一种基于极坐标参数化的航空摄影测量光束法平差的方法

姚卫浩

-/电子信息

本发明涉及一种基于极坐标参数化的航空摄影测量光束法平差的方法,包括以下步骤：1）通过航空拍摄测量区域得到一系列图像,提取并匹配测量区域所有图像的特征点；2）基于极坐标参数化表达特征点；3）建立基于极坐标参数化的光束法平差的观测方程基于极坐标参数化的观测方程进行区域网平差。

集成微流控芯片

王源

-/电子信息

微流控技术是一种针对极小量的流体进行操控的系统科学技术，微流控芯片是微流控技术实现的主要平台和技术装置，其主要特征是容纳流体的有效结构（通道、反应室和其他某些功能部件）至少在一个维度上为微米级尺度。在这一尺度下，流体的运动具有自己的特点，与宏观尺度大不相同，对着半导体微加工工艺技术在微流控芯片制备中的广泛应用，以及使用弹性材料多层构建等新技术的发展，人们已经可以将多种功能性的元件和结构规模集成在一块几个平方厘米大小的芯片上。

液晶与高分子材料

于海峰

-/新材料

传统的液晶弹性体材料无法实现大面积致动器材料与器件的制备与应用。北京大学工学院发展的液晶与高分子复合材料，使致动器材料的制备更加简单和方便。同时采用液晶材料与商业的聚合物薄膜材料复合的方式可以大大降低材料的制备成本，使致动器材料的循环使用成为可能。

Janus药物共轭体

戴志飞

-/生物与新医药

由于肿瘤具有异质性和耐药性等问题，单独使用一种药物通常难以取得良好的治疗效果，因此人们一直致力于设计可以装载多种抗癌药物的纳米载体，通过协同治疗作用来提高治疗效果。相比于单一或连续给药，联合用药可使癌细胞更不容易发展补偿性耐药机制。北京大学工学院团队和附属第三医院合作，设计合成了一种具有高度对称性的Janus药物共轭体Janus药物共轭体，即两亲性氟尿苷-喜树碱共轭化合物（JanusCamptothecin-FloxuridineConjugate,JCFC），它以季戊四醇分子为骨架，利用对肿瘤微环境敏感的酯键，分别将两个疏水性的抗癌药物喜树碱分子与两个亲水性的抗癌药物氟尿苷分子连接在一起。该JCFC共轭化合物在极性溶剂中可自组装形成具有类似脂质体双层膜结构的纳米胶囊（NCs）。

超高频RFID电子标签芯片

李大鎏

-/电子信息

预期成果是一款兼容EPCGlobalClass1Gen2（C1G2）和ISO/IEC18000-6C协议标准的超高频RFID电子标签芯片，该芯片核心技术是基于标准CMOS工艺上设计，工艺成本低。芯片功耗低（<10μA），数据存储时间可达10年以上，可擦写次数达10万次以上，该技术填补国内空白，该芯片具有低功耗、高性能、低成本、可量产等特点，市场前景广阔。

有机质介导纳米碳酸钙合成方法

贾江鸣

浙江理工大学/新材料

碳酸钙已广泛应用于造纸、塑料、化纤、橡胶、胶粘剂、密封剂、化妆品、建材、涂料、油漆、油墨、油灰、封蜡、包装、医药、食品、饲料等行业，是一种重要的无机材料。纳米碳酸钙材料则由于其粒子的超细化，在磁性、催化性、光热阻和熔点等方面具有普通碳酸钙无法比拟的优越性能，纳米碳酸钙已广泛应用于橡胶、塑料和造纸中，具有较好的补强作用；在高级油墨和涂料中具有良好的光泽、透明、稳定、快干等特性。本项目模拟天然贝壳中碳酸钙纳米晶的生长过程，以有机分子为模板指导碳酸钙纳米晶体的生长与组装，碳酸钙晶体可生长为微米球或纳米球，球体尺寸均匀，表面圆滑，分散性好，具有高标准的白度值。同时，可实现在微纳水平上对碳酸钙尺寸、成分与性能的控制，如，微球尺寸可以控制在0.5-2微米、200-300纳米等不同尺度范围内。该类球形碳酸钙使用可静脉注射型药物载体、食品添加剂、高级油墨、轿车油漆等具有高附加值产品领域的应用。该发明创造原料成本低，可循环利用，经济效益客观，不产生环境污染问题，具有较广阔的市场前景。已申请发明专利2项。本项目现处于小试阶段。

多光色夜光纤维制备及其产品的研发

贾江鸣

-/新材料

夜光纤维是利用稀土发光材料制成的功能性环保新材料，该纤维吸收可见光10分钟，便能将光能蓄贮于纤维之中，在黑暗状态下持续发光10小时以上，色彩绚丽，环保高效。 本项目研究内容：多光色夜光纤维的制备，尤其红色光夜光纤维的制备；夜光纤维光色形成机理研究，能量传递过程及能量转换效率的研究；夜光纤维系列产品的开发与加工技术的研究，及加工工艺对夜光纤维产品发光亮度影响的研究。

