紅外（IR）的案例
EO/IR光電紅外系統(tǒng)概覽
本文原刊登于Ansys Blog：《Get an Overview of Electro-Optic Infrared Systems》
作者：Angela Forcino | Ansys 產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理
光電紅外（EO/IR）系統(tǒng)是一種傳感器技術(shù)，其采用光學(xué)和電子技術(shù)組合來(lái)檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別紅外光譜中的物體或目標(biāo)。EO/IR系統(tǒng)可用于目標(biāo)獲取、跟蹤和識(shí)別等各種目的。
EO/IR系統(tǒng)可以在各種天氣條件和環(huán)境下運(yùn)行，包括霧天、雨天和煙霧環(huán)境等。這是因?yàn)椋@種系統(tǒng)是憑借對(duì)紅外輻射的檢測(cè)，而溫度高于絕對(duì)零度的所有物體都會(huì)散發(fā)紅外輻射。人眼是無(wú)法看到紅外輻射的，但紅外輻射可以被稱(chēng)為紅外探測(cè)器的專(zhuān)門(mén)傳感器檢測(cè)到。EO/IR系統(tǒng)的一大主要優(yōu)勢(shì)是，能夠在低照明或完全黑暗的條件下工作。因此，它非常適用于傳統(tǒng)光學(xué)傳感器可能不適用的各種情況。此外，EO/IR系統(tǒng)還具有高度準(zhǔn)確性，可以提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和圖像，這使其成為了被廣泛應(yīng)用的重要工具。
展開(kāi) CES直擊：艾睿光電IR-Pilot紅外熱成像全場(chǎng)景解決方案亮相，助力汽車(chē)智能駕駛再升級(jí)
為了提供更遠(yuǎn)的識(shí)別距離、更靈敏的目標(biāo)捕捉、更高清的圖像數(shù)據(jù)，艾睿光電推出IR-Pilot 1280/1920超遠(yuǎn)距離高分辨率汽車(chē)紅外熱成像攝像頭產(chǎn)品，分別基于艾睿高靈敏度12μm 1280×1024和全球首款8μm 1920×1080 分辨率紅外探測(cè)器，配以系列化鏡頭，視場(chǎng)角涵蓋從24°到75°，在汽車(chē)目標(biāo)識(shí)別距離300米時(shí)，最大可提供24×24個(gè)有效圖像像素。
1920產(chǎn)品可識(shí)別汽車(chē)目標(biāo)的距離達(dá)500米以上，是目前智能駕駛行業(yè)識(shí)別距離最遠(yuǎn)的汽車(chē)紅外熱成像產(chǎn)品，可強(qiáng)勢(shì)賦能Robotaxi、無(wú)人集卡、無(wú)人礦車(chē)、智能軌道交通等場(chǎng)景。
IR-Box
全球首款高算力，
汽車(chē)紅外熱成像智能大腦
在滿足智能駕駛前端感知需求的基礎(chǔ)上，為打造一體化前后端智能解決方案，艾睿光電同步推出了自主研發(fā)的高算力汽車(chē)紅外熱成像智能大腦IR-Box，可同時(shí)支持4路視頻數(shù)據(jù)輸入，核心AI算力最低4T，最高可達(dá)32T。
IR-Box搭載艾睿紅外AI-ISP算法以及IR-Det、IR-Mask、IR-Lane、IR-Depth及I2V-GAN等智能駕駛算法，提供行業(yè)領(lǐng)先的高質(zhì)量圖像的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的人/車(chē)等目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別、可行駛區(qū)域分割、車(chē)道線檢測(cè)、目標(biāo)距離感知、紅外真彩等功能，為智能駕駛算法落地提供有力支持。
另外，為了給行業(yè)更好的支持與賦能，艾睿光電全球首個(gè)紅外開(kāi)源平臺(tái)持續(xù)建設(shè)更新，除了基本的目標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)集，單目測(cè)距、真彩轉(zhuǎn)換、車(chē)道線檢測(cè)、3D目標(biāo)檢測(cè)等數(shù)據(jù)集也將陸續(xù)開(kāi)源發(fā)布。
展開(kāi) 無(wú)人機(jī)與反無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展史
前者包括雷達(dá)、射頻（RF）、電光（EO）、紅外（IR）、聲學(xué)和組合傳感器。后者包括射頻（RF）和GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，包括GPS和GLONASS）干擾、欺騙、激光、物理網(wǎng)絡(luò)纏繞目標(biāo)、射彈、電磁脈沖（EMP）、“自殺”無(wú)人機(jī)，以及以上這些手段的組合。
