美国两用技术

37可提供彩色图像的微激光头盔显示器美国空军实验室人效部视觉显示系统分部与一些承包商合作,开发出一种彩色头盔显示器(HMD),其可以产生色彩足够明亮的图像,以使飞行员在日间飞行中清晰地观看到图像。该项目研究经费来自中小企业创新研究(SBIR)计划。HMD显示彩色图像信号的功能提高了飞行员接收信息的能力。当多光谱头盔显示器6.3计划无法获得彩色有源矩阵有机发光二极管显示器或者其无法满足日间亮度需求时,微激光HMD作为补充方案将降低该计划风险。此外,微激光系统还能照亮驾驶舱中其它的非HMD式液晶显示器(LCDs)。这种新研制的…     

一种CMOS图像传感器图像采集与测试系统的设计

设计了一种CMOS图像传感器图像采集与验证系统。系统采用了FPGA(Field-Programmable Gate Array)+USB(Universal Serial Bus)的模式,以FPGA芯片Cyclone III系列EP3C120F484C7N为核心控制芯片和以CYPRESS公司的CY7C68013A芯片为USB2.0接口芯片。系统创新性地把图像采集系统和CMOS图像传感器芯片测试相结合,实现了实时图像的快速采集处理,最高采集速度能达到30帧/s,经验证完全满足测试要求,为芯片的流片提供了很大的贡献。     

基于PDIUSBD12芯片的数据采集卡USB接口设计

以开发高速高精度测控系统为目标,研究了通用串行总线(USB)接口测控卡的设计问题.采用PDIUSBD12作为USB的接口芯片,以89C52作为微控制单元(MCU),完成了对USB接口通信的控制.最后利用美国国家仪器公司的虚拟仪器驱动软件生成驱动,实现了与上位机LabVIEW的通信.USB接口测控系统适用于高速高精度数据采集,同时也为便携式系统提供了方便、快捷和可靠的方案.     

基于STM32主控模块设计与实现无线鼠标

利用主控芯片STM32并采用编程方法分发射和接收两部分设计实现了无线鼠标的功能,具体是利用主控芯片STM32的4个IO引脚检测用户按下的上、下、左、右4个用以表示鼠标4个动作方向的按键,再将按键信号进行编码,配置成相应的HID鼠标数据格式,然后由主控模块操作射频模块(NRF24L01)将数据以无线信号发送出去;接收端的主控芯片STM32通过USB接口插入PC时需要和PC建立通信,使接收器件作为HID设备挂起到PC机上,然后主控芯片STM32控制接收模块将接收到的无线数据通过USB口传送给PC机,使得PC端的显示器上的鼠标指针进行相应方向的移动,从而实现传统鼠标的功能。     

基于USB2.0的线阵X射线图像采集系统

鉴于ISA、PCI、PS/2等传统接口传输速率低、不能实现热插拔等功能,提出一套基于USB2.0传输协议的线阵X射线图像采集系统。系统以FPGA（现场可编程门阵列）芯片为控制核心,配合16位高精度快速A/D转换芯片和CY7C68013A芯片,实现了X射线图像的采集和高速传输功能。系统充分发挥了USB2.0即插即用、实时高效等优点,将X射线图像获取和传输速度提升至40 Mbps。     

基于相机连接接口的大图像实时显示系统

采用高速缓存、帧分多路输出,实现一种实时大图像多显示器联合显示系统。该方案采用现场可编程逻辑阵列芯片,利用双倍速率同步动态随机存储器芯片作为数据缓存单元,通过片上同步动态随机存取存储器乒乓缓存数据,将每帧图像数据平均分配并通过相机连接(Camera Link)接口发给上位机显示。通过Chipscope在线调试软件测试,该实时显示系统支持5路Camera Link输出,每路Camera Link图像输出采用12比特位宽,支持最大数据吞吐量为960Mbps,能解决超大尺寸图像因常规显示器显示范围有限而不能在一个显示器上完整显示的问题。     

基于FT245BM的USB接口开发

为了实现一种简易高速的并且可以方便移植的USB接口的开发,设计了以FTDI公司的FT245BM为USB接口的芯片,该芯片实现了PC机和微控制器之间通过USB口的简易高速数据通信,使用性较好.     

