導(dǎo)語：如何才能寫好一篇無人機(jī)光電探測(cè)技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

研發(fā)概況

2015年8月，“彩虹”-5無人機(jī)完成了首飛試驗(yàn)，并接受了CCTV的現(xiàn)場(chǎng)采訪。“彩虹”-5延續(xù)了“彩虹”-4的成熟氣動(dòng)布局。相比“彩虹”-4，“彩虹”-5采用了更大的展弦比和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高升阻比翼型。據(jù)悉，“彩虹”-5全機(jī)干凈構(gòu)型（干凈構(gòu)型是指沒有外掛設(shè)備，只是純理論外形下的狀態(tài)）的升阻比達(dá)到了25以上，比波音737高出40%以上。

2016年8月，“彩虹”-5無人機(jī)在西北某機(jī)場(chǎng)完成了余度飛控系統(tǒng)的集成飛行驗(yàn)證試驗(yàn)。新一代余度飛控系統(tǒng)突破了若干軟硬件故障隔離、故障重構(gòu)技術(shù)，提高了飛控系統(tǒng)的耐用性，從設(shè)計(jì)源頭上提高了“彩虹”無人機(jī)系統(tǒng)的飛行可靠性和安全性，使“彩虹”-5無人機(jī)在惡劣條件下、執(zhí)行長(zhǎng)航時(shí)廣域偵察打擊任務(wù)時(shí)始終擁有一顆清醒而強(qiáng)健的“大腦”。

“彩虹”-5無人機(jī)的載重效率與美國的“捕食者”B無人機(jī)相當(dāng)。由于“彩虹”-5采用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，“捕食者”B采用渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，“彩虹”-5的耗油率和航時(shí)優(yōu)于“捕食者”B，未來采用重油發(fā)動(dòng)機(jī)后，“彩虹”-5的航時(shí)將接近“捕食者”B的兩倍。

主要指標(biāo) 進(jìn)行夜間試驗(yàn)的“彩虹”-5無人機(jī)

“彩虹”-5無人機(jī)的翼展達(dá)21米；最大起飛重量達(dá)3 300千克，比“彩虹”-4重了接近2 000千克；最大內(nèi)部載荷200千克，最大外部載荷1 000千克；最大飛行速度300千米/小時(shí)，巡航速度180～ 220千米/小時(shí)；最大航程超過6 500千米，最大續(xù)航時(shí)間40小時(shí)，實(shí)用升限7 600米，巡航高度3 000～5 000米；可選用視距通信或衛(wèi)星中繼通信。

性能特點(diǎn)

中空長(zhǎng)航時(shí)廣域偵察監(jiān)視“彩虹”-5無人機(jī)可以同時(shí)掛載高清光電偵察載荷和合成孔徑雷達(dá)，可進(jìn)行高低空、遠(yuǎn)近程組合偵察。利用合成孔徑雷達(dá)可以在數(shù)百千米外實(shí)現(xiàn)全天候高空遠(yuǎn)程廣域偵察，利用高清光電偵察載荷可以對(duì)可疑區(qū)域進(jìn)行低空近程精細(xì)偵察，并對(duì)目標(biāo)進(jìn)行最終的識(shí)別、定位，而且對(duì)、皮卡、坦克、艦船等低速移動(dòng)目標(biāo)還可以鎖定跟蹤。

大掛載能力――一次最多可載彈16枚“彩虹”-5無人機(jī)翼下設(shè)計(jì)有6個(gè)掛點(diǎn)，最大設(shè)計(jì)載彈量達(dá)1 000千克。在內(nèi)側(cè)的4個(gè)掛點(diǎn)采用4聯(lián)裝掛架，一次可以掛載16枚50千克級(jí)的對(duì)地攻擊導(dǎo)彈或制導(dǎo)炸彈，一個(gè)架次即可摧毀一個(gè)坦克連。根據(jù)作戰(zhàn)對(duì)象的不同，用戶可以自由搭配50、100和200千克級(jí)的多型空面導(dǎo)彈或炸彈。“彩虹”-5無人機(jī)可通過機(jī)載衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)超視距作戰(zhàn)，地面站內(nèi)的指揮操控人員只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)就可以“決勝于千里之外”，實(shí)現(xiàn)2 000千米內(nèi)地面或海上目標(biāo)的即察即打，是當(dāng)之無愧的“重型狙擊手”。

多用途“彩虹”-5無人機(jī)由于載荷能力強(qiáng)，除了可以掛載高清光電偵察載荷和合成孔徑雷達(dá)外，相比“彩虹”-4還可以掛載體積和重量更大的任務(wù)載荷，如中型的多功能對(duì)海雷達(dá)、各種類型的電子戰(zhàn)設(shè)備等不同量級(jí)不同用途的武器，從而可以大幅提升其探測(cè)距離和作戰(zhàn)效能，以及應(yīng)對(duì)多元化作戰(zhàn)任務(wù)的能力。 “彩虹”-5無人機(jī)機(jī)頭下方掛載有光電偵察載荷 “彩虹”-5無人機(jī)察打一體任務(wù)狀態(tài)正視圖 “彩虹”-5無人機(jī)在機(jī)身尾部裝一臺(tái)推進(jìn)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，以后采用重油發(fā)動(dòng)機(jī)后還會(huì)進(jìn)一步增加航時(shí)

技術(shù)亮點(diǎn)

襟翼增升坐過民航客機(jī)的朋友，如果剛好你坐在機(jī)身中段附近靠窗的位置，在飛機(jī)滑入主跑道剎車停下準(zhǔn)備起飛的時(shí)候，你會(huì)聽到發(fā)動(dòng)機(jī)聲音突然增大，這時(shí)觀察飛機(jī)機(jī)翼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)翼后緣有一排翼面整體往下偏轉(zhuǎn)，這就是客機(jī)起飛時(shí)用來增加升力的高升力裝置，那一排偏轉(zhuǎn)的翼面叫做襟翼。通過襟翼增升可以使飛機(jī)在較小的起飛速度下就能飛起來，從而縮短飛機(jī)的起飛滑跑距離，這樣既能減少機(jī)場(chǎng)的用地需求，又能提高客機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，可謂一舉兩得。

“彩虹”-5無人機(jī)就采用了襟翼增升技術(shù)，使起飛升力提高了近30%，大大縮短了起飛距離。而這種技術(shù)一般的無人機(jī)是沒有的，只有大型無人機(jī)才會(huì)采用。

重油動(dòng)力重油主要是指餾分（分餾石油、煤焦油等液體時(shí)，在一定溫度范圍內(nèi)蒸餾出來的成分）介于航空煤油與柴油之間的航空燃料。與汽油相比，重油分子含碳量高，燃值高，重油不容易揮發(fā)，儲(chǔ)運(yùn)安全，生產(chǎn)成本低因而價(jià)格便宜。但重油燃燒劇烈，需要綜合精細(xì)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和零部件精密制造技術(shù)。目前，國外通用航空領(lǐng)域已經(jīng)開始大面積推廣使用重油發(fā)動(dòng)機(jī)，并壟斷了相關(guān)技術(shù)，國內(nèi)航空重油發(fā)動(dòng)機(jī)尚無工程化應(yīng)用的先例。目前，“彩虹”-5無人機(jī)采用的是航空汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)“彩虹”-5無人機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)人透露，“彩虹”-5有望在明年年底換裝國產(chǎn)重油發(fā)動(dòng)機(jī)，打破了西方對(duì)重油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的壟斷。 進(jìn)行飛行試驗(yàn)的“彩虹”-5無人機(jī)

余度飛控軍迷朋友們都知道，飛控系統(tǒng)是飛機(jī)的大腦，飛控系統(tǒng)軟硬件故障對(duì)有人機(jī)而言或許還可以補(bǔ)救，對(duì)無人機(jī)而言，若沒有控制備份，很可能是致命的。因?yàn)闊o人機(jī)地面操控人員不能及時(shí)感知飛行情況，更不可能像有人機(jī)一樣可以依靠飛行員手動(dòng)施加機(jī)械操縱。“彩虹”-5無人機(jī)由于體量大，載荷能力強(qiáng)，通過飛控系統(tǒng)冗余技術(shù)，可以以極小的重量代價(jià)，來大幅提升無人機(jī)的飛行可靠性和安全性。

未來應(yīng)用

與“彩虹”-4、“彩虹”-3聯(lián)合編隊(duì)作戰(zhàn)未來，“彩虹”-5無人機(jī)可以與“彩虹”-4、“彩虹”-3無人機(jī)高低搭配，執(zhí)行不同級(jí)別的作戰(zhàn)任務(wù)，或編隊(duì)使用。通過不同梯度的作戰(zhàn)配合，發(fā)揮體系綜合作戰(zhàn)效能，完成單一無人機(jī)所無法完成的任務(wù)。

電子戰(zhàn)“彩虹”-5無人機(jī)可以搭載電子戰(zhàn)綜合系統(tǒng)，執(zhí)行通信偵察干擾、雷達(dá)偵察干擾等任務(wù)，對(duì)敵防空雷達(dá)、防空導(dǎo)彈等進(jìn)行干擾壓制，前出支援、掩護(hù)我方飛機(jī)突防和實(shí)施對(duì)地攻擊。 “彩虹”-5無人機(jī)配用的AR-1（左）和AR-2空地導(dǎo)彈。AR-1導(dǎo)彈的射程為2～8千米，發(fā)射質(zhì)量約為45千克，命中精度小于1.5米，典型目標(biāo)為行駛中的坦克和裝甲車輛，具有大的下視角和離軸發(fā)射角，可發(fā)射前或發(fā)射后鎖定目標(biāo)，使用靈活。AR-2是一種低成本、小型化空地導(dǎo)彈，射程2～8千米，發(fā)射質(zhì)量不超過20千克，命中精度小于2米，可攻擊裝甲車輛、輕型車輛、房屋、掩體、地面武裝人員等目標(biāo)。導(dǎo)彈的小型化可以使無人機(jī)攜帶更多彈藥或增加其航程航時(shí)。此外，“彩虹”-5無人機(jī)還可掛載其它類型的武器，如不同級(jí)別的制導(dǎo)炸彈等

