1 东南大学 电子科学与工程学院，南京20096
2 中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京10016
选用半导体LT7911D以及LT9211芯片作为显示桥接芯片，采用Type‑C接口集成供电、数据传输、音视频信号传输功能，调试简便，工艺成熟，无需占用大量面积，有利于整个系统的小型化，实现了一种基于STC单片机的微像源驱动系统以及显示驱动的国产化芯片方案。同时采用一种快速自适应 Gamma校正算法，提高了微像源显示效果，使其更好应用于头戴式显示领域。
微型有机发光二极管 头戴式 国产化芯片 伽马校正 Micro OLED head-mounted domestic chip Gamma correction
1 南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏 南京 211106
2 西安钢研功能材料股份有限公司，陕西 西安 710000
针对4 mm厚的国产Invar合金进行激光焊接实验，对比分析了不同热输入下接头显微组织的差异性，并探究了晶粒尺寸对接头拉伸性能的影响。结果表明，焊缝区域主要由柱状晶组成，在不同热输入下晶粒的生长模式几乎相似，但柱状晶晶粒的尺寸随着热输入的增加而逐渐增大。低热输入（90 J/mm）条件下的平均晶粒面积为12599.7 μm2，比高热输入（200 J/mm）条件下的细化了29.8%。相比于高热输入，低热输入时焊缝底部的亚晶粒数量增多且尺寸减小，平均二次枝晶间距从6.11 μm左右下降到4.26 μm左右。拉伸结果表明，热输入增加引起的晶粒粗化导致接头的抗拉强度由473.4 MPa下降至432.9 MPa，同时断口处等轴韧窝的尺寸和深度明显减小。
激光技术 激光焊接 国产Invar合金 组织演变 晶粒尺寸 拉伸性能 中国激光
2023, 50(24): 2402103
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
2 天津大学 微光机电系统技术教育部重点实验室，天津 300072
由于复杂度较高的跟踪算法多数采用国外芯片实现，基于国产FPGA的跟踪方法得到了研究。针对易于FPGA设计的模板匹配算法鲁棒性不足的问题，基于绝对差和(SAD)相似性度量方法，提出了求窗口内最小绝对差和(SMAD)的方法。利用最大值和最小值滤波预先处理窗口内图像数据，再求最小绝对差，将SMAD算法的加减法器资源消耗降低为原来的31.8%。提出的类金字塔的方法在节省逻辑资源的同时，提高了对目标尺度变化的适应性。OTB数据集的实验表明：提出的方法与鲁棒性较高的DDIS算法相比，跟踪成功率和平均重叠率分别提高了1.18%、0.13%，又有易于流水线设计的优势。利用国产FPGA实现了帧率可达100 fps的实验系统并验证其跟踪性能，为在国产FPGA上实现高帧率目标跟踪系统提供了解决方案。
国产FPGA 目标跟踪 模板匹配 高帧率 domestic FPGA target tracking template matching high frame rate 红外与激光工程
2023, 52(9): 20220905
南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
电子轰击型有源像素传感器（electron bombarded active pixel sensor，EBAPS）具有高增益、快响应、低功耗和低成本等优点，研究EBAPS已成为微光夜视成像技术的一个重要发展方向。国内相关机构在电路设计时，对于EBAPS成像电路中所涉及到的芯片主要还是依赖于进口，为加快EBAPS器件成像电路的国产化进程，研制了一套基于EBAPS的全国产成像电路评估板。该电路以国产复旦微FMK50t系列的FPGA芯片为主控芯片，通过设计CMOS( complementary metal oxide semiconductor) 驱动模块、数据处理模块、Cameralink显示模块等，分别完成对EBAPS器件的驱动、数字图像处理和实时显示等功能。实验结果表明：在轰击高压为负1 500 V的情况下，该国产EBAPS相机的最低探测照度可达到10?3lx量级。
