增强微分偏振调制测距算法实现

1

作者 高书苑 陈少飞 +1 位作者 李明 高超 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第1期124-127,共4页

针对偏振调制测距系统直接测量光强极小值分辨率低且扫频速度慢的问题,提出了基于增强微分的偏振测距算法。首先,根据测距原理分析了频率测量对距离测量精度的影响;然后,利用采样信号的对称特性提出增强微分算法,进行算法的原理、步骤... 针对偏振调制测距系统直接测量光强极小值分辨率低且扫频速度慢的问题,提出了基于增强微分的偏振测距算法。首先,根据测距原理分析了频率测量对距离测量精度的影响;然后,利用采样信号的对称特性提出增强微分算法,进行算法的原理、步骤和关键参数分析,获得最佳参数组合范围;最后,搭建了偏振调制测距系统,验证提出的参数组合,并与拟合微分法进行测距精度和速度对比实验。实验结果表明:提出的方法相比于拟合微分法测距重复性由58μm提高至6.8μm,平均绝对测距精度提升至0.207mm,扫频步数由1100个减少至250个,测量时间减少至2s,精度和速度得到有效提升。 展开更多

关键词 激光测距 偏振调制 增强微分法 频率测量

下载PDF 职称材料

基于互相关技术的偏振调制测距频率提取

2

作者 高书苑 王月 马雁东 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期124-127,共4页

针对偏振调制测距技术中频率提取不准确的问题,提出了基于互相关技术的频率提取方法。分析了测距和互相关检测原理,推导了基于互相关分析的偏振调制测距算法模型,并搭建了测距系统进行频率测量对比实验和精度验证实验。实验结果表明,互... 针对偏振调制测距技术中频率提取不准确的问题,提出了基于互相关技术的频率提取方法。分析了测距和互相关检测原理,推导了基于互相关分析的偏振调制测距算法模型,并搭建了测距系统进行频率测量对比实验和精度验证实验。实验结果表明,互相关分析法可以显著提高频率测量的信噪比和分辨率,频率测量标准差为1.3×10^(-5),相对传统方法提升了7倍。距离相对测量精度达10^(-5),优于该调制频率和扫频步长下的理论精度。理论分析和实验均证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 激光测距 绝对测距 偏振调制 互相关检测

下载PDF 职称材料

偏振调制测距系统频率漂移误差及其补偿 被引量：9

3

作者 高书苑 黎尧 +3 位作者 纪荣祎 石俊凯 胡哲文 周维虎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期279-286,共8页

偏振调制测距方法中,频率测量的稳定性是影响测距精度的关键因素。为提高偏振调制测距系统中频率测量精度,提出一种双向扫频频率测量方法。分析了偏振调制测距原理及测频精度与测距精度的关系,探讨了频率漂移量的影响因素和频率漂移规律... 偏振调制测距方法中,频率测量的稳定性是影响测距精度的关键因素。为提高偏振调制测距系统中频率测量精度,提出一种双向扫频频率测量方法。分析了偏振调制测距原理及测频精度与测距精度的关系,探讨了频率漂移量的影响因素和频率漂移规律,证明调制深度和热致附加相位差是影响频率漂移的重要因素。利用正向扫频和反向扫频时频率漂移方向相反的特点,提出频率漂移误差补偿方法,可在低调制深度条件下补偿热致附加相位差引起的频率漂移。对距离为15.23m的目标进行测量,频率测量标准差从3.822 9×104 Hz减小到5.807 5×103 Hz,测距误差从7.513 7mm减小到0.866 7mm,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 测量 绝对测距 漂移误差 误差补偿

下载PDF 职称材料

基于梯度下降的偏振调制测距频率搜索 被引量：1

4

作者 高书苑 李明 +2 位作者 高超 齐飞 朱靖 《常州大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第6期52-57,共6页

