一、扫描转换技术研究(论文文献综述)
吴声豪[1](2021)在《石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用》文中研究表明光热转换是一种清洁的太阳能利用技术,其中,光热蒸发是广泛涉及且非常重要的热物理过程。太阳辐射具有能流密度低和间歇性的特征,使基于体相加热的小型光热蒸发系统存在温度响应慢、能量效率低的问题。光热局域化界面蒸发(photothermal interfacial evaporation by heat localization)将能量集中在液体与空气的界面,使局部区域发生快速升温和汽化,可显着提升光热蒸发的温度响应和能量效率,在小型分布式海水淡化、蒸汽灭菌、污水净化等场景展现出应用潜力。光热局域化界面蒸发涉及光能与热能的转换、固相与液相的热传递、分子和离子的输运等,深入理解以上能质传输过程的机理是指导开发光热材料、优化光热蒸发性能和设计热局域化系统的关键。与此同时,光热材料的微小化,如纳米薄片,可能会导致其光学、热学规律偏离已有的体材料特征,产生特殊的现象,如尺寸效应和边缘效应,但现有理论还无法充分解释这些现象,因此需要开展更多的研究工作,以推进纳米光热转换和热局域化界面蒸发理论体系的发展和完善。本论文聚焦于“光热局域化界面蒸发”过程所涉及的光热学问题,以石墨烯基光热材料为主要研究对象,运用密度泛函理论和分子动力学模拟,结合实验检测和微观表征,深入研究了石墨烯光热材料的取向特征、结构尺寸、表面浸润性对光吸收、光热转换、热局域化效应、固-液界面传热以及界面吸附与流动等热质传输过程的作用机制,并着重分析以上过程在微纳尺度下的特殊规律和现象,以及结构的微小化对以上过程的影响。全文共11章,其中第3、4、5章研究了光热蒸发过程中与能量传递相关的热物理现象,如光的吸收、光热转换和界面传热;第6、7章则直接进行光热蒸发测试,讨论以上能量传输特性对光热蒸发性能的影响;第8、9章进一步研究光热蒸发系统中的界面吸附和流动现象,重点谈论在纳米尺度下的特殊现象和增强效应;第10章则基于前面章节对光热局域化效应的理解,提出一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,并探讨石墨化机理。1)第3章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对其光学性质的影响。通过密度泛函理论,计算了多种石墨烯结构的光学性质,发现石墨烯具有光学各向异性,对平行其六角形晶面传播的太阳辐射的吸收能力,远强于对垂直晶面传播辐射的吸收能力,这是因为石墨烯对太阳辐射(200~2600 nm)的吸收主要取决于π-π*电子跃迁,当辐射传播方向与晶面垂直时,同一原子层内的π-π*电子跃迁被禁止,导致π-π*电子跃迁发生的概率较低;对于平行辐射而言,同一原子层内的π-π*电子跃迁被允许,使石墨烯对辐射的吸收能力显着提高;对于同是平行晶面传播的辐射,如传播方向与石墨烯的扶手型边缘正交或与锯齿型边缘正交,石墨烯的吸收性质也表现出一定的差异。另外,当结构尺寸沿辐射传播方向延长,石墨烯对太阳辐射的有效吸收率呈非线性增长,而增长率呈下降趋势。基于理论计算结果,设计并制备了晶面取向与辐射传播方向平行的垂直取向石墨烯,构筑了纳米尺寸的“光陷阱”,将对太阳辐射的有效吸收率提高到了98.5%。2)第4章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对光热转换特性的影响,并协同热局域化设计,加快了光热转换的温度响应。研究发现石墨烯在光照下的温度响应特性与其光吸收性质紧密关联,对入射光的有效吸收率越高,其表面的升温速度越快,稳态温度也越高,其中垂直取向石墨烯表现出比水平石墨烯膜更高的光吸收能力和更快的温度响应。另外,利用共价键将垂直取向石墨烯与具有低导热系数的石墨烯气凝胶,连接成兼具吸光和隔热功能的一体化石墨烯结构,在获得高光吸收率的同时,有效控制了热能的分配与传递,将能量集中在直接受光区域,提升了局部区域的升温速度和稳态温度,即发生了“光热局域化效应”,在标准太阳辐射强度(1 k W m-2)下,最快升温速度为54.5℃ s-1,进入稳态后,上下区域的温度差可达31.2℃。3)第5章研究了石墨烯的晶面取向特征和表面浸润性对固-液界面传热特性的影响。通过分子动力学模拟,计算了“面接触”和“边缘接触”两种石墨烯-水界面的传热性质,发现“边缘接触”界面具有更低的界面热阻,其中,热流在平行石墨烯晶面方向具有更快的传递速度,以及边缘碳原子与水分子的相互作用力较强,是“边缘强化传热”的主要原因。此外,固体与液体的润湿程度也是决定固-液界面传热系数的关键,通过引入含氧官能团,改善石墨烯的表面浸润性,可以提高液体对固体的润湿程度,增加固液有效接触面积,并加强液体分子与固体表层原子的相互作用,进而减小固-液界面热阻,加快热流在界面的传递。4)第6章研究了一体化石墨烯结构的光热局域化界面蒸发特性,并重点讨论光吸收、光热转换和固液界面传热对光热蒸发性能的影响。通过局部氧化,在一体化石墨烯结构的外表面构筑表面水流通道,获得了集吸光、隔热、输运、蒸发功能为一体的复合石墨烯结构,在光热蒸发测试中,表现出较快的蒸汽温度响应(在10 k W m-2的辐照条件下,仅耗时34 s使蒸汽温度升高到100℃),和较高的能量效率(89.4%),其中,超高的吸光能力、良好的隔热能力、充足的水流供给以及高效的固-液界面传热是实现快速温度响应和高能量效率的关键。另外,调节石墨烯的表面浸润性,控制水流输运速率,可有效调控蒸汽温度响应与能量效率,但随润湿程度的提升,两者的变化规律不同,蒸汽的温升速度和稳态温度单调下降,而能量效率则先升高后降低。5)第7章研究了石墨烯光热蒸发过程中的传质现象,重点关注水分子和离子的输运、水蒸汽的扩散以及离子的析出和再溶解规律。针对含氧官能团在光照下不稳定的问题,在垂直取向石墨烯的生长过程中进行原位氮掺杂,获得了长期稳定的表面水流通道,在长达240 h的光热海水淡化测试中表现出稳定的输水能力,在1 k W m-2的太阳辐照下,实现了1.27±0.03 kg m-2 h-1的高蒸发速率和88.6±2.1%的高能量效率。另外,水蒸汽自然扩散的路径与光的入射路径重合,会导致光散射和能量损失,通过抽气扇控制气流路径,引导水蒸汽的扩散,可以克服水蒸汽引起的光散射问题。而长时间的光热蒸发会导致蒸发区域的离子浓度上升,出现析盐现象,使吸光和传热性质恶化,但盐离子时刻发生的自扩散行为,会驱使离子通过表面水流通道自高浓度区域向低浓度区域扩散,最终完全溶解,而离子的自扩散速度与表面水流通道尺寸和水膜厚度有关。6)第8章研究了石墨烯光热蒸发过程中的界面流动问题,并着重讨论固体表面浸润性对基于毛细作用的液体吸附和输运规律的影响。成分复杂的水源,如油水混合液,会导致水的光热蒸发速率下降。在石墨烯表面修饰双功能基团(包括-CFx和-COONa),使其具备排斥油分子和吸附水分子的能力。双疏性的-CFx同时排斥油分子和水分子,但水分子的尺寸较小,能在-CFx的间隙中自由穿梭,且极性的-COONa对水分子的吸引作用较强,使水分子能够穿越-CFx层进而接触并润湿石墨烯表面;而尺寸较大的油分子被-CFx层完全阻隔。在-CFx与-COONa基团的协同作用下,石墨烯表面张力的色散分量减小,而极性分量增大,使其表现出吸引极性水分子,排斥非极性油分子的性质,能够只输运油水混合液中的水分子,实现了选择性光热蒸发,并在以含油海水为水源的海水淡化应用中,获得了超过1.251 kg m-2 h-1的光热蒸发速率和超过85.46%的能量效率。7)第9章进一步探究了液体在石墨烯微纳结构中的界面流动特性,分析了微纳通道尺寸对毛细吸附和虹吸输运过程的影响,以及光加热作用对液体性质和流动的作用机制。研究发现,在微米级多孔结构(石墨纤维)上构筑纳米级孔道(石墨烯纳米片),可以显着加快对液态油的毛细吸附过程,将毛细吸附系数提升了20.7%。一方面,特征结构的微小化以及石墨烯纳米片的超薄边缘,能显着增加固体的表面粗糙度,起到强化表面浸润性的作用。另一方面,纳米结构的引入增加了固体与液体的可接触面积,使浸润前后的表面能差扩大,提高了固体对液体的吸附能力。同时,在碳纤维表面生长石墨烯纳米片,可以加快基于虹吸效应的界面流动过程,将液态油的虹吸输运速率提高了20.1%。尽管孔道尺寸的缩小会增加固-液界面的流动阻力,但在原微米级结构上增加纳米级孔道,可以使液流通道增多,提高单位时间的流量。此外,基于光热局域化效应的光加热作用,可以显着提高固体通道及通道内液体的温度,降低液体的动力粘度,减小流动阻力,进而加快界面吸附和流动过程。8)第10章基于光热局域化效应,开发了一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,讨论了环氧树脂材料的光致石墨化原理以及曝光时间、辐射强度、曝光次数对石墨化程度的影响。利用高能光束对环氧树脂板进行短时间(0.1~2 s)曝光,因光热转换速度(1 fs~1 ps)远快于热在体材料中的扩散速度(100 ps~10 ns),在曝光的瞬间产生光热局域化效应,使曝光区域获得超高温度(>1000℃),驱使芳香环向碳六元环转变,即石墨化。其中,延长曝光时间和提高辐射强度均有助于提高石墨化程度,但曝光时间的延长会导致热扩散严重,损伤非曝光区域;而辐射强度的提高意味着增加聚光设备的复杂性;采用合适的辐射强度和多次短曝光,也可以获得较高的石墨化程度,制备出少层石墨烯材料。
