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與高速飛行的飛機(jī)不同，微小型無(wú)人機(jī)體積小，重量輕，飛行速度低，更容易受到環(huán)境湍流的影響，需要高靈敏度的小型氣流傳感器提供全面的空氣動(dòng)力學(xué)信息。如何讓微小型無(wú)人機(jī)像鳥(niǎo)類一樣感知和操縱氣流一直是航空和傳感器領(lǐng)域的難題。 面向微小型無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)測(cè)量，北航研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制出一種基于氧化釩的高靈敏度柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了攻角、側(cè)滑角和空速的多參數(shù)感知能力，并完成了微小型無(wú)人機(jī)飛行速度以及機(jī)翼微振動(dòng)的測(cè)量，為微小型無(wú)人機(jī)提供了低成本、高精度的大氣參數(shù)傳感方案。 該傳感器基于量熱式原理，由中心微加熱器產(chǎn)生恒定溫差，四周的熱敏電阻陣列測(cè)量溫度分布，根據(jù)熱敏電阻陣列測(cè)得的溫度差準(zhǔn)確反映流速大小及方向。采用懸空型隔熱結(jié)構(gòu)以及高電阻溫度系數(shù)材料氧化釩作為熱敏電阻以增大傳感器的測(cè)量靈敏度。在聚酰亞胺基底上通過(guò)MEMS工藝加工了總厚度90μm的超薄柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了微小型無(wú)人機(jī)的曲面貼附功能。經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試，流速傳感器的理論分辨力達(dá)0.11 mm/s,流速測(cè)量重復(fù)精度約為測(cè)量值的0.5%，響應(yīng)時(shí)間約為20ms。在10 m/s時(shí)，流速傳感器的最大角度靈敏度為36.7 mV/deg，噪音水平為1.78 mV，根據(jù)2σ準(zhǔn)則計(jì)算出其理論角度分辨力為0.1°。 研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成流速傳感器工程化樣品的制備，并將兩個(gè)流速傳感器裝載到一個(gè)微小型無(wú)人機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行飛行參數(shù)感知應(yīng)用。結(jié)果表明平均飛行速度的估計(jì)誤差低于0.2 m/s。由于流速傳感器的高靈敏度特性，它甚至捕捉到了機(jī)翼的微振動(dòng)信息，并與外置IMU模塊顯示了相同的機(jī)翼振動(dòng)頻率。這項(xiàng)研究展示了一種柔性高靈敏度流速傳感器，拓寬了流場(chǎng)感知在微小型無(wú)人機(jī)姿態(tài)檢測(cè)、空速估計(jì)以及飛行安全監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用，為無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)測(cè)量提供了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路與發(fā)展前景。

湍流邊界層中的壁面摩擦阻力是湍流邊界層研究中的重要參數(shù)。然而，由于其量級(jí)極小，一般只有10-3到10-4N，因而在實(shí)驗(yàn)中對(duì)其精確測(cè)量具有極大挑戰(zhàn)。目前尚未有成熟的商用儀器能夠直接測(cè)量如此小的壁面摩擦阻力。 本課題組所研發(fā)的超高靈敏度測(cè)力天平基于杠桿原理，作用于浮動(dòng)平板上的壁面摩擦阻力經(jīng)過(guò)機(jī)械放大后，使用高靈敏度力傳感器進(jìn)行采集，其最小可測(cè)的10-6N的壁面摩擦阻力。同時(shí)，對(duì)可能對(duì)其測(cè)量造成影響的誤差來(lái)源進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并通過(guò)一系列措施杜絕了其對(duì)測(cè)量造成的影響。此外，由于該測(cè)量的壁面摩

