随着现代激光技术的快速发展，激光跟踪在空间光通信、激光雷达、卫星遥感、定向能应用及工业测量等领域得到了广泛的应用，光束偏转原理、跟踪机构及其控制方法等是影响跟踪范围、精度、实时性和稳定性等光电跟踪性能的决定因素。在国家自然科学基金的支持下，由同济大学牵头，联合中国科学院上海光学精密机械研究所以及上海同新机电控制技术有限公司等单位开展了面向机器人误差测量等工业应用的多模式激光跟踪仪的研究。该研究对复杂场合下时变轨迹跟踪、测量或加工具有强适应性；结合图像采集系统，可以精确调整成像视轴以实现视觉导引或大范围高精度图像拼接。该项目从原理上拓展了激光多模式、变尺度跟踪的实现方法，形成了复杂场合下大范围高精度动态目标激光跟踪的核心技术，在机器人动态误差测量、动态成像检测、空间激光通信以及军事侦察等领域具有广泛的应用前景。

项目成果/简介:随着现代激光技术的快速发展，激光跟踪在空间光通信、激光雷达、卫星遥感、定向能应用及工业测量等领域得到了广泛的应用，光束偏转原理、跟踪机构及其控制方法等是影响跟踪范围、精度、实时性和稳定性等光电跟踪性能的决定因素。在国家自然科学基金的支持下，由同济大学牵头，联合中国科学院上海光学精密机械研究所以及上海同新机电控制技术有限公司等单位开展了面向机器人误差测量等工业应用的多模式激光跟踪仪的研究。该研究对复杂场合下时变轨迹跟踪、测量或加工具有强适应性；结合图像采集系统，可以精确调整成像视轴以实现视觉导引或大范围高精度图像拼接。该项目从原理上拓展了激光多模式、变尺度跟踪的实现方法，形成了复杂场合下大范围高精度动态目标激光跟踪的核心技术，在机器人动态误差测量、动态成像检测、空间激光通信以及军事侦察等领域具有广泛的应用前景。应用范围:该项目经过几年培育，截至2018年6月已生产多模式激光跟踪系统样机5台套，主要应用于中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室、同济大学机械工程综合实验中心等单位。 在自由空间激光通信、激光雷达、光纤光开关、激光指示器等领域中，可用于激光光束的转向及指向稳定调整。在空间观测、侦察监视、红外对抗、搜索营救、显微观察、干涉测量、机器视觉等领域中，可用于改变成像视轴，扩大搜索范围或成像视场。国内外对基于旋转双棱镜的激光跟踪理论研究集中在光束转向机制、光束扫描模式、棱镜回转控制等方面。 产学研合作开发，意向合作单位：从事光电精密仪器开发的经验，对于激光跟踪技术具有一定的技术积累，如ABB公司、Leica、西门子、新松机器人、沈阳机床厂、高校科研院所以及国防单位等。项目阶段:小试效益分析:本项目在多模式激光跟踪方面形成的研究成果处于国际先进水平，不仅能够解决工业生产中对大范围、高精度特征的测量需求，而且在多自由度特征信息提取以及智能化控制等领域应用前景广阔，在推动激光跟踪测量技术的产业化进程、提高工业自动化水平和人才培养等方面，具有巨大的经济效益和社会效益。

产品详细介绍 系统主要由教师跟踪摄像机，学生定位摄像机和教育跟踪集控器组成，并可选配板书定位传感器。 业界领先的教育及会议领域专用智能摄像机，摄像机内置高速嵌入式处理器，采用业界领先的人体检测及行为识别图像分析算法来跟踪老师和定位学生，目标无需佩戴任何传感器，使用简便可靠，符合常态化教学要求。系统性能稳定，简单易用，可广泛应用于电子教室、视频会议、技术培训等领域。 • 统一管理控制摄像机和板书定位传感器，网线连接方便可靠； • 提供RS232、RS485、USB多种接口和录播主机进行通信； • 录播主机即使用RS232和多台设备通信，经过集控器, 也只需一个串口即可完成； • 录播主机即使没有串口，也可通过集控器的USB接口进行通信。

