浅析智能光学发展现状
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浅析智能光学发展现状
作者：梁宇宏
来源：《科技资讯》2017年第31期
摘 要：现代光学研究有朝着宏观/微观双向发展的趋势，随着光学技术应用领域的不断扩展，传统的，以“静态系统”为主的光学技术已难以适应科学研究的新需求。由此智能光学应运而生，其是基于传统光学技术提供的一个全新概念，其技术基础主要依赖于自适应光学和主动光学技术。本文从智能光学的概念出发，对智能光学技术（智能光学系统、动态光学调制技术、动态光学探测技术等）进行评述。同时，基于智能光学技术的特点，对智能光学发展现状进行探究。
关键词：智能光学 自适应及主动光学 动态光学调制 动态光学探测及发展现状
中图分类号：O43 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0228-02
智能光学（Smart Optics or Intelligent Optics），是传统光学与现代计算机系统相结合的产物。智能光学集新材料、计算机信息、电子、紧密加工等现代技术于一体，极大地扩展了传统光学系统应用领域。智能光学以自适应光学和主动光学技术为基础，与微电子学、信息光学、光电子学等学科领域有着紧密的联系——智能光学与相关学科相互促进、共同发展。
1 智能光学的概念
国外科学家（Greenaway）将智能光学定义为能够实现动态调整的光学技术和组件。智能光学是一项不断发展的概念，其最初是建立在自适应光学和主动光学上的一项技术——以反射光学组件为主要设备进行波前相位的动态调制。这里将对自适应光学和主动光学进行简单介绍。
1.1 自适应光学
在介绍自适应光学技术前，先对“大气湍流”的概念进行简单介绍。大气湍流实质上是大气中的一种运动形式，由于大气湍流的存在，大气中的水气、热量、动量以及污染物的水平和垂直交换作用得到了极大地增强，而这种运动强度增大趋势远大于分子运动强度的程度。我们知道，大气属于光波的传输媒介之一，光波在大气当中传播时，由于受到大气湍流的影响，进而产生波前畸变（波前在经过传输介质传输后发生了变化）。自适应光学技术应用旨在补偿因大气湍流或其他因素导致的波前畸变。当前，自适应光学主要在智能光学中起到利用变形镜实现高速、小幅波前调制的重要作用。
1.2 主动光学 龙源期刊网
主动光学属于一种波面校正技术，其旨在校正望远镜光学系统及其支架受到温度、重力等因素引起的变形。除大气湍流的影响外，诸如温度、压力、重力等因素都可能会导致望远镜的正常观测受到干扰（波前产生形变），通过主动光学技术，可以控制计算机触动器根据波前形变情况调整自身的工作状态，以实时监测并及时消除波前形变。简而言之，主动光学是通过望远镜内置的“改正仪”主动改变镜面形状以提高像质的技术。
随着智能光学的进一步发展，建立在适应性光学和主动光学上的智能光学的概念也得到了进一步补充，即具有可动态调整、可自动控制和可测量能力的光学技术、组件和系统。现阶段，折射衍射光学组件以及光电子组件等也被广泛应用于测控、调制波前相位的过程中；而动态调整光学组件在智能光学中应用，则进一步扩大了光学系统的功能，实现了对波前幅度、偏振、波频率、光强等参数的调制和测控。智能光学进一步推动了传统光学的发展，对于一些设计复杂、常规加工难以实现的光学系统，利用智能光学可以有效地简化光学系统的设计，同时提高光学系统的性能。智能光学在天文、军事、医学等领域都有着广泛的应用。
2 动态光学调制
上文已经提到，波前畸变是一个影响光学成像的重要因素，智能光学系统中的自适应光学技术和主动光学技术都是为了实现对波前畸变的校正或补偿。动态光学调制作为智能光学的核心技术之一，其也是为了校正或补偿波前畸变，从而提高光学系统的性能。这里以波前畸变的调制（校正或补偿）为重点，介绍几种常用的动态光学调制技术。
2.1 波前动态调制技术
波前调制器是实现波前动态调制技术的核心光学组件，其用于对波前相位或波前幅度进行调制（某些波前调制器兼具波前相位和波前幅度调制的功能）。波前调制器通常由反射镜和促动器（二者组合为阵列）构成，根据反射镜拼接镜面和整体镜面的不同结构，可以将波前调制器分为分立和连续两种形式。自适应光学和主动光学常用的促动器包括机电促动器、压力促动器、压电促动器以及微机促动器等。
自适应光学技术用于高速、小幅的波前调制，其波前调制器（也称之为波前校正器）对精度的要求比较高。自适应光学常用的波前调制器有微机电变形镜、电磁变形镜、压电变形镜以及液晶空间光调制器等。当前，自适应光学波前调制器正朝向高密度、集成化、大幅度调制发展。提高促动器的密度能够有效降低实现校正波前畸变的难度，但其会降低调制幅度。
主动光学技术多应用于大口径的反射式望远镜，其能够实现低速、大幅的波前调制，因而需要较强的支撑力。机电促动器和压力促动器是构成主动光学动态支撑结构的主要单位，其起到为主动光学动态支撑结构提供足够支撑力的作用。
2.2 其他动态调制技术 龙源期刊网
光强动态调制技术：光强动态调制技术主要依赖于空间光调制器实现，应用于投影显示光学领域。光强动态调制使用的调制器一般为分立的结构。
光谱动态调制：光谱动态调制，其主要利用声光调谐滤波器和液晶调谐滤波器对光谱进行动态滤波。这项技术在许多光学系统（如显微成像、遥感成像等领域）中有着极为广泛的应用。声光调谐滤波器的响应速度较高，但其像质相对不足；液晶调谐滤波器的像质较高，但其相应速度较低。
3 动态光学探测
基于波前相位和光强信息的光学特性对光学调制进行动态控制。光强动态控制和波前动态控制得以实现的基础是各种光电传感器。例如，光电倍增管、雪崩二极管、光电耦合器件等。光电传感器可实现对光强信息的直接探测；光电传感器与其他光学器件可组成波前探测器，用以探测波前信息。根据波前探测器波前探测位置的不同，可以将其分为光瞳面波前探测器和焦面波前探测器两类；根据波前重构过程的不同，可以将其分为线性波前探测器和非线性波前探测器两类。
4 智能光学系统
