行業(yè)資訊

國(guó)產(chǎn)化新型視頻高光譜與點(diǎn)云“圖-譜合一”傳感器研發(fā)成功

近日，國(guó)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(xué)院信息技術(shù)研究中心聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所，成功研發(fā)出首款國(guó)產(chǎn)化新型視頻高光譜與點(diǎn)云“圖-譜合一”傳感器（iSpectrum5D H41），可高效且精準(zhǔn)地捕獲作物的表型信息，為作物育種和精準(zhǔn)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(jì)，將高光譜采集與三維點(diǎn)云測(cè)量融合，具有輕便敏捷的特點(diǎn)，適合輕小型無(wú)人機(jī)及地面移動(dòng)平臺(tái)搭載使用。通過(guò)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(xì)三維形態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)作物空間三維、光譜維、時(shí)間維的五維實(shí)時(shí)同步感知?！鞭r(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)遙感機(jī)理與定量遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guó)產(chǎn)化像元級(jí)光譜濾光的快照式陣列分光技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了視頻級(jí)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(wèn)題，還將高光譜和激光雷達(dá)一體化整機(jī)的體積做到了業(yè)界最小，重量控制在3 kg 以內(nèi)?！睏钯F軍說(shuō)。

其次，該傳感器集成了先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)高精度測(cè)繪級(jí)激光雷達(dá)，采用獨(dú)特的三面塔鏡掃描結(jié)構(gòu)和高頻電機(jī)，每秒產(chǎn)生200～300 個(gè)激光剖面。在相同飛行條件下，其點(diǎn)密度是傳統(tǒng)激光雷達(dá)的4～6倍，絕對(duì)空間位置精度優(yōu)于3 cm。這一技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)田間作物莖葉分布、植株高度等作物精細(xì)三維表型解析，為作物育種提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

“尤其是該傳感器還實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)等移動(dòng)平臺(tái)上三維點(diǎn)云和高光譜圖像的高精度圖-譜融合。這一技術(shù)的幾何測(cè)量精度優(yōu)于1 個(gè)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(shuō)。

國(guó)產(chǎn)空間永磁電子偏轉(zhuǎn)器助力巡天監(jiān)測(cè)

2024 年1 月9 日，愛(ài)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(guó)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(chǎng)X 射線望遠(yuǎn)鏡（WXT）和后隨X 射線望遠(yuǎn)鏡（FXT）載荷，為EP 衛(wèi)星開(kāi)展時(shí)域天文探測(cè)和高能天體物理天文探測(cè)提供支撐。

EP 衛(wèi)星是中國(guó)科學(xué)院“空間科學(xué)（二期）”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)工程，于2017 年底正式立項(xiàng)，旨在開(kāi)展深度大視場(chǎng)軟X 射線巡天監(jiān)測(cè)。在EP 衛(wèi)星巡天監(jiān)測(cè)過(guò)程中，宇宙射線中的低能電子輻射噪聲高于探測(cè)衛(wèi)星望遠(yuǎn)鏡的本底噪聲，嚴(yán)重影響X 射線觀測(cè)精度，給巡天監(jiān)測(cè)科學(xué)任務(wù)的完成帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。為此，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院電工研究所研究員王秋良團(tuán)隊(duì)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(cè)衛(wèi)星的電子偏轉(zhuǎn)器由歐美提供，其研制要同時(shí)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(wèn)題，難度極大。研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)6 年，成功突破多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空間衛(wèi)星電子偏轉(zhuǎn)器技術(shù)的全國(guó)產(chǎn)化。發(fā)射升空之前，電子偏轉(zhuǎn)器已在地面進(jìn)行了一系列嚴(yán)苛的振動(dòng)沖擊、溫度循環(huán)、電子束偏轉(zhuǎn)定標(biāo)以及電磁兼容性等空間環(huán)境模擬測(cè)試，達(dá)到EP 衛(wèi)星空間應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)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(cè)，表明中國(guó)科學(xué)院電工研究所在輕量化強(qiáng)磁場(chǎng)空間電子偏轉(zhuǎn)器設(shè)計(jì)、制造等核心關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破，對(duì)我國(guó)后續(xù)開(kāi)展空間探測(cè)強(qiáng)電磁裝備的研制工作具有重要指導(dǎo)意義。

合肥打造國(guó)際傳感智造港

合肥市廬陽(yáng)區(qū)結(jié)合傳感器市場(chǎng)需求因勢(shì)而謀，擬打造合肥國(guó)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(lái)、聚廬陽(yáng)”的傳感產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

合肥國(guó)際傳感智造港將是一個(gè)集研發(fā)、設(shè)計(jì)、中試、生產(chǎn)、辦公配套為一體的7 個(gè)科技型園區(qū)的集合體。為更好地兼顧吸引力和實(shí)用性，合肥國(guó)際傳感智造港一是堅(jiān)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(dòng)“工業(yè)上樓”，找到更多“向上的力量”，讓企業(yè)在高層標(biāo)準(zhǔn)廠房高效生產(chǎn)、便捷辦公，降低企業(yè)用地成本，通過(guò)高效垂直運(yùn)輸強(qiáng)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(jiān)持超級(jí)鏈接，打造串聯(lián)未來(lái)的生產(chǎn)格局。眾多“港中園”大多采用先進(jìn)連廊、架空等形式，將廠區(qū)的研發(fā)中心、標(biāo)準(zhǔn)化廠房、研發(fā)廠房、綜合中心等功能設(shè)施進(jìn)行串聯(lián)。三是堅(jiān)持生態(tài)融合，打造交互共享的宜居生態(tài)。通過(guò)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(tái)空間、庭院及綠色空間引入組團(tuán)內(nèi)，形成流動(dòng)、現(xiàn)代、充滿活力的智能裝備園區(qū)空間，營(yíng)造生態(tài)、綠色的傳感器智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)。