篇2

智能圖像傳感器應(yīng)用廣泛，車感攝像頭和激光雷達(dá)蓄勢(shì)待發(fā)

我們認(rèn)為車用、無人機(jī)、AR/VR用智能圖像傳感器將會(huì)成為未來5年的新增需求增長(zhǎng)點(diǎn)，并預(yù)測(cè)車用攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模可由2016年58億美元增長(zhǎng)至2020年214.5億美元，年均復(fù)合增速為38.6%；保守估計(jì)車用激光雷達(dá)可由2016年6億美元增長(zhǎng)至2025年80億美元，年均復(fù)合增速33%；無人機(jī)用攝像頭可由2016年1200萬美元增長(zhǎng)至2020年1億美元，年均復(fù)合增速為35.4%。由于激光雷達(dá)成本過高，目前各種成像技術(shù)多以攝像頭運(yùn)用為主，但未來隨激光雷達(dá)成本的降低，其在各個(gè)領(lǐng)域?qū)z像頭的替代作用也將凸顯。

MEMS傳感器是智能傳感器的未來，重點(diǎn)關(guān)注固態(tài)激光雷達(dá)

具有微米量級(jí)特征的MEMS傳感器正逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械傳感器的主導(dǎo)地位。初步估算MEMS(微機(jī)處理系統(tǒng))智能傳感器將會(huì)從2015年的115億美元增長(zhǎng)至2021年的200億美元。攝像頭技術(shù)應(yīng)用比較成熟，3D成像、虹膜識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別是技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。激光雷達(dá)成本高昂，尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)，未來，為降低成本而取消其機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的集成方式將會(huì)成為未來技術(shù)的突破口，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注能夠?qū)崿F(xiàn)固態(tài)激光雷達(dá)掃描的MEMS微振鏡技術(shù)和光相控陣列技術(shù)。

溢價(jià)收購+高額融資，資本市場(chǎng)熱衷激光雷達(dá)和無人駕駛

Mobile eye2014年在美上市，IPO當(dāng)日募資8.9億美元，后被英特爾收購，溢價(jià)達(dá)34.4%，以色列Luminar種子輪融資達(dá)3600萬美元，以色列Oryx A輪融資1700萬美元，美國Quanergy B輪融資9億美元，中國禾賽科技A輪融資1.1億元，無人駕駛和激光雷達(dá)，備受資本市場(chǎng)的追捧。

投資邏輯，未來市場(chǎng)可關(guān)注

硅基材料仍然是市場(chǎng)主流的智能圖像傳感器材料，但Luminar激光雷達(dá)所用的InGaAs材料具有更高的敏感性，或未來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，或?qū)杌牧嫌幸欢ǖ奶娲浴?/p>

人工智能領(lǐng)域，專業(yè)化、集成化將會(huì)成為未來傳感器模組的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化的核心在于算法與功能的匹配，不同類型的傳感器的集成，可使之功能互補(bǔ)，揚(yáng)長(zhǎng)避短。目前先進(jìn)的算法被國外壟斷，集成模式將會(huì)成為未來3-5年內(nèi)中國智能圖像傳感器市場(chǎng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

手機(jī)、PC行業(yè)的發(fā)展已相當(dāng)成熟，AR、VR是市場(chǎng)熱點(diǎn)。隨各國對(duì)汽車ADAS系統(tǒng)的重視與推廣，車用智能圖像傳感器將會(huì)是行業(yè)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。另外，無人機(jī)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市，也將會(huì)是行業(yè)未來的風(fēng)口。

最后，從算法來看，嵌入式技術(shù)有更強(qiáng)的針對(duì)性，在解決本地問題具備優(yōu)越性。人工智能領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)將成為業(yè)內(nèi)主流算法，而大數(shù)據(jù)結(jié)合端對(duì)端的高速傳輸將會(huì)推進(jìn)深度學(xué)習(xí)算法的實(shí)際應(yīng)用。

我們認(rèn)為車用、無人機(jī)、AR/VR用智能圖像傳感器將會(huì)成為未來5年的新增需求點(diǎn)，預(yù)計(jì)2020年攝像頭市場(chǎng)規(guī)模達(dá)223億美元，2016-2020年均復(fù)合增速為37%；2025年車用激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)80億美元，2016-2025年均復(fù)合增速33%，且隨激光雷達(dá)成本不斷降低，其對(duì)攝像頭的替代作用也將凸顯。

一、智能圖像傳感器簡(jiǎn)介

國家標(biāo)準(zhǔn)將傳感器定義為：能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成為可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常傳感器包括兩部分：敏感元件和轉(zhuǎn)換器。IEEE協(xié)會(huì)從最小化傳感器結(jié)構(gòu)的角度，將能提供受控量或待感知量大小且能典型簡(jiǎn)化其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的集成的傳感器稱為智能傳感器。其本質(zhì)特征為集感知、信息處理與通信于一體，具有自診斷、自校正、自補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/p>

目前智能傳感器廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車工業(yè)、航空航天、機(jī)械、化工及醫(yī)藥等領(lǐng)域。隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的興起，智能傳感器在智能農(nóng)業(yè)、智能工業(yè)、智能交通、智能電網(wǎng)、健康醫(yī)療、智能穿戴等領(lǐng)域，都有著廣闊的應(yīng)用空間。

智能圖像傳感器是能夠捕捉和分析視覺信息，代替人眼做各種測(cè)量和判斷的設(shè)備，由圖像傳感器和視覺軟件組成，前者用于捕捉圖像，后者用于分析“看到”的內(nèi)容。典型的圖像傳感器可以分為：圖像采集、圖像處理和運(yùn)動(dòng)控制三個(gè)部分。它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng)域。

根據(jù)感光器件的不同，圖像傳感器可以分為CCD和CMOS兩種。兩者都執(zhí)行相同的步驟：光電轉(zhuǎn)換——電荷累積——輸出——轉(zhuǎn)換——放大。

CCD成像儀主要由兩部分構(gòu)成：濾色器和像素陣列，微透鏡將光線漏光到每個(gè)像素的光敏部分上，當(dāng)光子通過濾色器陣列時(shí)，像素傳感器開始捕獲通過的光的強(qiáng)度，然后對(duì)光信號(hào)進(jìn)行組合，統(tǒng)一輸送到外部線路進(jìn)行A/D處理。與CCD相比，CMOS是具有像素傳感器陣列的集成電路，其每個(gè)像素傳感器都有自己的光感傳感器、信號(hào)放大器和像素選擇開關(guān)。

智能傳感器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)主要有三種：非集成化實(shí)現(xiàn)、混合形式、集成化實(shí)現(xiàn)。按照智能化的程度，分別對(duì)應(yīng)：初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)形式。MEMS傳感器是指采用微機(jī)械加工和半導(dǎo)體工藝制造而成的新型傳感器。與傳統(tǒng)的機(jī)械傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化等特點(diǎn)。從集成化的角度來說，MEMS傳感器是智能傳感器的未來。

目前最常見的智能圖像傳感器組件便是攝像頭，已普遍應(yīng)用于手機(jī)和可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子，目前手機(jī)、平板電腦市場(chǎng)趨于飽和，未來無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、AR、VR、無人機(jī)等新興智能領(lǐng)域?qū)?huì)成為智能圖像傳感器的新增需求點(diǎn)。在這些領(lǐng)域的主流傳感器組件分別是：攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)。其中激光雷達(dá)在探測(cè)距離、探測(cè)精準(zhǔn)度、天氣適應(yīng)性和夜視功能方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為未來高端成像設(shè)備的主流。

激光雷達(dá)的成像原理可簡(jiǎn)單概括為：激光雷達(dá)的發(fā)射模塊發(fā)射出一束具有一定功率的激光束或者是光脈沖，然后經(jīng)散射鏡將光線散射出去，打到待探測(cè)目標(biāo)面上；反射回來的信號(hào)由激光雷達(dá)的接收模塊接收，經(jīng)過內(nèi)部的信號(hào)處理，結(jié)合強(qiáng)度像和距離像的融合，經(jīng)顯示設(shè)備輸出待測(cè)目標(biāo)的三維圖像。

與相機(jī)圖像不同，激光雷達(dá)可通過測(cè)量光線的飛行時(shí)間，測(cè)量物體距離。除此之外，相機(jī)的數(shù)據(jù)源單一，不可靠，雖具有完全360°的覆蓋范圍，但很容易被迎面而來的光線、黃昏或陰影中看不到東西所遮擋，無法區(qū)分遠(yuǎn)處的重要場(chǎng)景。以車用傳感器為例，分別對(duì)比攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)，三者之間的區(qū)別如下圖所示：

二、智能圖像傳感器主要應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)空間

20世紀(jì)90年代末期，隨著CMOS圖像傳感器工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大，近年來市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過90%，取代CCD成為主流。2016年CMOS的市場(chǎng)規(guī)模為103億美元，三大巨頭索尼(Sony)、三星(Samsung)和豪威(Omnivision)分別占比全球市場(chǎng)份額35%、19%和8%，合計(jì)占比62%，市場(chǎng)格局相對(duì)比較集中。

從區(qū)域市場(chǎng)的分布來看，根據(jù)Globle image sensor的預(yù)測(cè)，2012-2018年全球全球圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)率為4.35%，到2018年，市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)106.6億美元，增長(zhǎng)主要集中在亞洲，中國將會(huì)成為最大的受益國。2012年北美、亞洲和歐洲和其他區(qū)域的市場(chǎng)份額分別為35%、34%、22%和9%，而到了2018年四大區(qū)域的市場(chǎng)份額分別為：27%、40%、18%和15%。

