匹配滤波的调频连续波激光测距方法,改进相干探测光路,加入信号反转单元和信号共轭单元,将... 基于差频解算的调频连续波激光测距技术存在测量距离短、易受噪声干扰、受非线性调频影响大的问题。为了在相同机制条件下解决此问题,提出了基于匹配滤波的调频连续波激光测距方法,改进相干探测光路,加入信号反转单元和信号共轭单元,将混频器换成卷积器,同时满足系统响应与发射波形匹配,并进行了相关仿真实验。结果表明,相比差频解算方法,匹配滤波方法可实现两倍于差频解算方法的测距范围,信噪比提高了9.5 dB,在非线性调频误差为19.8 MHz、198 MHz和396 MHz条件下均能得到较高分辨率的距离谱,表现出较好的抵抗非线性调频的能力。此研究可为该领域的科研工作者提供技术指导和新的思路。 展开更多
关键词 激光技术 调频连续波 匹配滤波 激光测距 信噪比 非线性
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激光三维点云在岩性语义分割中的应用综述 被引量：2
2
作者 邵燕林 刘浪 +4 位作者 曾齐红 胡忠贵 魏薇 邓帆 王庆 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1313-1324,共12页
激光三维扫描技术可快速获取扫描目标表面的点云数据,包括用于描述目标几何特征的空间点坐标和刻画目标材质反射率信息的激光反射强度。将激光三维点云的自动语义分割技术应用于地质勘探研究中,能为区域地质特征描绘奠定基础。为了展示... 激光三维扫描技术可快速获取扫描目标表面的点云数据,包括用于描述目标几何特征的空间点坐标和刻画目标材质反射率信息的激光反射强度。将激光三维点云的自动语义分割技术应用于地质勘探研究中,能为区域地质特征描绘奠定基础。为了展示激光三维扫描技术在地质场景大规模语义分割领域的最新进展,首先对摄影测量和激光雷达两种三维点云获取方式进行了比较,得到激光雷达在精度、泛用性、不易受光照条件影响等方面具有优势。通过阐述岩性语义分割的原理,将近年来基于几何特征或强度特征的岩性点云分割方法进行了全面的归纳和总结;介绍了常用大规模点云数据集和评价指标,并比较不同算法分割性能;最后总结了现有方法的局限性,并指出岩性语义分割任务未来研究方向进行展望。 展开更多
关键词 三维激光雷达 数字模型 点云语义分割 岩性分类
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激光构建超疏水表面的研究进展 被引量：2
3
作者 李杰 王宇科 +4 位作者 石文天 郭云杰 陆彦宁 付硕 路祎祎 《化工进展》 北大核心 2025年第3期1432-1444,共13页
超疏水表面在诸多领域有广泛的应用前景,现已发展出多种制备方法。激光加工技术作为一种绿色、高效的非接触式加工方法,在超疏水表面的制备上具有独特的优势。本文首先以表面润湿理论为基础,简述了激光加工表面的特点及图案类型,从激光... 超疏水表面在诸多领域有广泛的应用前景,现已发展出多种制备方法。激光加工技术作为一种绿色、高效的非接触式加工方法,在超疏水表面的制备上具有独特的优势。本文首先以表面润湿理论为基础,简述了激光加工表面的特点及图案类型,从激光一步制备、激光与化学修饰结合制备及激光与其他技术复合制备超疏水表面三方面概述了近年来对不同材料超疏水表面的激光构建方法,分析了不同制备方式存在的优缺点;随后介绍了激光加工构建不同材料超疏水表面在防冰、集雾等领域的应用进展,对拓展不同材料的应用及使用性能的提升具有一定启发意义;最后,指出了现阶段激光加工构建超疏水表面存在的一些问题,激光对表面的影响、润湿理论、大规模应用及表面修复机制等方面的研究还有待深入探索,为制备出稳定、耐久的超疏水表面提供了更多可能性。 展开更多
关键词 激光加工 超疏水表面 润湿理论 表面处理
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激光三维点云下机械零件表面缺陷识别方法 被引量：1
4
作者 韩金玉 赵歆 姜亚萍 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期234-239,共6页
