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关键词： 应力应变   挂篮施工   光纤光栅   感测技术   桥梁   结构健康监测   施工监测  

摘要： 针对桥梁内部应力与应变传统监测技术耐久性差、测量繁琐等技术不足,提出1种基于光纤光栅感测技术的桥梁挂篮施工结构健康监测方法。以跨常合高速分离式立交桥为研究对象,选取施工期活载作用下桥梁受力最不利截面,在桥墩处起步梁段的箱梁顶板、底板与腹板中心线交汇点植入光纤传感器监测其应力、应变,分析起步梁段箱梁在挂篮施工期的应力、应变的变化规律,评估桥梁挂篮施工期的内部结构健康状态。结果表明:提出的方法可用于监测桥梁内部受力变化,起步梁段顶板应力、应变增长主要受预应力张拉影响,底板应力、应变增大主要受混凝土浇筑影响;中跨合拢段箱梁浇筑后,中跨梁段不再呈现上拉下压现象;顶板应力、应变均在边跨合拢段前一个梁段预应力张拉后达到峰值,底板应力在边跨合拢段前一个梁段浇筑后达到峰值,而底板应变在边跨合拢段预应力张拉后达到峰值。建议桥梁挂篮施工过程中,应重点监测边跨合拢前一个梁段施工至施工结束这几个阶段的应力、应变变化。

关键词： 卷积   张量   神经网络   人工智能   深度学习  

摘要： 卷积神经网络(CNN)以其卓越的特征提取能力,在人脸识别、图像分类、机器视觉、医学成像以及航空航天等领域展现出广泛的应用前景。然而,传统电学智能处理芯片受摩尔定律的制约,难以满足CNN算力需求的持续增长。光波以其超大宽带和超低损耗等特性,以光学或电学高维调控结构为基本单元,通过光的受控传播实现计算,是支撑下一代人工智能高算力需求的颠覆性技术。通过综述光学卷积神经网络的研究进展和技术突破,总结其发展的整体趋势,探讨未来需要解决的技术问题,并对光学卷积神经网络的应用前景进行展望。

关键词： 水下无人系统   色偏校正   水下图像增强   纹理增强   散射光补偿  

摘要： 针对水下图像存在颜色偏差、对比度低及模糊等问题,提出散射光补偿结合色彩保持与对比度均衡的水下图像增强方法。首先,利用相对总变分模型分离图像结构层和纹理层,其中,设计基于RGB空间映射的补偿系数误差矩阵校正结构层色偏,并通过滤波分离与融合增强纹理层,以防止图像的初始特征丢失,增强后的纹理层与结构层叠加得到第1层输出;然后,在对比度均衡模块中,基于空间变换进行保色对比度限制自适应直方图均衡化,进一步提高对比度和亮度;最后,将双层增强结构的结果图融合得到输出图像。通过在不同数据集上与其他算法进行对比,验证文中方法在平衡色差,增强细节和去模糊等方面均具有更好效果,对水下无人系统视觉任务具有实际应用价值。

关键词： 脑弥散张量成像   各向异性分数   表观弥散系数   颅内转移瘤   胶质瘤  

摘要： 目的分析3.0 T磁共振扩散张量成像(DTI)各向异性分数(FA)值、表观弥散系数(ADC)值对脑转移瘤(BM)、高级别胶质瘤(HGG)的鉴别诊断价值。方法选定本院2020年1月至2024年4月就诊的120例BM患者设为观察组,以及同期本院就诊的70例HGG患者设为对照组,均给予DTI检查,比较2组肿瘤实性区域以及瘤周水肿区域FA值、ADC值,比较2组DTI影像学特征,绘制受试者工作特征(ROC)曲线,分析FA值、ADC值对BM的诊断效能。结果观察组肿瘤实性区域FA值(0.13±0.05)、ADC值(1.13±0.25)×10^(-3)mm^(2)/s与对照组(0.14±0.05)、(1.12±0.27)×10^(-3)mm^(2)/s比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组瘤周水肿区域FA值(0.23±0.06)、ADC值(1.52±0.26)×10^(-3)mm^(2)/s均较对照组(0.14±0.07)、(1.25±0.14)×10^(-3)mm^(2)/s更高(P<0.05)。观察组肿瘤部位与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组瘤内出血、形态规则、坏死囊变、强化方式、瘤周水肿与对照组比较差异无统计学意义(P<0.05)。FA值、ADC值联合诊断BM的曲线下面积(AUC)(95%CI)=0.876(0.841,0.947),FA值、ADC值联合诊断BM的灵敏度(93.02%)较单一检测(72.04%、75.96%)更高(P<0.05),联合检测特异度(82.13%)与单一检测(81.96%、80.04%)比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论DTI通过定量检测FA值、ADC值,可提高对BM的诊断灵敏度,在鉴别诊断BM、HGG方面临床价值较高。