偏振调制测距通过寻找扫频曲线上两个光强极小值点对应的频率解算待测距离,频率提取精度是影响测距精度的关键因素。研究首先分析了偏振调制测距原理以及频率提取精度对测距结果的影响,然后提出了一种基于梯度下降的极小值点频率探索方... 偏振调制测距通过寻找扫频曲线上两个光强极小值点对应的频率解算待测距离,频率提取精度是影响测距精度的关键因素。研究首先分析了偏振调制测距原理以及频率提取精度对测距结果的影响,然后提出了一种基于梯度下降的极小值点频率探索方法,根据扫频曲线特征,对曲线进行分段搜索,能准确提取多个光强极小值点对应的频率。搭建测距实验系统,对一段长约3.9 m的光纤进行测量,通过梯度下降法搜索频率值,计算得到其频率差标准差为4.404 8×10^(4)Hz,距离测量方差为3.666 7×10^(-7)m^(2),验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 激光测距 偏振调制测距 梯度下降法

下载PDF 职称材料

基于L(0,2)模态导波的缺陷反射信号的实验研究 被引量：3

5

作者 姜银方 井然 +3 位作者 严有琪 郭镇宁 陈岚崴 高书苑 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期551-554,共4页

通过管道超声导波缺陷反射理论和检测理论,分析了超声导波与缺陷作用后的传播特性。为了对管道中缺陷信号进行辨识,利用周向压电晶片阵列在带有不同缺陷的管道中激励不同频率的L(0,2)模态导波对管道进行缺陷检测实验,研究了导波激励频... 通过管道超声导波缺陷反射理论和检测理论,分析了超声导波与缺陷作用后的传播特性。为了对管道中缺陷信号进行辨识,利用周向压电晶片阵列在带有不同缺陷的管道中激励不同频率的L(0,2)模态导波对管道进行缺陷检测实验,研究了导波激励频率、模态转换后各模态幅值与缺陷尺寸的关系。结果表明,在缺陷截面比与信号激励频率相同的情况下,裂纹缺陷的反射系数比腐蚀缺陷的反射系数大;L(0,2)模态导波与裂纹缺陷相互作用后会产生F(2,3)模态;与缺陷同一周向位置的压电片接收的反射回波幅值最大。 展开更多

关键词 超声导波 模态转换 信号辨识 管道检测

下载PDF 职称材料

基于LabVIEW的偏振调制激光测距测量控制系统 被引量：4

6

作者 纪荣祎 张新鑫 +2 位作者 高书苑 石俊凯 周维虎 《测控技术》 CSCD 2018年第6期117-120,共4页

偏振调制激光测距通过连续改变调制频率,并同步探测回波信号来实现对绝对距离的高精度测量。介绍了偏振调制激光测距的测量原理,提出了对扫频控制与同步信号采集的性能要求。基于虚拟仪器LabVIEW,设计了偏振调制测距扫频控制和同步信号... 偏振调制激光测距通过连续改变调制频率,并同步探测回波信号来实现对绝对距离的高精度测量。介绍了偏振调制激光测距的测量原理,提出了对扫频控制与同步信号采集的性能要求。基于虚拟仪器LabVIEW,设计了偏振调制测距扫频控制和同步信号采集系统,硬件部分包括射频信号发生器、数据采集卡、探测器等,软件部分包括基于LabVIEW编写的扫频控制/同步数据采集程序和界面显示程序。在20 m和40 m距离处分别进行测距实验,得到了稳定的测距结果,验证了测量控制系统的快速扫频和同步数据采集功能。 展开更多

关键词 激光测距 LABVIEW 同步控制 数据采集 仪器控制

下载PDF 职称材料

焊缝特征导波模态的分析与应用 被引量：5

7

作者 许桢英 刘欢 +1 位作者 高书苑 洪红 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第7期26-29,34,共5页

为满足焊缝快速高效无损检测需要,并提高超声导波对焊缝缺陷的灵敏度,研究高频下的焊缝导波模态尤为重要。基于COMSOL软件建立了二维对接焊缝半解析有限元模型,通过数值模拟与分析发现,频率大于300 kHz时焊缝中SH_(w1)模态几乎无频散、... 为满足焊缝快速高效无损检测需要,并提高超声导波对焊缝缺陷的灵敏度,研究高频下的焊缝导波模态尤为重要。基于COMSOL软件建立了二维对接焊缝半解析有限元模型,通过数值模拟与分析发现,频率大于300 kHz时焊缝中SH_(w1)模态几乎无频散、泄露小,适合于长距离快速焊缝检测。通过试验验证了SH_(w1)模态导波在对接焊缝中的传播特性,确定了最佳激励频率范围为320~360 kHz;并对焊缝中直径为3 mm的预置孔洞缺陷实现了检测,定位精度高于2.5%。 展开更多