为了提高缺陷识别效果,提高机械零件产品质量,提出激光三维点云下机械零件表面缺陷识别方法。采用HandySCAN 3D激光扫描仪采集机械零件表面的三维点云数据,并通过统计滤波去除外界因素干扰;利用采样一致性初始配准(SAC-IA)方法和改进IC... 为了提高缺陷识别效果,提高机械零件产品质量,提出激光三维点云下机械零件表面缺陷识别方法。采用HandySCAN 3D激光扫描仪采集机械零件表面的三维点云数据,并通过统计滤波去除外界因素干扰;利用采样一致性初始配准(SAC-IA)方法和改进ICP方法实现机械零件表面三维点云数据的粗配准和精配准,将不同视角、不同光照条件下的点云数据对齐,为后续的缺陷识别提供完整、一致的机械零件表面三维点云数据;通过基于GAN的无监督缺陷检测方法对点云数据展开训练,自动学习机械零件表面缺陷的特征,实现机械零件表面缺陷的精准识别。实验结果表明,所提方法具有较高的识别精度和适应能力。 展开更多
关键词 激光三维点云 3D激光扫描仪 点云配准 机械零件 表面缺陷识别
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改进YOLOv8的高速公路交通异常事件检测 被引量：7
5
作者 任安虎 李宇飞 陈洋 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期84-90,共7页
针对现有无人机航拍检测图像所存在的检测精度低,检测模型参数量过大影响检测速度,对小目标检测出现漏检误检等问题,以及满足对高速公路进行实时检测,提出了一种改进YOLOv8n的目标检测算法。在颈部网络结构中添加CBAM注意力机制,增加对... 针对现有无人机航拍检测图像所存在的检测精度低,检测模型参数量过大影响检测速度,对小目标检测出现漏检误检等问题,以及满足对高速公路进行实时检测,提出了一种改进YOLOv8n的目标检测算法。在颈部网络结构中添加CBAM注意力机制,增加对小目标的细节信息,提高特征提取精度;将原本的骨干网络替换为MobileNetV3网络结构,对整体网络进行轻量化改进,从而提高检测效率和检测精度;并采用Focal-EIoU Loss替换原本的CIoU损失函数,对损失函数进行性能优化,提高检测模型的泛化能力。在数据集上对模型进行实验验证,结果表明改进后的MCF_v8n检测模型性能优于原始模型,在参数量上减少了约23%,计算量下降了约30%,mAP@0.5和mAP@0.50∶0.95分别提高了5.0和2.4个百分点,整体表现出良好的检测性能。 展开更多
关键词 目标检测 航拍检测 YOLOv8 轻量化 注意力机制
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介质微球超分辨光学成像:原理、技术与应用
6
作者 李红梅 闫胤洲 蒋毅坚 《北京工业大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期100-120,共21页
光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色,为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而,传统光学显微系统受到衍射极限的制约,最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来,突破衍射极限、实现更高成... 光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色,为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而,传统光学显微系统受到衍射极限的制约,最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来,突破衍射极限、实现更高成像分辨率成为显微成像领域的研究热点。介质微球透镜通过调控光场,能够将入射光束聚焦于微球底部的极窄区域形成光子纳米射流,打破了阿贝(Abbe)衍射极限,使出射光束半峰全宽小于λ/2。与其他超分辨成像技术相比,微球超分辨成像具有简单直接、无须荧光染料标记、实时成像、可与现有显微系统相兼容等优势,为学术研究和实际应用开辟了新的机遇。该综述首先介绍了介质微球超分辨光学成像原理;随后,详细分析了影响微球超分辨光学成像能力的关键因素,包括微球光学性质、适用环境以及可控性等;最后,探讨了微球超分辨光学成像技术在生物医学、半导体器件、纳米材料科学领域中的应用。此外,还展望了微球超分辨光学成像技术未来发展面临的主要挑战。 展开更多