但必須承認(rèn)，反無(wú)人機(jī)的世界里目前沒(méi)有完美的探測(cè)方法。許多經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電光傳感器僅限于日光操作和目標(biāo)的直接視線，這對(duì)于紅外（IR）和許多射頻（RF）系統(tǒng)也是如此。射頻和聲學(xué)傳感器使用已知聲音和頻率的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)探測(cè)無(wú)人機(jī)，但新無(wú)人平臺(tái)的快速發(fā)展使得這些數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法完全更新。傳感器的靈敏度也是一個(gè)問(wèn)題：過(guò)于敏感會(huì)產(chǎn)生許多誤報(bào)，而靈敏度降低會(huì)導(dǎo)致漏報(bào)。
使用來(lái)自多個(gè)傳感器組合數(shù)據(jù)的C-UA V系統(tǒng)也必須能夠區(qū)分合法和惡意無(wú)人機(jī)（敵我識(shí)別），很遺憾，這是目前任何已知的C-UA V系統(tǒng)都無(wú)法做到的。這時(shí)就需要人類(lèi)操作員進(jìn)行必要的干預(yù)，這通常是一個(gè)分秒必爭(zhēng)的評(píng)估。另一方面，攔截方法也有其潛在的負(fù)面結(jié)果，電子戰(zhàn)對(duì)抗措施很容易波及平民或友軍。
幾十年前，在開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)方面發(fā)生了一系列變化。現(xiàn)在，同樣的進(jìn)展正在反無(wú)人機(jī)領(lǐng)域發(fā)生！
展開(kāi) VirtualLab：反射式金字塔波前傳感器的仿真
因此，這種類(lèi)型的波前傳感器用于特殊的望遠(yuǎn)鏡（例如凱克天文臺(tái)），通常在紅外（IR）光譜范圍內(nèi)。PyWFS通常由四邊棱鏡、重成像光學(xué)元件和適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)器組成。在這個(gè)例子中，我們展示了通過(guò)應(yīng)用VirtualLab Fusion的快速物理光學(xué)場(chǎng)跟蹤技術(shù)，針對(duì)不同類(lèi)型的像差，對(duì)這種金字塔形棱鏡的特征光模式進(jìn)行建模。
系統(tǒng)構(gòu)建——光源和檢測(cè)器
系統(tǒng)構(gòu)建模塊——理想化聚焦透鏡
系統(tǒng)構(gòu)建塊–棱錐棱鏡
系統(tǒng)構(gòu)建塊-像差組件
模型概述
場(chǎng)追跡結(jié)果
像差對(duì)波前影響的模擬
光電液位開(kāi)關(guān)應(yīng)用技術(shù)詳解
光電液位開(kāi)關(guān)，它的主要組件是一個(gè)由耐磨聚合物或玻璃材質(zhì)做成的探頭，其中集成有紅外(IR)光源和光學(xué)探測(cè)器。當(dāng)探頭處在空氣中，紅外光線反射到傳感器尖端的內(nèi)部，不產(chǎn)生外射，全部光信號(hào)都可以反射到光學(xué)探測(cè)器。相反，當(dāng)浸入液體中時(shí)，這種紅外光將從尖端折射出去進(jìn)入待測(cè)液體，導(dǎo)致折回光信號(hào)減弱，最終光學(xué)探測(cè)器這端接收到的光信號(hào)降低。
工采網(wǎng)提供多種不同的光電液位開(kāi)關(guān)選擇，這些光電開(kāi)關(guān)功能可靠，體積小、設(shè)計(jì)緊湊、耐用耐腐蝕并且檢測(cè)精準(zhǔn)、使用方便，有助于防止出現(xiàn)如液體溢出或者出現(xiàn)干燒的情況，還能夠檢測(cè)到油箱或其他容器中最低的液位高度。這些光電液位開(kāi)關(guān)可長(zhǎng)久地應(yīng)用于防洪和工業(yè)監(jiān)測(cè)等各種應(yīng)用，它們不受不利的工藝條件或環(huán)境光的影響，盡可能提供最精確的單點(diǎn)液位監(jiān)測(cè)。至今，工采網(wǎng)代理的SST光電液位開(kāi)關(guān)中，SST提供的光電液位開(kāi)關(guān)探頭集中在以下三種材質(zhì)：透明尼龍、聚砜和玻璃，具體采用哪種材質(zhì)客戶需要根據(jù)自身的應(yīng)用環(huán)境決定。
展開(kāi) 射頻工作范圍為UHF的500M~980MHz之間的無(wú)線芯片-U1R32D
無(wú)線芯片 - U1R32D的特性：
集成 DSP 內(nèi)核，支持音效處理
內(nèi)置 flash 存儲(chǔ)器，支持頻段配置和數(shù)據(jù)記憶等
電源:
-集成 LDO，采用單電源供電，供電范圍 3.0V 至 4.3V
-集成 Powerkey，支持軟開(kāi)關(guān)或硬開(kāi)關(guān)，以及 8 秒復(fù)位