关键词 焊缝特征导波 半解析有限元 数值模拟 SHw1模态 缺陷检测

下载PDF 职称材料

滤波对8字腔掺铒光纤激光器锁模运转的影响 被引量：2

8

作者 石俊凯 王国名 +3 位作者 黎尧 高书苑 刘立拓 周维虎 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期122-128,共7页

构建了基于损耗非对称非线性光学环镜的8字腔掺铒光纤锁模激光器,并讨论了腔内滤波带宽对腔内脉冲演化和激光器输出特性的影响.在非线性光学环镜中引入双向输出耦合器,耦合器和传输光纤位置的不对称产生非互易性,实现锁模运转.利用自制... 构建了基于损耗非对称非线性光学环镜的8字腔掺铒光纤锁模激光器,并讨论了腔内滤波带宽对腔内脉冲演化和激光器输出特性的影响.在非线性光学环镜中引入双向输出耦合器,耦合器和传输光纤位置的不对称产生非互易性,实现锁模运转.利用自制的可调谐滤波器实验研究了滤波带宽对激光器的影响.当滤波带宽为2.1 nm时,腔内脉冲的演化过程受滤波和孤子效应的共同作用,激光器顺时针和逆时针输出脉冲半高全宽分别为583.7fs和2.94 ps.随着滤波带宽增大,滤波的作用逐渐减弱,激光器两路输出脉冲参数逐渐接近,并接近傅里叶变换极限脉冲.当滤波带宽较大时,腔内脉冲的演化过程受增益谱和孤子效应的共同作用,激光器顺时针和逆时针输出脉冲均为变换极限脉冲,半高全宽约为440 fs.通过调节滤波器中心波长实现了对激光器输出脉冲光谱的连续调谐,调节范围大于30 nm. 展开更多

关键词 8字腔锁模激光器 损耗非对称 非线性光学环镜 光谱滤波

下载PDF 职称材料

基于LabVIEW的压力容器缺陷声发射监测系统的设计 被引量：2

9

作者 许桢英 黄俊 高书苑 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期38-40,共3页

针对压力容器的微裂纹缺陷,以S25H-20型有机热载体锅炉为被测对象开发了声发射缺陷监测系统,该系统采用LabVIEW软件设计人机界面,包含了声发射信号采集、存储与回放,提取关键参数等功能,并通过接口功能结合Matlab强大的信号处理能力进... 针对压力容器的微裂纹缺陷,以S25H-20型有机热载体锅炉为被测对象开发了声发射缺陷监测系统,该系统采用LabVIEW软件设计人机界面,包含了声发射信号采集、存储与回放,提取关键参数等功能,并通过接口功能结合Matlab强大的信号处理能力进行混合编程,实现对圆柱体压力容器的底面缺陷的快速准确定位。 展开更多

关键词 声发射 LABVIEW 缺陷监测 定位分析

下载PDF 职称材料

飞秒激光跟踪仪光轴与竖轴同轴度的标定 被引量：9

10

作者 崔成君 劳达宝 +2 位作者 高书苑 郝春艳 周维虎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2651-2657,共7页