综上所述，我们可以将智能光学系统定义为：具有动态光学调制或（和）动态光学探测功能的、能够根据光学特性进行动态控制的光学系统。当前，智能光学系统的动态控制功能可以分为开环控制和闭环控制两类，开环控制系统主要包括调制器和控制器两部分；闭环控制系统主要包括调制器、探测器、控制器三部分。智能控制系统可以分为自适应控制系统和主动控制系统两类。
自适应控制系统主要利用波前探测器获取到的波前信息反馈给波前校正器以实现调制功能。但需要指出的是，应用于显微系统或者是大气湍流过强的环境中时，波前探测器会受到较为严重的干扰以至于不能准确获取波前信息。自适应光学系统主要应用于补偿地基式望远镜成像过程中的大气湍流，调制（校正）变化速度较快的波前畸变。
主动光学系统主要应用于反射式、大口径望远镜中，用以调制望远镜主镜的波前畸变。当前，主动光学已经成为了大口径望远镜所必备的一项重要技术。随着望远镜口径的不断增大，一些天基望远镜也开始采用主动光学技术改善像质。例如，著名的詹姆斯·韦伯空间望远镜采用了复杂拼接镜面主动光学系统获得了较为理想的像质。
参考文献
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浅析机电一体化技术的现状和发展趋势
浅析机电一体化技术的现状和发展趋势 刘轶娅 （秦皇岛广播电视大学 河北 秦皇岛０６６００１） 摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果．文章简述了机电一体化技术的基本 概要和发展背景，综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。 关键词：机电一体化；技术现状；产品；制造技术；发展趋势 中图分类号：ＴＨ１６４ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５—２２７２．２０１３．０７．００６ 现代科学技术的不断发展．极 大地推动了不同学科的交叉与渗 透．导致了工程领域的技术革命与 改造。在机械工程领域，由于微电 子技术和计算机技术的迅速发展 及其向机械工业的渗透所形成的 机电一体化．使机械工业的技术结 构、产品机构、功能与构成、生产方 式及管理体系发生了巨大变化．使 工业生产由“机械电气化”迈入了 “机电一体化”为特征的发展阶段。 １机电一体化概要 机电一体化是指在机构的主 功能、动力功能、信息处理功能和 控制功能上引进电子技术．将机械 装置与电子化设计及软件结合起 来所构成的系统的总称 机电一体化发展至今已成为 一门有着自身体系的新型学科．随 着科学技术的发展．还将被赋予新 的内容，其基本特征为：机电一体 化是从系统观点出发．综合运用机 械技术、微电子技术、自动控制技 术、计算机技术、信息技术、传感测 控技术、电力电子技术、接口技术、 信息变换技术以及软件编程技术 等群体技术．根据系统功能和优化 组织目标．合理配置与布局各功能 单元，在多功能、高质量、高可靠 性、低能耗的意义上实现特定功能 价值．并使整个系统最优化的系统 工程技术 由此而产生的功能系 统．则成为一个机电一体化系统或 产品。因此．“机电一体化”涵盖“技 术”和“产品”两个方面 只是“机电 一体化技术”是基于上述群体技术 有机融合的一种综合技术．而不是 机械技术、微电子技术以及其它新 技术的简单组合、拼凑。这是机电 一体化与机械加电气所形成的机 械电气化在概念上的根本区别。机 械工程技术由纯技术发展到机械 电气化．仍属传统机械．其主要功 能依然是代替和放大 但发展到机 电一体化后．其中的微电子装置除 可取代某些机械部件的原有功能 外．还能赋予许多新的功能．如自 动检测、自动显示记录、自动调节 与控制、自动诊断与保护等。 ２机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以 分为３个阶段 ２０世纪６０年代以前为第一阶 段。这一阶段称为初级阶段。在这 一时期．人们自觉不自觉地利用电 子技术的初步成果来完善机械产 品的性能 特别是在第二次世界大 战期间．战争刺激了机械产品与电 子技术的结合．这些机电结合的军 用技术．战后转为民用。对战后经 作者简介：刘轶娅（１９６３一），女，秦皇岛市广播电视大学高级工程师，研究方向：机电工程。 收稿日期：２０１３—０４—２４ １４科技创业月刊２０１３年第７期 济的恢复起了积极的作用 ２０世纪７０ ８０年代为第二阶 段．可称为蓬勃发展阶段。这一时 期，计算机技术、控制技术、通信技 术的发展．为机电一体化的发展奠 定了技术基础。大规模、超大规模 集成电路和微型计算机的迅猛发 展．为机电一体化的发展提供了充 分的物质基础 这个时期的特点 是：①ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ一词首先在日 本被普遍接受．大约到２０世纪８０ 年代末期在世界范围内得到比较 广泛的承认；②机电一体化技术和 产品得到了极大发展：③各国均开 始对机电一体化技术和产品给以 很大的关注和支持 ２Ｏ世纪９０年代后期．开始了 机电一体化技术向智能化方向迈 进的新阶段．机电一体化进入深入 发展时期。一方面．光学、通信技术 等进入了机电一体化．微细加工技 术也在机电一体化中崭露头脚．出 现了光机电一体化和微机电一体 化等新分支：另一方面对机电一体 化系统的建模设计、分析和集成方 法．机电一体化的学科体系和发展 趋势都进行了深入研究。同时，由 于人工智能技术、神经网络技术及 光纤技术等领域取得的巨大进步． 为机电一体化技术开辟了发展的
浅析整车HUD标定失败的影响因素
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作者：***
来源：《时代汽车》2023年第24期
