李大林
- 作品数：10 被引量：24H指数：3
- 供职机构：中北大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球理学自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 仿生偏振光检测系统的设计与实现被引量：1
- 2016年
- 有效提取大气偏振模式信息是实现偏振光导航应用的前提条件。借鉴昆虫偏振敏感机理,设计了一种基于"3对偏振对比单元+1个光强检测单元"的仿生偏振光检测系统,详细阐述了光学前端接收结构、信号调理及主控硬件电路等功能模块设计。针对偏振正交误差的影响,基于激光器、调节台、偏振分析仪搭建了系统测试标定平台,并分别在室内暗场和室外晴朗天气下对传感器系统的输出偏振角进行了测试。结果表明,该系统偏振角平均误差小于0.5°,能够提供准确的航向信息,实现大气偏振模式的稳定获取。
- 王晨光唐军杨江涛张楠李大林刘俊向长波
- 关键词：仿生
- 太阳高度角对大气偏振模式航向解算误差影响分析被引量：3
- 2016年
- 太阳子午线是大气偏振模式中重要的特征,可以将其作为导航的参考基准,从而获取其中所蕴含的重要导航信息;因此通过检测大气偏振模式中太阳子午线的位置,可以得到运动载体的二维航向信息。仿真实验结果表明,在不同太阳高度角时,太阳子午线的提取精度和航向解算精度都会受到影响。太阳高度角小于30°时,航向角误差维持在0.02°以内,在解算时可忽略;当太阳高度角在30°～60°时,航向角误差从0.02°开始缓慢增大为0.05°;当太阳高度角大于60°时,航向角误差急剧增大,最大可达0.1°以上;而当太阳高度角达到90°时,则完全不能进行航向测量。经过理论分析得出,当太阳高度角增大时,太阳子午线附近特征点分布区域会发散,在利用最小二乘法进行拟合时造成了误差。依据该分析可以在今后的航向解算时进行相应的误差补偿、优化算法以提高航向解算精度。
- 李大林唐军刘丽双
- 关键词：大气光学太阳高度角
- 基于大气偏振光学的太阳跟踪方法
- 2016年
- 太阳位置信息不仅在太阳能领域应用广泛,而且在偏振光导航领域中被作为重要的空间特征,为偏振光导航提供信息。在研究大气偏振模式分布规律时,发现太阳位置与偏振模式存在着一定的对应关系;利用这一联系提出一种新的太阳跟踪方法:对偏振模式进行采样,得到各个采样点的偏振信息(偏振度和偏振角度)与太阳空间位置(高度角和方位角)之间的关系方程组。利用最小二乘法求得最优解并将其作为太阳位置。通过仿真实验验证了该方法的可行性,接着通过全天候和遮挡情况下的太阳跟踪实验进行了验证。实验表明用该方法求解得到的太阳高度角和方位角的平均误差在0.5°;并且不受空间位置和时间的限制,不存在误差积累,不受遮挡物对太阳遮挡的影响,体现出良好准确性和的环境适应性,可以有效地实现太阳空间位置确定和太阳跟踪。
- 王晨光李海真朱志飞杨江涛闫皓梁建琦李大林张楠刘俊唐军
- 关键词：太阳位置太阳跟踪
- 基于偏振成像技术的空间大气偏振模式分布获取被引量：9
- 2015年
- 根据仿生偏振导航对天空偏振模式信息的需求,设计实现了一种利用具有180°视场的鱼眼镜头构建的偏振成像系统采集天空偏振信息,并将采集得到的平面二维偏振模式经Matlab程序处理后还原为空间偏振模式分布,从偏振成像理论进行分析,并对所需要的实验设备进行标定,得到了实验中鱼眼镜头的成像公式及参数,并对所采集的图像进行视场校正。标定与校正后所得空间偏振模式分布与单次瑞利散射理论模型保持一致,且具有较高的相似度,其中偏振方位角相似度可达82.4%,偏振度相似度可达96.91%。
- 张楠王飞刘俊王晨光李大林任建斌薛晨阳唐军
- 关键词：图像处理偏微分方程差分成像系统偏振光
- 偏振成像及其优化技术研究
- 2016年
- 偏振成像技术中成像器件所接受到的曝光量以及成像器件的灵敏度都对图像的质量以及偏振信息的获取产生了关键性的影响。从成像器件所接受到的曝光量以及成像器件的灵敏度两个方面分别分析其对天空偏振信息获取的影响。在日照充足的晴朗天气下,器件很容易发生过曝,所以首先要采取减小曝光量的方法来进行成像。实验表明,将曝光量减小5倍,偏振信息的精确度可提高48%。其次通过控制灵敏度来控制器件对于光线的敏感程度。实验表明,灵敏度每降低一个等级,相似度就可以提高5%,并且在感光度为100时相似度可达到最大值,这时的测量精度最高可达70%左右。