基于USB 2.0的帧转移面阵CCD数据采集传输系统的研究

详细介绍了一种基于USB2.0的帧转移面阵CCD图像数据采集传输系统的软硬件设计。设计了基于可编程门阵列（FPGA）器件的CCD驱动时序发生器,并采用CCD专用视频处理芯片对模拟视频信号进行采样、量化、模数转换,通过USB2.0传输接口与计算机通信,实现了数据快速准确的传输。     

基于FPGA与CY7C68013A的USB接口系统设计

为解决PC104与基于FPGA的高速数据采集系统的数据传输,USB2.0接口实现了PC104和FPGA的通信。本文介绍了USB控制器CY7C68013A的特性,阐述了通过Verilog HDL语言设计FPGA对USB控制器的访问控制操作、USB控制器固件程序设计、USB驱动程序设计及PC104端的应用程序设计。结果表明,FPGA通过USB接口实现了高速可靠的数据传输。     

基于USB2.0的高速线阵CCD数据采集系统

采用USB接口控制芯片和FPGA相结合的方案设计并实现一种基于USB2.0接口的高速线阵CCD数据采集系统.对系统硬件组成、USB接口控制芯片固件程序、USB驱动程序进行了介绍,并结合Visual C 6.0发了可视化操作界面.利用硬件系统及软件系统,较好地实现了线阵CCD高速数据采集及存储.     

Direct3D场景中3D模型的处理方法

介绍了在三维虚拟场景中Direct3D调用3DSMAX制作完成的模型（实体）的方法,即如何通过D3D来运用3D作品。提出了3D实体的概念,研究了基于坐标综合变换的模型加载过程;重点介绍了向量的坐标变换以及.x文件加载过程中确定3D模型的空间位置的方法;最后用程序再现了一个真实的场景。由于在Direcrt3D中对3D模型的处理介绍得比较少,因此,此研究有一定的应用价值。     

利用深度和灰度图像实现三维目标的识别与分类

将深度图像和灰度图像相结合,对围绕定轴旋转的三维目标进行了识别与分类。将深度图像作为相位因子,对其进行傅里叶变换,并用其制成三维定向图,用于三维目标的识别和旋转角度的判定;对于灰度图像,采用主分量分析(PCA)的方法,对训练图像进行特征分析。根据深度图像测定的目标角度,对三维目标灰度图像在其所属特征空间进行分解与重构。实验结果表明,综合利用深度图像和灰度图像,可以大大降低目标识别中的误判概率。     

Liquid phase 3D printing for quickly manufacturing conductive metal objects with low melting point alloy ink

Conventional 3D metal printings are generally time-consuming as well as lacking of high performance printable inks. From an alternative way, here we proposed the method of liquid phase 3D printing for quickly making conductive metal objects. Through introducing metal alloys whose melting point is slightly above room temperature as printing inks, several representative structures spanning from one, two and three dimension to more complex patterns were demonstrated to be quickly fabricated. Compared with the air-cooling in a conventional 3D printing, the liquid-phase-manufacturing offers a much higher cooling rate and thus significantly improves the speed in fabricating the target metal objects. This unique strategy also efficiently prevents the liquid metal inks from air oxidation, which is hard to avoid otherwise in an ordinary 3D printing. The key physical factors (such as properties of the cooling fluid, air pressure within the syringe barrel and needle diameter, types and properties of the printing ink) and several interesting intermediate fluids interaction phenomena between liquid metal and conventional cooling fluids such as water or ethanol, which evidently affecting the printing quality, were disclosed. In addition, a basic route to make future liquid phase 3D printer incorporated with both syringe pump and needle arrays was also suggested. The liquid phase 3D printing, which owns potential values not available in a conventional method, opens an efficient way for quickly making conductive metal objects in the coming time.     

碳纳米管与三维石墨烯协同提高导热硅脂的热性能

以二甲基硅油为基础油,碳纳米管(carbon nanotubes, CNT)/三维石墨烯(3D graphene, 3D rGO)复合碳材料为导热填料制备导热硅脂。研究表明,仅以CNT为导热填料时,管径小而管长长的CNT更有利于改善硅脂热性能。当总导热填料量为6%, CNT/3D rGO复合碳材料中CNT和3D rGO质量比为3:1时,导热硅脂的热导率提高近26%。CNT的加入对3D rGO起到了分隔和桥连的作用,短而细的CNT更有利于三维热传导网络的形成,进而可提高导热硅脂的热传导性能。     

结合组织工程支架的三维心肌细胞传感器

以聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）为材料,通过三维（3D）打印和静电纺丝技术,制造组织工程支架,用于培养新生大鼠心肌细胞.将培养了心肌细胞的支架耦合在微电极阵列（MEA）芯片表面构建三维细胞传感器,用于检测心肌细胞的胞外场电位（EFP）信号.实验结果表明,心肌细胞在PLA/PCL支架上附着和生长情况良好,由于兴奋-收缩耦联,能够带动纤维丝产生联合搏动.48 h后,支架上心肌细胞的搏动速率趋于稳定.细胞电位检测结果表明,细胞支架与MEA芯片耦合良好,形成三维细胞传感系统,能够检测到支架内心肌细胞的胞外场电位,输出稳定、高信噪比的信号,且EFP信号幅值和发放速率与传统二维培养方法所记录到的信号相似.     