摘 要：随着汽车行业智能化的发展，越来越多车企提出智能驾驶座舱概念，抬头显示作为智能座舱系统的一个重要模块，逐步得到推广和应用。目前主流的应用方案是风挡式抬头显示，不仅对抬头显示与智能座舱控制模块交互通讯有较高的要求，而且在安装尺寸链上存在较高精度要求，同时标定检测设备也提出很高要求，这些都是直接影响整车标定成功的重要因素。
关键词：智能座舱 抬头显示 尺寸链 检测标定
1 引言
汽车抬头显示（Head Up Display，HUD），是将仪表中导航路线、档位信息和时速信息通过HUD发出光源将信息投影在前挡玻璃，或者前方形成虚拟的导航信息，驾驶员可以不用低头正常观察前方获取相关信息。目前主流HUD主要为W-HUD（Windshield HUD）和AR-HUD（Augmented Reality HUD）两种类型，W-HUD是通过光学投影原理，将光投射在前挡风玻璃上，驾驶员观察前挡玻璃信息即可。AR-HUD 利用了增强现实技术，将虚像信息和现实路况实时信息进行叠加，让驾驶员更直接获取信息，后续与ADAS相关功能结合使用，如图1。
本文基于HUD在整车装配过程中的制造因素以及HUD自身存在的风险，阐述W-HUD在出厂控制的标定和检测环节遇到的失效模式及对应的解决方案。
2 风挡HUD成像及标定原理
风挡HUD是设备内部通过高强度光源发出光束，经过HUD内部的大小反光镜面将光束投射至挡风玻璃，驾驶人眼睛捕捉获得相关信息。HUD设备内部可程序高度可以调整反射镜面角度来实现，反光镜是依据电机调整从而实现角度的调整。整车的UI界面中通常也包括HUD高度的设定，UI界面的指令转化CAN信号，HUD根据UI的指令切换不同高度挡位，成像可以投射不同位置，以此满足不同身高驾驶人的实际需求。
浅析分析仪器的发展及趋势
科技信息 ０机械与电子ｏ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２００８年第２ｌ期
浅析分析仪器的发展及趋势
高金魁’刘方新 姜媛。梁进军’ （１．山东省科学器材供应服务站 山东济南２５００００；２．山东省技术开发服务中心 山东济南２５００１４： ３．山东省科学技术情报研究所 山东 济南２５００００）
【摘要】分析仪器正向智能化方向发展，本文对分析仪器的发展情况及趋势进行了论述。 【关键词】分析仪器；发展；趋势
业内人士指出分析仪器正向智能化方向发展，发展趋势主要表现 是：基于微电子技术和计算机技术的应用实现分析仪器的自动化．通 过计算机控制器和数字模型进行数据采集、运算、统计、处理，提高分 析仪器数据处理能力，数字图像处理系统实现了分析仪器数字图像处 理功能的发展；分析仪器的联用技术向测试速度超高速化、分析试样 超微量化、分析仪器超小型化的方向发展。 ●世界分析仪器事业持续快速发展。 从技术发展角度来看，世纪之交的世界分析仪器技术可以说正在 经历一场革命性的变化。传统的光学、热学、电化学、色谱、波谱类分析 技术都已从经典的化学精密机械电子学结构、实验室内人工操作应用 模式，转化为光、机、电、算（计算机）一体化、自动化的结构，并正向更 名副其实的智能系统发展（带有自诊断、自控、自调、自行判断决策等 高智能功能）。 从世界分析仪器销售增势来看，世纪之交在农业、能源、信息、环 境、材料、生物、医学等领域快速发展的全球需求刺激下，加上分析仪 器技术发展推动的分析仪器更新换代周期不断缩短，使多年来世界分 析仪器市场销售额保持１０％左右甚至更高的年增长率。这说明分析仪 器行业不是“夕阳产业”．而是能不断更新保持旺盛的生命力。 ●世界分析仪器技术更新快、高科技含量增长迅猛。 为适应现代高科技研究和产业的迅猛发展，作为信息时代信息获 取一处理一传输链的源头技术，分析仪器技术的发展是必然的，没有新 的分析方法、分析技术和相应的全新分析仪器，不能更高、更全面、更 灵敏、更可靠、更方便地获取研究、生产、社会、环境等领域中全方位的 分析检测信息，２１世纪的信息时代就无从谈起。这是我们在世纪之交 期间面临新形势的一个特征，也是分析仪器新技术、新元器件、新产品 的不断涌现，高科技含量越来越大的缘由。从另一个角度来说，也是被 世界科技和产业、人类社会发展大形势的要求逼出来的，是分析仪器 技术适应大形势发展的结果。 ●分析技术和分析仪器的应用日益拓展。 在２Ｏ世纪前些年，经典的分析技术现代产业大生产服务．主要为 了适应分析、监控工农生产，保证产品质量，保障大生产流程安全高效 的要求而发展提高的：当今世纪之交的技术和分析仪器的“用武之地” 已经大大拓展．最引人注目的是在生物、环保、医学等有关人的生存、 发展领域的应用日新月异．现代高科技在军事方面的发展也促进了分 析技术和分析仪器的应用拓展（例如生物武器、化学武器战争中调整、 灵敏、准确的现场毒物检测、生命保障任务也大大扩大了分析仪器的 应用领域）。 可以肯定：在新世纪到来后，分析技术和分析仪器的应用由“物” 到“人”的拓展趋势将更加显著。我们必须看准这个发展潮流，分析仪 器事业的发展思路中摆正位置、选好方向。全球科学仪器的主要市场 为美、德、日、法、英、意等工业发达国家。主要生产国和出口国是美、 德、英、瑞士、日本、意大利。近年来，部分发展中国家对科学仪器的需 求增长很快．这些国家（地区）有：智利、捷克、洪都拉斯、印度、台湾省、 厄瓜多尔和埃及等，他们对科学仪器的进口正在以年均１５％一３０％的 速度增长。 拉美市场由于不断开放，国内工业正在面对大量进口产品的竞 争。市场的开放导致科学仪器进口关税率下调和外汇控制放宽．例如 哥斯达黎加减让关税，为进口商及时提供外汇，进口商可从任何一家 当地银行获得外汇，而无须中央银行批准，进口产品与当地产品的竞 争迫使当地企业加强质量管理，提高产品质量，并增加质量管理所用 的各种检测仪器的进口。拉美地区大部分国家没有科学仪器的知道能 力，少数国家如巴西虽然有一定制造能力，但无法供应精密的高水平 的仪器。一些进行经济改革，特别是企业私有化进程加快的国家．如墨 西哥的企业为了提高竞争力，对研究开发项目越来越重视，这有利于 科研用的各种物理、化学分析仪器需求的增长。另外．环保也更加受到 政府的重视，气体分析仪器等的需求量正在上升。