关键词 介质微球透镜 超分辨成像 光学纳米成像 远场纳米显微镜 光子纳米射流 非荧光纳米显微镜
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激光侦毒雷达折衍型长波接收光学系统设计
7
作者 彭涛 姜勇 +4 位作者 杜赛 陈涌 李晓锋 李晶 周鼎富 《激光技术》 北大核心 2025年第3期417-423,共7页
为了提高激光侦毒雷达探测距离和环境适应性,采用被动消热差法设计折衍型长波接收光学系统,利用二元衍射面特有的色差特性,实现了光学系统消色差及2级光谱校正。在光学系统工作波长9μm~11μm、焦距270 mm、F数2.27、光学透过率不小于86... 为了提高激光侦毒雷达探测距离和环境适应性,采用被动消热差法设计折衍型长波接收光学系统,利用二元衍射面特有的色差特性,实现了光学系统消色差及2级光谱校正。在光学系统工作波长9μm~11μm、焦距270 mm、F数2.27、光学透过率不小于86.6%条件下,采用蒙特卡罗统计法进行公差分析,开展了高低温环境及系统挂飞试验,并测量关键技术指标,验证了仿真结果及设计合理性。结果表明,光学系统波前像差均方根为0.03λ,在-40℃~60℃温度范围内调制传递函数均大于0.47,像质优良;飞行试验中,应用该光学系统的激光侦毒雷达最大探测距离达到4.05 km,优于系统技术要求,所设计光学系统合格。此研究对推动生化环境激光主动遥测雷达的发展具有积极作用。 展开更多
关键词 激光技术 激光雷达 光学系统设计 验证试验 二元衍射面
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基于平板量热的大面积激光光斑能量测量方法
8
作者 方波浪 栾昆鹏 +6 位作者 武俊杰 吴勇 杨太旗 张洋 李天植 王大辉 杨鹏翎 《物理学报》 北大核心 2025年第20期218-225,共8页
强激光到靶总能量测量对激光系统性能评价十分重要.然而,到靶光斑具有功率密度高、时空分布不均匀及光斑尺寸大等特点,给总能量准确测量带来极大挑战.瞄准大面积光斑总能量高精度测量需求,本文发展了平板量热技术.首先,开展了激光加热... 强激光到靶总能量测量对激光系统性能评价十分重要.然而,到靶光斑具有功率密度高、时空分布不均匀及光斑尺寸大等特点,给总能量准确测量带来极大挑战.瞄准大面积光斑总能量高精度测量需求,本文发展了平板量热技术.首先,开展了激光加热平板物理过程研究,得到了温度场变化解析解,并基于此发现,均匀排布的阵列温度传感器可显著缩短调整段时间;然后,针对传统能量反演算法中需要预热吸收体和可能受非均匀温度影响的问题,提出了改进方法;最后,研制了平板测量装置,开展了激光标定实验,得到了系统的重复性2.7%和线性度0.3%,合成标准不确定度为4%.本文研究为平板测量技术在到靶总能量测量中的应用奠定了理论基础,对装置的优化设计、好用易用性提升、能量高精度反演具有重要参考价值. 展开更多
关键词 激光参数测试 能量 平板量热技术 能量反演算法
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SLM成形梯度体积分数镍钛合金Gyroid点阵结构
9
作者 李毅 王晓强 +3 位作者 陈志桥 周燕 文世峰 史玉升 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第4期1179-1194,共16页
通过选区激光熔化技术成形的点阵结构因其优异的抗冲击性能和能量吸收性能在航空航天、机械装备和生物医学等领域受到广泛关注。在本工作中,采用选区激光熔化(SLM)技术制备了不同体积分数的均质和梯度sheet型Gyroid点阵结构,利用有限元... 通过选区激光熔化技术成形的点阵结构因其优异的抗冲击性能和能量吸收性能在航空航天、机械装备和生物医学等领域受到广泛关注。在本工作中,采用选区激光熔化(SLM)技术制备了不同体积分数的均质和梯度sheet型Gyroid点阵结构,利用有限元模拟对Gyroid点阵结构的成形精确度、压缩特性及其在受压变形过程中的应力分布进行了系统研究。