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2026年第34卷第8期
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空间目标白天光学探测中的散斑滤波方法 AI导读
摘要：地基光学望远镜在空间目标态势感知中发挥了重要作用。本文针对地基光学望远镜探测能力受天空背景辐射和大气湍流影响的问题提出了一种基于大气湍流特征的散斑滤波方法。首先，该方法对顺序存储的多帧图像进行累加计算，通过长积分时间获得较高信噪比的观测图像。然后，通过设置合适的提取阈值，配合连通域检测和连通域尺寸筛选，提取累加图像中的目标散斑。之后，根据累加图像中截取的散斑图案构造尺寸匹配且具备方向无关性的散斑滤波器。最后，利用散斑滤波器对最新获取的单帧观测图像进行空域滤波，并完成目标提取。实验结果表明：对于较强大气湍流和天空背景辐射条件下的暗弱空间目标观测，散斑滤波方法能够将地基望远镜探测能力提升0.93星等以上。散斑滤波方法具有构造简单、处理快速、鲁棒性强的特点，能够使地基光学望远镜在空间目标探测中发挥更好的作用。关键词：地基光学望远镜;白天探测;大气湍流;散斑滤波;信噪比5|0|0更新时间：2026-04-28 - 摘要：面向机载遥感多模态协同探测需求，设计并实现了一种集成快照多光谱与热红外成像能力的多维光学吊舱系统。系统采用像元级马赛克滤光快照多光谱成像体制，通过双相机协同设计构建18个可见—近红外离散光谱通道，光谱范围覆盖480~600 nm与650~800 nm两个区间；采用3×3像元级马赛克采样结构，在2×2像元合并条件下，单通道有效分辨率可达680×510，等效像元尺寸为6.8
- 摘要：为实现橡胶制品中硫化促进剂含量的快速、无损、精准检测，本研究采用太赫兹时域光谱技术，结合数据扩充与化学计量学方法，对多组分橡胶混合物中硫化促进剂进行定量分析。针对橡胶混合物光谱重叠严重、样本量偏小易导致模型过拟合、泛化能力差等问题，提出基于数据融合与最小二乘高斯拟合法（LSGF）的数据扩充策略，并构建遗传算法优化支持向量回归（GA‑SVR）定量模型。为降低数据维度、提升建模效率，采用变量空间迭代收缩算法（VISSA）对原始及扩充后光谱进行特征提取。结果表明：数据扩充可显著提升模型预测性能，其中LSGF方法效果最优；经VISSA特征提取后，模型精度进一步提升，LSGF扩充数据在预测集上的相关系数Rp高达0.982 6，RMSEP低至0.002 3。该方法可为橡胶配方优化与行业绿色可持续发展提供技术参考。关键词：太赫兹光谱;数据扩充;最小二乘高斯拟合;数据融合;定量分析1|0|0更新时间：2026-04-28
现代应用光学
- 摘要：针对光刻机、精密装配及空间光学系统等领域中对光学元件位姿进行纳米级位移与微弧度级角度高精度测量的需求，以及现有方法在实现多自由度同步、集成化测量方面的不足，本文提出并验证了一种基于多通道差分激光干涉的测量系统。通过构建七路干涉仪布局与统一数学模型，实现了光学元件六自由度位姿包括位移与转角信息的同步解算。仿真表明，在理想条件下，系统在X，Y，Z方向的平移测量均方根误差优于3.384 nm，转角测量误差优于4.616 μrad。实验验证中，静态环境下位移与角度稳定性RMS分别达7 nm与16.4 μrad；为考查系统对微小位移变化的响应特性，在位移台驱动下施加亚微米级阶跃位移输入，对系统输出进行统计分析表明，在阶跃前后稳定区间内，系统位移输出具有良好的重复性与稳定性，其RMS波动维持在纳米量级。此外，在角度变化为-300 μrad与-500 μrad阶跃输入下，系统输出与自准直仪参考值之间的线性相关系数分别为0.984与0.937，残差RMS控制在44 μrad以内。该系统结构紧凑、抗干扰强、线性度高，适用于上述高精度场景中的实时位姿监测。未来将开展多自由度耦合误差标定与动态环境适应性研究，以进一步提升系统的实用性与可靠性。关键词：精密装调;高精度测量;六自由度位姿测量;多通道差分激光干涉1|1|0更新时间：2026-04-28