EBAPS 国产 FPGA 成像系统 electron bombarded active pixel sensor domestic field programmable gate array imaging system
1 东北大学资源与土木工程学院, 辽宁 沈阳 110819
2 辽宁省固废产业技术创新研究院, 辽宁 沈阳 110819
3 辽宁省生态气象和卫星遥感中心, 辽宁 沈阳 110166
尾矿库作为高势能的人造泥石流危险源, 在尾砂含水量过高时有溃坝风险, 低含水量状态下产生扬尘则会危害周围环境。 尾砂含水量实时、 动态监测对于尾矿库安全状况及矿区环境保护具有重要意义。 相比传统采样化验手段, 高光谱遥感拥有观测面积大、 数据实时易获取、 光谱信息丰富的特点, 为快速、 高精度尾矿水分监测提供了手段。 以鞍山-本溪铁矿群中的高硅型铁尾矿为研究区, 实地采集尾砂样品77个, 利用可见光-近红外(350～2 500 nm)光谱仪获取其光谱数据, 分析不同含水率尾砂光谱特征及机理； 引入竞争性自适应加权重采样法(CARS)筛选水分敏感波段, 并基于敏感波段建立三维波段光谱指数(TBI), 结合随机森林(RF)、 粒子群优化的极限学习机(PSO-ELM)及卷积神经网络(CNN)算法建立尾砂水分反演模型, 以国产高分五号高光谱卫星为数据源进行模型应用, 获取尾矿库表层含水时空分布特征。 结果表明: (1)尾砂光谱反射率随含水率升高明显下降, 在1 455和1 930 nm处出现O—H吸收特征, 吸收深度随含水率减小而逐渐减小； (2)基于CARS方法能够对高光谱数据(305波段)有效降维, 筛选出18个水分敏感波段, 进一步利用敏感波段构建不同形式的尾砂含水率TBI指数集, 其中三维差值指数TBI5=(R1 097.47-R1 990.67)-(R1 990.67-R437.39), 与水分含量相关性最高, 达到0.84； (3)对比RF, PSO-ELM及CNN方法以及不同形式的输入数据, 基于尾砂含水率TBI指数联合反射率数据集作为输入数据进行CNN建模, 室内光谱模型达到验证精度R2=0.92, 相对分析误差RPD=3.43, 基于该模型利用高分五号卫星数据反演可获取研究区尾砂含水率空间分布结果, 实地验证R2达到0.79, 相对分析误差RPD=2.20, 获得较好的预测效果。 可为基于高光谱技术的铁尾矿水分含量大面积实时快速监测提供参考。
可见光-近红外光谱 三维光谱指数 国产高分五号卫星 铁尾矿 尾砂含水率 Visible-near-infrared spectra Three-band spectral index Domestic Gaofen-5 satellite Iron tailings dam Moisture content of tailings 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1225
1 安徽大学资源与环境工程学院，安徽 合肥 230601
2 北京空间飞行器总体设计部，北京 100094
3 信息材料与智能感知安徽省实验室，安徽 合肥 230601
4 安徽省地理信息智能技术工程研究中心，安徽 合肥 230601
针对高分辨率遥感影像由于原始光谱信息较少而难以有效区分各类型植被，而且城乡植被差异往往被忽视等问题，并考虑到部分植被指数可以在一定程度上增大各植被类型间的差异，提出一种结合植被指数的深度学习植被分类网络，该网络在并联网络结构的基础上，引入密集连接模块与空洞空间金字塔池化模块，增强各类型植被特征信息差异，有效提高分类精度。除此之外，本文充分考虑城乡植被差异，分别对城市区域和农村区域进行验证分析，城市区域植被分类提取中整体精度为96.73%，F1得分为80.71%，交并比为69.91%，农村区域植被分类提取中整体精度为91.35%，F1得分为90.28%，交并比为82.41%，各项精度指标均高于其他深度学习方法。结果表明提出方法能够较好地区分各植被类型，且适用于多源遥感影像的植被分类提取，在城市绿地规划、农村基本农田监管等方面具有一定的应用价值。
遥感与传感器 深度学习 遥感 国产高分二号 植被指数 植被分类 激光与光电子学进展
2022, 59(24): 2428005
上海理工大学 上海介入医疗器械工程技术研究中心，上海200093