结果表明:该点阵结构的压缩曲线可以分为三个阶段,即弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和结构逐层失效阶段;随着体积分数的增大,SLM成形梯度sheet型Gyroid点阵结构吸收总能量增加,Gyroid点阵结构的压缩模量和屈服强度也逐渐增大;在压缩载荷作用下,均质和梯度sheet型Gyroid点阵结构的应力主要集中于倾斜曲面间的连接区域;随着梯度点阵结构局部体积分数梯度减少,应力集中更加严重;随着梯度点阵结构梯度范围增大,梯度点阵结构形成的应力梯度区间增大;均质和梯度sheet型Gyroid点阵结构压缩断裂行为均为脆性断裂。 展开更多
关键词 NITI合金 Gyroid点阵结构 激光选区熔化 力学性能 有限元模拟
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超声辅助激光熔覆Ni-WC梯度复合涂层组织及性能研究
10
作者 郝敬宾 杜沁 +4 位作者 牛庆伟 付天池 刘昊 杨海峰 刘新华 《机械工程学报》 北大核心 2025年第10期164-177,共14页
随着工业机械装备在极端环境中对关键部件表面性能要求的提高,Ni-WC功能梯度材料(Functionally graded material,FGM)在提升关键部件表面性能方面展现出更加广泛的应用潜力。本研究采用超声辅助激光熔覆技术(Ultrasonic-assistedlaser c... 随着工业机械装备在极端环境中对关键部件表面性能要求的提高,Ni-WC功能梯度材料(Functionally graded material,FGM)在提升关键部件表面性能方面展现出更加广泛的应用潜力。本研究采用超声辅助激光熔覆技术(Ultrasonic-assistedlaser cladding,UALC)在H13钢基板上制备Ni-WC梯度复合涂层,通过控制WC颗粒与Ni60粉末的混合比例,成功构建三种不同WC含量的涂层(WC15、WC25、WC35)。超声振动的引入显著优化了涂层的微观结构,减少了内部缺陷(如:裂纹和气孔),提升了涂层的致密性和均匀性。结果表明:梯度设计和超声辅助能有效减少涂层内部裂纹和气孔,提高涂层成形质量;超声辅助促进层间物质交换,减少应力集中和性能差异;超声辅助的梯度涂层在硬度、耐磨性和抗冲击性能方面均有提升,硬度相较于传统多层单一WC25涂层提高了约10%、磨损率降低了55.56%、冲击吸收功提升了18.7%;超声梯度涂层展现出最佳的冲击韧性,断口分析显示其具有更多的韧窝。研究结果证实了UALC技术在提升梯度涂层性能方面的有效性,为机械关键部件的表面强化提供了一种新的技术途径。 展开更多
关键词 激光熔覆 Ni-WC梯度涂层 超声辅助 耐磨性 抗冲击性
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激光去除碳纤维复合材料表面树脂工艺试验及胶接性能研究
11
作者 王伟 王蔚 +4 位作者 姚天昊 纪冬 田硕 刘伟军 卞宏友 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期172-184,共13页
在航空航天复合材料使用过程中,不可避免地要与金属材料进行连接,因此保障接头的强度尤为重要。采用脉冲光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面的树脂进行激光去除,研究了激光能量密度和激光行进速度对去除后试样的微观形貌及元素含量... 在航空航天复合材料使用过程中,不可避免地要与金属材料进行连接,因此保障接头的强度尤为重要。采用脉冲光纤激光器对碳纤维复合材料(CFRP)表面的树脂进行激光去除,研究了激光能量密度和激光行进速度对去除后试样的微观形貌及元素含量的影响规律。选用不同参数组合进行清洗试验,分析清洗后表面接触角和自由能的变化规律。然后进行胶接实验,并在胶接后对胶接件进行拉伸测试和疲劳测试,分析断面形貌来验证激光去除树脂对胶接性能的影响。研究结果表明,树脂的去除量随着激光能量密度的增加或行进速度的减小而逐渐变多;在试验中,当激光能量密度为6.37 J/cm^(2)、激光行进速度为4 mm/s时,基体表面的接触角最小,表面自由能最高,拉伸强度是未清洗表面的两倍以上,并且具有良好的疲劳特性。通过工艺参数的合理选择可以有效去除CFRP表面树脂,并获得较好的表面形貌,同时也能保证碳纤维没有损伤,提升其胶接后的力学性能。最后,通过分析确定了表面树脂去除机制为烧蚀气化和振动效应。 展开更多