美国、德国、瑞士和 日本是拉美国家科学设备的主要供应国，巴西因地理优势占有一定市 场。该市场要求产品价格合理，质量优良，送货及时耐用性强。东欧国 家中引人注目的市场是捷克、波兰、罗马尼亚。由于公费医疗被取消和 大型环保工程计划出台，捷克对仪器仪表有强大奢求。波兰是东欧最 大的仪表市场，国内生产有限，进口壁垒很小，用于科研的设备免征关 税。匈牙利的医疗制度也正在变革，但受购买预算约束。乌克兰等其他 东欧国家的主要需求部门也是科研和教育机构，这些部门购买力有 限。东欧、俄罗斯、乌克兰精于生产各种分析测量仪。但在生产自动控 制仪器、边缘设备和软件等方面比西方国家差。非洲、埃及、摩洛哥是 重要的仪器仪表市场。根据埃及１９９２—１９９７年的五年计划，政府拨款 ４亿美元改造科研机构的装备，由于本国产量很小，几乎均依靠进口。 其中进口较多的产品有：化学分析仪器、光学仪器、检测仪器。此外，尼 日利亚也很引人注目．该国对科学仪器需求很少，但仪器、制药业、化 妆品的国家标准非常严格，迫使企业大量购买检测仪表。 在东亚，亚洲“四小龙”、印度、印尼、马来西亚、菲律宾、巴基斯坦 及泰国对仪器仪表有旺盛的需求。亚洲“四小龙”面临产业结构升级， 对科研开发十分重视。新加坡政府对工业企业研究开发有专门的财政 资助；香港产业转轨也加大了研究开发投入；台湾省当局不仅增加了 基础研究开发的财政支出，而且对私人企业的研究开发给予减免税优 惠。这些国家和地区对高附加值的化学分析仪器、物理分析仪器、电子 测量仪器有很大需求。印度的仪器仪表市场呈现持续上升的势头。由 于政府强调高效率和竞争力，再加上对能源、电力钢铁、化肥纺织、造 纸、石油、石化、制药、生物技术及食品加工等各个部门的技术改造规 划及随着印度制造商和出口商越来越多的实行ＩＳＯ９０００系列质量认 证体系。对购置仪器仪表的支出正在增加。印度还有相当大量的科研 机构和大学从事高科技研究和质量控制工作，这些部门也在推动高技 术科学实验设备需求上升。 泰国在东南亚国家中是卫生防疫支出最多的国家，对分光仪、分 光光度计、摄谱仪的需求正在迅速扩大，日本的产品在这个市场占据 首位。印尼正在提高其产品在全球的竞争力，在质量控制有严格的标 准．需要进行质量控制的高级实验。马来西亚日益强调各产业加强研 究开发．科学实验设备的销售正在增加。菲律宾以化工业为最大需求 者，其实是冶金工业，对化学分析仪器的需求也在增长。ｌ
浅析机电一体化技术的现状和发展趋势 2
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浅析机电一体化技术的现状和发展趋势 宋立峰 （哈同高等级公路管理处宾州管理所） 摘要：简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电 一体化技术的发展趋势。 关键词：ｇｔ电一体化；技术；现状；产品；制造技术；发展趋势 中图分类号：Ｕ４９５ 文献标识码：ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２００７）１２—０１８６—０２ １机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理 功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计 及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新 型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。 但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发， 综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技 术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息 变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标 和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高 质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整 个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则 成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。 只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种 综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其他新技术的 简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机 械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发 展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和 放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置 除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功 能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与 控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手 与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的跟神，具有智能化的 特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 ２机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为３个阶段。