面向对象的三维数据模型及其存取实现——以三维城市房屋重建为例

由于GIS(地理信息系统)软件尚无统一、完备的数据模型,作者对GIS的数据进行了建模,以三维城市房屋可视化模型为例,以面向对象的思想构造了三维矢量的数据结构,并提出了一种以关系数据库为核心、引入面向对象机制的数据组织方法,以此管理图形数据和属性数据．     

Application of 3D Visual Techniques in Daliuta Coal Mine

3D visualization is one of major problems in ＂Digital Mine＂ theory and its technological research field. Through the observation of 3D geological models, spatial structural information, connected with the information of production management hidden in geological data, could be detected. In order to meet the requirement of more efficient coal exploration, a case study of geological characters of the Daliuta Coal Mine is presented in which 3D visual models of the ground surface and geologic bodies are established on the basis of data models and data structures of 3D geology modeling. The main conclusions of this study are as follows： （1） Through analysis and organization of spatial discrete data, the drillhole database is designed with the data of the Daliuta mine; the connections amomg drillhole data are realized and displayed in a 3D environment. （2） Combining real data of the Daliuta mine, drillhole visualization is realized in a 3D environment by using the CoalMiner system. （3） The ground surface modeling of the Daliuta coal mine adopted a surface-data model and a TIN data structure. （4） 3D models of coal seams and rock formations of the Daliuta mine are established, which provide a method for the simulation of complex surfaces of geologic bodies. In the end, the models are applied to the Daliuta coal mine and the result shows that better geological effects are obtained.     

Analyses of mechanically-assembled 3D spiral mesostructures with applications as tunable inductors

Mechanically-guided assembly allows the formation of 3D spiral-shaped inductors through controlled buckling, which could provide an increased quality(Q) factor and broadened working angle in near field communication, as compared to the planar design. An understanding of the microstructure-property relationship is essential in the design optimization of the assembly process. This work presents a theoretical model to analyze the deformations during the assembly of the 3D spiral-shaped mesostructure from a bilayer precursor that consists of a supporting ribbon and a 2D coil on its top. As validated by both the experiments and finite element analyses(FEA), this mechanics model allows accurate predictions of the assembled 3D configurations. In combination of electromagnetic simulations, we investigated the effects of various key design parameters on the final 3D configuration and the Q factor when operated as an inductor. The results suggest a significant role of the gravity effect on the assembled spiral configuration, especially for flexible coil designs with relative small cross-sectional areas or long wires.This study can serve as a reference for the design of spiral-shaped 3D inductors in different device applications.     

面向对象的三维数据模型及其存取实现——以三维城市房屋重建为例

由于GIS (地理信息系统 )软件尚无统一、完备的数据模型 ,作者对GIS的数据进行了建模 ,以三维城市房屋可视化模型为例 ,以面向对象的思想构造了三维矢量的数据结构 ,并提出了一种以关系数据库为核心、引入面向对象机制的数据组织方法 ,以此管理图形数据和属性数据 .     

多光谱图像的3D EBCOT压缩编码算法

提出了一种新的多光谱图像压缩方案,三维率失真优化截取码块编码(3D EBCOT)算法根据多光谱图像的成像特点,利用非对称的三维离散小波变换去除多光谱图像的空间冗余和频域的相关性,再通过拓展改进最新的静止图像压缩标准JPEG2000中的二维率失真优化截取内嵌码块编码(2D EBCOT)算法,在比特平面编码器中引入谱间上下文,使用相应算术编码器并对经过三维小波变换后的系数进行编码,提高了多光谱图像的压缩效率．根据具体要求组织的内嵌码流,可继承获得JPEG2000标准内嵌码流抗误码等优良特性．使用该方法对一组6波段多光谱图像压缩编码后的重建图像显示,具有比三维小波分层树集合分割排序编码的算法(3D SPIHT)具有更好的图像质量和压缩性能．