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并對(duì)實(shí)際測(cè)量過(guò)程中的浮標(biāo)定位誤差、光學(xué)測(cè)量誤差、光學(xué)模糊效應(yīng)和測(cè)量時(shí)戳誤差進(jìn)行了建模和仿真分析,給出存在這些誤差條件下光學(xué)浮標(biāo)陣對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的定位精度指標(biāo)。1聯(lián)合定位數(shù)學(xué)模型按照系統(tǒng)可觀(guān)測(cè)性理論,單個(gè)光學(xué)浮標(biāo)依靠對(duì)目標(biāo)方位信息的持續(xù)觀(guān)測(cè)獲得目標(biāo)航向Cm和距離速度比(D0/Vm)信息,無(wú)法獲得目標(biāo)的全要素信息(即目標(biāo)初距D0、目標(biāo)速度Vm以及Cm)。為達(dá)到對(duì)目標(biāo)的全要素定位,至少需要2個(gè)光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合工作,利用雙浮標(biāo)分別測(cè)量目標(biāo)方位與浮標(biāo)之間的孔徑尺度特征,通過(guò)三角定位原理獲得目標(biāo)的概略位置。但在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)到雙浮標(biāo)連線(xiàn)附近時(shí),由于測(cè)量方位一致,定位算法無(wú)法收斂,且在目標(biāo)發(fā)現(xiàn)自身被攻擊時(shí)進(jìn)行機(jī)動(dòng)后,雙浮標(biāo)一般無(wú)法達(dá)到提供攻擊目標(biāo)指示的需求,因此需多個(gè)浮標(biāo)綜合使用以實(shí)現(xiàn)該戰(zhàn)術(shù)目的。以3光學(xué)浮標(biāo)為例說(shuō)明多光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合定位的滑窗非線(xiàn)性小二乘法數(shù)學(xué)原理,該原理可以擴(kuò)展為多浮標(biāo)應(yīng)用,卻不局限于3浮標(biāo),如圖1所示。圖1多光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合定位示意圖2誤差模型方位測(cè)量誤差方位測(cè)量誤差包括兩部分,一部分由傳感器測(cè)量的隨機(jī)性引起,另一部分由光學(xué)設(shè)備提取目標(biāo)方位的模糊性引起。光學(xué)浮標(biāo)浮動(dòng)在海面上,內(nèi)部包含增穩(wěn)裝置。安徽光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)費(fèi)用,可以咨詢(xún)位姿科技(上海)有限公司;山東光學(xué)導(dǎo)航
從節(jié)點(diǎn)浮標(biāo)按照自身序號(hào)信息在收到同步碼后延遲預(yù)定時(shí)隙廣播自身位置和探測(cè)目標(biāo)的方位信息,主浮標(biāo)累積該信息,以120s為周期隨同步碼廣播利用累積信息計(jì)算的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及自身位置,各浮標(biāo)接收該信息后進(jìn)行空間對(duì)準(zhǔn)并獲取目標(biāo)位置。母船應(yīng)按照正多邊形布置浮標(biāo),若浮標(biāo)自帶動(dòng)力可航行,各浮標(biāo)航路終點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為正多邊形。按照測(cè)量孔徑原理,浮標(biāo)的優(yōu)布置位置呈直線(xiàn)等間隔布置且直線(xiàn)方向與目標(biāo)航向一致,這種布置能保證測(cè)量精度達(dá)到優(yōu),但實(shí)際使用時(shí)目標(biāo)航向是未知的,在這種條件下,優(yōu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍為正多邊形布置,原因如下:1)保證目標(biāo)以任何航向航行或機(jī)動(dòng)時(shí),浮標(biāo)陣的綜合孔徑大;2)若浮標(biāo)無(wú)動(dòng)力,可大程度節(jié)約布放母船的航行距離,若浮標(biāo)有動(dòng)力,可大程度節(jié)約多個(gè)浮標(biāo)總體的航行距離,有利于浮標(biāo)同時(shí)出水工作;3)各浮標(biāo)綜合通信距離短,有利于各浮標(biāo)的無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。