蔡双雨[2](2021)在《电化学暂态测试技术对比研究、优化及应用》文中认为金属腐蚀表征方法,从宏观到微观都得到了长足的发展。但对于高阻抗的材料体系,其低频区阻抗难以表征的问题仍然是金属腐蚀表征研究领域亟待解决的问题。本论文工作先从常用腐蚀电化学表征技术比较研究入手,深入分析各种腐蚀电化学表征方法的优缺点,提出现有常用稳态测试方法存在的不足,为暂态测试方法的进一步优化、开发奠定基础。比较研究结果显示:(1)采用0.001 Hz的电化学频率调制法(EFM)和Tafel曲线四参数拟合方法得到的腐蚀电化学参数相对最准确且丰富,但0.001 Hz的EFM耗时很长,而Tafel实验的极化电位较大,破坏试样表面的稳定状态。(2)大部分常用的腐蚀电化学表征方法是基于稳态测量,如果体系未达稳态,将会产生很大的测量误差。对于线性极化电阻法(LPR)和Tafel极化曲线测量法,当体系的扫描速率过大,将导致体系未达到稳态,产生较大的容性电流,从而造成较大的测量误差。电化学阻抗谱法(EIS)及电化学频率调制法存在类似的问题,为了提高测试精度,往往需要采用很低的测试频率,这大大增加测试时长,增大界面溶液、试样表面状态发生改变的风险,从而引起测量误差,这些也侧面证明了发展暂态测试技术的必要性。在电化学暂态测试方法的优化设计过程中,通过电化学RC回路理论频谱分析验证电化学时域数据经傅里叶时频转换的可行性,建立电化学双电层界面电位脉冲模型,深入论证分析了该暂态测试方法脉冲时间的合理性,提出了脉冲时间的控制原则及其适用体系,最终优化发展了一套基于恒电量法的优化电化学暂态测试方法,并提出了相应的实验参数体系及相关的实验流程。随着电化学腐蚀研究领域的不断拓宽和深化,微区电化学腐蚀体系,尤其高阻抗体系的微区电化学表征,其低频阻抗数据的获取更是一个日益突出、亟需解决的难点。本论文将上述暂态测试方法应用于微区高阻抗体系,开展2205双相不锈钢材料体系在3.5wt%NaCl溶液中的微区电化学特性的表征研究,获得了一系列腐蚀动力学参数,解决了其微区低频阻抗难以表征的问题,实验结果表明:(1)随着Φ10 μm孔径微孔中奥氏体相含量(γ%)的增加,微区体系的极化电阻Rp逐渐增大,二者近似呈“Rp(in Ω·cm2)=36001.9+739910.0×γ%(austenite phase proportion)”的线性关系。利用该电化学暂态测试方法,定量化表征了 2205双相不锈钢微区不同奥氏体相含量对DSS 2205在Φ10 μm孔径微孔中微区电化学腐蚀行为的影响。(2)与传统的EIS测量方法相比,该暂态测试方法的信号激励时长缩短5个数量级,大大降低了大时长信号扰动导致的微区界面破坏、界面溶液成分改变、自腐蚀电位漂移等一系列问题。另一方面,在数据处理中,通过快速傅里叶变换(FFT)将时域曲线转换成频域曲线,其界面阻抗信息比传统的EIS更准确、纯粹和丰富,且可以直接利用现有EIS数据分析的商业软件对FFT后所获得的Nyquist图进行拟合分析。该基于恒电量法的电化学暂态测试方法在测试过程中先充电后断电进行电极电位弛豫,断电后整个回路体系没有电流流经溶液,因此可以实现几乎不受溶液电阻影响的测试。借助于该暂态测试方法,几种贮箱用结构材料在溶液电阻极高的N2O4溶液中无法采用传统电化学手段表征的问题得以解决,它们在N2O4溶液中的相关电化学动力学参数获得了准确求解,为后续的科学研究及应用提供了可贵的测试数据和试验方法的借鉴。
潘林依[3](2021)在《基于机载激光雷达的三维场景重构研究》文中认为激光雷达是一种近年来发展非常迅速的遥感技术,通过主动发射与接收激光脉冲信号,高速获取目标的空间信息,能够为环境建模提供高效、准确的三维数据,因此被广泛应用于三维场景重构。三维场景重构技术实现了计算机对现实场景信息的数字化表示与处理,是计算机视觉、虚拟现实与自动驾驶等领域很多研究与应用的关键技术。机载激光雷达将激光雷达固定于无人机平台,实现对室外场景的高空扫描,还原地面和地物的真实空间信息。本文对基于机载激光雷达的三维场景重构进行研究,包括激光数据采集与处理、点云配准算法和重构策略,并根据数据特点与实际应用进行对应的优化改进。首先搭建完整的机载激光雷达数据采集平台,集成无人机、激光雷达与嵌入式电脑,采集实际室外场景数据并进行处理。系统获取的数据是一系列离散、分布不规则的三维坐标点,称为“点云”。分别采用基于统计滤波器的离群点去除方法与基于体素滤波器的降采样方法对点云数据进行预处理,提高重构的质量与效率。其次针对机载激光雷达数据分辨率不均、重叠率较低、大冗余量地面点等问题,提出一种基于地面分割与结合运动信息的强度约束配准算法。首先改进随机采样一致性算法分割地面点,从而划分显着特征点与次要特征点,基于地面的法向量信息计算相邻帧点云的旋转变换关系,再结合无人机平台运动信息解算的位移关系,为配准提供良好的初值估计。并在此基础上,提出一种强度约束的泛化最近点迭代配准算法,充分利用激光雷达的强度信息约束参与迭代的对应点集,实现点云的精配准。实验结果表明,该方法能够得到激光点云数据之间准确的变换关系,并显着提高了配准的速度与精度。最后对于配准后的数据融合,提出分块融合的重构策略,将原始的点云帧经配准融合成一组组分辨率较为均匀的点云块,克服分辨率不均对全局配准的影响。该过程采用马氏距离与卡方分布检测帧间的异常匹配,并提出一种基于航迹拟合的修正方法,解决可能存在的失配问题。对于全局融合,提出一种基于滑动窗口的全局配准方法,直接获得点云块到全局坐标系的转换关系,从而避免累计误差的产生。帧融合与块融合交替执行,直至得到完整的重构结果。最后通过实验展示该重构算法的实施过程和不同场景下的重构结果。综上,本文搭建一种简单、低开销的机载激光雷达系统,展开实际实验,对三维场景重构中的关键技术进行研究与优化,在精度与效率方面都有所提升。在几个复杂室外场景下真实有效地还原与可视化场景的空间信息,重构结果具有良好的分辨率和精度。
韩江涛[4](2021)在《基于光学跟踪的动态三维扫描关键技术研究》文中研究说明三维扫描技术可以扫描获取空间物体的外部结构特征,对于结构形状较为复杂的物体,三维扫描技术可以节省大量人力物力。当前绝大多数的三维扫描设备是分别获得部分点云数据,然后通过点云配准得到物体的完整数据。这样的应用过程没有解决动态扫描问题,不仅使得其应用场景受到极大限制,而且后期配准的时间消耗与精度损失影响了其易用性。为了解决传统双目视觉三维扫描技术需进行多次扫描,然后再进行配准的问题,提出基于光学跟踪的动态三维扫描方法。第一部分是单目光学三维扫描模型,利用激光条纹作为主动光源实现3D扫描的功能。第二部分是单目光学跟踪模型,实现扫描设备位姿的计算和跟踪,并将扫描模型得到的点云数据即时转换到跟踪相机坐标系下,实现动态扫描过程中数据的实时配准。实验结果表明该方法可以实现动态扫描,最终获取物体的点云信息,扫描精确度在坐标系的xoy坐标平面方向的误差约1mm,z轴方向的误差约0.08mm。扫描得到的点云数据中,误差偏离95%置信区间为[-0.0017mm,0.0017mm],实际得到的点云数据和理想情况下的点云数据之间的均方根误差为0.400524,标准差为0.28463。同时相比传统双目视觉三维扫描方法,扫描时间可节约50%。本文主要完成以下工作:(1)动态三维扫描模型的研究。通过对传统的视觉测量模型进行分析,无论是单目线结构光测量模型还是双目视觉传感器模型,扫描方法都有一定的局限性。本文提出的基于光学跟踪的动态三维扫描模型,由单目光学扫描模型和单目光学跟踪模型两个部分组成,实现了动态、高效、快捷的三维测量。(2)单目光学扫描模型的搭建。在此部分主要的工作包括相机参数的精确标定和线结构光参数标定。相机参数的精确标定中,使用具有方向特征结构的圆形图案标定靶实现相机的内外参数标定,同时通过交比不变性对相机的畸变参数进行标定。线结构光参数标定中,通过对较为成熟的标定算法对比分析得出适合本文模型的标定方法。(3)单目光学跟踪模型的搭建。通过扫描相机与跟踪标靶的位姿标定和单幅图像到跟踪标靶之间的转换,将扫描相机获取到的物体点云信息,通过本文提出的基于光学跟踪的动态扫描模型,实时转换到跟踪相机坐标系下,实现动态三维扫描。