從下游應(yīng)用領(lǐng)域分布來看，當(dāng)前CMOS圖像傳感器主要應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦，占比下游應(yīng)用70%左右。隨著嵌入式數(shù)字成像技術(shù)迅速擴(kuò)展，未來用于智能手機(jī)和平板電腦的CMOS的比例將會(huì)逐漸降低，汽車系統(tǒng)將成為CMOS圖像傳感器增長(zhǎng)最快的應(yīng)用，到2020年汽車行業(yè)傳感器市場(chǎng)規(guī)模可增長(zhǎng)至22億美元，約占市場(chǎng)總額152億美元的14%。2015年-2020年，汽車用CMOS全球銷售額復(fù)合年增長(zhǎng)率可達(dá)55%。

在汽車行業(yè)之外，未來2015-2020年間，安全監(jiān)控領(lǐng)域可保持36%的年均復(fù)合增速，增長(zhǎng)至9.12億美元；醫(yī)療/科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域可保持34%的年均復(fù)合增速，增長(zhǎng)至8.67億美元；玩具/電子游戲可保持32%的年均復(fù)合增速，增長(zhǎng)至2.74億美元；工業(yè)系統(tǒng)可保持18%的年均復(fù)合增速，增長(zhǎng)至8.97億美元。

從應(yīng)用形式來看，CMOS傳感器的主要應(yīng)用為攝像頭模組(CCD)，2014年全球CCD市場(chǎng)規(guī)模為201億美元，其中封裝、AF(自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng))& OIS(圖像穩(wěn)定系統(tǒng))供應(yīng)商規(guī)模合計(jì)占比市場(chǎng)份額的72%，分別為72億美元和72.5億美元。根據(jù)Yole Développement預(yù)計(jì)，2020年CCD全球市場(chǎng)規(guī)模可增長(zhǎng)至510億美元，6年間的年均復(fù)合增速為16.8%，其中封裝領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模達(dá)225億美元，年均復(fù)合增速20%；AF & OIS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)155億美元，年均復(fù)合增速13%。

目前手機(jī)、電腦用攝像頭是攝像頭模組下游應(yīng)用的最廣泛領(lǐng)域之一，未來隨著無人駕駛技術(shù)的逐步推進(jìn)，融合了圖像傳感器的車載攝像頭以及激光雷達(dá)，作為ADAS的解決方案將會(huì)面臨新一輪的增長(zhǎng)，除了車感攝像頭之外，無人機(jī)和機(jī)器人領(lǐng)域、以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)領(lǐng)域都將是智能圖像傳感器的新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)。

1. 汽車領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r

相比手機(jī)攝像頭，汽車攝像頭的進(jìn)入壁壘更高，單價(jià)也是手機(jī)攝像頭的八倍左右(車載攝像頭價(jià)格在32美元(約合人民幣197元)左右，夜視用車感攝像頭更是高達(dá)上千美元。2016年ADAS的市場(chǎng)規(guī)模為105億美元，根據(jù)Strategy Analysis預(yù)測(cè)，到2020年ADAS市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)300億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)24%。

隨著ADAS市場(chǎng)的爆發(fā)，車用攝像頭迎來了增長(zhǎng)的風(fēng)口，作為ADAS全景系統(tǒng)的重要組成部分，市場(chǎng)上主流的ADAS解決方案中，一輛車至少安裝7個(gè)攝像頭，按照安裝的位置，分別分為：前視、后視、側(cè)視以及車內(nèi)監(jiān)控四大部分。目前來看歐美國家的ADAS的市場(chǎng)滲透率較高，在8%左右，而中國的滲透率較低，為3%左右。且歐美各國近期都紛紛出臺(tái)強(qiáng)制安裝ADAS系統(tǒng)的政策，未來ADAS系統(tǒng)的滲透率將會(huì)逐步提高，相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)到2020年全球新車ADAS系統(tǒng)的滲透率可達(dá)20%。

2005年-2015年，全球汽車產(chǎn)量由6593.4萬輛增長(zhǎng)至8967.8萬輛，年均復(fù)合增速3%，預(yù)計(jì)未來仍以該速度增長(zhǎng)，至2020年全球汽車產(chǎn)量可達(dá)1.04億輛，由此預(yù)估車用攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模到2020年可達(dá)214.5億美元，年均復(fù)合增速為38.6%。

ADAS系統(tǒng)是無人駕駛的基礎(chǔ)，未來隨著ADAS系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟，無人車也將會(huì)進(jìn)入爆發(fā)增長(zhǎng)階段。相比車感攝像頭，激光雷達(dá)可以探測(cè)到更遠(yuǎn)的距離，對(duì)惡劣天氣的適應(yīng)性更強(qiáng)，因而成為無人車視覺系統(tǒng)的首選。根據(jù)激光雷達(dá)的激光發(fā)射器的數(shù)量不同，目前Velodyne Lidar無人車系統(tǒng)用激光雷達(dá)售價(jià)在7999美元-8.5萬美元，未來隨著激光雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，成本可進(jìn)一步降低，對(duì)車感攝像頭的替代效應(yīng)也將凸顯。

根據(jù)BI Intelligence預(yù)測(cè)，未來自動(dòng)駕駛車輛(包括L1-L5)將會(huì)由2016年的50萬輛增長(zhǎng)至2025年的2200萬輛，其中不包括能夠?qū)崿F(xiàn)L5的全自動(dòng)駕駛車輛，達(dá)到L5級(jí)別的全自動(dòng)駕駛車輛預(yù)計(jì)2025年之后將會(huì)出現(xiàn)。由于激光雷達(dá)的價(jià)格較貴，假設(shè)只有高自動(dòng)駕駛車才會(huì)安裝，目前高端車占比市場(chǎng)總量的4%左右，保守估計(jì)2017年到2025年車用激光雷達(dá)的市場(chǎng)規(guī)模可以由10.5億美元增長(zhǎng)至80億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率在33%左右。

2. 無人機(jī)和機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r

無人機(jī)和機(jī)器人有著極其廣泛的細(xì)分市場(chǎng)，包括消費(fèi)者無人機(jī)，自動(dòng)駕駛車輛，招待機(jī)器人，遠(yuǎn)程呈現(xiàn)等，預(yù)計(jì)無人機(jī)和機(jī)器人業(yè)每年將新增至少10種應(yīng)用，帶來約10億美元的收入。目前無人機(jī)和機(jī)器人傳感器的市場(chǎng)規(guī)模為3.51億美元，預(yù)計(jì)到2021年可增長(zhǎng)至7.09億美元，年均復(fù)合增速可達(dá)12.4%。

具體到智能圖像傳感器在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，目前主要是以相機(jī)模組的方式，搭載在無人機(jī)上，作航拍或者地圖測(cè)繪等需要成像的領(lǐng)域，2014年無人機(jī)出貨量為45萬臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模約7億美元，高盛預(yù)測(cè)，未來到2020年，無人機(jī)出貨量可達(dá)780萬臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)33億美元，出貨量年均復(fù)合增速達(dá)60%。隨著無人機(jī)市場(chǎng)的爆發(fā)，無人機(jī)用攝像頭也將會(huì)迎來新增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2020年無人機(jī)用攝像頭市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)1億美元，2013-2020年年均復(fù)合增速達(dá)35.4%。目前激光雷達(dá)成本較高，多用于測(cè)繪用無人機(jī)上，未來隨著激光雷達(dá)技術(shù)不斷成熟，成本不斷下降，激光雷達(dá)在無人機(jī)市場(chǎng)的應(yīng)用也將會(huì)越來越多。

3. AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))和VR(虛擬現(xiàn)實(shí))領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r

隨著AR和VR的應(yīng)用越來越廣泛，該市場(chǎng)包括了音頻、圖像、存儲(chǔ)器和處理器，幾乎可以涵蓋我們生活的方方面面。就近期而言，推動(dòng)AR/VR發(fā)展的九大動(dòng)力主要是：游戲、現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)、電影娛樂、保健、不動(dòng)產(chǎn)、零售、工業(yè)以及軍事，其初始驅(qū)動(dòng)力來源于個(gè)人消費(fèi)。高盛預(yù)計(jì)2025年，AR/VR軟件收入的60%將來源于個(gè)人，40%源自于企業(yè)和公共部門，而推動(dòng)AR/VR的應(yīng)用的三大動(dòng)力主要是：用戶體現(xiàn)、技術(shù)突破和內(nèi)容的拓展。

相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)2016年-2025年，AR/VR的市場(chǎng)規(guī)模可從40億美元增長(zhǎng)至800億美元，年均復(fù)合增速可達(dá)40%，其中硬件規(guī)模可由20億美元增長(zhǎng)至420億美元。在未來市場(chǎng)增長(zhǎng)一般的情況下，AR/VR設(shè)備的出貨量可由2016年的120萬臺(tái)增長(zhǎng)至2020年的730萬臺(tái)，年均復(fù)合增速為57%。而在未來市場(chǎng)增長(zhǎng)較好的情況下，AR/VR設(shè)備的出貨量由2016年的840萬臺(tái)增長(zhǎng)至2020年的7000萬臺(tái)，年均復(fù)合增速可達(dá)68%。

由市場(chǎng)和出貨量我們可以估算出2016-2020年AR/VR設(shè)備的平均售價(jià)為2380美元/臺(tái)，未來隨著技術(shù)的不斷成熟，價(jià)格將會(huì)進(jìn)一步降低。保守估算AR/VR領(lǐng)域用攝像頭市場(chǎng)規(guī)模由2016年8400萬美元增長(zhǎng)至2020年的7億美元，年均復(fù)合增速為70%。