关键词 激光去除 碳纤维复合材料 微观形貌 机械性能 树脂
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基于三维激光点云的船舶检测与跟踪
12
作者 黄磊 陈玥 +2 位作者 李赵春 祁良剑 程玉柱 《激光与红外》 北大核心 2025年第5期686-693,共8页
随着水上交通和航运事业的不断发展,河道行驶船舶的检测和跟踪越来越重要。目前基于图像的船舶检测与跟踪的方法已经较为成熟,但由于图像缺失深度信息,导致其不能直接获得船舶的3D尺寸和空间位置。而三维激光雷达生成的点云数据,天然携... 随着水上交通和航运事业的不断发展,河道行驶船舶的检测和跟踪越来越重要。目前基于图像的船舶检测与跟踪的方法已经较为成熟,但由于图像缺失深度信息,导致其不能直接获得船舶的3D尺寸和空间位置。而三维激光雷达生成的点云数据,天然携带精确的几何信息和距离信息,在船舶的检测和跟踪方面有巨大的发展潜力。三维点云的目标检测目前可分为基于经典点云算法的检测方式和基于深度学习的检测方式。若采用基于经典点云算法的检测方式对船舶进行检测,存在泛化性差、相临近的船舶点云无法区分等问题。因此本文采用基于焦点稀疏卷积的PV-RCNN++改进算法对河道行驶的船舶进行检测。该改进算法不仅能很好地区分各种情况下的船舶点云,还可以提高对远处船舶的识别能力,相比基于经典点云算法的目标检测方式,在实际场景中的检测精度提高了11.56%。在此基础上,本文提出了一种基于船舶间位置和3D尺寸关联程度进行多目标匹配与跟踪的方法,其中采用ICP配准计算船舶速度并预测船舶位置。实测数据验证结果表明,所提出的船舶跟踪方法具有稳定的跟踪性能,能够准确匹配相邻数据帧之间的船舶。 展开更多
关键词 三维点云 深度学习 船舶检测 PV-RCNN++ 焦点稀疏卷积 船舶跟踪 关联矩阵
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网格激光高反抑制与中心提取误差修正
13
作者 王标 吴南南 +3 位作者 马宇晗 姚彦峰 王永红 李骏睿 《光学精密工程》 北大核心 2025年第1期57-74,共18页
线激光在扫描金属工件时,部分金属表面存在高反光区域导致扫描效果不好,网格激光相较于单线与多线而言扫描效率更快,但存在中心提取以及光平面定位困难等问题。为了满足金属工件高效实时检测的需求,设计了一种网格激光的偏振态获取方法... 线激光在扫描金属工件时,部分金属表面存在高反光区域导致扫描效果不好,网格激光相较于单线与多线而言扫描效率更快,但存在中心提取以及光平面定位困难等问题。为了满足金属工件高效实时检测的需求,设计了一种网格激光的偏振态获取方法,对偏振片旋转角度进行标定,达到对高反光表面的最佳程度抑制。基于法向量的激光中心与光平面对应方法,利用像素Hessian矩阵特征值最大时的特征向量,将激光中心与所属的光平面对应。采用基于仿射变换的中心提取方法,将非正交网格通过仿射变换转为正交后提取中心点,提高三维重建的准确性。最后建立了测量误差与高度的误差修正模型,减少了测量系统误差。实验结果表明,网格激光传统算法扫描金属表面高反光区域,扫描结果会有边缘缺失,测量误差为0.8 mm;而本文所提方法能够有效抑制金属表面高反光带来的影响,实现激光中心提取与光平面的准确对应,测量误差达到0.39 mm,最后经过误差修正,金属表面高光区域测量精度有较大提升,测量误差可达0.1 mm。本文所提方法与网格激光传统算法测量结果相比,测量误差减少了87.5%。该方法实现了金属表面高反光抑制下的网格激光扫描三维重建,扫描效率与测量精度得到提升,为未来的工业测量提供方法和参考。 展开更多
关键词 三维测量 网格激光 偏振态 中心提取 法向量
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鼻内光生物调节治疗对高脂血症患者肝脏脂肪分数的影响
14
作者 马慧 赵宇 李锋坦 《应用激光》 北大核心 2025年第3期177-181,共5页