２Ｏ世纪６ｏ 年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时 期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械 产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机 械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后 转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和 开发从总体上看还处于自发状态，由于当时电子技术的发展 尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广 泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。 ２Ｏ世纪７Ｏ一８Ｏ年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶 段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为 机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成 电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了 充分的物质基础。这个时期的特点是：（１）ｒａｅｅｈｓｔｒｏｎｉｅｓ一词 首先在日本被普遍接受，大约到２Ｏ世纪８Ｏ年代末期在世界 范围内得到比较广泛的承认；（２）机电一体化技术和产品得 到了极大发展；（３）各国均开始对机电一体化技术和产品给 ・１８６・ 以很大的关注和支持。 ２Ｏ世纪９ｏ年代后期。开始了机电一体化技术向智能化 方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方 面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在 机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体 化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析 和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深 入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技 术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的 广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的 基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从２Ｏ世纪８Ｏ年代初才开始在这方面研究和应 用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为 “８６３计划”中。在制定“九五”规划和２０１０年发展纲要时充 分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可 能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业 对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成 果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 ３机电一体化的发展趋势 ３．１智能化 智能化是２１世纪机电—体化技术发展的一个重要发展方 向。人工智能在机电—体化建设者的研究日益得到重视，机器 人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化” 是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、 运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等 新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、 自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体 化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。 但是，高性能、高速的微处理器使机电—体化产品赋有低级智能 或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。 ３．２模块化 ＼ 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产 品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电 气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项 十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、 电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等 功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这 样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生 产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和 接ＩＺｌ。