考虑飞秒激光跟踪仪仪器轴系的几何误差会影响仪器的指向精度并最终影响坐标测量精度,本文研究了激光光轴与竖轴的几何误差对仪器测量精度的影响。提出了激光光轴与竖轴的同轴度标定方法,以降低其不重合带来的跟踪测量误差。首先,基于... 考虑飞秒激光跟踪仪仪器轴系的几何误差会影响仪器的指向精度并最终影响坐标测量精度,本文研究了激光光轴与竖轴的几何误差对仪器测量精度的影响。提出了激光光轴与竖轴的同轴度标定方法,以降低其不重合带来的跟踪测量误差。首先,基于几何光学原理建立了光轴与竖轴的几何误差模型,分别分析了光轴与竖轴的倾斜与平移误差对仪器测角精度的影响。然后,针对设计的仪器提出了基于旋转成像原理的光轴与竖轴同轴度的检测方法,并设计了一套同轴度检测装置。最后,基于该检测装置,通过调节两组双光楔完成了激光光轴与竖轴的倾斜与平移误差的标定。结果显示,经标定校准后激光光轴与竖轴的角度误差为3.4″;平移误差为26.1μm,得到的结果为仪器后续建立误差补偿模型奠定了基础。 展开更多

关键词 飞秒激光跟踪仪 同轴度 旋转成像 双光楔 标定

下载PDF 职称材料

新工科培养模式下智能制造工程专业新生研讨课教学探索研究 被引量：4

11

作者 闫恪涛 张洽铭 +3 位作者 佘世刚 高书苑 高夕成 张洪敏 《科技风》 2023年第18期106-108,共3页

新一轮教育教学改革对新工科人才培养提出更高要求,打破了单一的培养模式,正朝向学科交叉、理论指导实践等多元化培养模式发展。本文以新生研讨课教学为例,探索了人工智能技术在光学测量领域应用的研讨课程教学方法,阐述了课程目标、教... 新一轮教育教学改革对新工科人才培养提出更高要求,打破了单一的培养模式,正朝向学科交叉、理论指导实践等多元化培养模式发展。本文以新生研讨课教学为例,探索了人工智能技术在光学测量领域应用的研讨课程教学方法,阐述了课程目标、教学内容设计、课程考核及成绩评定方式、考核标准等内容。本文旨在探讨一种新的教学方法,以培养学生独立解决问题的能力,激发学生的科研兴趣。同时,这种方法也为新生研讨课提供了一种可行的思路。 展开更多

关键词 智能制造工程专业 新生研讨课 人工智能与光学测量 教学探索

下载PDF 职称材料

新型无损检测技术在焊缝缺陷检验中的应用 被引量：4

12

作者 石小何 高书苑 严有琪 《广东化工》 CAS 2013年第21期152-153,共2页

文章对几种焊缝无损检测新技术的理论基础、主要特点、应用现状进行了探讨、分析。

关键词 焊缝检测 CR技术 DR技术 TOFD技术 超声导波技术

下载PDF 职称材料

新工科背景下线上线下混合式教学方法探索——以“机器人学”课程为例

13

作者 齐飞 高书苑 +1 位作者 周子云 潘海军 《科技风》 2023年第16期145-147,共3页

新工科背景下对高等教育教学的改革势在必行,尽管目前“互联网+”线上教学在一定程度上能够满足日常教学任务和目标培养的需求,但其授课效果差、课程活跃度低且缺少师生间的互动交流,严重影响教学质量和培养效果。本文以机械电子工程专... 新工科背景下对高等教育教学的改革势在必行,尽管目前“互联网+”线上教学在一定程度上能够满足日常教学任务和目标培养的需求,但其授课效果差、课程活跃度低且缺少师生间的互动交流,严重影响教学质量和培养效果。本文以机械电子工程专业学生为例,综合分析目前线上线下教学模式的优势和不足,提出了一种基于目标导向的线上线下混合式教学方法,有效融合线上教学和线下专题训练的优势,培养学生自主学习和解决实际工程问题的能力,进一步推动我国高等教育教学模式的改革和发展。 展开更多

关键词 新工科 线上教学 混合式教学 机器人学

下载PDF 职称材料

OBE理念下的程序设计课程思政探索与实践 被引量：4

14

作者 高书苑 朱科钤 +2 位作者 陈晶 齐飞 潘海军 《中国教育技术装备》 2022年第24期98-101,共4页

为解决传统C语言程序设计课程实践性强、难以融入课程思政元素的问题,探索OBE理念下五维课程思政体系建立和融入的方法。阐述课程思政元素融入C语言控制软件编程基础课程的具体实施,包括聚焦课程目标、挖掘课程思政元素、融合OBE理念的... 为解决传统C语言程序设计课程实践性强、难以融入课程思政元素的问题,探索OBE理念下五维课程思政体系建立和融入的方法。阐述课程思政元素融入C语言控制软件编程基础课程的具体实施,包括聚焦课程目标、挖掘课程思政元素、融合OBE理念的教学设计、设计多位一体的过程化评价方式和持续改进方法。实践证明收效明显,为计算机类大课的课程思政设计、评价和改进提供参考。 展开更多