具有微米級(jí)特征的MEMS傳感器正逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械傳感器的主導(dǎo)地位，預(yù)計(jì)2021年，MEMS智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)200億美元，2016-2021年均復(fù)合增速為9%。攝像頭技術(shù)應(yīng)用比較成熟，激光雷達(dá)尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)，未來可重點(diǎn)關(guān)注能夠降低成本的固態(tài)激光雷達(dá)的實(shí)現(xiàn)方式。

三、智能圖像傳感器的技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)

1.MEMS是智能傳感器的未來

智能傳感器的基本技術(shù)主要包括：功能集成化、人工智能材料的應(yīng)用、微機(jī)械加工技術(shù)、三維集成電路、圖像處理及DSP(數(shù)字信號(hào)處理)、數(shù)據(jù)融合理論(嵌入式數(shù)字成像技術(shù))，有兩種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，分別是：數(shù)字傳感器信號(hào)處理(DSSP)和數(shù)字控制的模擬信號(hào)處理(DCASP)，一般采用DSSP模式，通常至少包括兩個(gè)傳感器：被測(cè)量傳感器(如圖像傳感器)和補(bǔ)償傳感器，傳感信號(hào)經(jīng)由多路調(diào)制器送到A/D轉(zhuǎn)換器，然后在送到微處理器進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償和校正，測(cè)量的穩(wěn)定性只能由A/D轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性決定。

具有微米量級(jí)特征的MEMS傳感器可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。因此，MEMS傳感器正逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械傳感器的主導(dǎo)地位，在消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車工業(yè)、航空航天、機(jī)械、化工及醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

MEMS傳感器的門類品種繁多，目前壓力傳感器、加速度計(jì)和陀螺儀是MEMS器件應(yīng)用最廣泛的器件，MEMS的市場(chǎng)總額為54.25億美元，其中壓力傳感器、加速度計(jì)和陀螺儀合計(jì)占比約45%，隨著各國對(duì)ADAS系統(tǒng)的重視，以及無人駕駛的爆發(fā)，未來汽車電子市場(chǎng)的增長(zhǎng)將會(huì)成為驅(qū)動(dòng)MEMS市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?/p>

Yole Développement預(yù)測(cè)，未來MEMS(微機(jī)處理系統(tǒng))智能傳感器將會(huì)從2015年的115億美元增長(zhǎng)至2021年的200億美元，年均復(fù)合增速為9%，在相同時(shí)期，出貨量的同比增長(zhǎng)率達(dá)13%。

智能圖像傳感器涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng)域，主要分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件系統(tǒng)包含了處理器、存儲(chǔ)器和控制器，軟件系統(tǒng)主要包括各種驅(qū)動(dòng)和算法。

目前較為先進(jìn)的應(yīng)用主要有：激光雷達(dá)、3D成像和傳感技術(shù)、虹膜識(shí)別。

激光雷達(dá)的成像主要涉及以下幾個(gè)主要部件：激光發(fā)射器——散射片——接收器——處理器——輸出顯示，其中關(guān)鍵部件在于激光發(fā)射光系統(tǒng)和接收光系統(tǒng)。

發(fā)射光系統(tǒng)中的激光器的輸出波長(zhǎng)因工作物質(zhì)的不同而不同，根據(jù)工作物質(zhì)(氣體、光纖、半導(dǎo)體、自由電子、液體激光器)、激勵(lì)能源(光泵、電激勵(lì)、化學(xué)式)以及輸出的波長(zhǎng)(紅外激光器、紫外激光器和可見激光器)可以對(duì)激光器進(jìn)行不同的分類，目前主流激光器主要有：固體Nd：YAG激光器、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器等。

用于激光雷達(dá)系統(tǒng)的激光器的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)在于光波可探測(cè)的距離，對(duì)于激光雷達(dá)來說，激光器發(fā)出的光波越長(zhǎng)，可探測(cè)的距離就越長(zhǎng)，而光波長(zhǎng)度不僅取決于光波本身的特性還取決于激光器的功率，一般而言，功率越高光波可探測(cè)的距離越長(zhǎng)。

激光雷達(dá)接收器的作用在于將目標(biāo)反射或者散射的激光回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，主要由：接收光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、前置放大器、主放大器和探測(cè)器偏壓控制電路構(gòu)成。就接收器使用的材料而言，主要是IV族中的Si、Ge和III-V族的GaAs、InP等材料，但硅材料以其晶體完整性、大尺寸、優(yōu)良的熱學(xué)性能等以及硅微電子技術(shù)的成熟性等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用與目前的集成電路。但具最新消息，在Luminar公司即將推出的1000臺(tái)性能優(yōu)越的激光雷達(dá)(40陣列、探測(cè)距離可達(dá)200米)，所用激光接收器為InGaAs接收器。相比硅基的激光接收器，InGaAs接收器具有更高的敏感性，但成本更高，未來隨著成本的降低，將會(huì)有越來越廣泛的應(yīng)用。

除了有可以接收直線光的接收器之外，還有另外一種形式接受光信號(hào)的形式，即是Oryx獨(dú)家開發(fā)的“相干光雷達(dá)系統(tǒng)”。不像激光雷達(dá)那樣通過光電傳感器來偵測(cè)光線粒子，該系統(tǒng)根據(jù)光的“波粒二象性”，以波的形式使用納米天線來感知反射回來的信號(hào)(光)。

其原理是：用激光束照亮前方，用第二套光學(xué)儀器，將入射光導(dǎo)引到大量的微型整流納米天線中。由于系統(tǒng)不需要機(jī)械鏡面或一系列通道來引導(dǎo)激光、捕捉環(huán)境，只需要發(fā)出激光束來照亮前方，所以可大大降低成本。另外，系統(tǒng)所使用長(zhǎng)波紅外光被水吸收的比率很低，也很少受到太陽輻射的影響，所以不會(huì)在大霧或強(qiáng)光直射環(huán)境下失效。

激光雷達(dá)按有無機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件分類，包括機(jī)械激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)。根據(jù)線束數(shù)量的多少，又可分為單線束激光雷達(dá)與多線束激光雷達(dá)。而未來的發(fā)展方向?qū)?huì)從機(jī)械走向固態(tài)，從單線束走向多線束。

目前激光雷達(dá)遲遲沒有大規(guī)模應(yīng)用的原因在于組裝和調(diào)試成本高，為了實(shí)現(xiàn)激光在水平視角的360°掃描，需要為激光雷達(dá)安裝機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置，而降低激光雷達(dá)成本的根本手段便是取消機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。方法一是：利用MEMS微振鏡來控制激光的方向，把所有的機(jī)械部件集成到單個(gè)芯片，目前荷蘭Innoluce公司正在著手這一技術(shù)的研發(fā)，預(yù)計(jì)2018年量產(chǎn)，成本不超過100美元。方法二是：完全取消機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用相控陣列的原理實(shí)現(xiàn)固態(tài)激光雷達(dá)。光相控陣列的原理是：采用多個(gè)光源組成陣列，通過控制各光源發(fā)射的速度和時(shí)間差，靈活合成角度，且精密可控的主光束，目前Quanergy公司的S3產(chǎn)品用的就是這一原理，成本可降低至250美元/臺(tái)。

隨著激光雷達(dá)技術(shù)的推進(jìn)，微型化、低成本、高性能將會(huì)成為必然趨勢(shì)，固態(tài)激光雷達(dá)也將會(huì)成為最終的激光雷達(dá)形式。全球現(xiàn)有的激光雷達(dá)的主要生產(chǎn)廠家，如下表所示：

3D成像能夠識(shí)別視野內(nèi)空間每個(gè)點(diǎn)位的三維坐標(biāo)信息，從而使得計(jì)算機(jī)得到空間的3D數(shù)據(jù)并能夠復(fù)原完整的三維世界并實(shí)現(xiàn)各種智能的三維定位。目前在高端市場(chǎng)如：醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成熟，呈現(xiàn)出加速趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2018年在移動(dòng)和計(jì)算領(lǐng)域?qū)?huì)有大量3D成像和傳感產(chǎn)品面市，如：iPhone 8將采用前置3D攝像頭、Kinect游戲配件和Leap motion手勢(shì)控制器，3D成像技術(shù)將是解決人機(jī)交互的突破口。

目前主流的3D成像技術(shù)有三種：

(1)結(jié)構(gòu)光(Structure Light)。具有特別結(jié)構(gòu)的光投射特定的光信息到物體表面后，由攝像頭采集。根據(jù)物體造成的光信號(hào)的變化來計(jì)算物體的位置和深度等信息，進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間，代表公司如：以色列PrimeSense公司Light Coding方案。Light Coding發(fā)射940nm波長(zhǎng)的近紅外激光，透過diffuser(光柵、擴(kuò)散片)將激光均勻分布投射在測(cè)量空間中，再透過紅外線攝影機(jī)記錄下空間中每個(gè)參考面上的每個(gè)散斑，形成基準(zhǔn)標(biāo)定。標(biāo)定時(shí)取的參考面越密，則測(cè)量越精確。獲取原始數(shù)據(jù)后，IR傳感器捕捉經(jīng)過被測(cè)物體畸變(調(diào)制)后的激光散斑pattern。通過芯片計(jì)算，可以得到已知pattern與接收pattern在空間(x， y， z)上的偏移量，求解出被測(cè)物體的深度信息。

(2)TOF(Time Of Flight，飛行時(shí)間)。通過專有傳感器，捕捉近紅外光從發(fā)射到接收的飛行時(shí)間，判斷物體距離。TOF的硬件實(shí)現(xiàn)方式和結(jié)構(gòu)光類似，區(qū)別只是在于算法上，結(jié)構(gòu)光采用編碼過的光pattern進(jìn)行投射，而TOF直接計(jì)算光往返各像素點(diǎn)的相位差。