- 摘要：钙钛矿量子点薄膜在先进显示与照明技术等领域展现出巨大应用潜力。然而，由于电液耦合喷印过程易受环境因素干扰，产生喷印稳定性差、液滴直径不均等问题，限制了量子点微薄膜的规模化阵列制备。本文建立了环境相对湿度对喷印MAPbBr3量子点微薄膜直径和喷射稳定性的调控方法，考察了环境相对湿度和施加电压对喷印薄膜直径以及射流流变过程的作用规律。实验结果表明，在环境相对湿度50%~75%、施加电压2.0 kV条件下，可实现MAPbBr3量子点微薄膜的稳定喷印。随着环境相对湿度从55%增加到70%时，喷印的MAPbBr3量子点微薄膜平均直径从198 μm减小至134 μm，且CV值低于0.1。当环境相对湿度提升至75%，在施加电压2.3 kV条件下，喷印的MAPbBr3量子点微薄膜平均直径可进一步减小至69 μm。MAPbBr3量子点微薄膜喷印质量的调控规律研究有助于提高钙钛矿量子点薄膜阵列的规模制造水平。关键词：电液耦合喷印;钙钛矿量子点;环境湿度;液滴喷射;薄膜沉积0|0|0更新时间：2026-04-28
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基于抗磁悬浮的微型平面电机驱控设计 AI导读
摘要：针对永磁体式抗磁悬浮微型平面电机连续运动受限、驱动结构复杂等问题，本文提出一种面向永磁体阵列的单面驱动三自由度微型平面电机，实现了结构简化与多自由度解耦控制的统一设计。系统采用超薄印刷电路板蛇形线圈，通过四路独立电流构建可调磁场；基于磁场解析及等效磁偶极子模型，建立了电流与电磁力的数学关系，并形成三自由度开环解耦控制方法。实验结果表明，该执行器可实现稳定三自由度运动：通过调控4路驱动电流相位，在XY平面实现7 mm×7 mm大范围运动，行程内保持良好线性；定位精度为±8.232 μm，重复定位精度为±5.690 μm。通过调控驱动电流幅值，获得了0.95 μm的Z轴分辨率及约23 μm的Z轴位移调节范围。与传统主动磁浮平台相比，该结构体积缩小逾一个数量级，电流需求和制造成本显著降低，展现出良好的高精度微定位应用潜力。关键词：抗磁悬浮技术;微型平面电机;超薄印刷电路板;谐波分析;开环控制1|0|0更新时间：2026-04-28 -
工业机器人距离误差空间相似性建模与补偿 AI导读
摘要：工业机器人凭借其高柔性，已成为自动化装配的重要载体。然而，在对尺寸链上关键点位的距离有严格要求的装配任务（如孔轴类装配）中，机器人现有的绝对定位精度往往难以满足需求。目前，提高工业机器人精度的主要方法包括运动学标定和空间插值。然而，运动学标定往往追求全局精度最优，未能充分考虑关键装配路径上的局部离散点高精度需求；空间插值则在坐标系转换过程中易引入累积误差，难以达到装配所需精度。为此，本文提出一种距离误差预测模型与补偿方法，以提升机器人在装配任务中关键点位的精度。首先，建立了机器人的运动学模型并推导其位置误差模型，并构建以距离误差为约束的误差模型，以避免因坐标系转换导致的误差累积。其次，通过建立关节空间与操作空间的误差映射关系，定量揭示距离误差在空间中的相似性特征，并借助变差函数对该相似性进行定量描述，为插值点规划提供理论依据。然后，在操作空间中构建距离误差插值预测模型，提出从标量误差向矢量误差的转化方法，实现误差幅值与方向的同步修正。最后，在某通用型六自由度工业机器人上分别开展精度测试和装配应用实验。实验结果表明，补偿后最大和平均距离误差降至0.10 mm和0.04 mm，较运动学标定和反距离加权法分别降低66.77%和49.51%。孔位装配实验显示，最大和平均对准距离偏差由1.61 mm和1.11 mm降至0.15 mm和0.05 mm。实验验证了该方法能有效抑制空间距离误差，从而显著提升机器人在高精度装配中的绝对定位能力，提供了新的补偿策略。关键词：工业机器人;距离误差;空间插值;误差相似性;装配任务0|0|0更新时间：2026-04-28
微纳技术与精密机械
- 摘要：为了克服地表覆盖监测查不全、判不准等难题，兼顾完整性与实用性，探索了一种融合对象级KPCA-DSFA的高分辨率遥感影像无监督变化检测方法。首先，对两期影像进行相对辐射校正和影像融合，采用简单非迭代聚类算法实现联合分割，获取兼顾两期影像特征的匀质超像素块；其次，将KPCA卷积映射网络和DSFA耦合，分别进行空间-光谱特征提取和深度语义分析，并以超像素为基本单元，融合构建对象级高维空间向量，获取变化强度信息；最后，基于图割Graph Cut模型构建能量函数模型，利用对象邻接关系和空间差异，通过全局优化实现变化区域精准提取。实验结果表明：检测的总体精度可达90%以上，综合性能较高，能够有效抑制椒盐噪声，显著提升变化区域的查全率，具有一定的优越性和鲁棒性。关键词：核主成分分析;变化检测;超像素;深度特征提取;图割模型0|0|0更新时间：2026-04-28