关键词 课程思政 OBE理念 程序设计课程 C语言控制软件编程基础

下载PDF 职称材料

考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学研究 被引量：9

15

作者 齐飞 佘世刚 +2 位作者 高书苑 陈柏 吴洪涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期375-383,401,共10页

针对连续体机器人因自身的柔顺性及自由度的冗余性所带来的运动建模复杂和控制精度较低等问题,提出了一种考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学建模方法。基于凯恩方法构建了包含惯性力、弹性力、重力及驱动力作用的动力学模型,并... 针对连续体机器人因自身的柔顺性及自由度的冗余性所带来的运动建模复杂和控制精度较低等问题,提出了一种考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学建模方法。基于凯恩方法构建了包含惯性力、弹性力、重力及驱动力作用的动力学模型,并根据改进的Capstan方程对绳-轮传动系统的力传递特性进行分析,提出了一种基于非线性摩擦补偿的前馈控制策略,最后通过对单节连续体机器人进行仿真和运动实验来验证所建模型的正确性。结果表明,所建立的运动模型和控制策略能够较为准确地描述连续体机器人的变形特性。 展开更多

关键词 连续体机器人 动力学模型 传动摩擦 凯恩方法

下载PDF 职称材料

波导式偏振调制测距系统 被引量：6

16

作者 高超 纪荣祎 +2 位作者 高书苑 董登峰 周维虎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期246-255,共10页

为消除体相位调制器工作过程中热效应对偏振调制测距精度的影响,提出了利用波导式相位调制器替代体相位调制器的全光纤波导式偏振调制测距方法。对波导式偏振调制测距系统进行原理分析,利用琼斯矩阵得出传输过程中测量光偏振态的变化规... 为消除体相位调制器工作过程中热效应对偏振调制测距精度的影响,提出了利用波导式相位调制器替代体相位调制器的全光纤波导式偏振调制测距方法。对波导式偏振调制测距系统进行原理分析,利用琼斯矩阵得出传输过程中测量光偏振态的变化规律,建立调制信号频率、偏振光强度与被测距离的函数关系。然后,进行了直波导相位调制器特性测试,验证其半波电压随调制频率在3.5~7 V之间变化,正反电光响应一致性为-2%~3%。最后,构建波导式偏振调制测距系统装置并进行实验验证,重复性测试实验中测量平均误差为0.44 mm,测量重复性为0.54 mm,变距离实验中测量平均误差为0.39 mm。波导式偏振调制测距系统能够实现距离的有效测量,具有不产生热效应,结构简单等优点,在激光测距方面具有应用价值。 展开更多

关键词 激光测距 波导相位调制器 偏振调制 保偏光纤

下载PDF 职称材料

角反射器对调制偏振光的偏振响应研究 被引量：2

17

作者 高书苑 石俊凯 +2 位作者 纪荣祎 黎尧 周维虎 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期177-185,共9页

偏振调制测距方法利用往返调制偏振光传递待测距离相位信息,角反射器作为其合作目标,其对调制偏振光的偏振响应会影响系统性能。为研究该响应,提出调制偏振光的复信号描述方法,在测量系统的全局坐标系下,结合偏振传递参数获得反射调制... 偏振调制测距方法利用往返调制偏振光传递待测距离相位信息,角反射器作为其合作目标,其对调制偏振光的偏振响应会影响系统性能。为研究该响应,提出调制偏振光的复信号描述方法,在测量系统的全局坐标系下,结合偏振传递参数获得反射调制偏振光的复信号表示。分析了正入射时未镀膜实心(BK7)和空心(Au膜层)角反射器对调制偏振光的偏振响应特性;比较三种常用金属膜层对调制偏振光的保偏性能,并分析角反射器姿态角对保偏特性的影响。计算结果表明:Ag膜层对调制偏振光的保偏性能优于Au膜层和Al膜层;全局坐标系下调制偏振光振幅比受偏摆角影响显著,相位延迟受俯仰角影响显著。研究结果可为偏振调制测距系统的优化设计提供理论指导。 展开更多

