本项目在 2 项国家自然科学基金项目和国家"863"计划海洋重大专项连续 3个五年计划滚动支持下，历经 10 多年产学研联合攻关，研究并掌握了基于稀疏换能器阵列的三维成像规律，发明了适用于近场和远场条件下的换能器阵列稀疏方法，解决了换能器阵元数量巨大所导致的高系统复杂度难题；研究了波束形成算法的计算机制，发明了分布式子阵波束形成实时处理算法和动态三维图像构建方法，实现了水下高分辨率三维场景的实时成像；发明了基于大规模 FPGA 的并行处理系统架构，实现了 128×128 个波束信号的高速实时计算，成功研制了高分辨率相控阵三维声学摄像声纳系统，为我国海底探测和水下安防等提供了一整套高端先进的探测手段。本项目的成果打破了国外的技术垄断，填补了国内空白，作为国家重大科技成果参加了“十一五”国家重大科技成就展。本项目共申请国家发明专利 18 项，其中授权 14 项；获得美国发明专利授权 2 项；获得软件著作权 3 项；发表 SCI/EI论文 16 篇；经由两位院士和其他专家组成的专家组鉴定，项目总体技术水平达到国际领先，为行业进步起到重要的推动作用。

本发明公开了一种卫星序列图像中点目标实时检测与跟踪系统及方法，该系统包括：图像数据接收模块、图像帧头检测模块、单帧图像目标检测模块、序列图像关联检测模块；图像数据接收模块，每次从卫星红外图像生成系统接收预设 N 字节长度的数据包，并缓存到环形缓冲区中；图像帧头检测模块在环形缓冲区中对图像的起始位置与结束位置进行位置检测，并将帧图像数据缓存到图像缓存区中；单帧图像目标检测模块，用于处理图像缓存区的图像数据，获取疑似目

本发明公开了一种红外图像与波前双模一体化成像探测芯片，包括：陶瓷外壳、金属支撑与散热板、驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜，驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜同轴顺序设置于陶瓷外壳内，陶瓷外壳后部设置于金属支撑与散热板顶部，驱控与预处理模块设置于陶瓷外壳后部与金属支撑与散热板连接处，面阵非制冷红外探测器设置于驱控与预处理模块顶部，面阵红外折射微透镜设置于面

本发明公开了一种基于模糊概率的光伏电池的最大功率点的跟 踪方法。所述跟踪方法包括：以ε为采样间隔，获得 N 个采样点 [ui,P(ui)]，i 为小于等于 N 的正整数；其中，ε为 0.05UOC/Ns～ 0.5UOC/Ns，UOC 为光伏电池的开路电压，Ns 为光伏电池的串联数； 通过构造扩散函数 fD 和隶属度函数 fM，求取概率函数 Pro(i)，对概率 函数 Pro(i)的结果从大到小排序，并依次选取排序靠前的概率对应的 Xi 的并集作为最大功率点的搜索范围，使得所述排序靠前的概率函数 Pr

高瓦斯矿井双局扇故障诊断及自动切换一体化装置作为第一台以DSP为主控制器的集瓦斯故障定位、双局扇自动切换、闭锁与控制、可通过监测系统井下分站传送至地面实现远程监控的一体化装置，通过采集井下掘进工作面传感器信号输出控制相应的现场设备磁力启动器从而监控主、副局扇及工作面工作状态。实现集瓦斯故障定位显示、双局扇自动切换控制。电路符合本安MA要求，对未安装监测监控系统的中小煤矿，解决双局扇故障诊断及自动切换与监控、瓦斯故障定位、风电气可靠闭锁难题，可广泛用于瓦斯矿井中。 项目先后获得陕西省教育厅产业化培育基金等的资助，通过了陕西省科技厅组织的验收和陕西省科技厅的鉴定，所取得成果达到了国内领先水平。已获发明专利1项，获各类科研成果奖励2项，其中中国煤炭工业科学技术二等奖1项，并装在容和公司的防爆壳已在矿山试应用。

项目以沿海地区高速公路为工程背景开展研究，内容包括：沿海地区高速公路典型病害特征、病害成因的精确诊断技术、路面弯沉退化方程、基于交通量和路面弯沉退化方程的路面使用性能衰变方程、基于路面使用性能衰变方程和寿命成本分析的维修方案及３种维修关键技术，共６个方面，取得了丰硕的研究成果。其特点是：1、符合交通部《公路水路交通运输“十二五”科技发展规划》重大科技专题——新一代公路基础设施维护技术开发的研发方向，即“建设是发展，养护管理也是发展，而且是可持续发展”的新发展观。2、采用理论研究、室内外试验相结合的方

本成果来自省部级科技计划项目和国家发明授权专利，知识产权归属西南交通大学。项目创新性和先进性：将模型诊断方法引入牵引供电系统故障诊断中，详细讨论了轨道交通供电系统各元件抽象化、系统建模、系统故障在线诊断等关键内容。同时给出了地铁牵引供电系统可靠性的指标体系，建立了可靠分析模型。采用层次分析法对其进行安全评估，为提高牵引供电质量和系统工作可靠性提供有力支撑。

主要技术要点（创新点） ： 采用空间 3-UPU 柔顺并联机构作为结构类型，与传统微力传感器的敏感元件相比，具有高精度、高强度、无累积误差等优点； 3 个支链相互垂直放置，并且每 1 条支链能感受某一方向的力，同时不会影响其他支链的悬臂梁的应变，具有 3 维解耦力传感特点； 采用 3-UPU 柔顺并联结构具有高固有频率，具有频宽范围大的特点； 采用 2 对对称的悬臂梁的应变形成全桥式电路作为输出，具有温度不敏感的特点。项目背景：随着精密工程技术、微机电系统(MEMS)技术及微/纳米技术等的研究，微传感器技术得到极大发展，特别是微力传感器，在各种微操作过程中执行对微接触力的检测，实现力-位移或力-视觉等混合控制，对提高微操作系统的精度起到了重要作用。该成果来源于胡俊峰副教授主持的国家自然科学基金项目《基于柔顺机构的智能微操作机器人动力学与控制研究》。 

现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示： 器件的基本结构由波导和功能层（由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料（硫系化合物）层）所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能，即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层，然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触，通过较小的接触面积使接触处的热量集中，从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能，同时在近 C 波段具有较低的光损耗，可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金（如 GSST）作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数，且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差，可在更恶劣的高温环境下进行操作，适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括： ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性，通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能：  存储功能的实现：拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’，实现数据存储（编程）功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲，所产生电流流经加热层时，生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处，使得接触处的相变材料发生相变，实现存储功能。在完成上述编程操作后，从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异，因此当输入光经过波导后，其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变，进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比（即透过率），可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现：通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度，使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值，实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积，因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相，把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’；同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比，把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’；通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片，实现图像、语音和文本识别功能：  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础，也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性，拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触，左右两端电极分别代表突触前和突触后，分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控，进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用，脉冲强度发生变化，对应于乘法器。进而借助于微环结构，将不同波长的脉冲导入进同一波导中，该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时，读取光与微环发生共振，在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后，读取信号不再和微环发生共振，而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发，实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构，验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习，权重的数值通过外部管理器设置；对于非监督式机器学习，不再需要外部管理器来设置权重值，而是通过输出光脉冲进行反馈控制，调整权重值。在单个神经元结构的基础上，更复杂的光学脉冲神经网络结构，证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元，即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中，分发器将光脉冲分发给多个神经元，神经突触结构则产生光脉冲信号，输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析：①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输，具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比，以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触，填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析：①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性，且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性，且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点，具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析：根据已取得成果正在撰写专利，以获得该关键技术的独有权。