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平面带约束线轮廓点集配准的手眼标定方法 AI导读
摘要：为解决传统标定方法操作复杂、标定参照物难以加工且标定精度偏低等问题，以平面直角三角形标定参照物为例，基于线激光轮廓扫描仪提出一种带约束线轮廓点集配准的手眼标定方法。首先，阐述使用带约束线轮廓点集配准方法开展手眼标定的基本思想，结合所设计的非对称直角三角形标定参照物说明标定实施流程。其次，根据直角三角形线轮廓信息建立带约束点集配准模型，先采用基于角点的粗配准方法缩小空间搜索范围，再根据特征点到轮廓线的投影约束关系进行精配准。最后，利用协方差矩阵自适应进化策略求出轮廓特征最优适配解，并提出轮廓损失误差评估指标，来衡量标定结果的性能。基于所述方法利用机器人和线激光轮廓传感器开展标定实验，结果表明：12个机器人组合姿态下所求标定参数的平均轮廓损失误差为0.084 2，重建标准球直径的平均拟合偏差为0.018 5 mm，球面投影误差的最大标准差为0.065 mm，具有良好稳定性与求解效率，标定精度较高；计算标定参照物在三种不同位姿下的标定结果，标准球直径拟合偏差与球面投影误差的标准差均小于0.1 mm；拟合出标准球球心坐标的标准差均值为0.101 mm，低于单步标定法求得的0.148 7 mm，呈现出较高的鲁棒性，同时兼顾了标定效率与通用性，可满足工业标定精度要求。关键词：手眼标定;线轮廓特征;点集配准;三维重建0|0|0更新时间：2026-04-28 - 摘要：针对传统点云配准算法在初始位姿误差、噪声干扰及局部结构重复等复杂条件下易陷入局部最优的问题，提出一种融合深度特征一致性约束与注意力网络的点云配准方法。该方法构建注意力增强的深度特征提取网络AENet，通过自监督学习提取具有刚体变换不变性的点级描述符；在此基础上，首先利用深度特征相似性进行初始匹配并估计粗变换，进而在多尺度ICP迭代优化框架中引入深度特征一致性约束项，形成联合几何与特征相似性的优化目标，实现由粗至精的稳定对齐。在ModelNet40数据集上与现有主流方法进行对比的实验结果表明，所提方法在各项误差指标上均表现显著优势。具体而言，旋转均方根误差RMSE-R相较于FINet，OGMM，IDAM-GNN，PREDATOR和RoCNet分别降低了约85.5%，89.7%，78.8%，74.3%和61.6%；平移均方根误差RMSE-t分别降低了约88.2%，87.0%，51.1%，72.0%和18.2%。因此，该方法是一种能够有效提升配准精度与稳定性的点云配准方法。关键词：点云配准;深度特征;注意力机制;迭代最近点;多尺度优化;自监督学习1|0|0更新时间：2026-04-28
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融合动态感知与渐进细化的水下图像增强网络 AI导读
摘要：针对水体吸收与散射导致的图像颜色失真、对比度不足和尺度依赖性模糊问题，本文提出了一种融合动态感知与渐进细化的U型水下图像增强网络。首先，在编码器中设计动态调优Transformer模块，通过提取各向异性特征来动态感知水下空间的非均匀退化，实现空间上下文细节增强和全局色彩恢复。然后，在解码器中构建由空洞卷积聚合模块和渐进式语义引导上采样模块组成的渐进细化架构。其中，空洞卷积聚合模块利用阶梯式膨胀策略捕获多尺度上下文特征，并整合通道混洗与残差注意力机制优化模糊区域重建，提升图像的整体对比度和色彩保真度；渐进式语义引导上采样模块采用级联式梯度保持策略补偿高频细节损失，实现深层语义重构与浅层细节优化间的动态平衡。在5个公开数据集上与9种先进算法的对比结果表明，所提方法在UIEB和LSUI数据集上的PSNR、SSIM及MSE指标均达到最优。相较于次优方法，其在UIEB上的PSNR和SSIM分别提升了1.47%和1.26%，MSE降低了8.33%；在LSUI上PSNR和SSIM分别提升了14.51%和6.92%，MSE降低了45.00%。此外，在UCCS，U45和C60无参考数据集上，本文方法在UCIQE指标上亦取得了最优结果。上述结果证明了所提方法在色偏纠正、对比度提升与细节恢复方面的优越性，可为高级视觉任务提供高质量的图像输入。关键词：水下图像增强;注意力机制;动态感知;渐进细化;色彩校正;特征融合2|0|0更新时间：2026-04-28
信息科学
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