产品详细介绍  一、概述 跟踪定位服务器是一款为教育录播系统量身定制的自动跟踪和导播切换一体化系统，采用先进的图像分析处理技术，内置多重智能策略，实现多区域、多目标、多策略的全自动跟踪和导播切换应用。产品汇集了传统的移动侦测、人脸识别和特征分析等技术的优秀理念，采用独创的图像分析技术实现全三维定位，准确识别跟踪对象，锁定目标进行智能化的精细控制跟踪，让跟踪效果平滑细腻。与超然多媒体录播一体机配合使用，可以实现对教室现场的全自动跟踪拍摄与智能导播。 二、产品优势 Ø  完全芯片嵌入式架构 硬件集成、嵌入式操作系统，保证长时间工作稳定，有效防止病毒和网络攻击。 Ø  先进的图像识别技术 采用全图像跟踪，汇集多种识别技术优势的智能图像分析处理技术，通过双镜头交叉实现全三维定位，识别精度高，抗干扰能力强，安全高效。 Ø  内置多种跟踪策略 自动跟踪和导播切换一体化系统，支持多重区域、多个目标、多级策略的综合模式。 Ø  抗干扰能力强 不受强光、电磁、声音等因素影响，在自然光照条件下可正常工作。 Ø  模块化设计 统一软硬件平台的教师、学生、板书模块化结构，模块可独立工作，也可组合工作，并在组合中激活模块联合策略，进行模块联动控制，实现更加丰富完善的自动跟踪和导播切换效果。 Ø  宽动态+微控制 宽动态+微控制，保证画面流畅稳定，不抖动，不晃眼。 基于对摄像机的综合精细控制，实现根据目标移动速度和动作幅度的智能景深调整，最大程度避免垃圾镜头，提升视觉感受。 产品功能 图像采集 采集定位摄像头的视频图像，根据现场的配备情况，最多同时支持采集8路定位摄像头的图像。 图像处理分析 将采集到的定位摄像头的图像进行智能处理与分析，汇集了传统的移动侦测、人脸识别和特征分析等技术的优秀理念，采用独创的具有自主知识产权的图像分析技术实现全三维定位，准确识别跟踪对象，锁定目标。 智能跟踪拍摄 根据图像处理分析的结果，对拍摄目标进行进行智能化的精细控制跟踪，让跟踪效果平滑细腻。采用独创的宽动态智能防抖+微控制技术，对目标动作和移动作出分析和判断，使目标在小范围移动或很缓慢移动的时候，摄像机可以进行以目标为中心的画面锁定拍摄或肉眼不易察觉的“微控制”跟踪拍摄，从而保证画面始终流畅稳定，不抖动，不晃眼，符合视觉需要。 教师跟踪模块 可以对教师的动作幅度、移动速度等作出分析判断，结合内置策略，对摄像机同时进行转动、推拉、俯仰的综合精细控制，从而使教师动作幅度由小到大，移动速度由慢到快的过程中实现特写、近景、中景和全景的平滑变化。弱化了由于目标移动，摄像机动作带来的画面大幅变化、抖动，晃眼、眩晕的视觉效果，解决了自动跟踪拍摄的一个业内难题。 教师模块支持对教室环境的区域划分，支持不同区域的自定义策略。比如教师在讲台区给予更多精细跟踪策略，在学生区的时候给予更多中远景策略，在各个区域都启用多目标策略，对于门口等区域启用忽略和回避策略等等。 学生跟踪模块 可以识别起立的目标，也可以识别移动的目标。对于起立目标，系统执行先动后切的联合策略，摄像机动作到位再切换画面，避免或减少垃圾镜头。对于移动目标，将主要采用类似教师跟踪的策略，保证拍摄平滑稳定，并与教师模块进行联动控制。 学生模块可以准确识别多目标并配合景深策略拍摄，当单一目标时，给予特写拍摄，当两个以上目标时，自动调整景深，使所有目标进入拍摄画面，直到全景。 板书跟踪模块 主要识别教师或学生的板书动作，自动给予特写拍摄，并根据板书者的肢体动作进行摄像机的“微控制”，清晰再现板书细节。 板书模块可与教师模块联动控制一台摄像机进行拍摄和切换，也可独立控制一台摄像机进行板书的特写拍摄，根据实际情况灵活确定。