?  成果簡(jiǎn)介：超分辨率圖像重建技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的圖像處理新技術(shù)，其目的是超越成像傳感器、成像和信道的分辨極限，利用所獲低分辨率圖像，實(shí)現(xiàn)高分辨率圖像的重建。超高分辨率圖像增強(qiáng)與顯示芯片項(xiàng)目利用超分辨率圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從一幅或多幅低分辨率視頻圖像處理獲得高分辨率圖像，在圖像被放大的同時(shí)增強(qiáng)圖像更多的細(xì)節(jié)，提高圖像的清晰度和分辨率，實(shí)現(xiàn)攝像傳感器的低分辨率與顯示器高分辨率之間的匹配，解決目前圖像獲取與顯示分辨率不匹配的瓶頸問(wèn)題，在現(xiàn)有圖像獲取技術(shù)的基礎(chǔ)上提高顯示器的畫(huà)面質(zhì)

超高分辨率光矢量分析設(shè)備采用“微波光子學(xué)方法”，首創(chuàng)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的“超高分辨率光矢量分析技術(shù)”，集成了電-光、光-電和光-光3類元器件頻譜響應(yīng)的測(cè)量功能，可應(yīng)用于光纖通信、光纖傳感、光信號(hào)處理和集成光子學(xué)等領(lǐng)域。 技術(shù)特征 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)一：基于120度電橋的高抑制比光單邊帶調(diào)制技術(shù)和基于光載波抑制與平衡光電探測(cè)的非線性誤差對(duì)消技術(shù)。 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)二：光頻梳通道化測(cè)量技術(shù)和基于光希爾伯特變換的鏡像邊帶抑制技術(shù)。 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)三：多種測(cè)量模式融合與系統(tǒng)軟硬件集成技術(shù)。 工作波長(zhǎng)：1528-1565 nm 最高波長(zhǎng)分辨率：50 kHz（即0.4 fm） 幅度分辨率：0.01 dB 幅度精確度：±0.11 dB 相位分辨率：0.01° 相位精確度：±1.2° 對(duì)比國(guó)際上最高水平商用光矢量分析儀表LUNA OVA5000，設(shè)備的分辨率提升了4000倍，動(dòng)態(tài)范圍提升了31倍（15dB），相位精確度提升了2.5倍（單通道40GHz范圍內(nèi)），幅度分辨率也提升5倍以上，打破國(guó)外技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。

超高分辨率光矢量分析設(shè)備采用“微波光子學(xué)方法”，首創(chuàng)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的“超高分辨率光矢量分析技術(shù)”，集成了電-光、光-電和光-光3類元器件頻譜響應(yīng)的測(cè)量功能，可應(yīng)用于光纖通信、光纖傳感、光信號(hào)處理和集成光子學(xué)等領(lǐng)域。技術(shù)特征關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)一：基于120度電橋的高抑制比光單邊帶調(diào)制技術(shù)和基于光載波抑制與平衡光電探測(cè)的非線性誤差對(duì)消技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)二：光頻梳通道化測(cè)量技術(shù)和基于光希爾伯特變換的鏡像邊帶抑制技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)三：多種測(cè)量模式融合與系統(tǒng)軟硬件集成技術(shù)。工作波長(zhǎng)：1528-1565 nm最高波長(zhǎng)分辨率：50 kHz（即0.4 fm）幅度分辨率：0.01 dB幅度精確度：±0.11 dB相位分辨率：0.01°相位精確度：±1.2°對(duì)比國(guó)際上最高水平商用光矢量分析儀表LUNA OVA5000，設(shè)備的分辨率提升了4000倍，動(dòng)態(tài)范圍提升了31倍（15dB），相位精確度提升了2.5倍（單通道40GHz范圍內(nèi)），幅度分辨率也提升5倍以上，打破國(guó)外技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。應(yīng)用范圍:設(shè)備已應(yīng)用于包含海思光電子以及4家上市公司在內(nèi)的數(shù)十家單位47種高端光器件的研發(fā)和生產(chǎn)（用戶包括：華為、長(zhǎng)飛光纖601869.SH、中航光電002179.SZ、航天電器002025.SZ、光迅科技002281.SZ等），其中31種高端光器件在本項(xiàng)目設(shè)備的支撐下實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)；在我國(guó)高速光電芯片、新一代光通信系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能感知等領(lǐng)域發(fā)揮著穩(wěn)定的作用，有力支撐了我國(guó)核心光器件的自主可控和原始創(chuàng)新。