(3)雙目測(cè)距(Stereo System)。原理類似人的雙眼，在自然光下通過兩個(gè)攝像頭抓取圖像，通過三角形原理來計(jì)算并獲得深度信息，目前的雙攝像頭就是雙目測(cè)距的典型應(yīng)用。

從技術(shù)角度來說，3D成像并不是近年才新出現(xiàn)的。自2009年微軟基于3D成像的游戲體感交互設(shè)備Kinect已經(jīng)有8年時(shí)間，而Google的Project Tango也提出了4年。3D成像已經(jīng)過了技術(shù)基礎(chǔ)期，即將進(jìn)入長(zhǎng)達(dá)5年以上的高速成長(zhǎng)期。

虹膜識(shí)別是一種新興的生物特征識(shí)別技術(shù)，通過采集虹膜圖像，提取和比對(duì)虹膜紋理特征點(diǎn)之間的差別來識(shí)別身份，相比于傳統(tǒng)的指紋、人臉等生物特征識(shí)別技術(shù)具有唯一性、穩(wěn)定性和高度的防偽性等優(yōu)勢(shì)。對(duì)比其他生物測(cè)定技術(shù)只能讀取13-60個(gè)特征點(diǎn)，虹膜測(cè)定技術(shù)可以讀取266個(gè)特征點(diǎn)，準(zhǔn)確率高達(dá)99.29%。虹膜識(shí)別技術(shù)的過程一般來說包含如下四個(gè)步驟：虹膜圖像獲取——圖像預(yù)處理——特征提取——特征匹配。

虹膜識(shí)別系統(tǒng)自進(jìn)入21世紀(jì)之后開始大量應(yīng)用于安防、監(jiān)控、特種行業(yè)身份識(shí)別等領(lǐng)域，但由于其硬件的笨重和算法的低靈敏度，并沒有突破消費(fèi)級(jí)電子市場(chǎng)。直到2015年5月，日本手機(jī)廠商富士通了全球首款限量產(chǎn)虹膜識(shí)別智能手機(jī)Arrows NXF-04G，才被人們認(rèn)知。但相比目前的指紋識(shí)別，并沒有得到廣泛的應(yīng)用，其原因在于以下三大挑戰(zhàn)：虹膜算法，基于互聯(lián)網(wǎng)的安全解決方案以及虹膜支付的生態(tài)建設(shè)。

同時(shí)，虹膜識(shí)別技術(shù)本身也存在著以下幾點(diǎn)主要難題：圖像難采集、睫毛和眼皮的遮掩、瞳孔彈性形變、頭或眼球的轉(zhuǎn)動(dòng)帶來虹膜旋轉(zhuǎn)誤差、戴眼鏡的反光影響、不同攝像頭設(shè)備帶來圖像質(zhì)量的差異等。

3.融合智能傳感器的ADAS解決方案(以Mobile eye為例)

ADAS即是汽車駕駛輔助系統(tǒng)，Mobileye ADAS在功能方面覆蓋了安全增強(qiáng)、便利提高兩個(gè)方面功能，詳情如下表所示：

Mobile eye的ADAS系統(tǒng)主要有三大核心技術(shù)，分別是：傳感器識(shí)別(Sensing)、高精地圖定位(Mapping)和駕駛策略系統(tǒng)(Driving Policy)

(1)傳感器識(shí)別包括車輛搭載的所有傳感器設(shè)備：攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波傳感器等，所有這些傳感器所收集到的信息，都將作為原始數(shù)據(jù)被傳輸?shù)礁咝阅茈娔X當(dāng)中并加以分析，為車輛建立環(huán)境模型(environmental model)。

Mobileye的圖像識(shí)別技術(shù)主要是基于EyeQ芯片技術(shù)的基礎(chǔ)，研發(fā)單眼攝像頭。EyeQ芯片是Mobileye的核心技術(shù)，具備異構(gòu)可編程性，用來支持包括機(jī)器視覺、信號(hào)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)任何以及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的部署。從EyeQ5開始，Mobileye將會(huì)正式支持全自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)以及全套開源SDK用于開發(fā)者進(jìn)行算法開發(fā)。Mobileye下一步布局三目攝像頭識(shí)別以及傳感器融合，完成360°全車周圖像傳感識(shí)別的覆蓋。

(2)高精地圖定位：用于幫助車輛在整個(gè)路徑規(guī)劃中精確定位，提供無人駕駛系統(tǒng)安全冗余，高精度地圖的車輛定位精確度達(dá)到了10cm，遠(yuǎn)高于GPS的定位精確度。Mobileye推出道路體驗(yàn)管理系統(tǒng)(Road Experience Management， REM)——一個(gè)端到端地圖和定位引擎。這個(gè)引擎包含三個(gè)主體：數(shù)據(jù)采集主體、地圖整合服務(wù)器(云端服務(wù)器整合眾包數(shù)據(jù))、地圖使用主體(無人駕駛車輛)。

數(shù)據(jù)采集主體采集包括車輛路徑幾何數(shù)據(jù)、靜止路標(biāo)等數(shù)據(jù)，然后Mobileye進(jìn)行實(shí)時(shí)幾何及語義分析，之后這些數(shù)據(jù)被封裝為道路段數(shù)據(jù)(Road Segment Data)并傳送到云端服務(wù)器。云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)整合以及源源不斷的RSD數(shù)據(jù)流量協(xié)調(diào)，最終打造為一張高精度、低反應(yīng)時(shí)間的全球路書Roadbook。最后就是路書的本地化：讓無人駕駛車輛能夠使用這張路書，REM會(huì)讓車輛在路書地圖中自動(dòng)定位并根據(jù)實(shí)時(shí)更新來確保定位準(zhǔn)確。

篇3

該同志長(zhǎng)期從事飛行器導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)，以及光電探測(cè)技術(shù)的研究。“九五”以來，先后承擔(dān)了總裝備部、各軍兵種、國防科工局和863等領(lǐng)域多個(gè)重大項(xiàng)目的攻關(guān)工作和型號(hào)論證工作，為多個(gè)型號(hào)的國家立項(xiàng)做出了重要貢獻(xiàn)；主持研發(fā)了光電探測(cè)敏感器、慣性測(cè)量組合、空間執(zhí)行機(jī)構(gòu)等多款彈、箭、星領(lǐng)域控制系統(tǒng)核心產(chǎn)品，大部分產(chǎn)品已成功實(shí)現(xiàn)型號(hào)應(yīng)用。

先后榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國防科技進(jìn)步獎(jiǎng)等省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)5項(xiàng)，獲得授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)，在國內(nèi)外期刊發(fā)表科技論文多篇。榮獲中國航天科技集團(tuán)公司“技術(shù)創(chuàng)新先進(jìn)個(gè)人”、“航天人才培養(yǎng)先進(jìn)個(gè)人”和“航天貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)。

本刊記者凌翔（以下簡(jiǎn)稱記者）：上海航天控制技術(shù)研究所是我國紅外精確制導(dǎo)技術(shù)和便攜式防空導(dǎo)彈核心產(chǎn)品研發(fā)的專業(yè)研究所和重要基地。

您作為所長(zhǎng)和精確制導(dǎo)控制技術(shù)專家，請(qǐng)首先介紹一下所里的科研情況。

劉付成（以下簡(jiǎn)稱劉所長(zhǎng)）：很高興利用這個(gè)機(jī)會(huì)談?wù)勎业恼J(rèn)識(shí)。上海航天控制技術(shù)研究所隸屬中國航天科技集團(tuán)八院，五十多年來一直從事紅外制導(dǎo)技術(shù)和便攜式防空導(dǎo)彈核心產(chǎn)品的研發(fā)，及時(shí)掌握國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)，緊跟國際技術(shù)路線，自主研發(fā)了四代產(chǎn)品，形成了完整的技術(shù)體系和齊全的產(chǎn)品體系，是我國在這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，為部隊(duì)和軍貿(mào)提供了大量裝備，實(shí)戰(zhàn)性能優(yōu)良。

精確制導(dǎo)防空導(dǎo)彈歷經(jīng)六十多年的發(fā)展已經(jīng)到第四代了，成為防空武器系統(tǒng)一種極為重要的作戰(zhàn)武器，在國土、要地防空防御中發(fā)揮非常重要的作用。小巧輕便、靈活機(jī)動(dòng)、價(jià)廉物美的便攜式防空導(dǎo)彈作為末端防御武器，主要承擔(dān)防御低空、超低空威脅，如噴氣戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈等。

這些裝備在各國防空導(dǎo)彈裝備中占有65%以上數(shù)量份額，并在20世紀(jì)歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，尤其在近期中東的幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)和反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中，國際上幾種典型便攜式防空導(dǎo)彈均取得了良好的戰(zhàn)績(jī)。

記者：請(qǐng)結(jié)合精確制導(dǎo)技術(shù)，談?wù)劚銛y式防空導(dǎo)彈在戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用。 便攜式防空導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)示意圖

劉所長(zhǎng)：現(xiàn)代實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)表明，精確制導(dǎo)武器因擊毀敵方80%以上的目標(biāo)而成為高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)的主要?dú)ぞ摺Ｆ渲屑t外精確制導(dǎo)武器在各國裝備的各種戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中占60%以上。在近幾年的幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中占被擊落飛機(jī)的90%以上，在實(shí)戰(zhàn)中取得了輝煌成果，因而引起各國軍方的高度重視，隨著紅外精確制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展而裝備的新一代便攜式防空導(dǎo)彈，將在未來靈活多變的局部戰(zhàn)場(chǎng)中扮演著越來越重要的角色。