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标 准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产 品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标 准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企 业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
浅析光压的发展、产生原因及应用
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浅析光压的发展、产生原因及应用
作者：马骏
来源：《新校园·上旬刊》2014年第08期
摘 要：光对单位面积物体形成的压力称为光压或者是辐射压强。物理学家开普勒对彗星尾巴的形状进行解释时，指出了光压的重要作用，进一步研究与分析了光压的产生原因，对于深刻理解光压发挥了重要意义。本文主要分析了光压的发展、产生原因和应用。
关键词：光压；发展；产生原因；应用
一、光压的发展
20世纪初，科学家就已经通过实验证实了光压的存在。由于光压非常微弱，因此几乎不需要考虑其对于地面产生的影响。事实上，地面也并没有压力感。直到20世纪60年代，出现了具有极好空间相干特点的激光，可以逐步获得高密度能量的光。贝尔研究所在1970年第一次通过激光成功捕获微粒子光伏动。之后，这一技术并不限制于简单的掌握共振辐射与光散射等物理现象，逐渐扩大到化学、生物学等领域。
光压的发展可以为分为两个阶段。第一阶段是反作用力的应用，促使物体呈现加速、减速、上浮。空间可持续利用的重要外力便是太阳的光压。当前，相关人员正在研究其是否可以作为控制太阳光帆的推动力与俯仰卫星姿态的重要手段。第二阶段是光捕获。利用强聚集激光对折射率大于周围介质的微粒子进行照射，将折射造成的光动量变化分量传递给微粒子。由于这一变化的动量是与激光焦点方向对应，所以捕获了焦点周围的微粒子。
二、光压的产生原因
光属于一种电磁波。在彼此垂直的方向上，电磁波可以划分为电振动与磁振动。电磁波产生了彼此垂直的电场强度与磁场强度。当一列平面电磁波对太阳帆垂直照射时，假设入射电磁波的方向为X，分别沿着y方向与z方向产生了电磁波的电场强度与磁场强度，当在金属薄膜上出现电磁波时，在电场作用下，薄膜表面周围的自由电子沿着y方向反复运动，产生传导电流。由于电子运行方向垂直于磁场方向，受到磁场作用，洛伦兹力会对自由电子发挥重要作用，使用左手就能判断，洛伦兹力的方向与x方向一致。在金属薄膜层中大量自有电子由于洛伦兹力造成的影响，致使金属原子空间排列形成了比较规则的空间点阵，在自由电子与空间点阵带来的影响中，在金属薄膜层传递洛伦兹力。于是，当太阳照射太阳帆时，由于电磁波对金属薄膜曾带来的影响，将会产生一个来自x方向的压力，也就是光压。
浅析医学检验仪器的发展趋势及技术特点
浅析医学检验仪器的发展趋势及技术特点
摘要：医学实验室技术、仪器的快速发展，对临床医学的支持越来越显著，检验医学的地位也日渐提升。检验仪器的发展方向是推出更多能反映疾病本质的检测项目、实验室的全自动化、样本的微量化、基因芯片技术、多项目的同时检测，以及发展中的云技术。
关键词：检验仪器 趋势 技术特点
检验医学经历了从无到有、从经验到科学、从辅助工作到独立学科的发展过程。随着大量先进检验设备涌现并在医学实验室应用，检验医学成为医学领域中发展最快的学科之一。
一、检验学科与仪器的发展历程
检验学科与仪器的发展历程按照其作用、规模和技术发展水平，可以概括为三个阶段。
（一）以光学显微镜为开端，奠定了早期医学实验室的雏形
1827年，英国生物学家布赖特（ Bright ）使用一个盛装尿液的锡铅合金汤勺在火上烧煮，通过检测尿液中的蛋白成分，帮助诊断肾脏疾病，这就是早期用生化实验的方法来辅助临床诊断。自从列文虎克（ Leeuwenhoek ）使用自制的显微镜观察到微生物和细胞以后，临床医师也开始借助实验室检查技术来诊断疾病。1887年，通过显微镜和原始的细胞计数板，能对血液中的细胞进行计数。在这一时期，最重要的检验仪器是显微镜。显微镜除了可以检查血液，还能检查尿液和粪便，逐步建立了以血、尿、便"三大常规"为主的实验室技术。到了19世纪末，临床上普遍使用显微镜，通过涂片染色的方法观察各种细菌的形态特点，并开展了细菌培养，形成医学实验室的早期雏形。 （二）医学检验的普及与推广，形成了检验学科的萌芽
早期检验技术比较简单，当时主要是临床医师自己来完成实验室工作。后来，由于检查项目的复杂性、多样性及工作量的增加，临床医师难以独立完成全部的实验室操作，因此需要助手协助实验室工作。随着检验技术人员规模的扩大，1912年在英国利物浦成立了世界上第一个"病理学与细菌学助手协会"，医院实验室的技术工作逐步成为一个独立的职业。但是，在很长的一段时间，实验室技术人员的工作性质仍是辅助性的，需要在临床医师的指导下开展工作。就是在这一时期，相关院校陆续开设了训练实验室技术人员的课程，逐步形成有专门人才培养、操作规范并上升至基本检验理论的学科萌芽。
武汉光电子信息产业发展及对策浅析
２０１０年第ｌ２期 科技管理研究 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２０１０ Ｎｏ．１２
文章编号：１０００—７６９５（２０１０）１２—０１６０—０３