李潇雁[5](2021)在《宽幅高分辨热像仪几何定位关键技术研究》文中进行了进一步梳理高时效、高分辨率的热红外遥感影像是研究人类痕迹精细刻画,地表特征反演、资源勘查、及海洋生态监视等领域的重要资源。CASEarth小卫星是我国“地球大数据科学工程”专项支持的首颗卫星,其搭载的核心载荷红外热像仪可获取地表300Km幅宽30m分辨率的三谱段热红外数据。常用的线阵遥感相机数据获取方式主要有长线列推扫和短线列摆扫两种,但受卫星结构尺寸、重量、及功耗等工程边界条件约束,长线列推扫的成像方式难以满足短时相、大幅宽、高分辨的需求。长线列摆扫是解决这一矛盾的有效手段,但由于积分时间缩短、几何定位模型参数增加,增大了高灵敏度、高精度几何定位的困难。本论文针对于我国幅宽和分辨率比最大的热红外载荷CASEarth卫星热像仪,开展了多模块拼接的2000元三谱段并列摆扫式相机高精度几何定位方法研究,建立了长线列摆扫式热像仪严格几何定位模型,提出了地面物像的精确测量与解算方法,并验证了在轨解算的可行性,解决了影响其定标精度的热红外影像控制点提取难题,实现了基于光迹追踪及DOM、DEM参考数据的大幅宽高分辨在轨影像仿真,并通过仿真数据,验证了严格几何定位模型及所提几何检校方法的有效性。本文的主要研究内容及创新点总结如下:1.基于CASEarth小卫星的轨道参数与宽幅高分辨热像仪的结构及成像特点,介绍了热像仪内、外方位模型的相关坐标系及其转换关系,构建了宽幅高分辨热像仪的严格几何定位模型,分析了模型中各输入参量对定位结果的影响及其在模型解算中的作用;最后,以严格定位模型为依据,系统地讨论了各个误差源对影像几何定位精度的影响,为宽幅高分辨热像仪成像仿真及几何处理奠定了理论基础。2.摆扫式热像仪扫描镜安装矩阵,相机内参等几何定位参数受发射过程力学、在轨温度场等因素的影响,需在轨重新进行标校。本文分析了摆镜误差、主点主距误差、探测器拼接模块旋转和平移、及焦平面倾斜等因素的影响,构建了多模块拼接的长线列摆扫式热像仪的自校正模型,提出了基于最小二乘理论的长线列摆扫式相机物像模型解算方法,并基于实验室测试数据,实现了优于0.3像元的物像模型标定精度,验证了在轨时基于地面控制点及所提模型进行物像高精度解算的可行性。3.针对热红外影像对比度低,灰度映射差异性大及高维图像特征不明显等导致的地面控制信息获取困难的问题,提出了一种基于几何纹理模式的热红外影像地面控制点提取方法。该方法充分利用遥感影像本身大量的几何纹理信息,采用Moravec算法、Sobel算子、自适应滤波及形态学处理等方法提取纹理显着的局部特征模式;针对获取的纹理模式图,构建了一种基于Log-polar变换的几何纹理描述符,有效避免了传统控制点提取算法对特征点及其周围梯度信息的依赖;同时,针对传统的相似性匹配中存在的误匹配较多的问题,提出了一种基于匹配位数及位匹配误差双重约束的误匹配剔除方法,通过描述符的循环移位,实现了特征匹配过程中的极值寻优,极大地减小了误匹配对控制点数据库精度的影响。4.针对宽幅高分辨热像仪在轨影像缺乏的问题,根据热像仪轨道参数、严格几何定位模型、参考影像以及DEM数据,提出了一种基于光迹追踪的长线列摆扫式相机在轨成像仿真方法,实现了任意时刻、任意位置的在轨影像仿真。同时,根据热像仪几何定位模型,构建了基于“广义”修正矩阵的长线列摆扫式相机几何检校模型,并通过高精度的地面控制点,采用先外后内的解算方法对模型参数进行了检校,最终实现了优于2像元的定位精度,验证了严格几何定位模型及所提检校方法的有效性。该研究可为长线列摆扫式遥感相机在轨几何处理技术提供有益参考。
李雅芬[6](2021)在《基于机器学习的医学影像模态转换及其临床应用》文中研究表明医学影像在临床诊治过程中起着越来越重要的作用,各种不同模态的医学影像扫描可以辅助医生更全面地诊断疾病、实施治疗和评估预后。临床上一部分患者可能需要多种影像学检查,但多种影像学扫描会给患者和现有有限的医疗资源带来负担,而病人也可能因为自身健康原因等不适宜某些疾病诊断所必要的影像学扫描技术。由于同一患者不同模态的医学影像之间具备相关性,因此医学影像模态转换算法可以成为上述问题可能的解决方案。当已获取了患者特定模态的医学影像后,可以通过医学影像模态转换算法将该模态图像合成为临床诊疗所需要的另一种模态的医学影像,从而避免实际进行另一种模态的医疗成像扫描。由于不同模态医学图像的成像原理不同,如何对不同模态的医学影像相互转换并合成临床可用的医学影像是一个很大的挑战。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和计算机断层成像(Computed Tomography,CT)是最常见的两种临床影像学检查技术。因此在本论文中,我们研究了基于深度学习方法的MRI与CT图像的相互转换及其在临床上的应用。本论文首先通过实验对比了基于有监督和无监督的深度学习方法对MRI和CT两种图像模态相互转换的精度及合成图像的质量。实验表明,在采用同样的数据集和训练条件下,基于有监督深度学习合成的图像,其像素灰度值曲线趋势更接近真实医学图像;基于无监督学习的方法会合成丰富的但可能是错误的图像对比度信息;有监督学习模型合成图像的定量测量结果优于无监督学习模型。针对基于MRI引导放疗的临床应用,本论文提出了一种基于残差学习的深度卷积神经网络方法,将MRI图像转换为CT图像,使MRI图像获取可用于放疗剂量计算的电子密度信息值。该模型引入了多个深度残差学习单元,使训练过程更易于收敛,能更充分利用图像的特征信息。基于该模型生成的CT图像可用于制定放疗计划。基于模态转换合成的医学图像进行临床诊断可以减少临床上对实际扫描多种影像技术的依赖。本文探讨了基于MRI图像合成的CT图像在脊柱疾临床诊断中的应用,通过一种U型深度学习网络方法将MRI脊柱图像合成为相应CT图像,并从算法和临床两个角度评价合成图像质量。临床放射医生分别根据真实CT和合成CT图像进行诊断,结果表明基于本实验提出的网络合成的CT图像有潜力诊断特定的脊柱疾病。本实验为基于医学影像模态转换的临床诊断提供了一个可参考的技术路线。
于碧辉[7](2021)在《语义物联网应用关键技术研究》文中研究表明物联网作为我国国家发展战略的重要内容之一,是战略性新兴产业的重要组成部分。在物联网应用快速发展的同时,呈现出跨领域技术融合的发展趋势,规模化、多模式、智能化等典型特征逐步展现,复杂的物联网应用往往会涉及到遵循不同体系和标准的相互独立的物联网系统,其设备连接方式、通信协议、数据产生格式以及所涉及的专业领域知识均有较大差别。然而,相互独立的物联网系统无法满足发展需要,烟囱式系统的构建及升级模式缺陷明显,技术迭代将致使系统架构复杂度不断提高,最终将导致系统重建。同时,信息共享困难、异构系统间互操作性不足等问题成为物联网发展的制约因素。语义技术是联系计算机形式化表示和现实世界的具体方法,因此也成为解决异构系统集成和协作问题的关键技术之一。语义物联网是物联网的改进形式,是物联网与语义技术的多层次融合,通过语义网和大数据技术的融合,实现物联网信息的语义描述、物联网结构化数据的语义标注和语义数据解析、语义信息存储、语义查询、语义推理和语义流处理等核心功能,解决物联网异构系统间语义互操作和协同等问题,进而实现物联网应用的智能化。本课题将以国家重大科学仪器设备开发专项为依托,针对智能化专业科研仪器控制相关问题,深入研究语义技术与物联网融合应用方法以及工程化过程的关键应用技术,具体开展以下研究工作。1.物联网感知与控制语义建模方法研究。面向应用场景和功能需求,构建了具有多层次抽象能力的、层次间低耦合的物联网语义描述框架,明确框架内各部分语义范畴及相互关系,为对语义描述框架中的各部分进行形式化语义模型(本体)设计奠定基础。然后,研究了适用于物联网应用场景的事件语义表示方法,设计了用于表示物联网中的抽象事件以及事件关系的物联网事件本体;接下来,基于物联网事件本体构建了具备物联网感知与控制事件表示能力的领域本体,在这一过程中,遵循本体复用原则,对可用于物联网应用的典型领域本体(SSN)进行改进和扩展,以支撑对事件类型及事件间关系的描述,通过本体对齐方法,将物联网事件模型和改进的物联网基础本体进行关联。