为探讨鼻内光生物调节治疗(PBMT)对高脂血症患者血脂及肝脏脂肪分数(fat fraction,FF)的影响,将22例高脂血症患者随机分为PBMT组和对照组。PBMT组给予650 nm、10 Hz、10 mW/cm^(2)鼻内PBMT,每天1次,每次30 min,连续28 d。对照组进行安... 为探讨鼻内光生物调节治疗(PBMT)对高脂血症患者血脂及肝脏脂肪分数(fat fraction,FF)的影响,将22例高脂血症患者随机分为PBMT组和对照组。PBMT组给予650 nm、10 Hz、10 mW/cm^(2)鼻内PBMT,每天1次,每次30 min,连续28 d。对照组进行安慰剂对照治疗。所有患者均在治疗开始前、治疗开始后第14天、治疗开始后第28天进行肝脏磁共振(IDEAL-IQ)扫描,共计3次。收集两组患者在治疗开始前和治疗开始后第28天的血脂资料。P<0.05认为组间具有统计学差异。方差分析显示PBMT组FF_(pre)、FF_(14days)、FF_(28days)间存在显著差异(P<0.05),对照组无显著性变化。采用图基事后检验法(Tukey)检验显示,PBMT组FF_(28days)较FF_(pre)和FF_(14days)均有显著变化(P<0.05)。但是,FF_(14days)与FF_(pre)相比未见显著性变化。PBMT组治疗前后TC、TG、HDL-c和LDL-c均具有统计学差异(P<0.05),对照组血脂参数治疗前后均无显著性差异。可见长期重复应用650 nm、10 Hz、10 mW/cm^(2)鼻内PBMT可降低高脂血症患者的血脂和肝脏脂肪分数,预防脂肪肝等肝代谢性疾病的发生。 展开更多
关键词 光生物调节治疗 高脂血症 磁共振成像 非酒精性脂肪肝 肝脏脂肪分数
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光生物调节治疗对原发性失眠症患者脑灌注的影响
15
作者 马慧 赵宇 +3 位作者 李睿君 孙凤宇 尚健 李锋坦 《应用激光》 北大核心 2025年第7期197-203,共7页
目的:研究旨在探究光生物调节(PBM)治疗对原发性失眠症患者脑灌注的影响。方法:纳入36例原发性失眠症患者,随机分为PBM组和对照组。PBM组接受鼻腔内650 nm半导体激光照射(10 Hz脉冲模式,功率密度10 mW/cm^(2),每日1次,每次60 min,共90 ... 目的:研究旨在探究光生物调节(PBM)治疗对原发性失眠症患者脑灌注的影响。方法:纳入36例原发性失眠症患者,随机分为PBM组和对照组。PBM组接受鼻腔内650 nm半导体激光照射(10 Hz脉冲模式,功率密度10 mW/cm^(2),每日1次,每次60 min,共90 d),对照组进行安慰剂对照治疗。治疗前后,进行问卷评估(匹兹堡睡眠质量指数、失眠严重程度指数和医院焦虑抑郁量表)和3.0 T磁共振头颅扫描测量脑血流量(CBF)。结果:治疗后PBM组患者匹兹堡睡眠质量指数、失眠严重程度指数评分显著降低(P<0.0125),对照组无明显变化。PBM组治疗后双侧基底节区、双侧海马区、双侧颞叶内侧皮质灌注显著升高(P<0.0125),双侧前额叶、双侧顶叶、双侧丘脑等区域灌注显著降低(P<0.0125),对照组各脑区治疗前后脑血流灌注无显著差异(P>0.0125)。结论:PBM治疗可改善原发性失眠症患者睡眠质量,并引起特定脑区的脑灌注变化,为原发性失眠症治疗提供了新的视角。 展开更多
关键词 光生物调节 失眠症 磁共振 脑血流量 脑灌注
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基于改进DLO算法的无人叉车同时定位与建图
16
作者 程军 毛伟 +2 位作者 汪步云 许德章 杨秋生 《电子测量技术》 北大核心 2025年第8期88-98,共11页
