基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合虚拟增强现实（MR）技术、自动驾驶、物联网以及机器视觉等领域的飞速发展，对图像传感器的采集速度提出了更高的要求。传统基于“帧”扫描形式的CMOS 或 CCD 图像传感器较难满足高速运动物体的拍摄需求，若提高相机的图像采集帧率，则需要采用高性能且结构复杂的模数转换器，大量的图像会带来较大的数据冗余，此外，也会面临功耗高的问题。 相比于传统的光电和图像传感器，生物视网膜具有许多不可比拟的优势。视网膜中的光感受器可根据外界光强的变化自适应调节增益，能够感知超过 180dB 的光强范围。另外，视网膜基于事件驱动式的采集方式，仅输出场景中光强发生变化的信息，因而，能够滤除低频信息带来的冗余。在信号处理和传输上，采用异步通信的方式，通过神经节细胞将光强信息转换为时空脉冲信号，实现低功耗。 受到生物视网膜的启发，研究人员提出了基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄。该类传感器多采用对数像素电路作为光强探测单元，因其动态响应范围宽，可随机读取。然而，对数电路在弱光环境下灵敏度低，几乎没有光响应，即仍然无法模仿视网膜弱光下的高灵敏度，除此之外，其输出受到 (Fixed Pattern Noise，FPN)的影响，降低了图像质量。 我们提出了一种兼容 CMOS 工艺的光敏二极管体偏置场效应晶体管器件(PD- body biased MOSFET，简称 PD-MOS)，其结构图和等效电路如图 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向衬底偏置效应实现集成光强探测及信号放大于一体的光电器件。该器件可解决对数电路在弱光下灵敏度低的问题，并且提出了一种明暗传感器的方案以降低噪声。设计成像测试方案并搭建静态图像采集测试系统，实现静态显示，通过 MTALAB 进行图像恢复从而实现动态图像显示功能。   图 1 (a) PD-MOS 器件结构及其 (b) 等效电路图 经过商用 180nm CMOS 工艺流程制备后的器件概貌如图 2 所示，图 (a) 为三种不同像素设计的芯片实物图，从上至下分别为环形结构、条形结构及对数像素电路，将其中的环形结构在显微镜下放大观察可看到图 (b) 所示的形貌，图 (c) 为4个像素的显微图。   图 2 (a) PD-MOS 成像阵列芯片的实物图，(b) 环形结构芯片在显微镜下的放大图以及 (c) 环形结构像素放大图 上位机实时显示效果如图3所示，可以明显看出两根头发相交。子图 (a) 为暗态时的 100 帧平均灰度图，子图 (b) 为暗态时的曲面图，子图 (c) (e) (g) (i) 为光态下的图，子图 (d) (f) (h) (j) 为光态下的图像数据减去暗态下图像数据的降噪图，可以发现在30nw/cm2 辐照度下已经出现头发的轮廓，当辐照度继续增加，头发的轮廓越来越清晰，当辐照度达到 3mw/cm2，仍然可以看到头发的轮廓。   图 3 阵列芯片采集的图像 不同于传统计算机视觉系统的图像采集方式，生物视觉系统的成像由视野场景中发生的事件触发，且生物视网膜具有宽动态响应范围、超低功耗以及异步传输等特点，这为仿生视觉系统的研究提供了全新的思路。随着物联网、自动驾驶以及安防等领域的快速发展，它们对高速动态图像传感器的需求也日益提升。近些年，针对这些需求，研究人员提出了一种用于采集高速动态信息的类视网膜相机，成为了一大热点研究方向。类视网膜相机的工作原理模拟了生物视网膜事件驱动型的采集方式及异步型的传输模式，为动态视觉成像提供了硬件基础。综上，该类传感器的研究具有十分重要的科研意义和深远的经济价值。

项目简介： 发展自主知识产权的北斗卫

化工、制药、印染、造纸等行业废水排放量大、污染物浓度高，并且这些重污染行业排放的废水一般都含有难降解生物、甚至有毒害作用的污染物质，常规的物化、生化处理工艺很难把这些行业的废水处理到国家一级排放标准。为此，很多企业不得不通过稀释手段来实现COD达标排放的目标。但是，随着节能减排计划的实施，各地都加大了对COD总量的控制力度。同时，地方政府也给企业下达了COD减排任务。此外，一些地方政府还颁布了高于国家废水排放标准的地方标准。为了完成COD减排任务或达到更加严格的废水排放标准，大部分企业都必须对现有污水处理设施进行技术改造。华东理工大学环境工程研究所针对化工、制药、印染、造纸等行业废水的特点，研究开发了多项难降解有机废水处理技术，包括各种预处理技术、生物处理技术、深度处理技术，及多项处理技术的组合与集成。目前，这些技术已成功应用于多个化工、精细化工、制药企业的废水改造工程或新建工程，为这些企业解决了高COD、高盐分、高氨氮废水处理的难题，使企业在较低的成本下实现了达标排放的目的，并超额完成了COD减排任务。（1）处理有机废水的BCB组合工艺，授权发明专利，专利号：ZL200510024414.6（2）一种氧化反应催化剂可循环使用的废水处理方法，授权发明专利，专利号：ZL200610030562.6