-集成上電復(fù)位 POR，低電監(jiān)測(cè) LVD 和運(yùn)行監(jiān)測(cè) WDG
低功耗：
-支持 Sleep、Deep Sleep 和 Powerdown 三種低功耗模式
-支持 GPIO、Powerkey 等喚醒
定時(shí)器
-2 個(gè)基礎(chǔ)定時(shí)器 BTIMER
-1 個(gè)通用定時(shí)器 GTIMER，支持 PWM, PWC 功能
SARADC：
-3 個(gè)外部采樣通道，可用于按鍵和信號(hào)檢測(cè)
-多個(gè)內(nèi)部電壓監(jiān)測(cè)采樣通道
12 個(gè) GPIO 端口，且復(fù)用其它外設(shè)功能
外設(shè)接口：
-1 個(gè) UART，可分配到 2 組端口
-1 個(gè) USB OTG 2.0 Full Speed 全速接口
-8 段 LCD 驅(qū)動(dòng)接口MVSILICON
-1 個(gè)紅外（IR）接收和發(fā)射接口
射頻：
-工作頻段 500M~980MHz，采用數(shù)字調(diào)制
-集成 AGC
音頻：
-1 組 I2S 音頻接口
支持在線調(diào)試和代碼升級(jí)
ESD：2KV
工作環(huán)境溫度：-40 度~85 度
隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線芯片將向著多業(yè)務(wù)集成的方向發(fā)展。未來(lái)的無(wú)線芯片將不僅可以支持通信業(yè)務(wù)，同時(shí)也可以支持其他業(yè)務(wù)，包括圖像處理、音頻處理等領(lǐng)域。未來(lái)的無(wú)線芯片將更加集成化。傳統(tǒng)上，無(wú)線芯片是由多個(gè)組件集成而成的，未來(lái)的無(wú)線芯片將采用集成電路的方式，使得所有組件都集成在一個(gè)芯片中，從而使得芯片可以更小、更強(qiáng)大。
展開(kāi) 接近傳感芯片可延長(zhǎng)TWS真無(wú)線立體聲耳塞的播放時(shí)間
移動(dòng)手機(jī)中的紅外（IR）接近傳感模塊可以檢測(cè)到語(yǔ)音通話時(shí)手機(jī)是否貼近用戶臉部，從而關(guān)閉顯示屏。
通常情況下，TWS耳塞中的接近傳感器配置為：當(dāng)物體（即用戶的耳窩）在3mm以內(nèi)時(shí)觸發(fā)檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)較近的物體在10mm以外時(shí)觸發(fā)釋放信號(hào)。
TWS耳塞制造商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)就是尺寸和重量問(wèn)題：為滿足用戶的舒適度要求，耳塞必需小而輕。但每個(gè)耳塞都需要有自己的能量來(lái)源，以便為Bluetooth?無(wú)線電、音頻處理電路和揚(yáng)聲器供電。電池越小越輕，可儲(chǔ)存的能量就越少。
典型的TWS耳塞的電池容量為25-35mAh。這個(gè)容量值非常有限：相比之下，普通智能手機(jī)的電池容量為3000mAh。接近傳感芯片通過(guò)檢測(cè)耳塞何時(shí)從耳朵中取出，可幫助降低耳塞小電池的耗電速度。
臺(tái)灣旺泓推出的小體積數(shù)字紅外接近檢測(cè)模塊 - WH4535V，其超小封裝體積僅為L(zhǎng)2.0毫米xW1.0毫米xH0.5毫米，讓生產(chǎn)真正TWS真無(wú)線耳機(jī)產(chǎn)品的制造商們得以開(kāi)發(fā)更小、更輕的工業(yè)設(shè)計(jì)TWS無(wú)線耳機(jī)。
WH4535V是一種光到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，結(jié)合了接近傳感器和高效的VCSEL光;是一種微型光地柵格陣列模塊，集成了一個(gè)接近傳感器和一個(gè)940nm紅外VCSEL;利用由集成VCSEL發(fā)射器提供的對(duì)反射紅外能量的光電二極管檢測(cè)，接近檢測(cè)功能可對(duì)附近的物體進(jìn)行檢測(cè)。
具有低功耗優(yōu)勢(shì)（供電：典型電壓1.8V，功耗：10Hz輸出時(shí)較大功耗100uA）其中斷功能還可以配合外部微控制器幫助維持低功耗運(yùn)行；在電池驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。
接近傳感器(PS)內(nèi)置了一個(gè)940nm的環(huán)境光抗擾光濾光片，因此PS可以高精度地檢測(cè)反射到傳感器中的紅外光，并且具有優(yōu)異的抑制性能；實(shí)現(xiàn)高級(jí)串?dāng)_噪聲消除。
展開(kāi) 用于X射線顯微鏡，科學(xué)家一分鐘內(nèi)3D打印出納米鏡片