精確制導(dǎo)技術(shù)目前分為光學(xué)制導(dǎo)、射頻制導(dǎo)和復(fù)合制導(dǎo)三大類，光學(xué)制導(dǎo)又分為紅外制導(dǎo)、激光制導(dǎo)和可見光制導(dǎo)。其中光學(xué)制導(dǎo)技術(shù)，尤其是紅外制導(dǎo)技術(shù)由于具有制導(dǎo)精度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、小型低成本等特點(diǎn)，而成為便攜式防空導(dǎo)彈的首選方案，并帶動(dòng)這類導(dǎo)彈從上世紀(jì)60年代的第一代，發(fā)展到目前的第四代。在役和在研裝備中以紅外制導(dǎo)的便攜式導(dǎo)彈為主，它具有精度高、隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)和全天時(shí)作戰(zhàn)能力。

記者：請(qǐng)談?wù)劶t外制導(dǎo)技術(shù)與便攜式防空導(dǎo)彈的關(guān)系。

劉所長(zhǎng)：紅外探測(cè)由早期的點(diǎn)源、線列發(fā)展到目前的面陣成像，由單一波段發(fā)展到雙波段、多光譜，靈敏度逐步提高，信息處理智能化，從而使武器裝備的作戰(zhàn)距離越來越遠(yuǎn)，抗誘餌干擾能力越來越強(qiáng)。

可以說是以紅外制導(dǎo)為主的光電制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了便攜式防空導(dǎo)彈的發(fā)展和進(jìn)步，隨著紅外制導(dǎo)技術(shù)向高靈敏大面陣成像、高光譜成像、偏振成像以及智能化方向發(fā)展，支持便攜式導(dǎo)彈遠(yuǎn)距離高精度作戰(zhàn)、全天時(shí)作戰(zhàn)、復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下作戰(zhàn)。

記者：國外便攜式防空導(dǎo)彈的發(fā)展?fàn)顩r如何？

劉所長(zhǎng)：國外便攜式導(dǎo)彈裝備的導(dǎo)引頭主要有可見光導(dǎo)引頭、激光駕束、激光半主動(dòng)和紅外導(dǎo)引頭，其中以紅外導(dǎo)引頭為主，所以后續(xù)重點(diǎn)談?wù)劶t外制導(dǎo)導(dǎo)彈。

紅外精確制導(dǎo)技術(shù)在全世界范圍內(nèi)受到高度重視，歐美、俄羅斯、日本以及我國等均投入了巨大人力、物力和財(cái)力，開展了大規(guī)模的技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制，大量裝備和使用，加速了紅外制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

記者：請(qǐng)介紹一下紅外精確制導(dǎo)武器的發(fā)展特點(diǎn)，以及在局部實(shí)戰(zhàn)中發(fā)揮的作用？

劉所長(zhǎng)：在歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，紅外精確制導(dǎo)武器的戰(zhàn)績(jī)卓越，顯示出強(qiáng)大的生命力。紅外制導(dǎo)的發(fā)展歷經(jīng)了點(diǎn)、線、面探測(cè)體制，光譜覆蓋近紅外、短紅外、中紅外和長(zhǎng)紅外等幾個(gè)大氣窗口。如今已經(jīng)發(fā)展到成像制導(dǎo)技術(shù)為主，實(shí)現(xiàn)了全天時(shí)工作，可實(shí)現(xiàn)多波段、高靈敏度、高分辨率、高幀頻，能夠獲取更加豐富的場(chǎng)景信息，有利于在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)，提高反隱身和抗干擾能力。發(fā)展總歷程按照技術(shù)特色和作戰(zhàn)能力可分為以下幾代。

第一代，比較著名的有美國“紅眼睛”，俄羅斯“箭”2，法國“吹管”，我國“紅纓”5。典型特點(diǎn)是采用短波點(diǎn)源非制冷硫化鉛探測(cè)器+單元調(diào)制盤式體制，靈敏度低，抗干擾能力差，只能尾追攻擊第一代戰(zhàn)機(jī)。 中國“飛鷹”6防空導(dǎo)彈屬于第二代便攜式防空導(dǎo)彈，具有優(yōu)秀的被動(dòng)紅外尋的能力，制導(dǎo)精度高

第二代比較著名的有美國“毒刺”，俄羅斯“箭”3、“針”1，英國“標(biāo)槍”，我國的“飛鷹”6。典型特點(diǎn)是采用短波/中波點(diǎn)源制冷硫化鉛或銻化銦探測(cè)器+圓錐掃描體制，靈敏度和抗背景干擾能力有一定提高，攻擊范圍擴(kuò)大，具備后半球攻擊第二代戰(zhàn)機(jī)能力。

第三代比較著名的有美國“毒刺”，俄羅斯“針”S，法國“西北風(fēng)”，英國“星爆”、“星光”，我國的“飛鷹”16。典型特點(diǎn)是采用點(diǎn)源或線列高靈敏度探測(cè)器+多元雙色掃描體制，具備探測(cè)距離遠(yuǎn)、抗人工紅外誘餌干擾能力強(qiáng)、跟蹤速度大和一定的自動(dòng)搜索與截獲能力，具備全向攻擊第三代戰(zhàn)機(jī)能力，具備一定的攔截巡航彈、反艦導(dǎo)彈的能力。

第四代比較著名的有美國“毒刺”BLOCKII和“長(zhǎng)釘”SPIKE，日本“凱科”91式，國內(nèi)正在研制過程中。典型特點(diǎn)是采用中/長(zhǎng)焦平面探測(cè)器成像或線列機(jī)掃成像體制，具備高靈敏度、強(qiáng)抗干擾能力和自動(dòng)搜索與截獲能力，真正具備全向攻擊和攔截第四代戰(zhàn)機(jī)能力，具備攔截巡航彈、無人機(jī)、空地導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈等弱小目標(biāo)能力。

國外主要軍事強(qiáng)國目前的主戰(zhàn)裝備以第三代為主，第四代少量裝備，在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、利比亞戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)等多次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了巨大作用。 俄羅斯“針”S防空導(dǎo)彈屬于第三代便攜式防空導(dǎo)彈

便攜式地空導(dǎo)彈主要打擊對(duì)象是低空、超低空飛行的戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、轟炸機(jī)和武裝直升機(jī)以及巡航導(dǎo)彈。

記者：我國光學(xué)精確制導(dǎo)技術(shù)及其武器裝備近幾年取得很大進(jìn)步，請(qǐng)問這個(gè)領(lǐng)域國內(nèi)的發(fā)展跟先進(jìn)國家同步嗎？現(xiàn)狀如何？

劉所長(zhǎng)：經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，我國光學(xué)精確制導(dǎo)技術(shù)應(yīng)該說基本趕上世界先進(jìn)水平，所有技術(shù)途徑和導(dǎo)引頭產(chǎn)品種類都有所涉及，裝備的導(dǎo)彈種類齊全，各代的戰(zhàn)技指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品基本相同，并在實(shí)戰(zhàn)中得到驗(yàn)證。

我國的“飛鷹”6便攜式防空導(dǎo)彈與美國的“毒刺”性能相當(dāng)，均屬于第二代技術(shù)特色便攜式防空導(dǎo)彈。“飛鷹”16均屬于第三代技術(shù)特色便攜式防空導(dǎo)彈。技術(shù)水平高，使用效果好，受到廣泛好評(píng)。正在研制中的其它新一代便攜式防空導(dǎo)彈采用多種探測(cè)體制，技術(shù)水平和世界先進(jìn)水平旗鼓相當(dāng)。

另外需要說明的是，盡管我國光學(xué)精確制導(dǎo)技術(shù)及其武器裝備整體上和國外先進(jìn)水平不相上下，不少技術(shù)還領(lǐng)先國際水平。但是我國在紅外、可見光和激光探測(cè)器的發(fā)展上，和美國、法國和日本等先進(jìn)國家還存在差距。這些，我國科技人員正全力攻關(guān)，力求迎頭趕上。 美國“毒刺”防空導(dǎo)彈（FIM-92）。作為第二代便攜式防空導(dǎo)彈，“毒刺”使用了一個(gè)更靈敏的導(dǎo)引頭，擁有了更好的動(dòng)力學(xué)性能，增加迎頭交戰(zhàn)能力和一個(gè)綜合“敵我識(shí)別”（IFF）系統(tǒng)

記者：未來光學(xué)精確制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是什么？帶動(dòng)新一代便攜式防空導(dǎo)彈向什么方向發(fā)展，在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用會(huì)發(fā)生什么變化？

劉所長(zhǎng)：當(dāng)今高科技的發(fā)展同樣會(huì)帶動(dòng)光學(xué)精確制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，從分析國內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展途徑來看，主要有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

第一，在導(dǎo)引頭體制上，由單一制導(dǎo)體制和單波段制導(dǎo)向多波段多維多譜、多模復(fù)合成像制導(dǎo)技術(shù)方向發(fā)展，以提高武器裝備的目標(biāo)識(shí)別和抗干擾能力。

第二，在靈敏度上，采取大面陣高靈敏高幀頻智能化探測(cè)器、先進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)、弱小目標(biāo)識(shí)別信息處理技術(shù)等，以提高反巡航彈或無人機(jī)或制導(dǎo)炸彈等弱小目標(biāo)探測(cè)能力。

第三，在低成本上，采用低成本非制冷成像技術(shù)、捷聯(lián)位標(biāo)器技術(shù)、SOC技術(shù)以及制導(dǎo)控制一體化技術(shù)等，以提高武器裝備的性價(jià)比。

篇4

科技公司的黑科技正朝著越來越實(shí)用的方向走去。梳理各科技公司近期最感興趣的黑科技，不難發(fā)現(xiàn)，它們似乎正在令過去的想象不再遙遠(yuǎn)，同樣也正令黑科技與生活變得越來越近。Google X和索尼大法讓我們見識(shí)到了什么叫做黑科技，從Google glass到平流層的Wi-Fi氣球，再到腦洞大開的宇宙電梯，隨即，越來越多的科技公司開始追隨他們的腳步，走上黑科技的“不歸路”。好像只要給自己產(chǎn)品的廣告詞貼上了“黑科技”的標(biāo)簽，就能瞬間變酷。