堆垛式无人叉车在仓储和物流管理中负责货物的堆垛和取放任务,在工业环境中,需要开发快速而准确的状态估计和环境感知算法,以便实现无人叉车的自主导航运动。然而,直接使用激光雷达里程计进行状态估计时,往往会导致建图不准确和位姿漂... 堆垛式无人叉车在仓储和物流管理中负责货物的堆垛和取放任务,在工业环境中,需要开发快速而准确的状态估计和环境感知算法,以便实现无人叉车的自主导航运动。然而,直接使用激光雷达里程计进行状态估计时,往往会导致建图不准确和位姿漂移等问题。为此,提出了一种基于改进DLO算法的堆垛式无人叉车同时定位与建图方法。利用惯性测量单元提供的运动模型以及多线激光雷达的点云数据,对叉车的初始位姿进行先验估计。通过DLO SLAM算法的前端,采用广义最小二乘法进行扫描匹配,实时估计叉车的位姿并构建地图。利用HDL-Graph-SLAM的后端位姿图优化和回环检测,进一步提升地图重建的精度。实验结果表明,该方案能够有效抑制动态环境中的地图漂移及误差累积问题。与DLO SLAM相比,定位精度提高了60.9%,与Cartographer算法相比提高了56.9%,同时,稳定性也显著提升,能够满足堆垛式无人叉车同时定位与建图的要求。 展开更多
关键词 同时定位与建图 堆垛式无人叉车 状态估计 环境感知 位姿漂移
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激光入射角对高频激光诱导击穿光谱信号强度及重复性的影响研究
17
作者 杨文锋 谢旻玥 +6 位作者 钱自然 李绍龙 曹宇 林德惠 吕双祺 杨晓强 华海杰 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1999-2007,共9页
原位、实时的在线监测技术有助于提升飞机蒙皮激光除漆过程的可控性。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种高效且快速的元素分析技术,通过激光材料作用过程中产生的等离子体光谱信息快速分析漆层元素变化,实现智能化激光可控除漆。LIBS技术在... 原位、实时的在线监测技术有助于提升飞机蒙皮激光除漆过程的可控性。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种高效且快速的元素分析技术,通过激光材料作用过程中产生的等离子体光谱信息快速分析漆层元素变化,实现智能化激光可控除漆。LIBS技术在地质探测、成分检测、过程监测等领域也展现了广泛的应用潜力。而受监测对象外轮廓或表面形态限制,采用LIBS技术进行探测、检测、监测时,不可避免出现激光以非垂直入射方式与材料表面作用,促使诱发的等离子体光谱强度及稳定性出现波动,影响基于LIBS技术的地质探测、成分检测、过程监测结果。因此,为提高LIBS分析的准确性,需要考虑激光入射角对LIBS光谱强度及重复性的影响。论文针对飞机蒙皮自由曲面或几何突变区域的激光除漆LIBS在线监测,采集了不同激光入射角下的LIBS光谱,采用基线校正对原始光谱进行数据预处理,并选取6条特征谱线作为分析光谱,研究了激光入射角对LIBS光谱特征信号强度及其重复性的变化规律与成因。结果表明,在激光入射角从90°下降至60°(间隔5°)范围,特征峰强度随激光入射角的减小总体呈“先增大后减小”的规律,其中特征谱线TiⅠ429.926 nm对激光入射角有较好的敏感程度和响应特性。当激光入射角为75°时,特征谱线TiⅠ429.926 nm的特征峰强度相比于激光入射角为90°的特征峰强度增加了近145%,该结果说明激光入射角的选取有利于提升光谱信号质量、增强信号强度。此外,特征谱线TiⅠ429.926 nm的特征峰强度在激光入射角75°~65°范围内重复性较好,而其余元素特征峰强度在激光入射角为85°时重复性较好。本研究阐述了激光以垂直、非垂直入射方式时LIBS特征光谱的联系和差异,揭示了激光入射角对LIBS特征信号多维度特性的影响机制,可为激光非垂直入射时的LIBS探测、检测、监测提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 激光入射角 激光诱导击穿光谱 监测 激光非垂直入射
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复杂光照条件下全景图像拼接融合方法研究
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作者 罗莹 姚湘 刘萌 《激光杂志》 北大核心 2025年第7期118-122,共5页