Sanli博士解釋說(shuō)：“我們使用了飛秒脈沖紅外（IR）激光器，以及可以通過(guò)同時(shí)吸收多個(gè)紅外光子來(lái)聚合的光刻膠，以寫(xiě)入小于光波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種方式，我們實(shí)現(xiàn)了極具挑戰(zhàn)性的X射線透鏡幾何結(jié)構(gòu)，具有納米級(jí)特征和非常高的聚焦效率，他繼續(xù)說(shuō)道。初步結(jié)果顯示，使用直接軟X射線成像和3D打印的透鏡表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，效率高達(dá)20％。”
由于輻射損壞，幾乎每年都需要更換XRM的X射線光學(xué)系統(tǒng)。因此，重要的是找到高產(chǎn)量和高產(chǎn)量的制造工藝來(lái)制造X射線透鏡。
“選擇合適的材料是制造過(guò)程的關(guān)鍵部分。”Micro / Nano集團(tuán)負(fù)責(zé)人Kahraman Keskinbora博士解釋道。他和他的團(tuán)隊(duì)選擇雙光子聚合（2PP）聚合物來(lái)制造X射線透鏡。
“我們意識(shí)到2PP-聚合物具有非常有利的X射線光學(xué)特性，只能與鈹以及非常昂貴的鉆石相匹配。”此外，鈹和金剛石都很難成形在納米尺度上進(jìn)入所需的3D輪廓。 “使用新發(fā)明，鏡頭的3D打印只需不到一分鐘，因此，X射線鏡頭的原型制造和制造成本大大降低。此外，聚合物鏡片制造安全，一旦優(yōu)化，制作很簡(jiǎn)單，“Hakan Ceylan博士強(qiáng)調(diào)說(shuō)。
△3D納米打印技術(shù)在新概念和新型X射線光學(xué)中的應(yīng)用
“我們通過(guò)將幾個(gè)鏡頭組合在一起向前邁進(jìn)了一步。 通過(guò)集成各種光學(xué)器件，我們可以有效地控制和操縱X射線波陣面。 隨著幾個(gè)鏡頭和其他波前成形元件一個(gè)接一個(gè)地定位，我們可以優(yōu)化這些集成的X射線光學(xué)系統(tǒng)，即使是非常堅(jiān)硬的X射線能量范圍，“Keskinbora說(shuō)。 “因此，有許多新的研究場(chǎng)所可供遵循。”
研究人員在Max-Planck-Innovation的幫助下為他們的發(fā)明申請(qǐng)了專(zhuān)利申請(qǐng)。
2015年10月，習(xí)大大在訪問(wèn)英國(guó)期間參觀了著名的英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院。
展開(kāi) SAF 粉末床技術(shù)用于大規(guī)模生產(chǎn)！DyeMansion和Stratasys聯(lián)手
紅外燈會(huì)跟隨噴頭從左到右對(duì)整個(gè)打印床范圍內(nèi)的成像層進(jìn)行熔接。通過(guò)反復(fù)執(zhí)行這些關(guān)鍵工藝步驟，這項(xiàng)技術(shù)能夠確保熱能均勻覆蓋。因此，無(wú)論打印部件被安裝在什么位置，都能獲得極好的一致性。
△Stratasys H350?3D打印機(jī)
SAF技術(shù)獨(dú)創(chuàng)的Big Wave?粉末管理系統(tǒng)能夠確保粉末始終分布于整張打印床上，并維持大面積、均勻的熱能。任何溢出的粉末都會(huì)被快速循環(huán)，最大限度減少粉末的暴露，降低粉末老化率。這不僅減少了所需的新鮮粉末量，也降低了運(yùn)營(yíng)成本。
△Stratasys的SAF技術(shù)特點(diǎn)是使用反向旋轉(zhuǎn)輥將粉末層涂覆到打印床上，并施加吸收劑流體，使零件層成像。然后，當(dāng)紅外（IR）燈通過(guò)整個(gè)打印臺(tái)時(shí)，這些成像層將融合在一起。這些處理步驟在整個(gè)床層上以相同的方向執(zhí)行，以確保所有零件的均勻一致性和熱穩(wěn)定。圖片由Dyemansion提供。
SAF技術(shù)可以選擇性地將高能熱敏劑HAF?噴射到粉床上，工業(yè)壓電打印頭的寬度橫跨整個(gè)打印幅面，通過(guò)精密控制噴射單滴或多滴液體至粉床上，從而繪出精細(xì)細(xì)節(jié)或一整個(gè)橫截面，確保產(chǎn)量不受影響。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)使用獨(dú)特的溶劑配方，可處理各種粉末。利用紅外光輻射熱敏劑噴射覆蓋的區(qū)域，對(duì)區(qū)域及下層顆粒進(jìn)行熔融。精密的熱量控制可避免產(chǎn)生變形或出現(xiàn)質(zhì)量下降，還能降低打印床所需的峰值溫度，使SAF技術(shù)成為理想的生產(chǎn)選擇。
喜訊：【南極熊3D打印】手機(jī)APP正式上架，請(qǐng)到各大應(yīng)用商店下載體驗(yàn)。
展開(kāi) 基于隱形飛機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)雙S彎噴管的纖維纏繞工藝
