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基于事件驅動方式的仿生視覺圖像傳感器，用于高速場景的拍攝 一、項目分類 關鍵核心技術突破、顯著效益成果轉化 二、成果簡介 隨著虛擬現實（VR）、增強現實（AR）和混合虛擬增強現實（MR）技術、自動駕駛、物聯網以及機器視覺等領域的飛速發展，對圖像傳感器的采集速度提出了更高的要求。傳統基于“幀”掃描形式的CMOS 或 CCD 圖像傳感器較難滿足高速運動物體的拍攝需求，若提高相機的圖像采集幀率，則需要采用高性能且結構復雜的模數轉換器，大量的圖像會帶來較大的數據冗余，此外，也會面臨功耗高的問題。 相比于傳統的光電和圖像傳感器，生物視網膜具有許多不可比擬的優勢。視網膜中的光感受器可根據外界光強的變化自適應調節增益，能夠感知超過 180dB 的光強范圍。另外，視網膜基于事件驅動式的采集方式，僅輸出場景中光強發生變化的信息，因而，能夠濾除低頻信息帶來的冗余。在信號處理和傳輸上，采用異步通信的方式，通過神經節細胞將光強信息轉換為時空脈沖信號，實現低功耗。 受到生物視網膜的啟發，研究人員提出了基于事件驅動方式的仿生視覺圖像傳感器，用于高速場景的拍攝。該類傳感器多采用對數像素電路作為光強探測單元，因其動態響應范圍寬，可隨機讀取。然而，對數電路在弱光環境下靈敏度低，幾乎沒有光響應，即仍然無法模仿視網膜弱光下的高靈敏度，除此之外，其輸出受到 (Fixed Pattern Noise，FPN)的影響，降低了圖像質量。 我們提出了一種兼容 CMOS 工藝的光敏二極管體偏置場效應晶體管器件(PD- body biased MOSFET，簡稱 PD-MOS)，其結構圖和等效電路如圖 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向襯底偏置效應實現集成光強探測及信號放大于一體的光電器件。該器件可解決對數電路在弱光下靈敏度低的問題，并且提出了一種明暗傳感器的方案以降低噪聲。設計成像測試方案并搭建靜態圖像采集測試系統，實現靜態顯示，通過 MTALAB 進行圖像恢復從而實現動態圖像顯示功能。   圖 1 (a) PD-MOS 器件結構及其 (b) 等效電路圖 經過商用 180nm CMOS 工藝流程制備后的器件概貌如圖 2 所示，圖 (a) 為三種不同像素設計的芯片實物圖，從上至下分別為環形結構、條形結構及對數像素電路，將其中的環形結構在顯微鏡下放大觀察可看到圖 (b) 所示的形貌，圖 (c) 為4個像素的顯微圖。   圖 2 (a) PD-MOS 成像陣列芯片的實物圖，(b) 環形結構芯片在顯微鏡下的放大圖以及 (c) 環形結構像素放大圖 上位機實時顯示效果如圖3所示，可以明顯看出兩根頭發相交。子圖 (a) 為暗態時的 100 幀平均灰度圖，子圖 (b) 為暗態時的曲面圖，子圖 (c) (e) (g) (i) 為光態下的圖，子圖 (d) (f) (h) (j) 為光態下的圖像數據減去暗態下圖像數據的降噪圖，可以發現在30nw/cm2 輻照度下已經出現頭發的輪廓，當輻照度繼續增加，頭發的輪廓越來越清晰，當輻照度達到 3mw/cm2，仍然可以看到頭發的輪廓。   圖 3 陣列芯片采集的圖像 不同于傳統計算機視覺系統的圖像采集方式，生物視覺系統的成像由視野場景中發生的事件觸發，且生物視網膜具有寬動態響應范圍、超低功耗以及異步傳輸等特點，這為仿生視覺系統的研究提供了全新的思路。隨著物聯網、自動駕駛以及安防等領域的快速發展，它們對高速動態圖像傳感器的需求也日益提升。近些年，針對這些需求，研究人員提出了一種用于采集高速動態信息的類視網膜相機，成為了一大熱點研究方向。類視網膜相機的工作原理模擬了生物視網膜事件驅動型的采集方式及異步型的傳輸模式，為動態視覺成像提供了硬件基礎。綜上，該類傳感器的研究具有十分重要的科研意義和深遠的經濟價值。

項目簡介： 發展自主知識產權的北斗衛

微晶玻璃腔體是激光陀螺的重要元件和組成部分，為了降低對進口材料的依賴程度、提高國產化水平，對國產微晶玻璃腔體在激光陀螺批量化生產中的可行性進行分析，主要研究內容包括：國產微晶玻璃的制造工藝；采用國產微晶玻璃腔體與采用進口微晶玻璃腔體的激光陀螺性能比較；使用國產微晶玻璃腔體激光陀螺樣機。使用國產化微晶玻璃腔體激光陀螺樣機零偏穩定性和溫度零偏變化率能夠達到現有水平。

