摘要：为减少矿井瓦斯气体爆炸后的二次救援伤亡,我们设计了一套成像干涉光学系统,可以便携实时被动遥感探测瓦斯气体CO的温度和浓度.该系统根据分子转动谱线测温和气体辐射光强与分子数密度的函数关系测浓度.本文研究该系统的正演模式,依次对＂目标气体的辐射模型、气体的传输模型、滤波函数模型和CCD成像探测器模型＂等4种子模型进行研究后,得到正演公式.根据所给相关参数和MATLAB编程,得到CO气体R11—R16的6条谱线的成像干涉正演图像.曝光时间300 s时,正演图像最大信噪比为268,CO成像干涉图信号强度的电子计数最大值为1.5×10^5,大于所选CCD探测器的400个电子计数暗噪声,而小于其满井电荷量1×10^6.正演结果表明该光学系统可达探测要求.该系统探测CO气体的温度和浓度精度分别可达2 K和0.1%.

摘要：本文给出了长余辉材料一个新的用途,研制了一台以长余辉材料为屏幕的激光书写显示装置,可以人为控制激光笔在余辉材料上随意书写文字、画图并显示.该装置利用单片机和步进电机控制两组轴镜在不同方向的转动,从自己建立的开源矢量图库中调用相关图片,使激光光束在长余辉材料上进行二维矢量的扫描,完成文字书写和绘图显示.用VASP(Vienna abinitio simulation package)软件计算出长余辉材料Mn(H_2PO_4)_2的能级结构,测试了SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)和Mn(H_2PO_4)_2的余辉强度衰减曲线,便于调整样机电机的书写速度,测试了Mn(H_2PO_4)_2的反射谱和拉曼谱,其拉曼峰值在625,769和1049 nm及远红外.通过理论和实验研究,掌握了与相应长余辉材料匹配的激发最佳激光波段.制作样机后得到英文、中文、图像的实时书写和显示结果.本装置犹如一只无形的"笔"在纸上挥舞,流畅书写绘画,书写过程配上音乐颇具观赏性,该装置可应用于商业广告显示、动态标语书写、教学投影辅助设备、舞台效果、新型艺术表现形式等领域.

摘要：采用平面波超软赝势方法研究了非金属元素掺杂对二硒化钨/石墨烯肖特基电子特性的影响.研究表明二硒化钨与石墨烯层间以范德瓦耳斯力结合形成稳定的结构.能带结果表明二硒化钨与石墨烯在稳定层间距下形成n型肖特基势垒.三维电子密度差分图表明石墨烯中的电子向二硒化钨移动,使二硒化钨表面带负电,石墨烯表面带正电,界面形成内建电场.分析表明,将非金属原子掺杂二硒化钨可以有效地调控二硒化钨/石墨烯肖特基势垒的类型和高度. C, O原子掺杂二硒化钨时,肖特基类型由p型转化为n型,并有效降低了肖特基势垒的高度;N, B原子掺杂二硒化钨时,掺杂二硒化钨体系表现出金属性,与石墨烯接触表现为欧姆接触.本文结果可为二维场效应晶体管的设计与制作提供相关指导.

摘要：为了解决工程中可展曲面位置与形状难以调整和控制的问题,基于3D射影空间中点和平面间的对偶性这一重要思想,提出了2种直接、简单有效的可展曲面设计新方法.首先,构造了一组含有2个形状参数α、γ的三次多项式调配函数,并定义了一种带2个形状控制参数的CE-Bézier曲线族,然后利用这种带参数的CE-Bézier调配函数生成了具有CE-Bézier基的控制平面,并由该控制平面来进行可展曲面的设计,同时给出了在CE-Bézier基函数下可展曲面的参数表示形式.由新方法生成的可展曲面不仅具有灵活的局部形状可调性和更强的描述能力,而且保留了Bézier曲面的特性,特别是当α、γ都取值为1时,所生成的可展曲面即为Bézier可展曲面.2种可展曲面设计方法的应用实例表明,该设计方法不仅简单、有效,而且易于控制曲面形状,从而为可展曲面的设计提供了一种新途径.

摘要：为了进一步丰富和发展一种带多局部形状参数的3次扩展均匀B样条曲线的相关理论,提出了该曲线的一种近似合并方法.该方法通过将曲线拟合方法与广义逆矩阵理论相结合,直接得到了合并后3次带参扩展均匀B样条曲线控制顶点的显示表达式,同时还给出了具体的合并误差.实例结果表明,所提出的方法不仅可以获得较好的合并效果,而且具有易于实现、误差计算简单的特点,可以广泛地应用于计算机辅助设计中对曲线的近似合并.