最后,面向X射线单晶衍射仪监控的具体场景,基于物联网感知与控制本体对设备构成、部件关系、运行过程等进行语义建模,对物联网感知与控制本体进行了验证。2.物联网知识管理系统构建与查询技术研究。基于语义描述框架设计并构建物联网知识管理系统,进行概念知识存储以及事件逻辑知识存储,并提供知识查询能力。具体根据物联网感知与控制应用的特点,将物联网应用知识系统分解以概念为核心的知识图谱以及以事件为核心的事理图谱两部分,实现对物联网感知与控制本体、概念模式层本体和事理模式层本体等形式化语义模型以及知识实例和事件实例的存储和查询等专用知识管理功能。具体解决了事理图谱和知识图谱中的的知识组织问题,以及基于语义网技术的概念与事件知识的存储与查询问题。最终,采用BSBM和X射线单晶衍射仪实际数据集对查询性能进行了对比测试和分析,结果证明了物联网知识管理系统查询性能可以满足需要。3.流数据实时语义标注技术研究。为了解决在物联网应用中语义流构建中语义标注方法的问题,本文提出了一种数据流语义化处理方法。以X射线单晶衍射仪的高精度Kappa几何测角仪的运行状态控制为应用背景,针对数据流获取、创建语义映射文件、语义标注和语义数据流化等方法进行了详细的说明。最后在X射线单晶衍射仪控制系统的Kappa几何测角仪传感器数据集上对标注方法进行了实验,通过对实验结果的分析,证明了语义标注方法的有效性,为语义流处理引擎的研究提供了数据基础。4.语义流处理技术及应用方法研究。本文详细分析了语义流连续查询语言,设计并实现了RDF流处理引擎,并针对语义流处理过程中的连续查询执行优化问题进行了相关研究,分别提出了语法级优化和逻辑查询计划优化的相关方法。最后,针对X射线单晶衍射仪状态监控和Kappa几何测角仪防碰撞控制等典型场景,对语义流处理引擎的功能进行了验证,实验证明了语义流处理引擎在处理物联网语义流数据方面的有效性。
孙天啸[8](2021)在《软X射线谱学显微实验技术研究》文中认为软X射线谱学显微技术在电池材料、生命科学、环境和地球科学等领域的研究起着至关重要的作用。扫描透射X射线显微镜(STXM)是一种复杂的多功能显微平台,可提供低至约10 nm的空间分辨率的化学形态敏感图像。结合能量范围较宽的X射线吸收谱(XAS)技术,STXM可以在大气、低温、高真空和磁场等多种环境条件下进行实验。因此,STXM成为了研究各种纳米材料、聚合物、环境、生物、无机和磁性材料微观结构的一种有力科学工具。然而,随着科学研究不断深入,用户对能量和空间分辨率、实验效率和实验环境需求的不断增加,以及诸如扫描相干衍射成像(Ptychography)、计算断层成像(Tomography)、荧光成像(Fluoresence Imaging)、焦点堆栈成像(Focal Stack Imaging)等成像方法的不断发展,需要持续对STXM技术进行更深入的研究和改进,以达到更快的实验效率、更高的分辨率和更强的抗噪声能力,并使其与先进的方法更加兼容。因此,为了提高STXM的数据质量、实验效率和信噪比,解决现有软件和硬件方面存在的不足,我们提出了创新性的解决方案,并且进行了大量设备搭建、软件开发和实验工作,具体的工作内容如下:(一)为了在上海同步辐射光源实现一款新型高性能的先进STXM,提高其成像质量和效率,并且解决由于压电电机往返运动而引入的回程误差,我们在上海同步辐射光源BL08U线站搭建了一台新型的先进STXM,并实现了一种双向运动的快速扫描技术。这台新型STXM以波带片、光阑、样品架、探测器和激光干涉仪为核心组成元件。入射的单色X射线被波带片所聚焦,通过光阑去除杂散光和高级次的光后,最后透射过样品的光强值被探测器所记录。实现STXM的核心是控制系统的开发,主要包括粗细移动平台、探测器、激光干涉仪,和相关探测器的数据采集等的控制。我们利用Python语言直接对各滑台进行高精度的灵活控制,用可编程门阵列(FPGA)实现探测器记录的光强值和激光干涉仪记录的样品位置信息的同步获取及其同步触发。其中,所使用的双向扫描技术,利用FPGA对探测器获得的光强值和激光干涉仪记录的对应位置信息进行同步采集,我们将光强值按照同一时刻的样品位置信息进行排列形成原始图像,后续利用自主开发的后处理程序对原始图像进行网格化,对落入每个网格中的数据点的光强值进行平均,最后得到均一、规整的显微图像。进一步地,我们对该系统的可视化操作界面用Py Qt5进行了研发,该界面具有界面友好、自动化高、可操作性强和简单直观的优点,利用该界面用户可以对复杂的STXM实验进行高自动化操作。最终我们利用标准靶对该STXM系统的成像效果进行了测试和实验,对一幅10μm*10μm范围,1000*1000个像素点,1 ms的积分时间的图像进行成像用时仅需16.6分钟,分辨率达到了优于30 nm的精度。实验结果表明,我们的新型STXM的双向扫描方式可以让压电电机在高速运动下不间断的往复扫描,不必担心回程误差和外界的震动,提高了扫描效率和图像质量,减少了样品在实验过程中所受的辐射剂量。特别是在一些数据量大、耗时长的成像实验中(如:大能量范围的能量堆栈和多角度的层析成像),该新型STXM可以实现低辐射剂量、高信噪比、高空间分辨率且高速的成像,并大大节约用户机时,提升光束线站的利用效率。(二)Ptychography作为一种新兴的基于STXM的成像方法,它利用波带片把X射线聚成小的光斑,并用光阑把高级次的光和杂散光剔除,然后把光斑经过样品产生的衍射花纹用CCD或s CMOS探测器进行记录,最后通过迭代重构得到显微图像。由于它的高空间分辨率、高实验效率和高的化学敏感性,近年来受到了全世界的广泛关注。但是因为缺乏相应的数据重构软件,该成像技术的应用受到了极大的限制。因此,我们以Python语言开发了一套可视化Ptychography数据重构软件——Py PIE。该软件支持多种重构模式,自动化高,界面简洁友好,重构效果好。进一步,我们基于加拿大光源的Ambient STXM对设备进行了针对Ptychography的优化和改进,并对高镍富锂正极颗粒进行了表征和研究。我们首先分别用传统STXM和STXM-Ptychography对该电极颗粒在O的K吸收边进行了成像,结果表明,Ptychography具有更好的吸收衬度和空间分辨率,且实验效率更高。进一步,我们在O的K边、Mn的L边、F的K边和Ni的L边多个能量下对该电极颗粒进行了的Ptychography成像,给成像结果增加了成分和化学信息,我们发现电解液中的F嵌入到了降解的电极颗粒的晶格中,并伴随着Mn的不同程度的溶出。该工作为电池材料的研究提供了新的工具,为探索电池的降解机理和制备工艺提供了方向,更使得Ptychography从“正在发展的技术”真正成为了“面向大众的技术”。(三)软X射线吸收谱(XAS)是与STXM相辅相成的表征技术,也是STXM进行元素、价态分辨的前提基础。BL08U线站STXM实验腔前端的谱学腔,用皮安计来采集X射线照射到样品上激发出的俄歇电流、光电流。由于皮安计仅仅是一种高灵敏的电流表,它不仅可以采集信号电流,同时也会把噪声电流放大,造成获得的谱线信噪比较差,用户往往很难得到理想的结果。为了解决这个实际应用问题,我们设计并开发了一套新吸收谱测量系统。该系统将原有的皮安计替换为带滤波功能的预放大器、伏频转换器和多通道数据采集卡。样品的信号电流被预放大器采集,并通过其特有的滤波、漂移补偿和信号增益等功能对信号进行优化并将弱电流信号转换为大电压信号,然后该电压信号被伏频转换器转换为适于长距离传输的频率信号,最后被高速的多通道采集板卡所采集。该系统的控制系统通过实验物理和工业控制系统(EPICS)平台和Python语言来实现。我们进一步用CS-Studio来开发了该系统的可视化操作界面,可以让用户方便地进行操作控制。最后我们利用Sr Ti O3样品对新吸收谱测量系统进行了实验和测试,通过与旧系统的结果对比,新吸收谱测量系统的谱线结果更加平滑、信噪比更高、采集效率更快。