隱身是指一種避免被敵方雷達(dá)和紅外探測(cè)器探測(cè)到的技術(shù)。在紅外（IR）信號(hào)檢測(cè)的情況下，飛機(jī)本身的熱量，尤其是高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)和后機(jī)身發(fā)出的熱量輻射量最大。
由于必須設(shè)計(jì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴以實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)抑制，因此應(yīng)用了S形噴嘴（雙S彎噴管），以使發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部分不可見(jiàn)。此外，采用大縱橫比的出口形狀來(lái)降低廢氣羽流溫度的紅外特征（圖 1）。多層復(fù)合材料需滿足發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴的功能和結(jié)構(gòu)要求。
圖1 (a) UCAV進(jìn)氣管（綠色）和排氣噴嘴（橙色）的3D草圖 (b) 3種不同幾何形狀的排氣噴嘴
(c) 應(yīng)用不同噴嘴后的紅外特征模擬結(jié)果
噴嘴的最內(nèi)層由碳纖維增強(qiáng)碳化硅 (C-SiC) 復(fù)合材料制成，具有出色的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。最外層由碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 組成，這是一種輕質(zhì)材料，可保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以抵抗軸向推力和內(nèi)部壓力。最后，為了粘合和絕緣，在C-SiC和CFRP材料之間使用了陶瓷材料。
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對(duì)稱(chēng)形狀
對(duì)于簡(jiǎn)單的軸對(duì)稱(chēng)噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。另一方面，對(duì)于具有急彎的非圓柱形的飛機(jī)組件，使用纖維纏繞工藝是極具挑戰(zhàn)的。因此，為了用傳統(tǒng)的纖維纏繞工藝均勻地包裹非軸對(duì)稱(chēng)形狀的外部，必須提前通過(guò)CAD/CAM工藝設(shè)計(jì)仿真工具創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。
通過(guò)纖維纏繞工藝制造飛機(jī)零件
在本案例研究中，為了了解發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴形狀的可成型性，僅使用碳纖維進(jìn)行干式纏繞過(guò)程，并且需要最佳纏繞模式和角度設(shè)置以防止纖維在附近滑動(dòng)。通過(guò)商業(yè)纖維纏繞模擬工具來(lái)執(zhí)行非軸對(duì)稱(chēng)形狀的成功纖維纏繞工藝的優(yōu)化工藝條件。
非軸對(duì)稱(chēng)繞組仿真的關(guān)鍵策略
Cadfil 有幾種不同的纏繞非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的設(shè)計(jì)策略。
展開(kāi) 超級(jí)紅外感知：讓你的世界多一種顏色
由于大部分有機(jī)化合物的特征振動(dòng)峰都位于紅外(IR)波段，因此，光譜分辨的紅外成像是遠(yuǎn)程化學(xué)鑒定中當(dāng)之無(wú)愧的核心技術(shù)，在化學(xué)、生物、礦物學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域均有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。
通過(guò)非線性晶體將紅外光轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，再借助廉價(jià)、高性能硅檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，即可實(shí)現(xiàn)非線性上轉(zhuǎn)換成像。相比于廣泛使用但造價(jià)高昂、響應(yīng)速度慢、空間分辨率低、靈敏度差且需要額外制冷的熱傳感成像技術(shù)而言，這種上轉(zhuǎn)換成像技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)。然而，非線性光學(xué)的相位匹配問(wèn)題嚴(yán)重限制了上轉(zhuǎn)換技術(shù)的頻譜帶寬，往往需要復(fù)雜的串行采集才能覆蓋較寬的頻譜。