关键词 测量 激光测距 偏振响应 调制偏振光 角反射器

原文传递

“一带一路”倡议背景下轨道交通信号与控制专业留学生培养模式研究 被引量：1

18

作者 屈霞 高书苑 韩学超 《创新创业理论研究与实践》 2023年第4期116-118,共3页

针对我校老挝轨道交通信号与控制专业来华留学生培养存在的留学生知识储备不够、学习资源不足、学习动机减退等问题,探索“构建专业课程群、跨界指导和专业教师能力提升并举、丰富教学综合资源、打造创新实验平台、将中国装备技术融入... 针对我校老挝轨道交通信号与控制专业来华留学生培养存在的留学生知识储备不够、学习资源不足、学习动机减退等问题,探索“构建专业课程群、跨界指导和专业教师能力提升并举、丰富教学综合资源、打造创新实验平台、将中国装备技术融入教学、建立良好师生互动的学习环境”的“六位一体”培养模式,为“一带一路”建设培养高素质的应用型人才提供参考。 展开更多

关键词 “一带一路” 轨道交通 老挝 留学生 信号控制 培养模式

原文传递

基于改进MLS算法的偏振调制激光测距方法实现 被引量：3

19

作者 高超 周维虎 +2 位作者 高书苑 纪荣祎 潘映伶 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期93-101,共9页

为提高偏振调制激光测距方法精度,针对采样信号存在波形变形问题,提出了基于改进移动最小二乘(IMLS)算法的偏振调制激光测距方法。首先,基于偏振调制测距原理分析了调制信号波形变形产生的原因和频率解算准确度对测距精度的影响;然后,... 为提高偏振调制激光测距方法精度,针对采样信号存在波形变形问题,提出了基于改进移动最小二乘(IMLS)算法的偏振调制激光测距方法。首先,基于偏振调制测距原理分析了调制信号波形变形产生的原因和频率解算准确度对测距精度的影响;然后,提出了基于IMLS算法的偏振调制激光测距算法,搭建了偏振调制激光测距系统;最后,分析和验证了IMLS算法的权函数、影响半径等参数对测距精度的影响,并对所提算法、摇摆法、最小二乘法进行了测距精度对比分析和验证。实验结果表明:在11.94 m的被测距离下,选用正态加权函数作为权函数,形状参数为3,影响半径为500 kHz时,基于IMLS算法的偏振调制激光测距算法的误差最小,仅为0.111 mm,此方法的测距精度优于摇摆法和最小二乘法。基于IMLS算法的测距方法适用于偏振调制测距系统,可有效提升测距精度。 展开更多

关键词 测量 激光测距 偏振调制 改进移动最小二乘法 极值检测

原文传递

“一带一路”倡议背景下老挝留学生《列车运行控制技术》课程教学研究

20

作者 屈霞 韩学超 高书苑 《创新创业理论研究与实践》 2022年第24期20-22,共3页

针对我校轨道交通信号与控制专业老挝来华留学生培养存在的知识储备不够、学习资源不足、学习动机减退等问题,探索“构建专业课程群、跨界指导和专业教师能力提升并举、丰富教学综合资源、打造创新实验平台、将中国装备技术融入教学、... 针对我校轨道交通信号与控制专业老挝来华留学生培养存在的知识储备不够、学习资源不足、学习动机减退等问题,探索“构建专业课程群、跨界指导和专业教师能力提升并举、丰富教学综合资源、打造创新实验平台、将中国装备技术融入教学、建立良好师生互动的学习环境”的“六位一体”培养模式,为培养高素质的应用型人才提供参考。 展开更多

关键词 “一带一路” 轨道交通 老挝 留学生 信号控制 培养模式

原文传递