全钒液流电池储能系统开发及应用

李爱魁

-/新能源与节能

全钒液流储能电池，是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电实验时，电解液通过泵的作用，由外部储液罐分别循环流经电池的正极室和负极室，并在电极表面发生氧化和还原反应，实现对电池的充放电。通过材料改性、优化结构设计，使全钒液流电池储能系统电堆能量效率达到75%；开发出一体化监控系统，集了电池管理系统和储能变流器控制系统，实现一体化联动控制；开发出全钒液流电池储能应用工程化检测评价技术平台，建立全钒液流电池储能系统指标数据库和评价方法。（1）提出了一种全钒液流电池电极用石墨毡的改性方法，采用空气加热法，结合过氧化氢溶液或芬顿试剂对全钒液流电池电极用石墨毡进行改性，大大增加碳纤维表面的羟基和羧基的数量，提高石墨毡电极表面的润湿性与电化学活性。（2）基于全钒液流电池电解液外置的特点，开发了集成电池管理与能量转换控制于一体，且具备储能系统能效优化功能的全钒液流电池储能监控系统，该系统可准确反映电池SOC大小，并协调控制储能双向变流器功率和电池系统运行能耗。（3）提出了一种以高分子树脂和导电炭黑的均匀混合物为基材，以金属微粒悬浮液为导电剂，采用模压成型工艺兼具高强度和高导电率特性的导电塑料双极板制备方法。国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司研究开发了可提高全钒液流电池电极活性的石墨毡改性技术，优化了电堆结构，使电堆能量效率达到75%以上，在此基础上建设了100kW/2h全钒液流电池储能系统，其中监控系统集成了电池管理系统和储能变流器控制系统，实现了一体化联动控制，提高了系统运行效率。开发了全钒液流电池储能应用工程化检测评价技术平台，建立全钒液流电池储能系统指标数据库和评价方法，完成了全钒液流电池储能系统在分布式发电和微电网的试点应用。全钒液流电池储能系统作为面向电网级储能应用而开发的一种化工型电池储能系统，具有管理简单、单体一致性好、运行安全、功率和容量可以独立设计、使用寿命长等优点，在新能源接入、智能电网建设等领域具有广阔的应用前景。依托崇阳京钒科技有限公司、南通一隆电力设备科技有限公司及武汉未来科技城智能电网综合工程，全钒液流电池储能系统成功应用于分布式风力、光伏发电/微电网中，解决了间歇式电源接入电网带来的冲击，实现了平抑光伏发电的波动、瞬间调频、调压、平衡负载、削峰填谷等作用，提高了供电质量。目前正在蒙东电网末端的薄弱环节建设百千瓦级全钒液流电池储能系统。基于本项目的研究成果和结论，全钒液流电池储能技术研究方面还分别存在以下几个问题有待深入研究：（1）能量效率亟待提高。分析全钒液流电池储能系统中影响能效的各种因素，以及所占权重，从电堆材料分选组合、结构设计、管路系统流场及电场分布、系统热管理、运行控制等方面进行综合能效优化；（2）模块化系统的开发。通过电堆、管路系统、传感元器件和能量转换系统的紧凑型设计，以及各单元的载荷布局和运行协调控制，实现全钒液流电池储能系统作为一个独立电气模块与外界的互联互动，减少了应用现场的基础施工量和时间，增加了储能系统可移动性，还可以通过多模块的有机组合，实现不同功率等级和容量的叠加应用，可扩展储能系统的应用适应性；同时，标准化的储能模块可批量化生产，进而降低单位建设成本，提高系统的性价比，促进全钒液流电池储能系统在分布式储能领域中的应用。（3）预测模型的开发。研究并建立电堆漏电电流、流体分配及电流密度分配数学模型，提高电堆能量效率，发展电堆放大综合性能预测模型；研究隔膜、双极板、反应电极以及液流框等电堆关键材料，在温度、流量、压力等极端使用条件下的性能动态发展规律，发展电堆性能预测模型。（4）高比能量电解液的制备。通过改善优化电解液制备工艺、添加剂的选取以及其他混酸体系的研究，提高电解液浓度，研发高比能量电解液。