武汉光电子信息产业发展及对策浅析
王 斌 ，陶也青 ，王 龙
（１．江西赣江职业技术学院经济管理学院，江西南昌 ３３０１０８；
２．武汉理工大学经济学院，湖北武汉４３００７０）
摘要：分析光电子信息产业的特点及其价值链构成，从产业规模、产业体系和研发投入等三个方面分析武汉光
电子信息产业集群的发展状况和存在的问题，并提出武汉光电子信息产业发展的政策建议。
关键词：光电子信息产业；产业特点；价值链；产业政策 中图分类号：ＴＮ２ 文献标识码：Ａ
光电子技术及其产业已成为当今世界高科技产业中的主 导产业之一，成为衡量一个国家经济发展水平和综合国力的 重要标志之一。自２００１年由国家科技部、发改委批准在武汉 建设第一个国家光电子产业化基地以来，“武汉？中国光谷”
发展迅速，已经成为我国在光电子信息领域参与国际竞争的
标志性品牌。武汉光电子信息产业如何提高产业集群的控制 力，增强产业集群的国际竞争力，是具有重要研究意义的
课题。
ｌ 光电子信息产业特点及价值链构成
光电子信息产业是指以光电子技术为基础而形成的产
业，是运用光电子学的原理和技术，研究、开发、生产、销 售各类光电子信息产品的总称。
１．１光电子信息产业特点 １．１．１产业技术进步呈加速趋势，产品生命周期短。光电子
技术进步速度可以用摩尔定律来描述。自２０世纪８０年代以 来，激光、光通信、光存储、光显示、半导体照明等光电子 技术领域都保持着类似的发展速度。如在光通信方面，自
１９８０年光通信实现商用以来，技术进步迅猛。从容量来看，
其容量一直呈指数式的增长，平均不到两年就翻一番，同时
其价格却大幅度下降，以光纤为例，１９８０年光纤的平均价格 为３０００美元／芯公里，２００４年只有１５—２０美元／芯公里，不
浅析光场摄影的技术以及发展前景
浅析光场摄影的技术以及发展前景
毛鸿依鲁迅美术学院
摘要：光场摄影正在挑战着我们已经确立的摄影观念，不同的光圈和不同的焦距设置，甚至不同透视的几百万 张图像可以通过一次拍摄即可合成。由于目前技术的限制，光场相机距离达到目前数码相机的分辨率还差的
很远．但是传感器的研究者们正在努力缩小这段差距。
关键词：光场摄影透视数码时代
中图分类号：Ｊ４１９．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ｏ０８—３３５９（２Ｏ１７）０３一Ｏ１６４—０３
摄影从胶片时代到数码时代，相机的设计几乎没 有什么变化，都是被摄景物通过镜头成颠倒的图像，只
是从原来在一块银盐胶片上感光变成在一块电子感光 元件上感光。由于被摄体和镜头之间的距离不同，图像
也会随着移动．传感器也跟着移动从而得到清晰的影
像。被摄景物的信息被镜头约束到一个点上。通过镜头 再次放大，这样就会形成两个圆锥形。如果传感器位于
焦平面的前边或者后边，这些点成为弥散圈，得到是比
较模糊的图像。通过调节镜头的焦距。会得到较窄的弥 散圈。这样使用小的光圈可以在较大的距离范围获得
清晰的图像。 使用光场相机的时候，以上所说的一切就都不适
用了。拍摄时．始终用镜头的最大光圈进行拍摄。而且 镜头和电子感光原件之间的距离也和景深没有关系
了。光场的四个维度同时抓取每条光线离开镜头的点
和到达传感器的点．也就是说光线在相机里面的轨迹， 根据拍摄时获得的数据．可以形成多个二维图像，这些
图像甚至不属于同样焦距和光圈设置拍摄出的图像。
画面中不同焦距的两个物体．可以让其中一个清晰，另
一个模糊，也可以让两个物体同时清晰。就像是拍摄时 通过调节镜头改变景深获得的照片一样。
对于如何制作光场相机，如何在一个电子感光元 件上合成复杂的图像，这就是一个深奥的技术性问题
了。美国斯坦福大学和ＲＥＮ ＮＧ合作研制了一款手持
光场相机．希望将这种新产品推向市场，并且普及下
去。他们制作的相机的原型是柯达的数字后背和中画 幅机身构成．唯一不同的是．电子感光元件的顶部的微
浅析农业机械自动化的现状及发展趋势
浅析农业机械自动化的现状及发展趋势
随着社会经济的发展和人口增长，农业生产面临着越来越大的压力。为了提高农业生产效率，减轻人工劳动强度，农业机械化的发展成为了不可避免的趋势。而随着科技的不断发展，农业机械自动化的应用也越来越广泛。
目前，农业机械自动化已经渗透到了各个领域，例如播种、灌溉、喷洒、收割等。在种植业中，智能播种机、精密喷洒机、智能除草机等已经成为主流设备。相比传统手工操作，这些农业机械自动化设备具有快速、准确、高效等优点，大大提高了种植效率和农田产量。
在养殖业方面，农业机械自动化也得到了广泛应用。例如，自动饲喂机器人、自动清洁机器人、大规模鱼类养殖系统等，都能够实现对养殖过程的全面监控和自动化控制，提高了养殖效益，节约了人力成本。
一、智能化
随着人工智能技术的发展，现代农业机械自动化也向着智能化的方向发展。例如，在喷洒机方面，智能控制系统能够根据降雨量、温度、湿度等因素，智能调节农药喷洒量和喷洒时间，从而提高农业生产效率和安全性。
二、模块化
模块化设计是未来农业机械自动化的发展方向之一。通过将机器人模块化设计，能够实现在不同的农业环境下进行快速组合，从而满足不同的农业生产需求。
三、自主化
农业机械自主化也是未来的发展方向。通过搭载自主导航系统和智能感知技术，农业机械可以在农田道路上自主巡行，通过机器视觉和光学雷达等技术实现对周围环境的感知，大大提高了机械作业的安全性和效率。
总之，农业机械自动化在农业生产中的应用将越来越深入，未来还将出现更多智能化、模块化和自主化的农业机械设备，大大提高了农业生产效率和质量，为农业生产注入新的活力。
视频监控未来走向浅析
