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與高速飛行的飛機不同，微小型無人機體積小，重量輕，飛行速度低，更容易受到環(huán)境湍流的影響，需要高靈敏度的小型氣流傳感器提供全面的空氣動力學(xué)信息。如何讓微小型無人機像鳥類一樣感知和操縱氣流一直是航空和傳感器領(lǐng)域的難題。 面向微小型無人機的飛行參數(shù)測量，北航研發(fā)團隊研制出一種基于氧化釩的高靈敏度柔性流速傳感器，實現(xiàn)了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，實驗驗證了攻角、側(cè)滑角和空速的多參數(shù)感知能力，并完成了微小型無人機飛行速度以及機翼微振動的測量，為微小型無人機提供了低成本、高精度的大氣參數(shù)傳感方案。 該傳感器基于量熱式原理，由中心微加熱器產(chǎn)生恒定溫差，四周的熱敏電阻陣列測量溫度分布，根據(jù)熱敏電阻陣列測得的溫度差準(zhǔn)確反映流速大小及方向。采用懸空型隔熱結(jié)構(gòu)以及高電阻溫度系數(shù)材料氧化釩作為熱敏電阻以增大傳感器的測量靈敏度。在聚酰亞胺基底上通過MEMS工藝加工了總厚度90μm的超薄柔性流速傳感器，實現(xiàn)了微小型無人機的曲面貼附功能。經(jīng)風(fēng)洞測試，流速傳感器的理論分辨力達0.11 mm/s,流速測量重復(fù)精度約為測量值的0.5%，響應(yīng)時間約為20ms。在10 m/s時，流速傳感器的最大角度靈敏度為36.7 mV/deg，噪音水平為1.78 mV，根據(jù)2σ準(zhǔn)則計算出其理論角度分辨力為0.1°。 研究團隊已經(jīng)完成流速傳感器工程化樣品的制備，并將兩個流速傳感器裝載到一個微小型無人機平臺上進行飛行參數(shù)感知應(yīng)用。結(jié)果表明平均飛行速度的估計誤差低于0.2 m/s。由于流速傳感器的高靈敏度特性，它甚至捕捉到了機翼的微振動信息，并與外置IMU模塊顯示了相同的機翼振動頻率。這項研究展示了一種柔性高靈敏度流速傳感器，拓寬了流場感知在微小型無人機姿態(tài)檢測、空速估計以及飛行安全監(jiān)測方面的應(yīng)用，為無人機的飛行參數(shù)測量提供了創(chuàng)新的設(shè)計思路與發(fā)展前景。

技術(shù)成熟度：技術(shù)突破 1.空間目標(biāo)及星圖光學(xué)探測仿真系統(tǒng)。由于空間目標(biāo)探測真實數(shù)據(jù)獲取成本較高，且數(shù)據(jù)量較少，結(jié)果驗證困難，團隊開發(fā)了空間目標(biāo)及星圖光學(xué)探測仿真系統(tǒng)。此工作以軟件形式呈現(xiàn)，以友好的人機交互界面，根據(jù)用戶的實際系統(tǒng)參數(shù)，提供準(zhǔn)確可靠地提供當(dāng)前時刻空間探測仿真圖像，該軟件前期經(jīng)過與stk仿真軟件結(jié)果比對驗證其坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，與在軌實測圖像進行比對驗證其仿真效果的可靠性。目前該軟件已經(jīng)在項目開發(fā)過程中廣泛使用，為提高系統(tǒng)開發(fā)效率、驗證算法性能提供有效支撐。 2.空間目標(biāo)探測感知關(guān)鍵技術(shù)及算法體系。該成果以理論及軟件開發(fā)包形式呈現(xiàn)，團隊具備多年的空間探測相關(guān)開發(fā)經(jīng)驗，并將相關(guān)理論及算法構(gòu)建軟件開發(fā)包。該SDK開發(fā)包基于C++開發(fā)，具有較好的泛化能力，具有坐標(biāo)描述轉(zhuǎn)換、預(yù)處理、目標(biāo)提取、星表制備、星圖識別、光學(xué)標(biāo)定、定位定姿定軌等功能，可支撐各層次的空間探測相關(guān)開發(fā)需求。目前團隊基于此SDK開發(fā)的頂層軟件，采用目標(biāo)TLE數(shù)據(jù)庫匹配的解決方法，已經(jīng)完成長光奧閏光電科技有限公司地基望遠鏡空間目標(biāo)的感知識別及長光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司的星敏感器在軌圖像空間目標(biāo)自動提取與識別，后續(xù)還將采用更多的數(shù)據(jù)驗證完善提升本系統(tǒng)的技術(shù)成熟度。 意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件： 1、長春長光奧閏光電科技有限公司等測站望遠鏡生產(chǎn)企業(yè)，利用本項目的共性技術(shù)，實現(xiàn)地基測站的空間目標(biāo)自動探測感知，為空間安全提供支撐服務(wù)。 2、長光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司、吉天星舟空間技術(shù)有限公司等遙感衛(wèi)星公司，通過本技術(shù)的轉(zhuǎn)化，可以利用星上光學(xué)載荷構(gòu)建空間態(tài)勢感知平臺，為自身衛(wèi)星安全提供保障、為國家及其他航天企業(yè)的空間安全需求提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。另外可以在空間光學(xué)載荷開發(fā)過程中應(yīng)用空間目標(biāo)及星圖光學(xué)探測仿真系統(tǒng)，對光學(xué)載荷的精度和魯棒性進行評估和測試。

本項目研究面向成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈大數(shù)據(jù)智能產(chǎn)業(yè)需求，尤其是對智能制造、公共安全場景提供高效的視頻流在線推理和管理平臺，研發(fā)了一個通用性的智能中臺架構(gòu)，支持視頻流和智能模型模塊化管理，支持全程可視化操作交互式界面，支持視覺智能感知模型在線推理快速部署，支持感知與識別結(jié)果實時推送、預(yù)警和報警。