本文提出了一種基于絕熱頻率轉(zhuǎn)換的中紅外上轉(zhuǎn)換成像方案，采用低成本、高靈敏度的可見(jiàn)CMOS傳感器實(shí)現(xiàn)了中紅外多色成像，輻射波段范圍從2微米到4微米，全程無(wú)需調(diào)整轉(zhuǎn)換晶體的相位匹配條件。
圖2 多光譜物體中紅外成像
(a)目前應(yīng)用最廣泛的熱成像，所得到的圖像是在光譜帶寬上集成的，因此缺乏顏色區(qū)分；(b)基于絕熱頻率轉(zhuǎn)換的上轉(zhuǎn)換成像，可同時(shí)對(duì)多個(gè)紅外波長(zhǎng)成像，且成本低、靈敏度高、速度快。
圖源：Laser Photonics Rev. 2020, 14, 2000040，F(xiàn)ig.1
絕熱頻率轉(zhuǎn)換成像
本工作中，研究人員設(shè)計(jì)了絕熱和頻轉(zhuǎn)換晶體(ASFG)，可以消除激發(fā)光（1030 nm）與中紅外信號(hào)（2~4微米）之間的相位不匹配。將此晶體用于如圖3所示的成像系統(tǒng)中，即可將2~4微米的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到690~820納米之間，實(shí)現(xiàn)超寬譜帶范圍的上轉(zhuǎn)換成像。整個(gè)裝置采用波長(zhǎng)為1030 nm，重復(fù)速率為2MHz的超快脈沖激光作為激發(fā)源，通過(guò)可調(diào)諧光參量發(fā)生器激發(fā)紅外發(fā)光以及絕熱和頻轉(zhuǎn)換過(guò)程。
圖3.
展開(kāi) 
基于隱形飛機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)雙S彎噴管的纖維纏繞工藝
隱身是指一種避免被敵方雷達(dá)和紅外探測(cè)器探測(cè)到的技術(shù)。在紅外（IR）信號(hào)檢測(cè)的情況下，飛機(jī)本身的熱量，尤其是高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)和后機(jī)身發(fā)出的熱量輻射量最大。
由于必須設(shè)計(jì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴以實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)抑制，因此應(yīng)用了S形噴嘴（雙S彎噴管），以使發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部分不可見(jiàn)。此外，采用大縱橫比的出口形狀來(lái)降低廢氣羽流溫度的紅外特征（圖 1）。多層復(fù)合材料需滿足發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴的功能和結(jié)構(gòu)要求。
圖1 (a) UCAV進(jìn)氣管（綠色）和排氣噴嘴（橙色）的3D草圖 (b) 3種不同幾何形狀的排氣噴嘴
(c) 應(yīng)用不同噴嘴后的紅外特征模擬結(jié)果
噴嘴的最內(nèi)層由碳纖維增強(qiáng)碳化硅 (C-SiC) 復(fù)合材料制成，具有出色的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。最外層由碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 組成，這是一種輕質(zhì)材料，可保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以抵抗軸向推力和內(nèi)部壓力。最后，為了粘合和絕緣，在C-SiC和CFRP材料之間使用了陶瓷材料。
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對(duì)稱(chēng)形狀
對(duì)于簡(jiǎn)單的軸對(duì)稱(chēng)噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。另一方面，對(duì)于具有急彎的非圓柱形的飛機(jī)組件，使用纖維纏繞工藝是極具挑戰(zhàn)的。因此，為了用傳統(tǒng)的纖維纏繞工藝均勻地包裹非軸對(duì)稱(chēng)形狀的外部，必須提前通過(guò)CAD/CAM工藝設(shè)計(jì)仿真工具創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。
通過(guò)纖維纏繞工藝制造飛機(jī)零件
在本案例研究中，為了了解發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴形狀的可成型性，僅使用碳纖維進(jìn)行干式纏繞過(guò)程，并且需要最佳纏繞模式和角度設(shè)置以防止纖維在附近滑動(dòng)。通過(guò)商業(yè)纖維纏繞模擬工具來(lái)執(zhí)行非軸對(duì)稱(chēng)形狀的成功纖維纏繞工藝的優(yōu)化工藝條件。