在复杂光照条件下,全景图像的亮度、对比度和色彩饱和度等都会受到严重的影响,导致图像质量下降。为了有效地整合多个视角下的图像信息、提高图像的清晰度和细节表现能力,提出复杂光照条件下全景图像拼接融合方法。结合激光雷达、摄像... 在复杂光照条件下,全景图像的亮度、对比度和色彩饱和度等都会受到严重的影响,导致图像质量下降。为了有效地整合多个视角下的图像信息、提高图像的清晰度和细节表现能力,提出复杂光照条件下全景图像拼接融合方法。结合激光雷达、摄像技术和计算机视觉测量技术,建立明亮的轮廓线,获取复杂光照条件下清晰的目标区域限界。为了提取全景图像中像素级的边缘特征,本方法应用Canny检测算法,并利用曲率尺度空间方法来识别曲率极值点作为特征。接着,对每个边缘点邻域进行多尺度平均值估计,并构建其梯度方向直方图以进行描述。在经过粗略和精细匹配过程之后,通过加权平均融合策略,实现了全景图像的无缝拼接。实验证明,该方法能够有效地进行全景图像的拼接融合,并取得了满意的结果。 展开更多
关键词 激光摄像技术 复杂光照条件 全景图像 拼接融合 曲率尺度空间算法
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顾及空间特征的杆目标渐进式识别分类方法
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作者 田茂义 张佳琦 +2 位作者 刘如飞 张振虎 李子豪 《应用激光》 北大核心 2025年第2期132-140,共9页
针对车载激光点云部分缺失导致的杆柱漏识别、杆顶错分类的问题,提出一种顾及空间特征的杆目标渐进式识别方法。该方法利用级联随机森林模型以及空间关系特征,有效地解决了点云中断续杆目标的准确识别和分类问题。首先,通过级联结构的... 针对车载激光点云部分缺失导致的杆柱漏识别、杆顶错分类的问题,提出一种顾及空间特征的杆目标渐进式识别方法。该方法利用级联随机森林模型以及空间关系特征,有效地解决了点云中断续杆目标的准确识别和分类问题。首先,通过级联结构的上层模型在多尺度的节点切片中的圆弧形态特征获取垂直方向连续圆弧间的空间关系特征,结合圆弧形态特征实现断续杆柱的精确识别;其次,基于级联模型的杆柱识别结果,获取杆柱垂直簇的顶部聚类体,并通过空间关系约束的ESF形状特征获取杆柱与杆顶的空间特征,结合PCA维度特征利用级联模型实现杆顶准确分类。实验结果表明,该方法在两组实验数据中的识别准确率分别达到了96.56%和94.51%,能够有效应对复杂道路场景中杆目标的识别与分类问题,且具有较强的稳定性。 展开更多
关键词 杆目标 级联随机森林 多尺度切片 圆弧 空间特征
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基于路径似然模型与HMM序列匹配定位的地铁隧道三维重建
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作者 胡钊政 王书恒 +3 位作者 孟杰 冯锋 朱紫威 李维刚 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第7期2273-2284,共12页
在地铁隧道等退化场景下,主流的激光或视觉SLAM算法实用性低,无法有效完成三维重建工作。该文提出一种基于路径似然模型(PLM)与隐马尔可夫(HMM)序列匹配的大规模地铁隧道三维重建方法,将三维重建问题分解为里程计定位与基于图优化的高... 在地铁隧道等退化场景下,主流的激光或视觉SLAM算法实用性低,无法有效完成三维重建工作。该文提出一种基于路径似然模型(PLM)与隐马尔可夫(HMM)序列匹配的大规模地铁隧道三维重建方法,将三维重建问题分解为里程计定位与基于图优化的高精度三维重建两个过程。针对里程计定位,该文提出一种融合路径似然模型的里程计方法。在粒子滤波框架下,将轨道约束转化为观测,并与IMU和轮速计数据融合,实现在轨机器人定位。此外,还提出一种基于HMM序列匹配的回环检测方法,将回环检测问题转化为序列匹配问题,提升回环检测的性能。针对重建问题,提出一种基于大规模因子图优化的三维重建方法,通过多约束条件完成位姿图优化,从而实现大规模地铁隧道的高精度三维重建。在成都韦家碾-双水碾和沙河源-洞子口两段地铁站之间进行了实地测试。实验结果表明,该文提出的PLM和HMM序列匹配可以有效提升里程计定位精度和回环检测性能,从而实现大规模地铁隧道场景的高精度三维重建。 展开更多
关键词 地铁隧道 退化场景 路径似然 序列匹配 因子图优化
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