圖4多光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合定位信息流程圖4聯(lián)合定位計(jì)算結(jié)果與分析非線(xiàn)性小二乘法定位效果理論上可采用Cramer-Rao界值分析,即式(5)中H(tk)TH(tk)矩陣的逆矩陣主對(duì)角線(xiàn)元素[12]。實(shí)際工程中,定位誤差不來(lái)源于測(cè)量的隨機(jī)誤差,也來(lái)源于,是各誤差綜合疊加的結(jié)果,很難以數(shù)學(xué)解析的形式描述。內(nèi)蒙古的光學(xué)導(dǎo)航天津光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)費(fèi)用,可以咨詢(xún)位姿科技(上海)有限公司;
這就是新型的光學(xué)機(jī)械——籠式結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的原始動(dòng)力應(yīng)運(yùn)而生。新一代的光學(xué)機(jī)械出現(xiàn)——籠式結(jié)構(gòu)德國(guó)Linos公司在1960年前后提出了籠式結(jié)構(gòu)的雛形,命名為Microbench,于1990年推向市場(chǎng),如圖5所示。圖5Linos的固定光軸高度40mmLinos的Microbench的基本理念:光軸是以光學(xué)平臺(tái)為基準(zhǔn)。從圖5中可以發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)中的元件利用機(jī)械加工的精度,保證了同軸,是有基準(zhǔn)系統(tǒng)的。2000年以前,Linos公司在市場(chǎng)中都是一枝獨(dú)秀,非常受歡迎。但是Linos的籠式結(jié)構(gòu)也有其局限性:這種結(jié)構(gòu)的光軸高度只有40mm,用戶(hù)在使用該結(jié)構(gòu)時(shí),會(huì)受到限制。在歐洲的光電展上作者了解到,有很多用戶(hù)和Linos公司工作人員反映過(guò)光軸高度40mm過(guò)低的問(wèn)題,包括作者本人也是反映了多次。需求是大的創(chuàng)新動(dòng)力,美國(guó)Thorlabs(索雷博)公司在2000年以后推出了自己的籠式結(jié)構(gòu),使用支桿把系統(tǒng)調(diào)整到用戶(hù)所需要的高度,如圖6。圖6索雷博解決光軸高度的方案索雷博的這一方案立即受到客戶(hù)青睞,并一步步占領(lǐng)了歐美市場(chǎng),推出了更多系統(tǒng)。圖7Linos的解決方案(光軸高度提高到100mm)2008年左右,Linos公司推出了100mm光軸高度的解決方案,如圖7所示。他們通過(guò)使用一根80mm以上的螺栓固定,然而該方案卻沒(méi)有得到用戶(hù)認(rèn)可。
發(fā)射的激光束沿著穿刺通道的反向延長(zhǎng)線(xiàn)指向腹壁,從腹壁上的光斑插入消融針,即可準(zhǔn)確地達(dá)到并通過(guò)穿刺通道,實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶的精確穿刺。腹腔鏡超聲探頭上的穿刺引導(dǎo)孔固定大小,當(dāng)使用小于引導(dǎo)孔直徑的穿刺針時(shí),進(jìn)針容易偏離原來(lái)方向,使用設(shè)計(jì)的錐形進(jìn)針通道,可以很好地避免這一情況。產(chǎn)品對(duì)手術(shù)的幫助:1、輔助醫(yī)生快速確認(rèn)穿刺點(diǎn);2、輔助醫(yī)生快速尋找穿刺引導(dǎo)孔且利于直線(xiàn)進(jìn)針;3、輔助消融針快速進(jìn)入穿刺引導(dǎo)孔。四、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成腹腔鏡超聲光學(xué)定位導(dǎo)航裝置主要是由外殼、激光頭、保護(hù)蓋、磁控開(kāi)關(guān)、內(nèi)置鋰電池和錐形進(jìn)針通道構(gòu)成。(非無(wú)菌提供)本產(chǎn)品為非滅菌包裝,可以根據(jù)使用需要,配用本產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)消毒盒進(jìn)行低溫等離子或環(huán)氧乙烷滅菌。滅菌時(shí),請(qǐng)按圖示相應(yīng)位置,放置好光學(xué)定位裝置和錐形進(jìn)針通道。注意:消毒時(shí),保護(hù)蓋必須先取下。放置光學(xué)定位裝置時(shí),注意激光發(fā)射端的方向,朝向消毒盒中心側(cè)。正確放置好后,光學(xué)定位裝置激光是處于關(guān)閉狀態(tài)。若激光處于開(kāi)啟狀態(tài),請(qǐng)重新檢查安裝,避免激光長(zhǎng)時(shí)間工作,導(dǎo)致電池耗盡。五、操作說(shuō)明1.產(chǎn)品使用前的檢查:產(chǎn)品放置在包裝盒內(nèi),初次使用前,請(qǐng)打開(kāi)包裝盒,并確認(rèn)所有配物品均已齊全。光學(xué)定位裝置錐形進(jìn)針通道。上海光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng),可以聯(lián)系位姿科技(上海)有限公司;