非軸對(duì)稱(chēng)繞組仿真的關(guān)鍵策略
Cadfil 有幾種不同的纏繞非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的設(shè)計(jì)策略。
展開(kāi) 面投影燒結(jié)3D打印技術(shù)，一次一層，Vistech直接圖像紅外燒結(jié)DLP-PBF
這種新的紅外（IR）PBF技術(shù)被稱(chēng)為直接圖像紅外燒結(jié)（DIS）。但南極熊更喜歡叫它為“面燒結(jié)”。
紅外面曝光技術(shù)，一次燒結(jié)一層
其實(shí)，南極熊認(rèn)為，這可以說(shuō)是一臺(tái)近紅外投影儀。但現(xiàn)在，Visitech已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一些粉末材料的燒結(jié)。長(zhǎng)期以來(lái)，塑料PBF通常是指選擇性激光燒結(jié)（SLS），激光在粉末床上逐點(diǎn)移動(dòng)，邊移動(dòng)邊熔化塑料顆粒。雖然比熔融沉積FDM技術(shù)具有更高的分辨率，但它的速度很慢，還需要后期對(duì)表面進(jìn)行處理。正如基于投影儀的數(shù)字光處理（DLP）在基于激光的立體光刻（SLA）技術(shù)上取得的進(jìn)展一樣，DIS也將是PBF技術(shù)的巨大進(jìn)化。
△世界上第一個(gè)使用 IR 打印的用于燒結(jié)粉末床融合（DIS）的船模型。圖片由 Visitech 提供
據(jù)Visitech稱(chēng)，DIS以更高的打印速度、分辨率來(lái)改進(jìn)SLS。一次曝光燒結(jié)融合一整層，DIS就像DLP一樣，以指數(shù)級(jí)的方式提高了SLS的3D打印速度。而且Visitech還開(kāi)發(fā)了一個(gè)滾動(dòng)子系統(tǒng)來(lái)堆疊多個(gè)光引擎和一個(gè)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，變成滾動(dòng)投影，將擴(kuò)大打印的尺寸，并提升生產(chǎn)效率。
△堆疊多個(gè)光機(jī)來(lái)擴(kuò)大打印尺寸、提升打印速度
Visitech表示，DIS是公司大量研究的結(jié)果，他們?cè)贒LP光機(jī)方面有20年的經(jīng)驗(yàn)。為了創(chuàng)造這項(xiàng)技術(shù)，必須克服與電源管理和系統(tǒng)冷卻有關(guān)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。為了在一次照射曝光中實(shí)現(xiàn)全層圖像投影，研發(fā)團(tuán)隊(duì)必須找到一個(gè)足夠強(qiáng)大的光源，來(lái)高精度熔化粉末。他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)能高達(dá)120W的紅外投影儀，來(lái)滿足高能需求，以便解決SLS單點(diǎn)激光掃描效率低下的問(wèn)題。
新技術(shù)的難點(diǎn)與突破
然而，120W的巨大功率負(fù)荷，造成溫度過(guò)高，可能會(huì)損壞光引擎。
展開(kāi) GPU可以為汽車(chē)ADAS帶來(lái)什么？
ADAS系統(tǒng)依賴于來(lái)自越來(lái)越多的離散傳感器的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，例如光探測(cè)和測(cè)距傳感系統(tǒng)（LiDAR），它使用脈沖激光測(cè)量與目標(biāo)物體之間的距離；還有無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距傳感系統(tǒng)（RADAR），其類(lèi)似于LiDAR，但RADAR使用無(wú)線電波代替激光和紅外（IR）相機(jī)系統(tǒng)。
以上這些都使ADAS能夠更好地認(rèn)知周邊環(huán)境并提高其輔助駕駛的能力。
ADAS中的GPU
在汽車(chē)的中央電子控制單元（ECU）中，您可以找到一個(gè)或多個(gè)大型硅器件，其中包含一個(gè)多核中央處理單元（CPU），一個(gè)圖形處理單元（GPU），一個(gè)為傳感器數(shù)據(jù)提供實(shí)時(shí)處理的內(nèi)存子系統(tǒng)，以及一系列其他內(nèi)核，如I / O、外設(shè)連接、專(zhuān)用視頻和DSP。
GPU高度并行，以吞吐量為導(dǎo)向的特性使其非常適合ADAS應(yīng)用，并可應(yīng)對(duì)諸多挑戰(zhàn)。它就像是一個(gè)“渦輪增壓”的乘法累加引擎，而且是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型算法為基礎(chǔ)的。因此，毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)今許多領(lǐng)先的ADAS供應(yīng)商都開(kāi)始利用嵌入式GPU的能力和性能，來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)所需要的功能和性能的提升。