縱觀這些最新的黑科技產(chǎn)品，出現(xiàn)頻次最高的種類聚焦在AR/VR、人工智能、觸屏和WiFi覆蓋，這些概念雖然已經(jīng)不新鮮，就像微軟早在2011年就用OmniTouch實(shí)踐了將物體表面直接變成可觸控屏幕的想法，還有Google被說爛了的無人駕駛。但它們依舊是主流，因?yàn)檫@些黑科技相比那些停留在概念，距離人們生活過分遙遠(yuǎn)的“宇宙電梯”，更加接近人們的生活和實(shí)際，所以這些“陳舊”的黑科技，在每一次迭代的新成果出現(xiàn)時(shí)，總能夠登上科技媒體的頭條，重新成為最新的熱點(diǎn)。

越來越接近現(xiàn)實(shí)的AR技術(shù)

DAQRI AR頭盔

作為一家專門研發(fā)用于工業(yè)生產(chǎn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmenten Reality，簡(jiǎn)稱AR）智能頭盔的科技公司，在今年的CES2016消費(fèi)電子展上，DAQRI與英特爾宣布達(dá)成了合作，英特爾將為DAQRI的智能頭盔提供英特爾酷睿M7處理器和英特爾RealSense 3D實(shí)感技術(shù)。

和VR（Viture Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)相比，戴上AR頭盔，你所見到的虛擬影像和物體將會(huì)直接出現(xiàn)和投射在現(xiàn)實(shí)世界中。但是DAQRI目前并沒有將技術(shù)運(yùn)用到生活?yuàn)蕵分械拇蛩悖鼈兏P(guān)注于如何利用這項(xiàng)科技使得工業(yè)生產(chǎn)更加安全和高效。DAQRI的AR頭盔上帶有三維高清紅外線攝像機(jī)、紅外線鐳射探測(cè)器和個(gè)性化定制的相機(jī)功能，比如當(dāng)工人在下水管道作業(yè)的時(shí)候，它不僅能夠?qū)崟r(shí)反饋用戶的安全信息和定位，同時(shí)不再需要另一隊(duì)人馬待在監(jiān)控室里監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并同步給工友，AR頭盔的360度陣列傳感器能夠幫助在下水管道作業(yè)的工人直接發(fā)現(xiàn)哪個(gè)地方安裝有誤，哪個(gè)地方的數(shù)據(jù)測(cè)量不對(duì)。

Holoportation技術(shù)

大家一直覺得微軟的科技不酷，現(xiàn)在這個(gè)想法需要改變一下了。微軟的黑科技，Holoportation眼鏡的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了人體的“瞬間移動(dòng)”，擁有了它，即便是身在遠(yuǎn)方的親友，你也能夠讓他瞬間“回到身邊”。

Holoportation是微軟最新的AR全息通訊技術(shù)，此前，微軟已經(jīng)推出了其AR的全息眼鏡HoloLens，事實(shí)上用AR的全息眼鏡進(jìn)行娛樂和工作已經(jīng)并不新鮮了，但Holoportation的特別之處在于，一旦具備了這種技術(shù)，用戶的HoloLens可以進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸，這里的數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)的圖像和聲音。為了能夠完整地實(shí)現(xiàn)全息傳送，微軟研發(fā)了一套3D影像相機(jī)群組，用以捕捉用戶的每一個(gè)動(dòng)作。使用時(shí)，用戶將被相機(jī)群組所包圍，它們實(shí)時(shí)紀(jì)錄用戶的每一個(gè)行為，隨后HoloLens會(huì)將用戶的全息影像傳送出去。換句話說，Holoportation能夠?qū)⑦h(yuǎn)在千里之外的人全息傳送到你的眼前，如果雙方都裝備齊全，即便是遠(yuǎn)在千里之外，互相說話、互相擁抱，甚至是一起吃飯也是完全有可能的。

VR技術(shù)破題

VR的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)進(jìn)入白熱化的階段了，但還有一個(gè)關(guān)鍵的問題沒有解決。事實(shí)上，限于對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)復(fù)雜且擬真的沉浸式圖像處理技術(shù)要求，目前市面上99%的電腦還無法處理和實(shí)現(xiàn)真正的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)用。即便是目前市面上最好的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡廠商，F(xiàn)acebook的Oculus，也需要用戶配有最強(qiáng)功能的電腦配置才能得以運(yùn)行VR技術(shù)。當(dāng)然，這并不意味著所有的VR廠商都要等到電腦的技術(shù)達(dá)標(biāo)的那一天。

就在今年，索尼互動(dòng)娛樂高級(jí)副總裁Masayasu lto表示，未來PlayStation VR有望支持PC電腦。PlayStation VR是索尼的VR產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)在Playstation 4（PS4）中得以運(yùn)用，在索尼看來，PS4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與PC電腦是非常相似的，或許在未來一段時(shí)間內(nèi)，索尼PlayStation VR將支持PC端，解決VR在一般電腦無法運(yùn)行的難題。

但單就在VR技術(shù)上，F(xiàn)acebook似乎要更先人一步了。就在今年GPU技術(shù)大會(huì)上，F(xiàn)acebook介紹了最新技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)（neural net）。這張神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首先需要接受一定的機(jī)器學(xué)習(xí)，人們將成千上萬張不同的圖片與和圖片相關(guān)的特定詞語聯(lián)系起來，一旦機(jī)器學(xué)習(xí)達(dá)成，當(dāng)人們輸入一個(gè)詞組，與詞組相關(guān)的圖案將會(huì)自動(dòng)呈現(xiàn)。在VR領(lǐng)域，這張神經(jīng)網(wǎng)將能夠打造出3D內(nèi)容，通過VR創(chuàng)造出一個(gè)完整的虛擬世界成為可能。

觸屏無處不在

E-Skins

或許在以后的生活中，我們不再需要電子表了。東京大學(xué)近日研制出了一種叫做“e-skin”的薄片電子感應(yīng)器。將電子感應(yīng)器放在手背上，再用極薄的塑料膜將其覆蓋住，感應(yīng)器上顯示的內(nèi)容將透過塑膠薄膜顯示出來。

東京大學(xué)的研究院表示，這個(gè)設(shè)計(jì)主要是為了解決智能手機(jī)過于笨重的問題。通過e-skin，人們可以直接在手背上了解時(shí)間、外界氣溫、部分身體狀況，甚至是個(gè)人的情緒以及壓力大小。當(dāng)然，東京大學(xué)的研究員表示，這項(xiàng)技術(shù)距離走出實(shí)驗(yàn)室還有很長(zhǎng)的一段路，目前還有許多問題需要解決，比如在感應(yīng)器上覆蓋薄膜是否會(huì)有礙皮膚呼吸，感應(yīng)器的壽命問題，佩戴是否舒服和安全等。

Tesla Model 3抬頭顯示功能

在3月31日的會(huì)上，特斯拉的新款車型Model 3亮相，但它的內(nèi)飾卻留給大家許多的遐想空間，原因在于車內(nèi)沒有儀表盤。Model 3的前排擁有一塊15英寸大的懸浮觸控屏，所有的操作和顯示信息將通過這塊可觸控的屏幕進(jìn)行呈現(xiàn)，但令人疑惑的是，難道儀表盤也會(huì)通過在駕駛位右側(cè)的這塊顯示屏進(jìn)行顯示嗎？

然而，另一種聲音占據(jù)了主流位置：Model 3將擁有抬頭顯示功能。

特斯拉的內(nèi)部員工表示，特斯拉最近招聘了一位來自Skully Systems的員工，目前就職于特斯拉自動(dòng)駕駛（Autopilot）部門。Skully Systems主要的業(yè)務(wù)是開發(fā)擁有抬頭顯示功能的頭盔，它們開發(fā)的頭盔擁有內(nèi)部的傳感器及攝像頭，佩戴者可以在頭盔內(nèi)部看到相關(guān)的行駛數(shù)據(jù)，甚至能夠進(jìn)行分段導(dǎo)航，從而避免駕駛者需要低頭查看儀表盤而影響行駛的問題。

有分析人士猜測(cè)，如果Model 3采用抬頭顯示功能，那么顯示器或?qū)⒈辉O(shè)置于擋風(fēng)玻璃處。特斯拉的CEO Elon Musk在會(huì)上表示，更多的新功能將在2017年年底前亮相。

蘋果的懸浮操控

蘋果的技術(shù)突破一直離不開自家的產(chǎn)品，日前，蘋果長(zhǎng)期研究的非接觸性互動(dòng)技術(shù)終于獲得專利，換句話說，這項(xiàng)技術(shù)能夠讓蘋果的用戶不接觸屏幕，實(shí)現(xiàn)隔空操控。

在iPhone 6s中，蘋果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3D Touch壓力觸控技術(shù)，而最新的懸浮操控技術(shù)同樣是3D Touch技術(shù)類似的原理，但是不同的是，它是運(yùn)用在屏幕的上空。手機(jī)屏幕中的紅外LED和光電二極管將會(huì)產(chǎn)生照射光線，這些光線將會(huì)照射在懸浮于屏幕上空的手指上，隨后它們將通過手指反射回屏幕，被二極管抓取，再通過多個(gè)傳感器，感應(yīng)到懸浮的手指以及其動(dòng)作的變化。如此一來，就能夠真正做到零觸碰操控。

老玩家的新構(gòu)想

Facebook的網(wǎng)絡(luò)連接科技

Facebook在今年4月啟動(dòng)了一項(xiàng)名為“Terragraph”的新計(jì)劃。在這項(xiàng)計(jì)劃里，城市中所有的電線桿、交通等、路燈，甚至是街角的柱子等，全部都將被安裝上高速的WiFi，如此一來，城市的每個(gè)角落基本都能被無線網(wǎng)絡(luò)所覆蓋。Terragraph在城市中所使用的是WiGig標(biāo)準(zhǔn)的60Hz頻段來運(yùn)行，數(shù)據(jù)的速率高達(dá)7Gbps，而針對(duì)不同城市有不一樣流量的需求和壓力，F(xiàn)acebook將使用云計(jì)算來進(jìn)行流量在不同城市和區(qū)域的分配。