蜂群自組網系統具有自組織通信及抗干擾能力，完成地面系統與蜂群之間、蜂群內部各種指令信息、規劃信息、協同信息、狀態信息、載荷信息及目標信息的交互與共享。 自組網系統具有32空中節點+2地面節點快速動態自組網能力和網絡內部信息互聯互通能力；最大點對點通信速率12Mbps；采用TDMA多址方式工作；跳頻速率2萬跳。 聯合時域、碼域和頻域的抗干擾技術：可對抗30%的頻域/時域壓制式干擾。多載波通信體制與頻域均衡技術：具有較強的抗多徑能力，在低空視距或者非視距場景下，仍能正常工作。 小型化設計：重量350克，體積小于850mm×850mm×25mm。

提高金屬結構材料的強度和韌性對拓展材料的應用領域具有重要意義，特別對于顆粒增強鋁基復合材料，其具有高的比強度、比剛度、耐磨、耐疲勞、低熱膨脹性、低密度、高微屈服強度、良好的尺寸穩定性和導熱性等優異的力學性能和物理性能，在航空航天和軌道交通領域有廣泛應用前景，是新型結構材料中的新生中堅力量。本項目在掌握了顆粒相設計、復合材料熔體制備、鑄造、擠壓和熱處理工藝的前提下，以低溫場和電磁場為加工途徑，通過調控低溫處理時的降溫速度、處理時間、處理溫度和循環次數，調控電磁場強度、磁場作用時間等參數，對固溶時效態的

項目采用現代物理加工技術（磁控沉積）和連續卷繞加工方法生產具有抗靜電、防輻射、抑菌、自清潔等復合功能的紡織材料，項目致力于解決傳統功能化整理對環境的污染和對人體造成的傷害等問題，項目提出使用卷繞式濺射技術，實現功能納米粒子在紡織材料表面動態沉積，從而實現紡織材料的功能化。 關鍵技術 項目圍繞物理沉積技術的產業化加工技術展開研究并形成科研成果，以卷繞式濺射設備的設計和功能紡織品的結構構建等為主要研究內容，重點攻克了卷繞式紡織材料濺射設備的張力控制、在線監測、溫度控制等關鍵技術，在提高功能效果的同時降低了成本消耗。 知識產權及項目獲獎情況 授權專利：一種以無紡織布為基底制備柔性電路的方法（專利號 :200710023298.8） 項目成熟度 小批量生產階段 投資期望及應用情況 效益分析（資金需求總額 200 萬元） 應用情況：江蘇菲特濾料有限公司，宿遷神龍家紡有限公司 

產品詳細介紹 1.產品由壓力表、安全閥、進氣閥、進排液閥、漏斗、貯氣筒、液壓室、帶刻度背板等組成，固定在底座上； 2. 液壓室采用透明有機玻璃制成，容積不小于600ml； 3. 貯氣筒采用透明有機玻璃制成，高400mm，外徑32mm，內徑22mm； 4. 帶刻度背板垂直固定在貯氣筒背面，中間是刻度線，兩邊由上至下每十格標注0—0.9數字； 5. 數顯壓力表，精度高，指示準確； 6. 儀器整體實驗誤差≤1%； 7.國家行業標準起草單位； 8.實用新型專利產品。

AR探究實驗資源庫，按照國家課程標準實驗要求，將中學難懂的抽象的復雜的實驗運用3D建模及AR技術營造虛實合一的實驗場景。老師無需佩戴任何體感設備即可進行手勢操作，通過手勢可以實現抓取、移動、添加、減少、旋轉、拆除、組合等動作，從而進行探究實驗操作。 AR探究實驗資源庫包含： 資源優勢： 1、覆蓋初中物理/化學/生物所有重點難點實驗內容，按照章節排列 2、將幾近真實地虛擬實驗環境呈現并嫁接到現實課堂中 3、顯示虛擬輔助線，彌補真實實驗中無法觀察的信息 4、智能記錄實驗數據，以便進行實驗數據驗證