彭若莹[9](2021)在《激光背膜开窗对MWT/PERC太阳电池性能影响的研究》文中进行了进一步梳理金属缠绕穿透(Metal Wrap Through,简称MWT)技术叠加钝化发射极和背面接触(Passivated Emitter and Rear Contact,简称PERC)技术的太阳电池作为一种新型高效薄片电池,将良好的背面钝化效果与MWT太阳电池独特的电池结构相叠加,在提高光电转换效率的同时降低硅材料的生产成本。由于背面钝化层是绝缘层,需要通过一定脉冲的激光作用在电池背面的局部区域,实现良好的电极通路。不同激光参数和图形对电池电性能具有较大的影响,通过调节激光开槽参数能够提高电池转换效率。此外,激光开窗面积和图形对薄片电池弯曲现象具有较大的影响,合理设计背面激光开窗面积和图形能够改善电池弯曲。因此对激光开槽工艺的相关研究显得至关重要,近年来引起了科研人员广泛的研究与讨论。本论文的研究是以单晶硅MWT/PERC太阳电池工艺流程中的激光开槽工艺为核心进行展开。主要研究内容包括激光相关参数的最优匹配、背面激光最佳开窗面积比的设计、最佳开窗面积比基础上对线宽的优化、太阳电池弯曲的机理、不同激光开窗面积对电池弯曲的影响以及新型背面激光开窗图形的设计。通过以上研究内容在提高电性能的同时改善了电池的弯曲。本文首先以激光开槽工艺原理为依据,分别讨论激光功率、激光扫描速度、激光重复频率对电池性能以及光斑形貌的影响,并提出了最优匹配方案,之后通过理论分析与大量实验,本论文提出了一种最佳的激光背面开窗面积比的方案。在最佳激光开窗面积比的基础上提出了线宽度与线疏密程度的最佳匹配方案,将电池的转换效率提高了近0.10%abs.。此外,本论文通过对影响背面激光开窗图形的相关参数进行分析和讨论,得到了实现最佳开窗面积比时的背面开槽图形的相关参数的匹配。针对电池弯曲问题,本文结合Ⅰ-Ⅴ测试数据,通过Abaqus有限元软件模拟和大量实验,确定了太阳电池的电性能以及电池的弯曲度较为理想时的开窗面积比。保持激光开窗面积比不变,本论文设计了一种新型铝硅接触图形,这种新型开窗图形经烧结冷却后应力较为分散,能够较好地改善弯曲。通过实验得到激光开槽工艺采用这种新型点状图形的弯曲度较常规图形减少了 0.397mm,即弯曲度降低了约18.704%。通过这种新型点状图形能够较好地改善了弯曲,对太阳电池弯曲问题的发展提供了新的思路和方法。本论文的工作通过理论、模拟以及实验加以验证,可以用于今后MWT/PERC工艺生产中,不仅具有真实性和可靠性,同时具有一定的创新性,为进一步提高电池的转换效率和改善薄片电池弯曲现象提供了思路和依据。
胡琸悦[10](2021)在《宽幅高分辨率红外热像仪定量化测量关键技术研究》文中认为红外热像仪是CASEarth小卫星的载荷之一,在505km轨道高度通过长线列摆扫实现30m分辨率和300km幅宽,是我国目前在研幅宽分辨率比最大的热红外载荷。CASEarth卫星红外热像仪发射入轨后,将为人类活动范围、经济发展情况的探测、污染(水、土和大气污染)监测与生态功能评估、水资源和耕地普查等提供高分辨率的热红外遥感数据。高精度的辐射定标是遥感数据定量化应用的关键。红外热像仪的辐射定标精度受辐射定标模型、定标频次、仪器温度场及探测器的稳定性、黑体等定标源测量精度、仪器灵敏度等因素影响。本论文针对于摆扫式热红外载荷,从多参数联合极值寻优设计、低频次高效定标模型、在轨高精度解算方法等三个方面开展了有针对性研究,具体的研究内容及创新点如下:1.本论文针对于摆扫式相机积分时间受限的问题,建立了响应率、仪器温度、暗电流等多参数联合优化模型,结合工程可实现约束边界,实现了仪器温度场、积分电容、积分时间、光学口径等参数的寻优。同时,本论文还针对于低温出瞳与冷光阑不匹配的大视场光学系统,建立了多组件温度网格仿真模型,实现了仪器杂散辐射优化,8-10.5μm,10.3-11.3μm,11.5-12.5μm三个波段仪器自身热辐射与300K黑体的信号之比分别达到了0.214、0.204、0.563,与Landsat8 TIRS的比例相当。在实现300km幅宽、30m高分辨率的同时,仪器噪声等效温差可优于0.08K。2.长线列摆扫热像仪需通过卫星侧摆观测冷空实现仪器背景定量测量。本文针对于频繁定标影响仪器有效利用时间的问题,提出了一种基于温度场的高频次背景响应预测方法,建立了基于仪器稳定性评估的低频次高效定标模型,实现了单轨观测一次定温黑体、两周进行一次卫星侧摆冷空观测的低频次定标。基于以上常规化的定标方案,引入红外恒星、月球作为交叉辐射定标校验源,可进一步在轨实现定标频次的迭代优化,该方法在其他卫星进行了验证。3.CASEarth红外热像仪采用了三谱段集成滤光片、4级TDI的2000元热红外探测器组件。针对4级TDI探测器,提出了一种基于多温度点遍历的4级TDI像元选择方法,三个波段的噪声等效温差可分别减小13.14%,7.30%,9.36%。针对于光谱透过率、黑体温度的非均匀性等影响辐射定标精度的参数,建立了地面测量和分析方法,提出了低频次高效的定标解算方法,通过地面真空低温辐射定标实验,验证了方法的有效性,实现了优于0.500K的实验室辐射定标不确定度。
二、扫描转换技术研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、扫描转换技术研究(论文提纲范文)
(1)石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
术语符号清单 |
第1章 绪论 |
1.1 太阳能光热蒸发及分布式应用 |
1.2 光热局域化界面蒸发研究进展 |
1.3 固-液界面传热及影响因素 |
1.4 石墨烯的性质及结构特征 |
1.5 研究内容及课题来源 |
第2章 研究方法与实验设备 |
2.1 材料制备步骤 |
2.2 数值模拟计算 |
2.3 材料表征技术 |
2.4 光热局域化实验测试 |
第3章 石墨烯的结构取向对其光学性质的影响机制 |
3.1 石墨化结构的光学各向异性及原理 |
3.2 石墨烯取向特征与光学性质的关联 |
3.3 石墨烯光陷阱结构的构筑与优化 |
第4章 石墨烯微纳结构的光热转换与热局域化效应 |
4.1 垂直取向石墨烯的光热转换 |
4.2 热局域化结构的构筑与表征 |
4.3 光热局域化的能量集中效应 |
第5章 石墨烯微纳结构的固液界面传热与强化机理 |
5.1 取向特征与固-液界面传热的关联 |
5.2 纳米取向结构强化固-液界面传热 |
5.3 表面润湿性对固-液界面传热的影响 |
第6章 光热局域化界面蒸发的快速响应与能效调控 |
6.1 表面水流通道的构筑与实验说明 |
6.2 光热局域化界面蒸发过程机理 |
6.3 表面润湿特性与能流密度的匹配 |
6.4 石墨烯材料的放大制备与蒸汽灭菌 |
第7章 光热界面蒸发的传质过程优化及海水淡化应用 |
7.1 氮掺杂石墨烯的形貌结构与性质 |
7.2 表面水流通道的验证与效用分析 |
7.3 基于光热局域化效应的海水淡化 |
7.4 引导蒸汽扩散降低光路能量耗散 |
7.5 积盐自清洗及离子输运机理分析 |
第8章 石墨烯的选择性光热界面蒸发及污水净化应用 |
8.1 海水的油类污染削弱光热蒸发性能 |
8.2 双功能基团修饰制备亲水疏油石墨烯 |
8.3 亲水疏油石墨烯的选择性输运与机理 |
8.4 基于光热局域化效应的含油污水净化 |
第9章 微纳结构与光热效应协同增强界面流动及应用 |
9.1 石墨烯微纳结构的毛细吸附与强化机理 |
9.2 石墨烯微纳结构的虹吸输运与强化机理 |
9.3 光热局域化加速流体吸附与界面流动 |
第10章 基于高分子光致石墨化效应的石墨烯制备方法 |
10.1 有机高分子的光致石墨化过程 |
10.2 曝光时间对树脂石墨化的影响 |
10.3 辐射强度对树脂石墨化的影响 |
10.4 重复超短曝光制备少层石墨烯 |
第11章 全文总结及展望 |
11.1 研究总结 |
11.2 研究创新点 |
11.3 不足与展望 |
致谢 |
作者简历 |
参考文献 |
(2)电化学暂态测试技术对比研究、优化及应用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 金属腐蚀行为表征研究现状及进展 |
2.1.1 腐蚀的分类 |
2.1.2 常见腐蚀表征方法 |
2.1.3 暂态电化学表征技术 |
2.1.4 微区电化学腐蚀表征研究 |
2.1.5 基于光刻掩膜技术的微区电化学高通量表征平台研究 |
2.2 目前研究中存在的问题 |
2.2.1 传统稳态测试技术存在的不足 |
2.2.2 微区腐蚀体系表征存在的问题 |
2.2.3 典型材料腐蚀表征存在的问题 |
2.3 研究内容及技术路线 |
2.3.1 研究内容 |
2.3.2 研究技术路线 |
3 常用腐蚀电化学表征技术比较研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料及方法 |