成果与项目的背景及主要用途： 激光跟踪测量系统是近些年来迅速发展并得到广泛应用的高精度、便携式三坐标测量机。这种测量系统的主要特点是测量范围大，通常为数十米甚至上百米。在全量程内的测量精度可以保持在微米级。整个系统的典型重量为20kg左右，非常便携。由于可以和多种形式的合作目标（也叫目标镜或目标测头）配合使用，因此不仅能对点、线、面等简单的几何特征进行测量，而且能够对内部特征、隐藏特征或曲面等复杂特征进行快速、高精度的测量。

成果创新点 解决显微镜使用中遇到的如下问题：载物台移动引起 的培养液晃动使样本失焦；显微操作中，运动样本捕捉难 度大；连续多样本的显微操作，劳动强度大。细胞分选、 运动样本的自动化跟踪及捕捉。 核心优势：创新的系统结构、三维图像重构及卵子姿 态调整技术 应用范围： 1、细胞分选：根据细胞的内容物特征筛选细胞，应用于免 疫学、神经科学、药物开发、生殖科学，包括雄性不育的

解决显微镜使用中遇到的如下问题：载物台移动引起 的培养液晃动使样本失焦；显微操作中，运动样本捕捉难度大；连续多样本的显微操作，劳动强度大。细胞分选、 运动样本的自动化跟踪及捕捉。 核心优势：创新的系统结构、三维图像重构及卵子姿态调整技术 应用范围： 1、细胞分选：根据细胞的内容物特征筛选细胞，应用于免 疫学、神经科学、药物开发、生殖科学，包括雄性不育的 诊断、干预和治疗等； 2、生殖中心：实现 ICSI 自动化操作； 3、斑马鱼作为模式动物的相关科学研究； 4、雄/男性生殖科学研究包括机制、毒理、环境等的影响； 5、精子评价，优生优育咨询 。

本发明属于通信技术领域，具体为双向多模轨道角动量波天线。本发明天线由超材料单元经旋转不同角度并周期延拓形成的二维阵列和螺旋超表面组成；螺旋超表面是以中心为轴旋转、高度随着旋转角度增加而阶梯式递增的螺旋相位板，处于天线中心位置；超材料单元的二维阵列分为八个子阵列；这八子阵列依次排布于螺旋超表面周围的八个方位，形成一个方形天线；超材料单元由金属贴片、介质基板和金属地叠合组成；本发明天线可将圆极化方式入射的平面波转换成轨道角动量波，并通过反射和透射方式形成双向的多模轨道角动量波，改变超材料单元的排布方式或者螺旋相位板的高度可以形成不同模式的轨道角动量波，具有多模复用、设计灵活、结构简单等优点。

本发明涉及一种表征太赫兹量子级联激光器多模效应的电路建模仿真方法，首先建立表征 THzQCL 有源层内部载流子输运特性的多模速率方程组；接着建立表征ThzQCL内部多模态效应的物理方程模型； 然后通过变量代换和化简得到相应的等效电路模型；建立表征 THzQCL 输入端电气特性的等效电路模型； 建立表征 THzQCL 输出端光功率特性的等效电路模型；最后建立电路宏模型，包括一个电气端口和一个 光功率输出端口，基于电路宏模型进行光电性能仿真和输出光谱性能测试。本发明可测试温度对 THzQCL 各种光电性能的影响；可支持实现对 THzQCL 光电性能和输出多模效应的模拟和仿真。 

本发明公开了一种在复杂环境下传感器测量报告与维护的系统航迹进行多假设关联时的一种有效处理方案，该方案通过将常规多假设关联的树形结构转换成扁平型结构，同时赋予各关联假设不同的权值，可以有效的降低了多假设关联维护的复杂程度，同时还可以有效提高了关联的准确性。