從歷史上看，GPU在汽車(chē)的技術(shù)構(gòu)成中起的作用較為傳統(tǒng)，即驅(qū)動(dòng)顯示器。然而消費(fèi)者越來(lái)越期望他們的新車(chē)提供與智能手機(jī)或平板電腦相同的尖端技術(shù)。因此，我們看到，應(yīng)用正在向具有多個(gè)高分辨率屏幕的數(shù)字儀表板轉(zhuǎn)變，目前，1080p在中檔車(chē)中很常見(jiàn)，且有越來(lái)越多的4K屏幕被指定用于豪華車(chē)和行政車(chē)。
這些更大、更高分辨率且響應(yīng)更快的屏幕使駕駛員和乘客能夠以更自然、更直觀的方式與他們的汽車(chē)互動(dòng)。 因此，對(duì)于汽車(chē)OEM來(lái)說(shuō)，從小型CPU或微控制器轉(zhuǎn)向功能更強(qiáng)大的GPU來(lái)驅(qū)動(dòng)這些屏幕是必要的，鑒于此，嵌入式GPU在這一領(lǐng)域取得了明顯的進(jìn)展。
不只是圖形處理，ADAS對(duì)GPU提出了更多、更高的要求，這些是與傳統(tǒng)的渲染功能截然不同的東西。
展開(kāi) 集光電二極管、電流放大器、模擬電路和數(shù)字信號(hào)處理器于一體的顏色傳感器-WH3620
由工采網(wǎng)代理的WH3620是一款集成了光電二極管、電流放大器、模擬電路與數(shù)字信號(hào)處理器的光頻轉(zhuǎn)換器，它能夠同時(shí)輸出紅、綠、藍(lán)、白及紅外光（RGBW-IR）五個(gè)通道的數(shù)據(jù)，具備高精度、低功耗、高動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)，適用于多種光照環(huán)境下的色溫與照度測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境光的全面感知；使設(shè)備不再只是“感知光線強(qiáng)弱”，而是能夠“識(shí)別光源類(lèi)型”、“判斷色溫變化”、“還原真實(shí)色彩”。
WH3620數(shù)字RGBW-IR顏色傳感器，支持紅、綠、藍(lán)、白（RGBW）及紅外光（IR）的多通道并行傳感，可實(shí)時(shí)輸出各通道數(shù)據(jù)，在不同光照條件（如白光LED、CWF、TL84、D65、光源A等）提供精準(zhǔn)的LUX照度、CCT色溫及紅外環(huán)境感知能力，為智能設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)光感方案。
智能顯示應(yīng)用場(chǎng)景：自適應(yīng)、護(hù)眼與色彩保真:?
一、自適應(yīng)亮度與色溫（True Tone）?：
實(shí)時(shí)環(huán)境光分析?：通過(guò)RGBW通道精確檢測(cè)環(huán)境光的亮度與色溫，設(shè)備可依據(jù)此數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整屏幕背光強(qiáng)度和色溫，使得顯示屏內(nèi)容在不同光照環(huán)境下（如暖光室內(nèi)、冷白辦公室、戶外日光）始終保持適宜的觀看舒適度，畫(huà)面色彩保持一致性。
?藍(lán)光過(guò)濾與護(hù)眼?：在低色溫（暖色調(diào)）環(huán)境或夜間，傳感器數(shù)據(jù)可驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)減少高能藍(lán)光的輸出，自動(dòng)開(kāi)啟或加強(qiáng)護(hù)眼模式，有效減輕長(zhǎng)時(shí)間觀看帶來(lái)的視覺(jué)疲勞。
二、專(zhuān)業(yè)色彩還原與白平衡?：
相機(jī)與成像設(shè)備?：WH3620為智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備的相機(jī)模組提供精準(zhǔn)的CCT數(shù)據(jù)。這能幫助相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行?正確的自動(dòng)白平衡和曝光控制?，確保在各種復(fù)雜光照條件下，拍攝出的照片和視頻色彩還原逼真，不會(huì)偏色。
高端顯示器校準(zhǔn)?：對(duì)于專(zhuān)業(yè)顯示器、筆記本電腦和電視，可連續(xù)監(jiān)控環(huán)境光色度，幫助系統(tǒng)進(jìn)行?智能色彩校正?，確保顯示內(nèi)容色彩的準(zhǔn)確性、一致性。
展開(kāi) 