? 南京師范大學課程資源研究所 中學物理數字化探究實驗室配置方案 一、基礎型配置（31套：教師1套，學生30套（2學生/組，以每班60學生分組）），每套配置標準如下： 序號 名稱 型號 規格與性能要求 單位 數量 1 數據采集器 SJ-SJCJQ 具有在線和離線功能，支持多通道采集數據。 個 1 2 南師大分析軟件 NJSFDX-V3 具有豐富的數據分析與圖形數據處理功能。 個 ? 1 3 聲音傳感器 SJDIS-1 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：30～130 dB，分辨率：0.1db 個 1 4 溫度傳感器 SJDIS-2 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 個 1 5 電流傳感器 SJDIS-3 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 測量范圍2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 個 1 6 力傳感器 SJDIS-6 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：－50～+50N, 分辨率： 0.01N 測量范圍2：－5～+5N, 分辨率： 0.005N 個 2 7 電壓傳感器 SJDIS-7 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-15V～+15V, 分辨率：0.006V 測量范圍2：-6V～+6V, 分辨率：0.003 V 個 1 8 光電門傳感器 SJDIS-10 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 使用范圍：檢測器上升時間/500ns以上檢測器下降時間/50ns以下.分辨率：0.01mS 個 1 9 包裝箱 ? ? 個 1 10 數據連接線 ? ? 根 2 11 電源 ? ? 個 1 12 USB連接線 ? ? 根 1 13 使用指導書 ? ? 本 1 14 針筒 ? ? 個 1 ? 二、普及型配置（31套：教師1套，學生30套（2學生/組，以每班60學生分組）），每套配置標準如下： 序號 名稱 型號 規格與性能要求 單位 數量 1 數據采集器 SJ-SJCJQ 具有在線和離線功能。支持多通道采集數據。 個 1 2 南師大分析軟件 NJSFDX-V3 具有豐富的數據分析與圖形數據處理功能。 個 1 3 聲音傳感器 SJDIS-1 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：30～130 dB，分辨率：0.1db 個 1 4 溫度傳感器 SJDIS-2 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 個 1 5 電流傳感器 SJDIS-3 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 測量范圍2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 個 1 6 光強傳感器 SJDIS-4 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：0～15000 lx，分辨率：5 lx 測量范圍2：0～1000 lx，分辨率：0.2 lx 個 1 7 位移傳感器 SJDIS-5 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0.15～1.5m, 分辨率：0.01m 個 1 8 力傳感器 SJDIS-6 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：－50～+50N, 分辨率： 0.01N 測量范圍2：－5～+5N, 分辨率： 0.005N 個 2 9 電壓傳感器 SJDIS-7 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-15V～+15V, 分辨率：0.006V 測量范圍2：-6V～+6V, 分辨率：0.003 V 個 1 10 磁場傳感器 SJDIS-9 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-100mT～+100mT, 分辨率：0.02 mT 測量范圍2：-10mT～+10mT, 分辨率：0.01 mT 個 1 11 光電門傳感器 SJDIS-10 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 使用范圍：檢測器上升時間/500ns以上檢測器下降時間/50ns以下.分辨率：0.01mS 個 1 12 壓強傳感器 SJDIS-11 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 個 1 13 包裝箱 ? ? 個 1 14 數據連接線 ? ? 根 2 15 電源 ? ? 個 1 16 USB連接線 ? ? 根 1 17 使用指導書 ? ? 本 1 18 針筒 ? ? 個 1 ? 三、拓展型配置（31套：教師1套，學生30套（2學生/組，以每班60學生分組）），每套配置標準如下： 序號 名稱 型號 規格與性能要求 單位 數量 1 數據采集器 SJ-SJCJQ 具有在線和離線功能。支持多通道采集數據。 個 1 2 南師大分析軟件 NJSFDX-V3 具有豐富的數據分析與圖形數據處理功能。 個 1 3 聲音傳感器 SJDIS-1 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：30～130 dB，分辨率：0.1db 個 1 4 溫度傳感器 SJDIS-2 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-25℃～125℃，分辨率：0.01℃ 個 1 5 電流傳感器 SJDIS-3 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A 測量范圍2：-1.0A～+1.0A，分辨率：0.001A 個 1 6 光強傳感器 SJDIS-4 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：0～15000 lx，分辨率：5 lx 測量范圍2：0～1000 lx，分辨率：0.2 lx 個 1 7 位移傳感器 SJDIS-5 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0.15～1.5m, 分辨率：0.01m 個 1 8 力傳感器 SJDIS-6 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：－50～+50N, 分辨率： 0.01N 測量范圍2：－5～+5N, 分辨率： 0.005N 個 2 9 電壓傳感器 SJDIS-7 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-15V～+15V, 分辨率：0.006V 測量范圍2：-6V～+6V, 分辨率：0.003 V 個 1 10 微電流傳感器 SJDIS-8 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-10μA～10μA, 分辨率：0.01μA 測量范圍2：-1μA～1μA, 分辨率：0.001μA 個 1 11 磁場傳感器 SJDIS-9 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍1：-100mT～+100mT, 分辨率：0.02 mT 測量范圍2：-10mT～+10mT, 分辨率：0.01 mT 個 1 12 光電門傳感器 SJDIS-10 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 使用范圍：檢測器上升時間/500ns以上檢測器下降時間/50ns以下.分辨率：0.01mS 個 1 13 壓強傳感器 SJDIS-11 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa 個 1 14 核幅射傳感器 SJDIS-12 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～4096Bq（放射性活度單位），分辨率：1B 個 1 15 常開傳感器 SJDIS-24 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～5V，分辨率：0.01V 個 1 16 常閉傳感器 SJDIS-25 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：0～5V，分辨率：0.01V 個 1 17 加速度傳感器 SJDIS-26 規格：內置鋰電，具有LCD顯示、數據儲存功能，能脫離計算機進行采集、顯示、記錄數據。與計算機的連接支持兩種方式:（1）通過數據采集線直接與計算機USB相連；（2）通過藍牙與計算機相連。 測量范圍：-10g ～+10g，分辨率：0.01g 個 1 18 包裝箱 ? ? 個 1 19 數據連接線 ? ? 根 2 20 電源 ? ? 個 1 21 USB連接線 ? ? 根 1 22 使用指導書 ? ? 本 1 23 針筒 ? ? 個 1