成果簡(jiǎn)介：超分辨率圖像重建技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的圖像處理新技術(shù)，其 目的是超越成像傳感器、成像和信道的分辨極限，利用所獲低分辨率圖像， 實(shí)現(xiàn)高分辨率圖像的重建。超高分辨率圖像增強(qiáng)與顯示芯片項(xiàng)目利用超分辨 率圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從一幅或多幅低分辨率視頻圖像處理獲得高分辨率圖像，在圖像被放大的同時(shí)增強(qiáng)圖像更多的細(xì)節(jié)，提高圖像的清晰度和分 辨率，實(shí)現(xiàn)攝像傳感器的低分辨率與顯示器高分辨率之間的匹配，解決目前 圖像獲取與顯示分辨率不匹配的瓶頸問(wèn)題，在現(xiàn)有圖

已有樣品/n該項(xiàng)目基于光學(xué)非線性效應(yīng)開(kāi)發(fā)了一種新穎的超高分辨率光譜分析技術(shù)。利用光纖中受激布里淵散射（SBS）效應(yīng)增益譜（BGS）帶寬非常窄（10MHz 量級(jí)）這一特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)光譜成分的超高分辨率提取與分析。具體圍繞超高分辨率光學(xué)濾波機(jī)理與核心器件制備、低偏振相關(guān)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、光譜重構(gòu)算法與用戶軟件開(kāi)發(fā)等內(nèi)容展開(kāi)了研究，取得關(guān)鍵技術(shù)突破，研制成光譜分辨率優(yōu)于100fm 的新型光譜測(cè)量系統(tǒng)，比常規(guī)體光柵光譜

本成果利用光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶微波毫米波信號(hào)的產(chǎn)生、復(fù)用和處理，突破了傳統(tǒng)雷達(dá)面臨的帶寬和響應(yīng)速度瓶頸，將有效滿足智能化裝備的應(yīng)用需求。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 智能化將徹底地改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞯姆绞剑咽侨祟惿鐣?huì)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。對(duì)于室外裝備來(lái)說(shuō)，能夠在各種天氣條件下實(shí)時(shí)高分辨地獲取環(huán)境信息是其智能工作的前提。例如，智能駕駛、周界安全、人群目標(biāo)跟蹤、低空管制等都迫切需要全天候?qū)崟r(shí)高分辨成像技術(shù)的支持。微波毫米波雷達(dá)是目前唯一能全天候、全天時(shí)工作的傳感器，但受限于低頻電磁波本身的局限，其分辨率一般較差，難以在民用領(lǐng)域廣泛使用。 本成果利用光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶微波毫米波信號(hào)的產(chǎn)生、復(fù)用和處理，突破了傳統(tǒng)雷達(dá)面臨的帶寬和響應(yīng)速度瓶頸，將有效滿足智能化裝備的應(yīng)用需求。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.寬帶可重構(gòu)雷達(dá)信號(hào)產(chǎn)生 2.光域多階邊帶抑制對(duì)消與穩(wěn)定反饋控制技術(shù) 3.光基寬帶微波光子正交混頻接收技術(shù) 4.基于高分辨率一維距離像的雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別 5.高效精確的微波光子雷達(dá)二維ISAR成像 技術(shù)指標(biāo)： 信號(hào)帶寬：12GHz；成像分辨率：1.3cm×1.3cm 知識(shí)產(chǎn)權(quán)及獲獎(jiǎng) 1.中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展提名 2.中國(guó)工業(yè)博覽會(huì)高校展區(qū)特等獎(jiǎng)

Pandar128 圖像級(jí)超高分辨率高性能激光雷達(dá)