高压水雾化制粉关键技术研究及预合金粉末产业化

魏方方

-/新材料

本项目旨在通过采用国内先进的高压水雾化工艺，成功采用多级精炼提纯、熔炼过程加入稀土合金改性、节能环保的无尘化分级技术、后期表面改性处理技术，解决了许多同类产品生产过程不能解决的技术难题，成功使粉末各项性能指标得到大幅提升，产品技术达国内领先水平。四、国内外同类技术比较生产装备及控制工艺的差距，决定了国内外超硬材料制品用金属粉体产品品质存在较大差异，主要体现在粉末杂质含量、粒度、形状、表面质量及质量稳定性的控制等方面。国外企业生产设备普遍较为先进，尤其是雾化喷射系统处于领先地位，粉末后处理的中间生产工艺控制精细，检测设备优良，其产品纯度高、粒度细、不规则形状多（有利于冷压成型）、氧含量低。国内雾化法金属粉末生产企业的设备较为简单落后，大部分企业工艺处于20世纪80年代水平，从而导致国内金属粉末产品的质量较为低下，尤其是铁质粉末，由于缺乏严格的国标要求，铁质粉末普遍存在着杂质含量高、氧含量高、颗粒粗大等缺点，严重影响和制约了整个超硬材料制品行业的发展与提升。同国外相比，我们生产超硬材料制品专用预合金粉在金刚石工具中的使用效果已经接近国外的共沉淀-热分解法做成的预合金粉，但我们在环保、成本、价格和性价比方面远远优于共沉淀-热分解法做成的预合金粉，同国外相比我们具有较强的优势。同国内相比，本项目预合金粉烧结体组织均匀，合金化程度好，机械性能高，产品的平均粒度、松装密度、氧含量、抗弯强度、烧结强度等指标均优于国内同类产品指标。尤其是合金粉氧含量低于2600ppm，抗弯强度800-1400MPa，分别比同类产品高1.4倍和1.2倍以上。五、创新点（1）产品性能得以大幅提高，提高了产品合金化程度，有效地控制了氧含量，松装密度低于同类产品，粉末平均粒度得到大幅度降低，机械性能大大提升，提高了胎体对金刚石等超硬磨粒把持力，从而使超硬材料制品品质有了质的飞跃；（2）产品－300目的成品收得率由75%提高到90%，节约了生产成本；（3）预合金粉在超硬材料制品配方中比例由原来不足40%提升至70%以上，提升了超硬材料制品的品质，开拓了市场对预合金粉末的需求量。（4）生产流程节能环保，提升了生产效率，降低了生产成本，进而使产品性价比和市场竞争力得到提高。

基于显微视觉的精密检测关键技术及应用

王东琳

-/高技术服务

“基于显微视觉的精密检测”涉及光学、电子学、控制科学、计算机科学等众多学科，是一门新兴的综合性前沿学科，具有广泛的应用前景，可应用于工业、生物医学、军事等众多领域。本项目主要针对传统视觉测量与控制的方法在显微视觉精密检测应用中的不足，研究显微视觉在精密检测中的瓶颈问题与关键技术，包括基于显微视觉敏感自由度的主动标定方法、多路显微视觉下的相对位姿检测方法、明暗场成像方法的融合等，并成功应用于精密多自由度微装配系统与大口径精密光学元件表面损伤检测中，为显微视觉引导下的复杂微器件的空间高精度装配提供了创新性的理论与方法。大口径精密光学元件表面损伤检测中的应用，切实解决了国内精密大口径元件检测依赖人工的现状。本项目一直沿着“以基础理论和方法研究为先导，以获取核心关键技术为重点，以关键技术的有效应用为最终目标”这一思路开展工作。结合先进的信息处理、控制与通讯技术，提出了基于显微视觉的精密检测技术与方法，并成功推广应用。项目取得的主要创新成果如下：1、提出了基于显微视觉敏感自由度的主动标定方法，充分利用显微视觉系统在高精度测量环境下存在超/微景深的特点，实现了显微视觉系统与运动系统的准确标定，进而建立了显微测量中2D图像特征变化量与运动坐标系下3D笛卡尔空间运动量之间的关系。该方法的应用解决了精密多自由度微装配系统集成过程中复杂校准的难题，简单的标定步骤即可建立运动系统与测量系统间的准确关系；另一方面，为极小景深下的高精密相对位姿测量提供了创新性的解决方法。2.提出了一系列基于多路显微视觉的相对位姿检测方法，基于敏感自由度的主动标定方法及图像雅可比主动标定方法，融合多路显微视觉系统的图像特征，实现了微零件三维笛卡尔空间的相对位姿测量、自动对准与过冗配合的自动装配。该方法成功应用于单目显微视觉引导下10μm微管与12μm微球孔的3D笛卡尔空间的高精度自动对准与插入。这一系列相对位姿检测方法为显微视觉引导下的复杂微器件的空间高精度装配提供了创新性的理论与方法。3.提出了显微视觉下明暗场成像方法的融合及相应的精密检测方法，明场成像具有成像细节丰富，测量准确但效率低的特点。暗场成像具有扫描速度快，可观测远小于分辨率的损伤，但由于非线性散射效应无法准确测量的特点。结合二者优点，实现了大口径光学元件表面瑕疵的自适应、快速、精确检测。利用明场显微视觉的小景深实现对大口径光学元件的姿态的自适应测量无需复杂的机械校准；利用暗场成像系统实现对大口径光学元件的快速扫描；基于暗场损伤图像，实现明场成像系统对暗场损伤图像的二次定位与准确检测。该方法解决了适应性、准确性、效率三个核心问题，该方法的应用切实解决了国内精密大口径元件检测依赖人工的现状。本项目突破了一系列的关键技术和应用难题，发表高质量学术论文26篇，出版专著一部，取得授权的国家发明专利11项，实用新型1项。关键技术已在中国工程物理研究院激光聚变研究中心得到应用，创造直接经济效益元2.5万元，间接经济效益5亿元，取得了很好的经济效益和社会效益。