快速识别和精准定位周围目标是自动驾驶车辆安全、自主行驶的前提和基础。针对基于体素的点云三维目标检测方法识别与定位不准的问题，提出一种基于改进SECOND算法的点云三维目标检测算法。首先，在二维卷积骨干网络中引入自适应的空间特征融合模块融合不同尺度的空间特征，提高模型的特征表达能力。其次，充分利用边界框参数之间的关联性，采用three-dimensional distance-intersection over union（3D DIoU）损失作为边界框的定位回归损失函数，使得回归任务更加高效。最后，同时考虑候选框的分类置信度和定位精度，通过一个新的候选框质量评价标准，获得更平滑的回归结果。在KITTI测试集的实验结果表明，所提算法的3D检测精度优于许多以往的算法，与基准算法SECOND相比，在简单难度下的car类和cyclist类分别提高2.86百分点和3.84百分点，中等难度下分别提高2.99百分点和3.89百分点，困难难度下分别提高7.06百分点和4.27个百分点。

太赫兹是电磁波研究中的前沿热点之一，在通信、雷达、生物化学检测等方面有巨大的应用前景。人工电磁材料，特别是超表面的出现和发展，为太赫兹的高效波前控制提供了新的思路和方法。从太赫兹电磁场空间分布的角度出发，阐述了目前超表面在太赫兹波段波前调控的相关工作和方法，对比和讨论了太赫兹远场和近场波前调控的多类应用场景和调控方法，对太赫兹超表面波前调控的发展前景进行了展望，为研究太赫兹波前调控提供了新思路。

全球气候治理和温室气体减排已经到了刻不容缓的地步。自工业革命以来，大气甲烷（CH₄）体积分数一直持续上升，目前全球平均值已达约1895.7×10^-9，加上CH₄全球变暖潜能值比二氧化碳（CO₂）高约27~30倍，因此对大气CH₄的监测成为碳减排的重点与热点。利用卫星遥感探测速度快、覆盖范围广、获取信息丰富等优势，可以实现高精度、高时空分辨率且全球覆盖的大气CH₄浓度监测。据此，首先对大气CH₄探测卫星及传感器的发展进行梳理与介绍，从早期的被动热红外探测，到对近地CH₄浓度变化更为敏感的被动短波红外探测，再到以甲烷遥感激光雷达任务（MERLIN）为代表的主动型探测，CH₄探测传感器空间分辨率提升至5~10 km，探测精度提升至10×10^-9以内，并朝着高时空分辨率、高精度和连续观测一体化的目标不断发展；然后，对各类传感器不同算法的原理、适用条件和反演精度等进行归纳总结，其中精度最高、应用最为广泛的全物理算法的反演精度已达到了0.3%；最后，结合大气CH₄卫星遥感发展现状与双碳目标的战略需求，对CH₄卫星遥感和反演研究的发展趋势进行总结与分析，旨在为我国大气CH₄卫星遥感体系建设提供一定的参考。

自适应光学(AO)成像系统受残余大气湍流、闭环跟踪误差和光电探测噪声等因素的影响, 成像结果参差不齐, 不利于后期图像筛选和事后处理, 故需要对图像质量进行评价。传统图像质量评价方法对自适应光学图像质量的评价不可靠, 甚至会出现评价结果与实际背离的情况。针对上述问题, 根据自适应光学系统的成像过程, 生成具有图像质量标签的自适应光学退化图像数据集, 在此基础上采用以ResNet作为主干的深度神经网络, 训练得到了用于评价自适应光学图像质量的神经网络模型, 在测试集上的Spearman相关系数(SROCC)最佳为0.994。实验结果表明, 该方法综合考虑了自适应光学图像成像过程中的多种退化因素, 通过训练深度神经网络得到无参考自适应光学图像质量评价模型, 评价精度优于其他传统图像质量评价算法。

随着对大气污染问题的日益重视, 监测大气颗粒物质量浓度也成为了热门研究领域。针对现行两种流行算法 (基于模式模拟和基于机器学习) 产生的近地面 PM 2.5 质量浓度科学数据集进行了比较分析, 利用城市年均 PM 2.5 监测数据定量评估两数据集的不确定性, 并通过空间自相关分析对两数据集的空间合理性进行了评价。同时, 还利用标准差椭圆分析研究了 2000-2018 年间主要污染区域 (北京、天津、河北、河南、山西、山东等地) PM 2.5 的时空演变趋势。结果表明, 基于机器学习算法产生的数据集 (CHAP) 具有较高的精度, 适用于区域性空气质量研究; 而基于模式模拟算法产生的数据集 (vanDonkelaarA) 具有合理的空间分布, 更适合于大尺度、长时间的污染趋势分析。由标准差椭圆分析发现, 2000-2018 年研究区域标准差椭圆中心的位置整体向东北方向移动; 2013 年前 PM 2.5 分布范围及年均值在波动中呈现整体上升的趋势, 随后显著下降, 造成 PM 2.5 浓度下降的主要因素是有效管控措施的实施。研究结果为中国区域的细颗粒物污染研究的数据集选取提供了参考依据, 为大气细颗粒物污染的防控提供科学支撑。

锂金属电池因能量密度高被认为是极具发展潜力的储能电池之一。然而锂金属负极上锂枝晶的生长会导致容量衰减甚至安全问题。为此, 将凹凸棒石负载至纤维膜上应用于锂金属电池的负极保护, 组装成对称电池及磷酸铁锂全电池进行电化学测试。结果表明: 添加凹凸棒石的纤维膜可有效抑制锂枝晶的生长, 其对称电池在沉积容量为1 mA·h/cm2、电流密度为2 mA/cm2下循环500 h时极化电压仅为83.2 mV, 1 C倍率下加入凹凸棒石纤维膜的全电池循环1 000圈后放电比容量仍有84.92 mA·h/g。综上, 凹凸棒石对锂枝晶有抑制作用, 为锂金属电池负极保护提供了新思路。

为了满足目前可植入式医疗设备对天线小型、宽带、频率性能稳定的需求，提出一种新型医疗频段(ISM)可植入式天线，天线具有阶梯形状的对称结构，共面波导馈电。采用立方体形状的人体模型填充肌肉，天线置于人体中心部位，仿真设计天线覆盖医疗频段(ISM)，分析了天线处于胃、小肠、皮肤等组织材料中仍能够覆盖 ISM频段。在配制的模拟人体肌肉溶液中对天线进行测试，带宽为 2.02~2.5 GHz。天线尺寸 4 mm×11.9 mm×0.8 mm，采用 FR-4材料，与目前已有的可植入式天线相比，天线具有体积小、带宽宽、制作成本低等优点，可应用于心脏起搏器、胶囊内镜等可植入式医疗设备。

PCB因其基板内部结构的复杂性以及元器件种类众多且分布无规律性导致有限元模型建立困难, 为此本文针对某车载热像仪主处理板上元器件的分布及结构特点, 提出了一种基于自由模态试验数据的 PCB板动态性能等效建模的方法。该方法对基板采用其原几何尺寸建立, 对元器件的处理方式根据其物理属性以及在基板上分布特点按不同方法处理, 最终需保持等效模型的质量与实际相等, 并利用了自由模态试验数据以及最小二乘法推导出了基板的等效刚度以及泊松比的计算方法。通过正弦扫频试验获取主处理板的响应曲线, 利用半功率带宽法计算前两阶响应对应的阻尼比, 将阻尼比有限元分析软件中, 获得等效模型数值计算的响应曲线, 与试验的响应曲线对比, 结果表明该等效建模方法满足实际工程需求, 为类似产品的等效建模提供了可借鉴的思路。