提出了基于表面等离激元和碳纳米管的三维光电混合集成系统，该系统与现有的COMS制备工艺兼容，可以实现光子学和电子学的三维集成和互联，为解决集成电路的速度瓶颈提供了一种方法。他们演示了几种集成回路，包括在片光操控回路、波长和偏振复用回路和具有COMS信号处理电路的集成模块。Fig. 1. Integration of plasmonic-enhanced detector with carbon nanotube (CNT) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) signal processing circuits. a, Schematic of the 3D integrated circuits, consisting of bottom-layer passive WFSAs and metal connection lines, in-between HfO2 dielectrics and Au cross-layer connection lines, and top-layer plasmonic receiver and CNT CMOS signal processing circuits. b, Output characteristics of the plasmonic-enhanced barrier-free-bipolar diode (BFBD) and the normal BFBD under the illumination at "λ" =1200 nm. c, Electric field pattern of the La=320-nm SA. d-e, Transfer (d) and output (e) characteristics of the CMOS. f, VTC curves of the CMOS (blue line) and the 3D integrated circuits (red line). Inset is the corresponding equivalent circuit diagram of the 3D integrated circuits. g-i, Statistical figures of merit of the deep-subwavelength modules, including photocurrent (g) and photovoltage (h) of the BFBD as well as on-state current of the CMOS (i). 这种三维集成系统的优点包括：1. 使用低温COMS兼容制备工艺，可以在单片集成回路中集成光子学模块、电子学信号处理系统和存储系统；2. 利用具有原子厚度的碳纳米管材料以及金属工艺，使得光子学集成和电子学集成在材料上兼容；3. 基于表面等离激元使得光子学器件尺度可以和电子学器件尺度相近，便于集成；4. 碳纳米管的工作波段可以覆盖整个通讯波段，这是硅材料无法做到的；5. 光电探测器工作于光伏模式，可以减小能耗。该工作是首次利用原子厚度材料实现三维光电混合集成，可以实现更小的尺寸、更快的速度和更多的功能，同时，有可能解决电子学集成回路在速度上的瓶颈。

项目采用了中山大学自主研发的低损耗低应力超低温氮化硅材料平台，研制了一系列光子集成的关键 器件

本项目针对工程机械行业开展逆向物流的瓶颈约束问题，对工程机械产品 回收体系及其逆向物流关键技术进行重点研究，为回收体系的高效运作提供基 础数据；为回收产品的物流流向提供决策依据；为逆向物流网络的优化设计和 运行提供决策支持；在此基础上，建立与企业现有信息平台有效集成和融合的 逆向物流信息平台；同时，结合具体企业开展实践，为工程机械回收产品逆向 物流技术的应用和示范提供关键技术支撑。

1.本成果突破了1项关键技术（近阈值集成电路设计技术体系）、2项关键指标领先（工作电压最低、处理能效最高）、实现了3类应用（近阈值单元库、低功耗芯片、定制流程），解决了我国物联网芯片，低功耗近阈值设计关键技术不再受制于人。 2.近阈值技术已经应用于国内多家集成电路企业，新增产值6.3亿元，新增利润1.7亿元。标准单元库电源电压从1.1V降低到0.6V，读写能耗降低了80%。大幅度提成了国产工艺在物联网芯片方面的竞争力。 3.该成果在保证良率的前提下，降低电源电压至阈值电压附近。在国内首次系统性研究低电压（近阈值）集成电路设计方法，突破了低电压片上静态存储器、同步电路的弹性设计方法、模拟/射频低功耗主从结构等三项关键技术，研制的40nm 0.6V低电压标准单元和存储器获得中芯国际的任何，研制的0.6V 6mW低电压导航芯片获得国内领先移动互联芯片设计企业-珠海全志的认可。 4.本成果应用效果显著：1）江苏东大集成电路系统工程技术有限公司整体应用本项目技术，以低功耗核心技术提升物联网终端产品竞争力，研制并规模量产65nm低功耗系统芯片，开发工业级物联网终端产品竞争力，研制并且规模量产65nm低功耗系统芯片，开发工业级物联网移动终端7系列共474580台，近两年新增销售额45976万元，新增利润13793元，在国内物流快递领域应用于顺丰等行业领军企业，取代国外竞争对手优势地位。2)深圳市国微电子采用本项目技术，研发国内最大容量低功耗军用存储芯片，近两年新增销售额5000万元。

已有样品/n目前已开发出：直接数字频率合成器（DDFS）、数模转换器（DAC）、模数 转换器（ADC）、北斗+GPS 多模导航型射频芯片、CPT 原子钟微波电路等。 个人行车定位与导航终端、行车记录仪、电子狗； 智能手机、平板电脑等移动信息终端； 交通运输车辆管理与跟踪系统； 航海、船舶作业导航与定位设备； 测绘、水利、森林防火、减灾救灾和公共安全等。

本发明公开了一种集成除尘器装置与除尘方法，其中该装置包括旋风除尘器、填料过滤除尘器和布袋除尘器，旋风除尘器包括旋风进气口、旋风筒体、出气口和出灰口；填料过滤除尘器包括填料支撑孔板、填料过滤进气口和填料过滤出气口；填料过滤进气口与旋风除尘出气口连接；填料过滤的出气通过布袋除尘器的存灰板直接进入布袋除尘器；待除尘的气流通过旋风除尘进气口进入该集成除尘器装置，在经过旋风除尘器和填料支撑孔板后最终到达除尘布袋。本发明利用旋风除尘方式、过滤除尘方式和布袋除尘方式各自的特点，使三者相互配合，能够充分除去气流中的