- 李大林唐军王飞张楠王晨光任建斌薛晨阳刘俊刘丽双
- 关键词：感光元件
- 基于PDMS自组装褶皱结构的近红外亚波长金属偏振光栅设计分析
- 2015年
- 提出一种以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底,结合氧气等离子体氧化处理在PDMS表面生成类二氧化硅刚性层,通过聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性薄膜谐调应力在柔性衬底/刚性薄膜的表面自组装形成有序结构的方法。并制备了周期450 nm、占空0.5、高度100 nm的有序的亚波长正弦光栅结构,以此为基底设计了可用于近红外的金属偏振光栅。结合不同的金属纳米薄膜沉积方法,以严格耦合波理论为分析基础,分析了这三种光栅在近红外波段的偏振性能。分析结果表明,金属层的结构对光栅的偏振性能影响很大,三种结构各有优劣。这种基于自组装结构的加工方法有望解决亚波长金属光栅生产周期长、生产成本高的问题。
- 康宁唐军李大林陈萌郭浩刘俊
- 关键词：聚二甲基硅氧烷自组装亚波长光栅偏振特性
- 利用全天域大气偏振检测的航向角解算被引量：8
- 2015年
- 针对偏振光导航航向获取需求,提出一种以全天域大气偏振模式作为信息来源实现载体航向解算的新方法。该方法利用"沿着太阳子午线方向的E矢量垂直于太阳子午线"这一偏振特性实现太阳子午线特征点提取,采用最小二乘法确定太阳子午线在载体坐标系下的方位角;并利用"太阳子午线附近的偏振度小于逆太阳子午线附近的偏振度"的特性,解决航向获取角度歧义性的问题;结合太阳在地理坐标系下的方位计算航向信息。实验表明,在设定的全天域偏振信息采样方式下,该方法在不同时刻、不同航向、不同采样点数下的航向获取精度为0.05°内;在偏振角测量误差8°以内,平均误差仍在0.2°内;证明了该方法解算精度高,适应性好,可以有效解算航向信息。
- 王晨光张楠李大林杨江涛王飞任建斌唐军刘俊薛晨阳
- 关键词：最小二乘法导航
- 基于瑞利散射的大气偏振模式检测与模型重建被引量：1
- 2015年
- 针对全天域大气偏振模式导航信息高精度获取需求,搭建了一种基于偏振分析仪、水平转台、高度调节台等模块的大气偏振模式检测系统,实现了全天域大气偏振模式扫描检测;利用Matlab软件对实测数据进行了数据处理分析,结合瑞利散射模型实现了大气偏振二维、三维模式重建.实验结果表明,偏振角测量误差小于0.5°的实测偏振信息为92%,偏振度测量误差小于0.5的实测偏振信息为87%,与理论瑞利散射模型基本一致,实测大气偏振模式信息准确可靠,可为后续开展偏振光导航应用与算法研究奠定基础.
- 王晨光唐军杨江涛张楠李大林刘俊向长波
- 关键词：瑞利散射偏振度
- 利用大气偏振模式确定姿态参数的方法被引量：1
- 2015年
- 为了满足无人飞行器自主导航对姿态参数提取的需求,提出一种利用大气偏振模式稳定性分布的特征提取飞行器俯仰角和滚转角的方法.从刻画大气光学传输特性的Rayleigh散射理论出发,建立了天空偏振光分布的理论和实测两种模式.利用优化算法,从偏振信息中提取出导航用的天空特征点——太阳空间位置,并利用太阳和天顶固定的时空关系,获取天顶点位置信息.利用天顶点坐标建立姿态变换矩阵,解算俯仰角和滚转角大小.通过模拟飞行器控制台,利用理论和实测两种偏振模式数据分析验证,解算的俯仰角均方根误差分别为0.002°和0.0031°,滚转角均方根误差分别为0.0236°和0.0227°.该偏振方法获取姿态参数时计算简单,解算精确度高.
- 任建斌刘俊唐军王晨光张楠李大林杨江涛
- 关键词：导航
- 亚波长金属偏振光栅设计与分析被引量：3
- 2015年
- 为解算大气偏振态来实现精确导航,基于严格耦合波分析,设计了适用于复眼结构的亚波长金属偏振器。针对不同周期、占空比和金属层厚度的单层、双层金属光栅进行了仿真分析,结合实际工艺水平和加工成本,最后选定周期200 nm,占空比0.5,深度200 nm,金属层厚度100 nm的双层金属光栅作为复眼结构的检偏器,设计的双层金属光栅在中心波段450 nm的蓝光（400～500 nm）TM偏振光透射率为45%,消光比达到450,达到用于偏振导航的要求。
- 康宁唐军李大林陈萌杨江涛郭浩刘俊
- 关键词：周期占空比