摘要：针对基于二维经验模态分解(BEMD)图像融合方法的不足,提出一种结合局部邻域特性和可协调二维经验模态分解(C-BEMD)的图像融合方法.为了克服BEMD应用于图像融合时存在的内蕴模函数(IMF)个数和频率不匹配问题,通过固定迭代次数和协调操作提出了适合图像融合的C-BEMD算法;然后利用C-BEMD对源图像进行分解获得IMF分量和残差分量,同时对IMF分量采用基于局部邻域能量的选择与加权平均策略,而对残差分量则采用基于局部邻域可见度的融合规则;最后将融合后的IMF分量与残差分量进行叠加,得到融合后的图像.融合仿真结果表明,该方法对于多聚焦图像、遥感图像和医学图像均可获得视觉效果佳、细节信息丰富的融合图像,优于基于行列交叉的经验模态分解和复数经验模态分解的图像融合方法.

摘要：为了在去雾的同时增强图像中的纹理细节信息,提高图像亮度,改善图像质量,提出一个雾天图像增强的分数阶偏微分方程模型.将分数阶微分与大气散射物理模型结合,建立了去雾图像的分数阶梯度场;为了突出图像的纹理细节信息,避免出现边缘过度增强或细节纹理增强不够的现象,构造了分数阶梯度场的增强函数,使分数阶梯度场随着梯度模的变化达到非线性增强的效果;在梯度域建立能量泛函,使雾天图像梯度场逼近增强梯度场,通过变分法得到分数阶偏微分方程图像增强模型;最后用有限差分法对模型进行数值求解.实验结果表明,文中模型在去雾的同时,能够有效地提高图像的对比度和清晰度,是一种有效的雾天图像增强模型.

摘要：为了方便解决工程中可展曲面位置与形状难以调节和控制的问题,提出了2种带形状参数的Bézier可展曲面设计新方法.基于3D射影空间中点和平面间的对偶性,利用一种带形状参数的4次λ-Bézier调配函数生成了具有4次λ-Bézier基的控制平面,并由该平面进行包络和脊线可展曲面的设计,同时给出了在4次λ-Bézier基函数下2种可展曲面的参数表示形式.该方法生成的可展曲面不仅具有良好的形状可调性,而且保留了Bézier曲面的许多特性,特别当参数λ取值为0时,所生成的可展曲面即为3次Bézier可展曲面.最后,对所设计的可展曲面进行了形状与性质分析,并给出了可展曲面间G2光滑拼接的条件.实例结果表明,所提方法不仅直接、简单有效,而且易于控制可展曲面的形状,从而为可展曲面的设计提供了一种有效的新途径.

摘要：基于透射式液晶的电光特性,设计和开发了一套基于液晶和数字处理器(digital signal processor,DSP)的强光局部选通智能网络摄像机系统.系统基于透射式液晶和DSP开发板(核心芯片TMS320DM642)技术,利用DSP控制液晶驱动,实现液晶单个像素透过率的控制,将强光的透过率下降2个数量级;该系统利用另一块DSP开发板(核心芯片TMS320DM6437)实现将处理后的强光视频信号进行网络传输与实时存储到PC机中,实现选通智能网络摄像.该系统24 h所需存储硬盘容量8.648 Gbit,所用液晶的延迟时间25.5 ms,电路延迟时间17μs.在光强大于2.2×105lx的强光照射下,得到系统的选通视频实验结果.结果表明该系统能解决强光下普通CCD高动态范围摄像机出现局部曝光过度而不能分辨细节的成像问题,实现了CCD的高动态范围成像.

摘要：针对传统旋转曲面绘制中存在计算复杂和形状难以调节的问题,提出了一种带形状参数的旋转曲面设计方法。该方法基于超限向量值有理插值函数的基本思想,利用带形状参数的四次Bézier曲线来进行旋转曲面的设计,并得到生成整个旋转曲面的一个显式函数表达式。所生成的旋转曲面不仅计算简单,而且具有灵活的局部形状可调性。最后,对所设计的旋转曲面进行形状与性质分析,并给出了一些旋转曲面的几何造型实例。实例结果表明,所提方法不仅直观、有效,而且易于修改旋转曲面的形状,可以在工程旋转曲面的构造与外形设计中得到应用。