光电磁一体化


智能感知创新团队

一、团队简介

团队依托北京理工大学在智能传感领域的雄厚的研究基础以及专业化研究队伍,在智能感知、光电探测、精密仪器、信息技术、机械工程、计算机科学等领域均有深厚研究基础和技术积累。团队设置4个研究方向:微传感器与微系统、多维感知与智能拍摄技术、光声融合智能感知与对抗技术、激光大气探测与光谱技术,各研究方向由领军科学家、青年学者和工程师组成,

团队现有教职工16人,其中教授5名,副教授/高级工程师5名,博士生导师6名,硕士生导师6名,在读研究生50余名。

团队以推动信息技术的产品化和产业化、支撑我国传统工业转型升级为战略新兴产业为目标,围绕智能传感及应用技术,与国内外高水平研究机构和行业领军企业组成产、学、研、用联合体,开展全方位的深度合作,解决我国智能传感所面临的瓶颈问题,建成国内领先、国际知名的智能传感技术高水平研究基地,打造成高层次人才培养基地、产业发展的共性支撑基地。

二、团队核心成员及联系方式

姓名

岗位、职责

联系方式

董立泉

责任教授

kylind@bit.edu.cn

褚旭红

属地负责人

chuxuhong001@bit.edu.cn

米彦霖

属地联系人

7520240231@bit.edu.cn

三、团队创新成果

1. 仪器仪表协会科技进步一等奖

8月12日至15日,在2025中国仪器仪表学会学术年会上,中国仪器仪表学会公布了2025年度科学技术奖获奖名单,团队责任教授董立泉教授牵头研制的项目“复眼全景高清成像及智能识别跟踪技术与应用”荣获科技进步奖一等奖。

团队在国家重大科研项目支持下,针对高分辨率与大视场同时兼具难、复杂环境和多通道变视场融合成像难、大场景快速机动小目标稳定跟踪难的多重挑战,经过多年产学研用协同创新,创新性提出适应场景纵横变化的复眼全景高分辨成像光学矩阵架构、不同监督范式下的多相机图像融合处理方法和检测—识别—跟踪自耦联动的协同闭环工作机制,研制了系列亿像素级全景高分辨成像仪、智能跟踪拍摄系统、运动轨迹智能分析设备和复眼视频综合管理平台,项目成果在国家安全、重大赛事保障、智能制造、产业技术升级等领域实现重大应用,产生显著经济和社会效益。

中国仪器仪表学会科学技术奖是经国家科技部批准,在国家科技奖励主管部门注册,经国家科学技术奖励工作办公室颁证,由中国仪器仪表学会设立的面向全国仪器仪表领域的综合性奖项,是代表国家行业高水平科技的重要社会力量奖,也是仪器仪表领域的最高奖。

2. 服务冬奥,记录精彩

高速运动目标跟踪拍摄系统首次将基于深度学习的智能算法与高精度陀螺稳像技术相结合,建立了全景引导和局部严判的精准跟踪拍摄模型,利用基于深度学习的目标检测和跟踪技术算法,实现恶劣环境和复杂场景下,对高速运动的目标进行自动捕捉与跟踪拍摄,包括全景搜索、智能识别、自动捕捉、稳定跟踪、高清输出,实现无人值守的全自动、智能化拍摄,为远程导播、云端重建与个性化转播提供丰富的视频资源。

在奥组委技术部的大力推荐下,该设备在北京2022冬季运动会得以应用——跟踪拍摄U型场地运动员,为裁判打分提供辅助视频。该设备的应用,是同类设备在奥运会上的首次应用。采用该设备,可以将摄像师从繁重、严酷的环境下解放出来,由设备全自动“找到”正在U槽竞技的运动员,并自动“瞄准”和“跟着”他进行拍摄,然后将视频同步传输到裁判房,供裁判观看。拍摄的全过程又设备自动完成,无需摄像师手动调整摄像机的拍摄角度、焦距、光圈等。

 

赛事拍摄过中,国际雪联官员、OBS摄像师、NBC摄像师等人员都非常关注该设备。国际雪联官员、U槽竞赛主任Roby对该设备的拍摄效果表示满意,从用户的角度肯定了该设备用于U槽运动员跟踪拍摄的重要作用。

3.微弱水流测试水洞实验平台

智能感知创新团队光声融合智能感知与对抗研究方向负责人张金英研究员在多项国家级项目支持下,突破了可实现微弱涡流探测的仿生卡门涡街传感结构设计和构筑难题,联合中国科学院声学研究所团队共同开发了光拾振解调算法,研制了卡门涡街尾流传感探测系统,在我团队建成可开展微弱水流测试试验的水洞实验平台。该实验平台服务国家科研任务开展,同时面向国内相关领域研究团队开放共享,提供测试试验服务和合作研究(详情请联系:jyzhang@bit.edu.cn)。

4. 科技助力竞技体育高质量发展

2022年12月,智能感知创新团队刘明老师接受中央电视台专访。团队深度参与科技部重点专项”国家科学化训练基地建设关键技术研究与示范“,为国家运动员训练和比赛开展开发研制了多台套专用设备,并开展下队服务为国家队训练提供技术支持,为运动员解决训练动作测量分析与技术改进的实际问题。

央视新闻台播出新闻采访节目

5.微惯性传感与微系统

 

 

6. 大气多参数探测激光雷达平台

团队在校本部构建了基于米散射、拉曼散射、激光诱导荧光与偏振探测等多种体制的激光雷达系统,通过融合多波长多通道探测技术,形成了综合化、协同化的大气观测平台,具备对气溶胶、温度、湿度等多种关键大气参数的高精度、长周期稳定观测能力。

拉曼-米激光雷达

米偏振-拉曼-荧光激光雷达

通过长期大气观测实验,形成了丰富的数据产品,涵盖气溶胶廓线、温度廓线、湿度廓线、云层结构、边界层结构等,为大气物理研究、环境监测、气象预报及气候分析提供了重要支撑。

典型数据产品

在实验室原型装置的基础上,采用模块化、高可靠性的集成硬件,成功研制工程化的气溶胶-温湿度激光雷达,具备气溶胶、温度、湿度的日间高性能探测能力,并可24小时无人值守不间断运行。

image.pngimage.png

气溶胶-温湿度激光雷达

同时,配套研发了功能完善、稳定易用的控制与数据处理软件。在控制方面,集成了高精度时序控制技术和高效数据采集方法,实现多硬件模块的协同控制与多通道数据的稳定获取;在算法层面,提出温度精确标定和反演新算法,建立全链路优化的数据质量控制流程,实现数据的高精度实时处理与可视化显示。

image.pngimage.png

控制与数据处理软件

2025年,团队针对传统纯转动拉曼激光雷达在低信噪比条件下温度反演精度下降的问题,将振动-转动拉曼技术引入温度探测,通过理想无噪声与含噪声的蒙特卡罗模拟,比较了纯转动拉曼和振转拉曼技术采用不同标定函数时的反演精度,结果表明,振转拉曼技术在低信噪比条件下的准确性和稳定性均优于纯转动拉曼技术,对光谱分辨率要求更低、系统成本更小,具备在对流层温度遥感中的高潜力与可推广性。相关成果以《Analysis of temperature detection performance of vibration-rotation Raman lidar based on different calibration functions》为题,发表于Optics Express,验证了振转拉曼技术在激光雷达温度反演中的可行性,为未来高精度、低成本的大气探测系统设计提供了新思路。