事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)劃一直是Facebook致力打造的。在兩年前，F(xiàn)acebook就開始陸續(xù)聯(lián)合微軟、高通、英特爾等企業(yè)聯(lián)合推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及。在今年的舊金山F8開發(fā)者大會(huì)上， Facebook展示了它的天鷹（Aquila）無人機(jī)，它的翼展比波音737科技更寬，全身覆蓋了太陽能板，擁有四臺(tái)用碳纖維制成的極輕的發(fā)動(dòng)機(jī)。Facebook在未來將和更多地區(qū)的政府、運(yùn)營(yíng)商和通訊技術(shù)公司進(jìn)行合作，成立一支有上千架無人機(jī)組合而成的無人機(jī)隊(duì)，無人機(jī)隊(duì)覆蓋的區(qū)域?qū)⑴c附近的信號(hào)站保持協(xié)作，向地面輸送無線網(wǎng)絡(luò)。目前，F(xiàn)acebook已經(jīng)考慮在南非、莫桑比克和馬達(dá)加斯加這三個(gè)南非國家進(jìn)行無人機(jī)的試飛。

Google的人工智能

Google的無人駕駛汽車已經(jīng)算不上新鮮事兒了，但值得一提的是，Google最近申請(qǐng)了一項(xiàng)專利，這項(xiàng)新的技術(shù)能夠使無人駕駛的汽車對(duì)道路上行駛的其它汽車進(jìn)行一個(gè)預(yù)判，預(yù)計(jì)該輛汽車下一步的行駛動(dòng)作，從而在一定程度上規(guī)避了追尾風(fēng)險(xiǎn)。這項(xiàng)技術(shù)主要是根據(jù)車載的攝像頭，由機(jī)器對(duì)前面車輛進(jìn)行圖像像素的識(shí)別，以確定該輛車是否有脈沖和進(jìn)行下一步動(dòng)作的趨勢(shì)。同時(shí)，該技術(shù)也能夠識(shí)別出前面一輛車轉(zhuǎn)向燈顏色的變化，從而判斷該車轉(zhuǎn)向的方向或者是否存在剎車的動(dòng)作。

篇5

航空微電子及關(guān)鍵技術(shù)

以集成電路為核心的微電子技術(shù)，在軍事通信、軍事指揮、軍事偵察、電子干擾和反干擾、無人機(jī)、軍用飛機(jī)、導(dǎo)彈，雷達(dá)、自動(dòng)化武器系統(tǒng)等方面得到廣泛應(yīng)用，覆蓋了軍事信息領(lǐng)域的方方面面。因此，現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)又被稱為“芯片之戰(zhàn)”。出于國防裝備的需要，世界軍事強(qiáng)國不僅重視通用微電子技術(shù)發(fā)展，也十分重視專用微電子技術(shù)的發(fā)展。這是因?yàn)閷Ｓ梦㈦娮赢a(chǎn)品不僅在國防裝備中應(yīng)用廣泛，而且對(duì)國防裝備的作戰(zhàn)效能起著關(guān)鍵作用。美國提出，在其防務(wù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)中，集成電路是最重要的因素。20世紀(jì)80年代美國就將集成電路列為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。決定航空電子系統(tǒng)成本和技術(shù)的關(guān)鍵和核心，是以航空關(guān)鍵集成電路和元器件為核心的航空微電子技術(shù)和產(chǎn)品。

當(dāng)前微電子科學(xué)技術(shù)一個(gè)重要的發(fā)展方向，就是由集成電路（IC）向集成系統(tǒng)（IS）轉(zhuǎn)變，并由此產(chǎn)生了微系統(tǒng)。微系統(tǒng)有兩重含義：一是將電子信息系統(tǒng)集成到硅芯片上，即信息系統(tǒng)的芯片集成——片上系統(tǒng)或System on-a-Chip（SoC）。另一含義就是微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）和微光機(jī)電系統(tǒng)。

SoC將一個(gè)基于PCB上實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能盡可能的轉(zhuǎn)化為基于功能、性能高度集成的基于硅的系統(tǒng)級(jí)芯片實(shí)現(xiàn)。因此，SoC盡可能多的集成系統(tǒng)的功能，可以減小系統(tǒng)體積重量，提高系統(tǒng)的性能，提高系統(tǒng)的可靠性，并能降低系統(tǒng)的制造成本。

MCM（Multi-Chip Module）是利用先進(jìn)的微組裝技術(shù)將多個(gè)（2個(gè)或以上)集成電路管芯及其他微型元器件組裝在單一封裝外殼內(nèi)，形成具有一定部件或系統(tǒng)功能的高密度微電子組件。基于MCM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的系統(tǒng)級(jí)封裝SIP（System in Package），是將整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中所有的電路管芯和其他微型元器件組裝在單一封裝外殼內(nèi)的技術(shù)。MCM/SIP技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用將是突破傳統(tǒng)封裝固有瓶頸的一種有效途徑，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)集成電路的封裝密度、處理速度、體積、重量及可靠性等方面提出新的應(yīng)用要求。

上世紀(jì)90年代，美國NASA為實(shí)現(xiàn)太空飛船小型和微型化提出先進(jìn)飛行計(jì)算機(jī)計(jì)劃（AFC），將MCM 作為在微電子領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位的重要技術(shù)加以發(fā)展，并確定其為2010年前重點(diǎn)發(fā)展的十大軍民兩用高新技術(shù)之一。 日本一直以來都是MCM 技術(shù)的推崇者，他們建立的MCM技術(shù)協(xié)會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)多芯片組件的發(fā)展與應(yīng)用。

雖然SoC可以集成多種功能IP，但多工藝混合的IP難以采用SoC在單一硅片上實(shí)現(xiàn), 因此雖然SoC發(fā)展迅速，但并不能取代MCM/SIP技術(shù)，一定程度上來講，MCM/SIP技術(shù)是對(duì)SoC實(shí)現(xiàn)小型化的重要補(bǔ)充。因此，SoC/MCM（SIP）技術(shù)固有的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，是航空電子系統(tǒng)低功耗、高性能、高可靠、超小型化的發(fā)展的永恒追求，也是航空電子系統(tǒng)發(fā)展迫切需要的核心技術(shù)之一。

航空微電子產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)外現(xiàn)狀

航空電子系統(tǒng)所用關(guān)鍵集成電路與元器件的基本上可以分為四大類別：通用高端芯片、航空專用集成電路、機(jī)載任務(wù)子系統(tǒng)專用處理芯片、航空核心元器件。

1、通用高端芯片，主要是指處理類、存儲(chǔ)類、電源類、A/D、D/A、OP等類別的集成電路。高端通用芯片決定航空電子系統(tǒng)的整體性能，是航空系統(tǒng)中不可缺少的一類重要器件。由于武器裝備發(fā)展的需求超前于我國集成電路的研制和國產(chǎn)化，各項(xiàng)主戰(zhàn)裝備進(jìn)入設(shè)計(jì)定型時(shí)，國內(nèi)出現(xiàn)無“芯”可用的狀況，導(dǎo)致定型裝備的高端通用芯片基本依賴于進(jìn)口，在重點(diǎn)型號(hào)中幾款用量大的CPU芯片大都要依靠進(jìn)口，只有少數(shù)是國產(chǎn)化的CPU芯片，而且性能都比較低。

2、航空專用集成電路，主要包是指總線網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以及使用MCM、SIP設(shè)計(jì)的模塊。航空專用集成電路一般分為兩種：第一種是滿足航空標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和規(guī)范的專用電路，如支持ARINC429協(xié)議、1553B協(xié)議、光纖通道FC-AE協(xié)議等的電路，它決定了航空電子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。這類芯片主要是總線協(xié)議處理類芯片，是航空電子系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)”，遍布飛機(jī)的各個(gè)部件和角落。第二種是滿足飛機(jī)應(yīng)用環(huán)境要求的專用集成電路。這類芯片是面向航空電子系統(tǒng)的應(yīng)用需求特點(diǎn)開發(fā)的芯片。歐美新一代飛機(jī)研制中，廣泛使用了SoC/MCM(SIP)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)低功耗、高性能、高可靠性、超小型化的最終目標(biāo)。為了達(dá)到F-22等新一代飛機(jī)綜合核心處理機(jī)（ICP）對(duì)“性能/體積”方面的要求，美國“寶石臺(tái)”計(jì)劃中定義了多達(dá)12種MCM。

3、機(jī)載任務(wù)子系統(tǒng)專用處理電路，主要包括彈載計(jì)算機(jī)小型化核心芯片、頭顯定位處理系統(tǒng)芯片、頭/平顯畸變校正芯片、機(jī)載專用遠(yuǎn)程激光測(cè)距芯片以及機(jī)載防撞系統(tǒng)綜合信號(hào)處理芯片等。機(jī)載任務(wù)子系統(tǒng)專用處理電路是決定航電任務(wù)子系統(tǒng)或設(shè)備某些特定性能的專用集成電路，如彈載計(jì)算機(jī)、頭顯定位處理系統(tǒng)芯片、頭/平顯畸變校正芯片、機(jī)載專用遠(yuǎn)程激光測(cè)距芯片和機(jī)載防撞系統(tǒng)綜合信號(hào)處理芯片。目前國內(nèi)該類任務(wù)子系統(tǒng)多采用專用電路板卡實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)主要在于體積大、功耗高、集成度低、數(shù)據(jù)處理時(shí)間長(zhǎng)等。