为了减小钬激光碎石术中结石产生的位移，研究了钬激光脉冲峰值功率、激光烧灼尺寸和工作距离对于结石位移的影响。分析了影响结石位移的因素，搭建了一个体外模型装置以此来模拟输尿管内钬激光碎石的过程，实验使用0.25 g的正方体石膏模型来代替人体结石，钬激光功率选择12 W（0.6 J×20 Hz，0.8 J×15 Hz，1.2 J×10 Hz）和20 W（0.8 J×25 Hz、1.0 J×20 Hz、2.0 J×10 Hz），脉冲持续时间为200 μs和800 μs，光纤使用272 μm以及550 μm，工作距离从0~5 mm。最后，将体外模型置于水中，在室温进行实验。实验结果表明，结石位移随着脉冲峰值功率的增大而增大；较长的脉冲持续时间可以减小16.95%~27.27%的结石位移；272 μm的光纤相比于550 μm的光纤能够减少35.59%~54.17%的结石位移；增大工作距离可以减小结石位移，同时降低消融效率，但当结石模型与光纤顶端接触时，会产生吸附挣扎的现象。上述结论为改进国产钬激光器设计以及钬激光参数精细化设置提供了参考，对于临床手术有借鉴意义。
医用光学 国产钬激光器 激光消融 结石位移 汽化泡 medical optics domestic holmium laser laser ablation stone displacement vaporization bubble
构建了一种以国产的 MM32F031为控制芯片的小型便携式步进凝视型 IRST的转台控制系统。主要进行了控制转台进行步进运动的软件设计。为了实现转台步进运动的精确控制，对运动控制功能实现进行分析。结合软件设计方式与数据通讯方式，对软件进行设计并设计了配套的上位机软件。进行测试后该软件符合系统需求。
转台电机 控制系统 软件设计 国产化 MM32 MM32, turntable motor, control system, communicati
1 安徽师范大学 物理与电子信息学院，安徽芜湖24002
2 中航华东光电有限公司，安徽芜湖4100
3 安徽省智能机器人信息融合与控制工程实验室，安徽芜湖241002
4 粮食信息处理与控制教育部重点实验室，河南郑州50001
姿态指示器指示飞行姿态角信息。提出一种基于三维图形学的三维虚拟姿态指示器实现方法，将姿态指示器的主体部分设计为姿态球结构；通过纹理映射技术绘制相应的刻度信息；使用Blinn⁃Phong光照模型增强姿态球的立体感。人机工效评价实验表明，三维虚拟姿态指示器人机工效指标评分较好，其中立体性评分为3.95，显著高于对照组得分。在ROC⁃RK3399⁃PC主板上进行三维虚拟姿态指示器的移植与验证，实现硬件平台国产化。研究证实，三维虚拟姿态指示器符合人机工效、通用性强，能够稳定运行于国产硬件平台。
虚拟姿态指示器 光照渲染 人机工效 国产化 virtual attitude indicator illumination rendering ergonomic localization
1 山东科技大学测绘与空间信息学院, 山东 青岛 266510
2 自然资源部国土卫星遥感应用中心, 北京 100048
为衡量国产主流2 m分辨率光学卫星的几何定位精度,本文在有理多项式(RPC)模型与区域网平差的基础上,针对不同卫星在不同地区表现出的几何定位精度的差异,提出了一种利用相同控制基准测评多星几何定位精度的方法。以河北省沽源县平坦地区作为控制区域,采用高分一号系列卫星(GF1、GF1-B、GF1-C、GF1-D)、资源三号系列卫星(ZY3-1、ZY3-2)以及天绘一号卫星(TH-1)的多幅不同高分辨率卫星影像进行单景与立体影像几何精度的评估试验。研究结果表明:在无控制点条件下,高分一号系列卫星单景影像的平面精度大都优于42 m;TH-1单景影像的平面精度约为6.36 m;ZY3-1立体影像的精度较高,平面精度约为11.29 m,高程精度约为3.43 m。在有控制点条件下,高分一号系列卫星单景影像的平面精度均优于13.3 m,ZY3-1、ZY3-2和TH-1单景影像的平面精度均优于5.46 m,ZY3-1、ZY3-2立体影像的平面精度分别约为4.01 m和4.29 m,高程精度分别约为1.71 m和1.61 m。本文方法对多颗高分辨率国产光学卫星几何定位精度的评估是合理可行的。
遥感 传感器 国产高分辨率卫星 有理多项式模型 区域网平差 几何定位精度评估