3.2.1 实验材料和仪器 |
3.2.2 失重法 |
3.2.3 线性极化电阻法 |
3.2.4 电化学交流阻抗谱法 |
3.2.5 Tafel极化曲线多参数拟合法 |
3.2.6 电化学频率调制法 |
3.3 常用腐蚀电化学表征技术比较研究结果与讨论 |
3.3.1 失重结果分析 |
3.3.2 LPR结果分析 |
3.3.3 EIS分析 |
3.3.4 Tafel极化曲线拟合及分析 |
3.3.5 EFM结果分析 |
3.3.6 综合对比 |
3.4 本章小结 |
4 基于恒电量法的电化学暂态测试方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 恒电量法暂态技术方法与原理 |
4.2.1 恒电量法基本原理 |
4.2.2 恒电量曲线线性拟合原理 |
4.2.3 时域数据傅里叶时频转换的数学原理 |
4.3 暂态测试方法优化设计及合理性分析 |
4.3.1 基于恒电量法的电化学暂态测试方法优化设计 |
4.3.2 RC回路时域数据时频转换的可行性分析 |
4.3.3 脉冲时间的合理性论证 |
4.3.4 脉冲时间的控制原则及其适用体系 |
4.3.5 测试总耗时的理论评估 |
4.4 本章小结 |
5 暂态测试方法在微区高阻抗体系的应用 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料及方法 |
5.2.1 掩膜尺寸优化 |
5.2.2 微区实验材料及试样制备 |
5.2.3 SKPFM测试 |
5.2.4 SEM及EDS测试 |
5.2.5 微区电化学测试 |
5.3 DSS 2205微区非暂态测试结果与讨论 |
5.3.1 SKPFM及EDS分析 |
5.3.2 不同孔径微区EIS及PDP测试 |
5.4 DSS 2205微区恒电量暂态测试结果与讨论 |
5.4.1 DSS 2205微区纯铁素体暂态测试 |
5.4.2 DSS 2205微区混合相及纯奥氏体暂态测试 |
5.4.3 DSS 2205微区电化学特性成系列定量化表征 |
5.5 本章小结 |
6 暂态测试方法在高溶液电阻体系的应用 |
6.1 引言 |
6.2 实验材料及实验方法 |
6.2.1 N_2O_4溶液介质的特点 |
6.2.2 实验材料、装置及测试方法 |
6.3 非暂态技术在N_2O_4体系应用研究 |
6.3.1 EIS结果分析 |
6.3.2 PDP结果分析 |
6.4 暂态技术在N_2O_4体系应用研究 |
6.4.1 5A06/N_2O_4溶液体系暂态测试 |
6.4.2 5052/N_2O_4溶液体系暂态测试 |
6.4.3 JH2219/N_2O_4溶液体系暂态测试 |
6.5 暂态技术在模拟溶液应用研究 |
6.5.1 5A06/模拟溶液体系暂态测试 |
6.5.2 JH2219/模拟溶液体系暂态测试 |
6.5.3 两种材料/模拟溶液体系汇总对比 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
8 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)基于机载激光雷达的三维场景重构研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 三维重构流程 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 机载激光雷达 |
1.3.2 点云配准技术 |
1.3.3 三维重构方法 |
1.4 研究内容与结构 |
2 机载激光雷达与点云数据 |
2.1 机载实验平台 |
2.1.1 无人机飞行平台 |
2.1.2 激光雷达扫描平台 |
2.1.3 数据存储单元 |
2.2 激光雷达点云数据 |
2.2.1 激光数据采集 |
2.2.2 机载激光点云数据特点 |
2.2.3 点云数据处理平台 |
2.3 点云数据预处理 |
2.3.1 点云数据索引结构 |
2.3.2 基于统计滤波器的离群点去除 |
2.3.3 基于体素滤波器的降采样 |
2.4 实验结果与分析 |
2.5 本章小结 |
3 结合多源信息的机载激光雷达数据配准方法 |
3.1 法向量提取 |
3.2 基于地面分割的初值估计 |
3.2.1 基于改进RANSAC的地面点云分割 |
3.2.2 结合地面关系与运动信息的初始矩阵计算 |
3.3 传统ICP算法 |
3.4 GICP配准算法 |
3.5 强度约束的GICP配准算法 |
3.6 实验结果与分析 |
3.7 本章小结 |
4 基于分块融合的三维场景重构策略 |
4.1 基于航迹修正的点云帧融合策略 |
4.1.1 基于马氏距离的异常匹配检测 |
4.1.2 基于航迹拟合的转换矩阵修正 |
4.2 基于滑动窗口的点云块融合策略 |
4.2.1 基于滑动窗口的全局配准 |
4.2.2 重叠区域的点云数据处理 |
4.3 实验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(4)基于光学跟踪的动态三维扫描关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内研究现状 |
1.2.1 三维测量技术研究现状 |
1.2.2 结构光参数标定研究现状 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 论文的组织结构 |
第二章 三维测量模型 |
2.1 相机成像模型 |
2.1.1 坐标变换模型 |
2.1.2 畸变参数模型 |
2.1.3 内部参数模型 |
2.1.4 综合相机模型 |
2.2 单目线结构光三维测量模型 |
2.3 动态三维扫描模型建立 |
2.4 本章总结 |
第三章 动态三维扫描模型参数标定 |
3.1 摄像机参数标定 |
3.1.1 平面标定图案设计 |
3.1.2 畸变标定 |
3.1.3 内部参数标定 |
3.2 结构光参数标定 |
3.2.1 光条中心提取 |
3.2.2 光条中心提取实验结果分析 |
3.2.3 光平面拟合 |
3.3 动态扫描模型参数标定 |
3.3.1 扫描相机与跟踪标靶的位姿标定 |
3.3.2 单幅图像到跟踪标靶之间的转换 |
3.4 本章总结 |
第四章 实验结果与分析 |
4.1 动态扫描误差评判 |
4.2 动态扫描结果 |
4.2.1 扫描数据展示 |
4.2.2 扫描效率统计 |
4.3 本章总结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结果 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(5)宽幅高分辨热像仪几何定位关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1 章 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 宽幅高分辨成像技术发展与研究现状 |
1.2.2 线阵摆扫式相机几何定位技术研究现状 |
1.2.3 在轨成像仿真技术研究现状 |
1.2.4 控制信息及提取方法研究现状 |
1.3 长线列摆扫式热像仪几何定位技术难点分析 |
1.4 论文内容安排与创新点总结 |
1.4.1 论文内容安排 |
1.4.2 创新点总结 |
第2 章 宽幅高分辨热像仪定位模型构建及误差源分析 |
2.1 宽幅高分辨热像仪系统组成及成像特点 |
2.1.1 系统组成简介 |
2.1.2 成像特点分析 |
2.2 相关坐标系定义及转换 |
2.2.1 时间系统简介 |
2.2.2 坐标系定义 |
2.2.3 坐标系转换 |
2.3 热像仪严格几何定位模型 |
2.3.1 内方位模型 |
2.3.2 外方位模型 |
2.3.3 严格几何定位模型 |
2.4 几何定位误差源理论分析 |
2.4.1 内方位误差 |
2.4.2 外方位误差 |
2.5 本章小结 |
第3 章 基于改进自校正模型的多模块拼接相机物像标定方法 |
3.1 传统遥感相机物像标定方法及其局限性分析 |
3.1.1 两维拉格朗日插值法 |
3.1.2 畸变模型法 |
3.1.3 局限性分析 |
3.2 多模块拼接的长线列摆扫式热像仪标定参数分析 |
3.2.1 主点主距及畸变误差 |
3.2.2 摆镜误差 |
3.2.3 长线列摆扫式热像仪物像标定模型 |