关键词： 双液晶偏振光栅   解算模型   伺服控制   模型预测   跟踪精度  

摘要： 为了满足新一代机载光电跟瞄平台轻小型化设计要求,实现动平台下对目标高精度跟踪,提出机载平台下基于双液晶偏振光栅光电跟瞄平台的控制方法。首先,建立双液晶偏振光栅光束解算模型,根据目标位置信息确定两片光栅所需执行的位置信息;然后,将解算模型与模型预测控制算法相结合,设计伺服系统控制器,控制双光栅实现光束偏折与目标跟踪;最后,搭建实验平台进行验证,在2°@0.5 Hz与5°@0.2 Hz载体扰动情况下,动态跟踪精度分别达到132.56μrad与126.69μrad,相较于传统控制器得到较大提升,为双液晶偏振光栅光电跟瞄平台在机载平台下的应用提供理论支持与技术参考。

关键词： 隔水套管   振动锤   可打入性   波动方程  

摘要： 近年来,随着海洋工程的发展,高频振动锤被越来越多的应用于海上施工。高频振动锤以其区别于传统打桩锤的优势在工程领域得到了广泛应用,然而由于其振沉机理复杂,对桩的可沉性分析一直是研究的重点。本文结合某海上平台直径508 mm的隔水套管在高频振动锤的沉桩实测记录,利用波动方程,对高频振动锤作用下的沉桩进行了可沉性分析。结果显示,高频振动锤沉桩的效率很高;采用波动方程的方法可以较好的对套管的可打入性进行分析。同时,在高频振动锤作用下,桩基在粉质粘土层中形成了闭合的土塞。研究结果对未来采用振动锤进行套管沉桩的可打入性分析具有借鉴意义。

关键词： 触觉传感器   亚波长金属光栅   纳米压印   机械手  

摘要： 因光学式触觉传感器有着灵敏度高、抗干扰能力强等优点,提出了一种基于亚波长金属光栅干涉的触觉传感器。首先,基于等效介质理论和薄膜干涉理论对触觉传感器的传感原理进行介绍;接着,通过纳米压印工艺和真空蒸发镀膜工艺在柔性中间聚合物片材(IPS)表面制作亚波长金属光栅,通过光刻工艺用SU—8光刻胶将亚波长金属光栅以固定间距平行离面放置,使其透射光强随接触力的施加而改变;最后,对光栅触觉传感器进行一系列力加载实验,实验结果表明:该触觉传感器的平均力分辨率可达到0.0003N/Gray以上,平均测量误差为6.3%。通过小型化设计,可以用于机械手上实现触觉传感功能。

关键词： 图像处理   低秩张量恢复   均衡张量   logDet函数  

摘要： 基于最小化核范数之和的低秩张量恢复方法已在许多领域取得广泛应用,但在某些应用场景,如彩色视频恢复中,其恢复结果不够理想,尤其是当已知元素数目较少时,恢复结果更差。导致该问题出现的一个根本原因是张量的不均衡结构,即张量中某些模的维度远小于其他模,这使得其展开矩阵是一个极度不均衡且满秩或高秩的矩阵。此外,秩的凸松弛则是导致该问题出现的另一个重要原因,最新研究表明,一些非凸函数可以比核范数更好地逼近秩。基于上述考虑,首先,引入一个重构操作将不均衡张量重构为更加均衡的张量,该重构操作能在保留张量低秩特性的同时减少算法准确恢复所需的已知元素数目;其次,将非凸logDet函数引入低秩张量恢复算法中,以取得比核范数更好的秩逼近效果;最后,通过与其他经典算法在彩色视频上开展对比实验,充分验证了本方法的有效性。

关键词： 夫琅禾费衍射   菲涅尔衍射   傅里叶光学  

摘要： 夫琅禾费衍射是光学中的一个重要的物理概念,其中单缝、方孔、圆孔的夫琅禾费衍射光场结构已为大家所熟知。本文讨论光束在近场衍射到夫琅禾费衍射(远场衍射)过程中的光场重构现象。本文发现在一维和二维光场重构过程中,光强分布会变化,光场能量会重新分布;特别地,发现平面波经过二维孔(方孔和圆孔)后,光场会产生自动聚焦现象。以椭圆光场和像散椭圆光场为例,本文讨论了在二维光场在重构过程中的光斑形变和旋转现象。在实验上,夫琅禾费衍射可以由凸透镜实现。

关键词： 波动方程反射波形反演   波动方程反射波走时反演   宽谱重构   构造约束正则化  

摘要： 常规地震勘探中,地震数据大都缺少大炮检距信号和有效的低频成分,使得传统的全波形反演(FWI)方法很难恢复中、深层参数模型的低波数分量。依据多尺度反演思想,采用基于模型分解的波动方程反射波反演方法重构宽谱速度模型,同时提出自适应构造约束的模型正则化方法优化反演结果,提高反演稳定性。以Sigsbee模型数据为例展示了该方法是如何有效地同时重构宏观速度模型(长波长)和速度扰动(短波长)或反射率结构的。将所提方法用于东海拖缆采集数据,利用走时到波形信息匹配的波动方程反射波反演策略,构建了与地层更加吻合的宏观背景模型,获得了高分辨的地层成像剖面,成像道集平整度与成像剖面的连续性有明显提高,深部基底的成像更加清晰。