單獨(dú)把每個(gè)零件從裝配圖中拆出,或者把某個(gè)零件上的所有線(xiàn)條一起進(jìn)行編輯。InputData項(xiàng)主要用于光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)的輸入并轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)文件以便于其它程序的取用。DrawLensOnly項(xiàng)用于不需要設(shè)計(jì)整個(gè)鏡頭結(jié)構(gòu)時(shí)單獨(dú)繪制光學(xué)系統(tǒng)圖。SelectType項(xiàng)用于六種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇。它調(diào)用了圖標(biāo)菜單ICON,將六種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖用圖像形式形象地顯示出來(lái),使用戶(hù)很方便地選擇所需要的結(jié)構(gòu)類(lèi)型,如圖2所示。四、程序編制示例由圖3系統(tǒng)框圖可知,各個(gè)零件都編制了相應(yīng)的子程序完成其結(jié)構(gòu)繪制,下面以光學(xué)系統(tǒng)為例說(shuō)明程序的編制過(guò)程。完成光學(xué)系統(tǒng)繪制的程序。首先從數(shù)據(jù)文件中取出組參數(shù),利用繪圖命令按照參數(shù)繪制透鏡,然后循環(huán)操作取出第二組、第三組參數(shù)?,在距離前一透鏡d+t處繪制透鏡,直至整個(gè)透鏡系統(tǒng)繪制完畢。五、關(guān)鍵技術(shù)處理1.鏡筒壁厚和壓圈寬度鏡筒壁厚與它的直徑有關(guān)。螺紋退刀槽處的鏡筒壁厚一般是整個(gè)結(jié)構(gòu)中的薄之處。因此程序中以退刀槽處為壁厚基準(zhǔn),各種直徑范圍的壁厚選擇由條件語(yǔ)句完成。在臺(tái)階式結(jié)構(gòu)中中間部分各處的壁厚都與退刀槽處的壁厚相等,而在直筒式結(jié)構(gòu)中中間部分的壁厚要比退刀槽處的壁厚大一些。河北光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng),可以聯(lián)系位姿科技(上海)有限公司;門(mén)頭溝區(qū)光學(xué)導(dǎo)航公司聯(lián)系電話(huà)
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阻礙了體內(nèi)應(yīng)用的潛力。另一個(gè)稱(chēng)為熒光和超聲調(diào)制光相關(guān)性的概念是基于超聲標(biāo)記光與不透明樣本內(nèi)同一體素內(nèi)定位的熒光波動(dòng)之間的高度相關(guān)性提出的。此外,通過(guò)吸收光脈沖產(chǎn)生超聲波的光聲(optoacoustic,OA)成像已成為生物醫(yī)學(xué)研究中的成熟工具。采用聚焦激發(fā)光束的光學(xué)分辨率OA顯微鏡方法的穿透力和空間分辨率同樣受到光擴(kuò)散障礙的限制。當(dāng)在所謂的聲分辨率范圍內(nèi)使用近紅外波長(zhǎng)的OA成像和未聚焦的光激發(fā)時(shí),可以在厘米級(jí)深度進(jìn)行OA成像。在后一種情況下,空間分辨率按成像深度的大約1/200的系數(shù)進(jìn)行縮放。近通過(guò)基于定位的技術(shù)(例如超聲定位顯微鏡和定位光聲斷層掃描)能夠突破聲學(xué)衍射障礙。請(qǐng)注意,OA方法通常與基于熒光的技術(shù)不同,因?yàn)閳D像對(duì)比度主要與血紅蛋白吸收有關(guān),這可能會(huì)在存在血液強(qiáng)烈背景吸收的情況下影響外在標(biāo)記的靈敏檢測(cè)。在該研究中,研究人員引入了漫反射光學(xué)定位成像(diffuseopticallocalizationimaging,DOLI)來(lái)克服光子散射帶來(lái)的障礙。該方法利用定位成像原理,在NIR-II光譜窗口中使用SWIR相機(jī)獲取的一系列落射熒光圖像中準(zhǔn)確包裹硫化鉛(PbS)基量子點(diǎn)的流動(dòng)微滴,從而實(shí)現(xiàn)高分辨率熒光成像在光的漫射狀態(tài)中。山東光學(xué)導(dǎo)航
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