行業(yè)資訊

國產(chǎn)化新型視頻高光譜與點云“圖-譜合一”傳感器研發(fā)成功

近日，國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心、北京市農(nóng)林科學院信息技術(shù)研究中心聯(lián)合中國科學院西安光學精密機械研究所，成功研發(fā)出首款國產(chǎn)化新型視頻高光譜與點云“圖-譜合一”傳感器（iSpectrum5D H41），可高效且精準地捕獲作物的表型信息，為作物育種和精準農(nóng)業(yè)提供有力的技術(shù)支持。

“該傳感器采用模塊化設(shè)計，將高光譜采集與三維點云測量融合，具有輕便敏捷的特點，適合輕小型無人機及地面移動平臺搭載使用。通過這一傳感器，科研人員可以快速獲取毫米分辨率的成像高光譜數(shù)據(jù)，并同步獲得作物精細三維形態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)作物空間三維、光譜維、時間維的五維實時同步感知。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)遙感機理與定量遙感重點實驗室主任楊貴軍介紹道。

在技術(shù)方面，該傳感器取得了三大顯著突破。“首先，它采用國產(chǎn)化像元級光譜濾光的快照式陣列分光技術(shù)，實現(xiàn)了視頻級高速同步成像。該技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)線陣推掃高光譜儀圖像幾何畸變大、校正難的問題，還將高光譜和激光雷達一體化整機的體積做到了業(yè)界最小，重量控制在3 kg 以內(nèi)。”楊貴軍說。

其次，該傳感器集成了先進的國產(chǎn)高精度測繪級激光雷達，采用獨特的三面塔鏡掃描結(jié)構(gòu)和高頻電機，每秒產(chǎn)生200～300 個激光剖面。在相同飛行條件下，其點密度是傳統(tǒng)激光雷達的4～6倍，絕對空間位置精度優(yōu)于3 cm。這一技術(shù)可以實現(xiàn)田間作物莖葉分布、植株高度等作物精細三維表型解析，為作物育種提供更加精準的數(shù)據(jù)支持。

“尤其是該傳感器還實現(xiàn)了無人機等移動平臺上三維點云和高光譜圖像的高精度圖-譜融合。這一技術(shù)的幾何測量精度優(yōu)于1 個像素，為農(nóng)作物育種表型技術(shù)從‘室內(nèi)’走向‘室外’、從單一‘形態(tài)結(jié)構(gòu)’走向‘功能-結(jié)構(gòu)’表型協(xié)同解析提供了有力支撐。”楊貴軍說。

國產(chǎn)空間永磁電子偏轉(zhuǎn)器助力巡天監(jiān)測

2024 年1 月9 日，愛因斯坦探針（EP）衛(wèi)星于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。15 套全國產(chǎn)化空間永磁電子偏轉(zhuǎn)器成功搭載于EP 衛(wèi)星寬視場X 射線望遠鏡（WXT）和后隨X 射線望遠鏡（FXT）載荷，為EP 衛(wèi)星開展時域天文探測和高能天體物理天文探測提供支撐。

EP 衛(wèi)星是中國科學院“空間科學（二期）”戰(zhàn)略性先導科技專項工程，于2017 年底正式立項，旨在開展深度大視場軟X 射線巡天監(jiān)測。在EP 衛(wèi)星巡天監(jiān)測過程中，宇宙射線中的低能電子輻射噪聲高于探測衛(wèi)星望遠鏡的本底噪聲，嚴重影響X 射線觀測精度，給巡天監(jiān)測科學任務的完成帶來了巨大挑戰(zhàn)。為此，中國科學院院士、中國科學院電工研究所研究員王秋良團隊創(chuàng)新性地提出多種構(gòu)型電子偏轉(zhuǎn)器方案，將全視角WXT 和FXT 載荷的電子射線偏轉(zhuǎn)效率分別提升至97%和99%。

早期，大部分天文觀測衛(wèi)星的電子偏轉(zhuǎn)器由歐美提供，其研制要同時兼顧輕量化、電子偏轉(zhuǎn)能力、電磁兼容性能以及視窗遮擋等問題，難度極大。研究團隊歷時6 年，成功突破多項核心關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了空間衛(wèi)星電子偏轉(zhuǎn)器技術(shù)的全國產(chǎn)化。發(fā)射升空之前，電子偏轉(zhuǎn)器已在地面進行了一系列嚴苛的振動沖擊、溫度循環(huán)、電子束偏轉(zhuǎn)定標以及電磁兼容性等空間環(huán)境模擬測試，達到EP 衛(wèi)星空間應用標準，預期工作壽命在10 年以上。

此次空間永磁電子偏轉(zhuǎn)器成功搭載于EP 衛(wèi)星，助力X 射線全天監(jiān)測，表明中國科學院電工研究所在輕量化強磁場空間電子偏轉(zhuǎn)器設(shè)計、制造等核心關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破，對我國后續(xù)開展空間探測強電磁裝備的研制工作具有重要指導意義。

合肥打造國際傳感智造港

合肥市廬陽區(qū)結(jié)合傳感器市場需求因勢而謀，擬打造合肥國際傳感智造港，構(gòu)建“一港七園”傳感產(chǎn)業(yè)格局，建設(shè)“傳世界、感未來、聚廬陽”的傳感產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

合肥國際傳感智造港將是一個集研發(fā)、設(shè)計、中試、生產(chǎn)、辦公配套為一體的7 個科技型園區(qū)的集合體。為更好地兼顧吸引力和實用性，合肥國際傳感智造港一是堅持互聯(lián)智能原則，打造創(chuàng)新現(xiàn)代的園區(qū)氣質(zhì)。高效推動“工業(yè)上樓”，找到更多“向上的力量”，讓企業(yè)在高層標準廠房高效生產(chǎn)、便捷辦公，降低企業(yè)用地成本，通過高效垂直運輸強化企業(yè)分工協(xié)作，加速產(chǎn)業(yè)集聚，形成具有“工業(yè)4.0”產(chǎn)業(yè)氣質(zhì)的城市形象，增添創(chuàng)新、現(xiàn)代、互聯(lián)、智能的科技感。二是堅持超級鏈接，打造串聯(lián)未來的生產(chǎn)格局。眾多“港中園”大多采用先進連廊、架空等形式，將廠區(qū)的研發(fā)中心、標準化廠房、研發(fā)廠房、綜合中心等功能設(shè)施進行串聯(lián)。三是堅持生態(tài)融合，打造交互共享的宜居生態(tài)。通過底層通廊與綠色通廊搭建園區(qū)慢行系統(tǒng)，設(shè)置大量退臺空間、庭院及綠色空間引入組團內(nèi)，形成流動、現(xiàn)代、充滿活力的智能裝備園區(qū)空間，營造生態(tài)、綠色的傳感器智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)。