3.3 基于改进自校正模型的多模块拼接热像仪物像标定方法 |
3.3.1 测试条件分析 |
3.3.2 改进的自校正标定模型 |
3.3.3 基于最小二乘理论的标定方法 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 主点主距计算 |
3.4.2 原始畸变解算 |
3.4.3 物像参数解算及结果分析 |
3.5 本章小结 |
第4 章 基于几何纹理模式的热红外影像控制点提取方法 |
4.1 常用控制点提取方法及其局限性 |
4.1.1 控制点提取流程 |
4.1.2 Moravec算法 |
4.1.3 SIFT算法 |
4.2 热红外影像控制点提取难点分析 |
4.2.1 热红外影像特点 |
4.2.2 热红外影像控制点提取难点 |
4.3 基于几何纹理模式的热红外影像控制点提取方法 |
4.3.1 基于互相关及Moravec算法的纹理图像块提取 |
4.3.2 基于Log-polar变换的几何纹理描述符构建 |
4.3.3 基于匹配位及位匹配误差的描述符匹配及误匹配剔除 |
4.4 实验结果与分析 |
4.4.1 评价指标 |
4.4.2 结果与分析 |
4.5 本章小结 |
第5 章 长线列摆扫式热像仪成像仿真及几何检校方法 |
5.1 热像仪在轨成像仿真流程及参数设置 |
5.1.1 热像仪在轨成像仿真流程 |
5.1.2 热像仪在轨成像仿真相关参数设置 |
5.1.3 姿轨参数仿真 |
5.2 基于光迹追踪的地面投影位置计算方法 |
5.2.1 基于光迹追踪的直接定位 |
5.2.2 地面交点计算方法 |
5.2.3 基于地理坐标的灰度重投影 |
5.3 热像仪成像仿真结果及定位误差仿真分析 |
5.3.1 热像仪在轨成像仿真结果 |
5.3.2 仿真影像直接定位误差分析 |
5.4 基于仿真影像的热像仪在轨几何检校方法 |
5.4.1 长线列摆扫式热像仪几何检校流程 |
5.4.2 热像仪几何检校方法 |
5.4.3 实验与分析 |
5.5 本章小结 |
第6 章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)基于机器学习的医学影像模态转换及其临床应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景和意义 |
1.2 多模态医学影像模态转换研究现状 |
1.2.1 医学影像转换的研究现状 |
1.2.2 医学影像转换的临床应用 |
1.3 研究内容和目标 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 医学影像模态转换的有监督与无监督方法对比 |
2.1 相关研究工作 |
2.2 实验材料与方法 |
2.2.1 实验方法 |
2.2.2 网络训练 |
2.2.3 实验结果评估 |
2.2.4 实验数据集 |
2.3 实验结果与分析 |
2.3.1 图像对比分析 |
2.3.2 定量结果对比分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于深度学习的医学影像模态转换算法及其放疗应用 |
3.1 相关研究工作 |
3.1.1 电子密度赋值方法 |
3.1.2 图像模态自动转换方法 |
3.1.3 基于学习的图像模态转换方法 |
3.2 基于深度学习的图像模态转换算法 |
3.2.1 方法概述 |
3.2.2 网络结构设计 |
3.2.3 实验整体设计 |
3.3 实验结果与分析 |
3.4 讨论和小结 |
第四章 基于医学影像模态转换的脊柱影像诊断 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法与材料 |
4.2.1 实验数据集 |
4.2.2 实验方法 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 图像对比分析 |
4.3.2 临床诊断评估及讨论 |
4.4 小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本论文工作总结 |
5.2 下一步研究方向 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)语义物联网应用关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 物联网语义技术研究现状及发展趋势 |
1.2.1 语义网概述 |
1.2.2 语义物联网发展概述 |
1.3 研究内容和主要贡献 |
1.4 论文的组织结构 |
1.5 本章小结 |
第2章 物联网感知与控制语义建模方法研究 |
2.1 问题的提出 |
2.2 物联网感知与控制语义描述框架 |
2.3 物联网事件本体设计研究 |
2.4 基于物联网事件本体的物联网感知与控制本体设计 |
2.4.1 面向事件非分类关系表达的SSN本体扩展 |
2.4.2 EO-SSN与 IoT-EO的本体对齐 |
2.5 测试与分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 物联网知识管理系统构建与查询技术研究 |
3.1 问题的提出 |
3.2 物联网知识管理系统架构设计 |
3.2.1 面向物联网应用的事理图谱研究 |
3.2.2 面向物联网应用的知识图谱研究 |
3.3 融合式知识存储与查询技术研究 |
3.4 测试与分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 流数据实时语义标注技术研究 |
4.1 问题的提出 |
4.2 高精度Kappa几何测角仪结构 |
4.3 语义标注方法研究 |
4.3.1 语义建模 |
4.3.2 基于语义信息标记符的语义映射 |
4.4 测试与分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 语义流处理技术及应用方法研究 |
5.1 问题的提出 |
5.2 语义流连续查询语言形式化 |
5.2.1 数据流 |
5.2.2 RDF流 |
5.2.3 连续查询 |
5.3 面向RDF流的语义流处理引擎设计 |
5.4 面向RDF流的连续查询语法优化 |
5.4.1 查询语句重写 |
5.4.2 查询语句标准化转换 |
5.5 基于启发式方法的逻辑查询优化 |
5.6 测试与分析 |
5.6.1 X射线单晶衍射仪状态监控 |
5.6.2 Kappa几何测角仪防碰撞控制过程检测 |
5.7 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)软X射线谱学显微实验技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 同步辐射及其性质 |
1.3 同步辐射光源的发展 |
1.4 同步辐射技术的显微成像方法简介 |
1.4.1 全场透射X射线显微镜 |
1.4.2 扫描透射X射线显微镜 |
1.4.3 X射线全息成像 |
1.4.4 X射线光电发射电子显微镜 |
1.5 本文研究的内容和意义 |
第2章 扫描透射X射线显微镜 |
2.1 引言 |
2.2 STXM的原理 |
2.2.1 成像原理 |
2.2.2 光学密度 |
2.2.3 空间分辨率 |
2.3 STXM的国内外发展现状 |
2.3.1 国际上主要的STXM |
2.3.2 国际上的STXM控制软件 |
2.4 STXM的方法学 |
2.4.1 点谱扫描 |
2.4.2 能量堆栈 |
2.4.3 扫描相干衍射成像 |
2.4.4 纳米计算层析扫描 |
2.4.5 焦点堆栈成像 |
2.5 小结 |
第3章 双向扫描方法的STXM实验站的实现 |
3.1 引言 |
3.2 双向扫描方法介绍 |
3.3 硬件设备的实现 |
3.3.1 X射线聚焦机构 |
3.3.2 级选光阑系统 |
3.3.3 样品扫描机构 |
3.3.4 探测器系统 |
3.3.5 系统震动抑制机构 |
3.4 实验站控制系统的实现 |
3.4.1 数据获取部分 |
3.4.2 扫描控制部分 |
3.4.3 可视化操作界面软件 |
3.5 数据的后期处理 |
3.6 实验站测试和实验结果 |
3.6.1 原始STXM实验结果 |
3.6.2 处理后的实验结果 |
3.6.3 空间分辨率的量化分析 |
3.6.4 辐射剂量分析 |
3.7 小结 |