熬攘求 视频监控未来走向浅析 王立梅 山东省东营职业学院２５７０９１ 【摘要】安防领域的视频监控，网络监控，智能监控将来都将走向 一个两极分化的状态，一极是通用性产品大量应用，另一极是专用产品独 具特色，随着各项相关技术的进步，未来的监控系统终端布置都将是无线 并且具有随意布控，远程遥控，高清夜视的基本配置。本文根据监控系统 整体应用和市场现状两个方面的分析，得出结论，视频监控最终将向两极 化发展。 【关键词】网络监控；视频监控；安防；发展；智能化 １、概还 安全问题是当今世界一大热点话题，不同领域有着不同的特点。对 于交通、家居、公共场所及关键区域的安全监控技术成为城市安全等必 须依赖的技术，特别是视频监控系统，是整个安防系统中的大块头，应 用前景广阔，从业人员众多，知名企业林立。本文对国内外当前主流的 应用进行了梳理，发现一些规律。 这个规律就是越来越智能，但怎样实现智能呢，本文根据监控系统 整体应用和市场现状两个方面的分析，得出结论，视频监控最终将向两 极化发展：通用性强的，易干布置和获取控制的是一极；专用或特殊用 途的为一极。 ２ 视频安防整体分析 视频监控系统属于安全防范系统的一个分支，它与光学技术、传感 技术、芯片技术、编码压缩技术、网络传输技术、计算机技术、存储技 术、电气技术等密切相关，任何相关行业的技术突破和革新都可能会给 “视频监控系统”带来新的思路、新的模式甚至是颠覆性的变革。【】 视 频监控领域是一个随时间变化非常快，省级换代也很频繁的领域，没有 什么技术敢说自己占据该领域多少多少年，占据多少多少份额，有的只 是某段时间、某个特殊应用上作为主流应用有其代表性产品。 从总的方面来说，未来必是智能视频监控的天下，最终实现我们理 想中的“千里眼，顺风耳”。而且还能进一步发展成：火眼金睛和策略分 析。但是现在到底发展到什么程度了呢，能不能达到这样的境界？下面 我们来看—下实际的情况。 ２０世纪７Ｏ年代左右视频监控开始出现，这是模拟监控阶段；９０年 代后开始数字时代；目前正处于第三个阶段：智能网络视频监控（ＩＶＳ， Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｖｉｄｅｏ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ）阶段。其构成包括：网络摄像头 （机）、编解码器、硬盘存储、专家系统等。能够实现视频网络传输、远 程调用、自动监控、自动报警和视频分析等多种功能。目前智能网络视 频监控系统构成有： （１）传感部分 视频监控必须要有数据采集设备，摄像头、录像机等，无论哪种设 备，其核心分两种具体的光学成像器件：ＣＣＤ、ＣＭＯＳ。基本上两者都 是利用感光二极管（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）进行光与电的转换，将影像转换为数 字信息，而其主要差异则在数字信号传送方式的不同。 ＣＣＤ传感器在 灵敏度、分辨率、以及噪声控制等方面均优于ＣＭＯＳ传感器，而ｃＭＯｓ 传感器则具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。ＣＣＤ多应用于高端 成像市场，ＣＭＯＳ传感器则多用于移动、便携产品市场。下表为当前国内 某品牌的产品相关参数，基本上ＣＣＤ目前还占据着高端市场，但是随着 改进其性能差距会越来越小： 图１某品牌系列产品价格和性能参数 按不同标准，数据采集部分可分成很多种类，但是万变不离其宗， 最终都是为了用。能不能看清，看到自己想看的数据就是其最终分类依 据。为此，我查阅国内外多家公司的产品，对比应用中的效果和参数， 确定清晰度、分辨率、图像层次、夜视能力等。目前这方面已经不成问题 了，可以拍到我们需要看的任何对象，也就具备了实现千里眼的基本条 件。 但也有一个问题，下图是一个不同镜头形成的视角范围，也就是在 实际应用效果中不能即看全景又能看特写，这就要用变焦镜头，而对于 已经录制好的视频则无法应用变焦了，如果采用自动变焦录制则需要确 定要录什么对象，怎么录，目前正式投入市场的产品，除 人工实现，还 没有很理想的全自动智能录像机把你想看的都录到。 ｌ ｌｒ髓‘－＿１ 视蛹角约１５ 图２不同焦距镜头对应的视角 （２）数据处理部分 智能化的实现自然缺不了中央处理器及其相关外围单元，以及相 对应的软硬件系统。在该部分是目前各大厂商逐渐从重硬轻软的过程 走过来的，现在对于软件系统的开发都付诸了巨大努力，所以也是各个 部分中最丰富多彩的部分。但是他们都有一个共同的目的，就是提供舒 适、方便的使用体验。这部分技术日新月异，发展非常快，从某某大厂的 产品可以看出已经能够实现简单智能化。 （３）数据存储、传输部分 视频编码就是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据量。 只有经过编码压缩的数字视频信号才有利用价值和进行详细的分析， 否则数据量大到无法存储和传输。目前主要的视频编解码技术分为硬 压缩和软压缩，软压缩占用部分ＣＰＵ资源进行处理，效果和效率相对 差些，硬压缩则主要采用专用压缩芯片。在芯片压缩领域目前面临的主 要问题是分析技术前端化需要芯片的速度和效率更高。 ＴＩ所提供的平台可以支持各种高清需求并支持多种高清视频压 缩格式，而且具有更高的系统灵活性。比如量产的主流产品ＤＭ６４６７ 是一颗单片可实现Ｈ．２６４及其它视频压缩格式高清或更高的芯片。其 ６００ＭＨｚ时钟版本就可支持Ｈ．２６４￣１０８０Ｐ，ＩＧＨｚ时钟版本支持ｃｏｒｅ６４ 位处理器和进行智能视频处理。除了ＴＩ，还有ＮＸＰ、ＡＤＩ、Ｔｅｃｈｗｅｌｌ等 国际大厂＝ 通过分析，这些芯片已经完全能够满足人们能看清楚并目存储容量 也不大的要求。下面就要看传输了，目前网络监控有的走有线，有的走无 线，无论哪种，都受到网速的限制，另外经过对大量视频信号的测试， ＤＣＩＦ分辨率比Ｈａｌｆ Ｄ１、ＣＩＦ＊Ｉ１４ＣＩＦ能更好解决清晰度和存储量的问 题，特别是在５１２Ｋｂｐｓ码率之间，能获得稳定的高质量图像，满足用户 对较高图像质量的要求。在我们生活中，网络传输速率在３００ｋｂｐｓ，人 类感觉就比较流畅。若进一步提高编码压缩标准，可以将传输速率降 低￣Ｕ２００ｋｂｐｓ。对移动通信网络也是一样的情况，也就是说网络带宽达 ￣［Ｊ２Ｍｂｐｓ就能让监控者对视频信号的流畅程度感到满意。另外，通过 一定的技术处理完全可以实现在智能手机或者便携式数字终端上实现