第4章 Ptychography的重构软件开发和应用 |
4.1 引言 |
4.1.1 工作概述 |
4.1.2 加拿大光源SM线站 |
4.1.3 加拿大光源的Ptychography技术 |
4.2 SM线站实验条件的改进 |
4.2.1 聚焦模式的研究 |
4.2.2 离焦模式的研究 |
4.2.3 其它研究 |
4.3 可视化数据重构软件 |
4.3.1 软件算法 |
4.3.2 软件主界面 |
4.3.3 堆栈分析设置界面 |
4.3.4 观察窗界面 |
4.3.5 图像查看器界面 |
4.3.6 图像计算器界面 |
4.4 SM线站Ptychography技术和重构软件的测试 |
4.4.1 传统STXM与Ptychography对比实验 |
4.4.2 Ptychography能量堆栈实验 |
4.5 高镍富锂阴极颗粒降解机理的研究 |
4.6 小结 |
第5章 高信噪比的软X射线吸收谱测量系统的实现 |
5.1 引言 |
5.1.1 研究简介 |
5.1.2 实验物理和工业控制系统EPICS |
5.2 硬件装置 |
5.2.1 数据计数板卡 |
5.2.2 伏频转换器 |
5.2.3 预放大器 |
5.3 控制系统 |
5.4 XAS测量系统的具体实现方式 |
5.4.1 光束线部分 |
5.4.2 实验站部分 |
5.4.3 测量过程 |
5.5 图形化操作界面软件 |
5.6 实验和测试 |
5.7 小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)激光背膜开窗对MWT/PERC太阳电池性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 晶体硅太阳电池的发展与研究现状 |
1.3 课题研究内容与意义 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究意义 |
第二章 晶体硅太阳电池基本理论 |
2.1 光伏发电基本理论 |
2.1.1 PN结及光生伏特效应 |
2.1.2 太阳电池的主要参数 |
2.1.3 常规铝背场太阳电池 |
2.1.4 晶体硅表面钝化原理 |
2.2 高效电池的制备过程 |
2.2.1 钝化发射极背接触电池的制备 |
2.2.2 金属缠绕穿透技术电池的制备 |
2.2.3 MWT/PERC太阳电池的制备 |
2.3 激光技术的应用 |
2.3.1 激光的概念及特性 |
2.3.2 激光的相关应用 |
第三章 激光参数对MWT/PERC背膜开槽影响的研究 |
3.1 激光设备与实验材料 |
3.2 激光功率对晶体硅电池性能影响 |
3.3 激光扫描速度对晶体硅电池性能影响 |
3.4 激光重复频率对晶体硅电池性能影响 |
3.5 激光功率、激光扫描速度、重复频率的相关匹配 |
3.6 本章小结 |
第四章 背面开窗面积比的研究与优化 |
4.1 背面开窗面积的影响及相关优化方向 |
4.2 激光开窗最佳开窗面积比 |
4.3 最佳开窗面积比基础上对线宽的优化研究 |
4.4 激光图形的相关参数 |
4.4.1 激光开槽面积相关计算 |
4.4.2 实虚比 |
4.4.3 线间距 |
4.4.4 光斑大小、相邻光斑间距 |
4.5 本章小结 |
第五章 背面激光开槽对MWT/PERC电池弯曲度的研究 |
5.1 太阳电池弯曲现象 |
5.2 太阳电池弯曲机理 |
5.3 激光开窗面积对电池弯曲的影响 |
5.3.1 正银栅线以及切割线痕的影响 |
5.3.2 不同开窗面积比实验中弯曲变化规律 |
5.3.3 不同开窗面积Abaqus模拟弯曲变化规律 |
5.4 新型点状背面开窗图形设计 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录: 作者在攻读专业硕士学位期间发表的论文及申请的专利 |
(10)宽幅高分辨率红外热像仪定量化测量关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 辐射定标发展概述 |
1.2.2 热红外仪器的辐射定标方法研究现状 |
1.2.3 自身热辐射仿真与建模研究现状 |
1.3 本课题的研究内容 |
第2章 辐射定标方法及误差分析 |
2.1 辐射定标方法 |
2.1.1 基于黑体观测的辐射定标方法 |
2.1.2 基于月球、恒星观测的辐射定标方法 |
2.2 热像仪定标误差分析 |
2.2.1 黑体温度及发射率误差分析 |
2.2.2 系统光谱响应函数测试误差分析 |
2.2.3 探测器噪声信号分析 |
2.2.4 探测器背景响应稳定性分析 |
2.3 辐射定标精度评估方法 |
2.4 本章小结 |
第3章 摆扫式热像仪多温度参数联合优化设计 |
3.1 热像仪成像系统简介 |
3.1.1 低温光学系统设计方案 |
3.1.2 长线列探测器组件设计方案 |
3.2 焦平面温度对成像性能的影响 |
3.2.1 探测器组件级测试 |
3.2.2 杜瓦窗口的自身热辐射分析 |
3.2.3 暗电流与红外焦平面温度的关系研究 |
3.3 仪器杂散光仿真 |
3.3.1 仪器外部杂散光仿真 |
3.3.2 仪器内部自身热辐射仿真 |
3.4 热像仪温度场优化设计 |
3.4.1 透镜温度对背景响应的影响 |
3.4.2 扫描镜温度对背景响应的影响 |
3.4.3 多参数联合优化设计 |
3.4.4 热像仪成像性能分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 热像仪低频高效辐射定标方法研究 |
4.1 实验室辐射定标 |
4.1.1 实验室定标实验设计 |
4.1.2 4级TDI最佳像元组合筛选方法研究 |
4.1.3 定标数据预处理方法 |
4.1.4 相对光谱响应的非均匀性 |
4.1.5 黑体性能参数 |
4.2 实验室辐射定标 |
4.2.1 实验室辐射定标分析 |
4.2.2 辐射定标不确定度分析 |
4.3 CASEarth卫星热像仪低频高效定标方案设计 |
4.3.1 在轨多源定标方案设计 |
4.3.2 恒星辐射定标验证 |
4.4 基于随机森林的背景响应预测方法 |
4.4.1 地球静止轨道红外相机光学系统 |
4.4.2 基于多元线性回归的背景响应建模方法 |
4.4.3 基于随机森林的在轨背景响应建模方法 |
4.4.4 实验结果及误差分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、扫描转换技术研究(论文参考文献)
- [1]石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用[D]. 吴声豪. 浙江大学, 2021
- [2]电化学暂态测试技术对比研究、优化及应用[D]. 蔡双雨. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]基于机载激光雷达的三维场景重构研究[D]. 潘林依. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]基于光学跟踪的动态三维扫描关键技术研究[D]. 韩江涛. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [5]宽幅高分辨热像仪几何定位关键技术研究[D]. 李潇雁. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [6]基于机器学习的医学影像模态转换及其临床应用[D]. 李雅芬. 中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院), 2021(01)
- [7]语义物联网应用关键技术研究[D]. 于碧辉. 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所), 2021(09)
- [8]软X射线谱学显微实验技术研究[D]. 孙天啸. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [9]激光背膜开窗对MWT/PERC太阳电池性能影响的研究[D]. 彭若莹. 江南大学, 2021(01)
- [10]宽幅高分辨率红外热像仪定量化测量关键技术研究[D]. 胡琸悦. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)