2000年以來,北京航空航天大學(xué)累計獲國家科學(xué)技術(shù)獎勵84項。其中:國家自然科學(xué)獎4項,國家技術(shù)發(fā)明獎38項,國家科學(xué)技術(shù)進步獎42項。
3D顯示具有高逼真和強震撼等特點,被世界各國視為國家戰(zhàn)略技術(shù)。由北航、北郵、天大、川大、長虹公司和京東方公司組成的項目組在國家重點研發(fā)計劃等項目支持下,歷經(jīng)十余年攻關(guān),突破了3D深度弱、圖像模糊、生成速度慢三大業(yè)界核心瓶頸,攻克了振幅調(diào)制深度增強、清晰圖像光場重構(gòu)、快速微圖像陣列生成三大關(guān)鍵技術(shù),產(chǎn)學(xué)研合作研制出新型高性能集成光場3D顯示器,其核心指標(biāo)處于國際先進/領(lǐng)先水平,成果得到了重要應(yīng)用且發(fā)展前景廣闊。
發(fā)明了振幅調(diào)制深度增強技術(shù)。針對光場重構(gòu)的前后邊緣深度平面縱向距離有限導(dǎo)致3D圖像深度弱的瓶頸,發(fā)明 了環(huán)形漸變振幅調(diào)制的深度增強技術(shù),建 立了振幅調(diào)制掩模透過率與深度面的對應(yīng) 關(guān)系,通過振幅調(diào)制的環(huán)形漸變拓展了縱 向距離,顯著增強了立體感。發(fā)明了清晰圖像光場重構(gòu)技術(shù)。針對微透鏡陣列像差及莫爾紋導(dǎo)致3D 圖像模糊的難題,提出了全局優(yōu)化復(fù)合微 透鏡陣列消像差方法,發(fā)明了最優(yōu)斜向耦 合光場重構(gòu)技術(shù),將莫爾紋寬度降至人眼 分辨極限以下,獲得了圖像清晰且視點平 滑的3D顯示效果。發(fā)明了快速微圖像陣列生成技術(shù)。針對光場數(shù)據(jù)量大導(dǎo)致微圖像陣列生成速度慢的難題,發(fā)明了逆向光線追跡的快速微圖像陣列生成技術(shù),提出了無冗余數(shù)據(jù)的圖像元并行計算方法。微圖像陣列生成速度大幅提升,3D視頻更加流暢。。發(fā)明并研制出新型高性能集成光場3D顯示器。基于上述發(fā)明技術(shù)和3D驅(qū)動等系列技術(shù),研制出新型高性能集成光場3D顯示器。率先實現(xiàn)了橫、豎、斜、遠(yuǎn)和近觀看皆逼真的效果;核心指標(biāo)當(dāng)時處于國際領(lǐng)先水平。
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圖1 桌面集成光場3D顯示器 |
圖2 墻面集成光場3D顯示器 |
土的本構(gòu)關(guān)系是土力學(xué)的基礎(chǔ)理論,在巖土工程變形與強度分析中處于核心地位。姚仰平教授團隊深入開展了巖土本構(gòu)模型相關(guān)研究,通過構(gòu)建統(tǒng)一硬化方程(UH方程),突破了傳統(tǒng)硬化方程無法考慮強度勢與密度耦合影響的局限,建立了UH本構(gòu)模型,有效地描述了不同密度砂土和不同超固結(jié)度黏土的剪縮和剪脹特性;創(chuàng)造性地提出了變換應(yīng)力三維化方法,將土的三維強度準(zhǔn)則和UH本構(gòu)模型有機結(jié)合。最終實現(xiàn)了對復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下黏土砂土應(yīng)力應(yīng)變特性的統(tǒng)一描述,實現(xiàn)了劍橋?qū)W派提出的構(gòu)建可適用于不同類型土的統(tǒng)一本構(gòu)模型的目標(biāo)。將土的統(tǒng)一硬化本構(gòu)理論與現(xiàn)代信息技術(shù)相融合,開發(fā)了機場智能壓實控制系統(tǒng);首次發(fā)現(xiàn)機場“鍋蓋效應(yīng)”現(xiàn)象,提出了“疏堵結(jié)合”的設(shè)計施工方案,并成功應(yīng)用于北京大興國際機場等,為重大工程項目基礎(chǔ)設(shè)施安全服役提供了支撐。土的統(tǒng)一硬化本構(gòu)理論相關(guān)成果獲國家自然科學(xué)二等獎1項,美國土木工程師學(xué)會Thomas Rowland獎1項、教育部自然科學(xué)一等獎2項、中國交通運輸協(xié)會科技進步特等獎1項等,得到了國內(nèi)外同行的高度認(rèn)可。
土的統(tǒng)一硬化本構(gòu)理論
機場智能壓實控制系統(tǒng)
自主研發(fā)的“鍋蓋效應(yīng)”試驗設(shè)備及應(yīng)用
稀土永磁材料是一類極其重要的戰(zhàn)略性功能材料。高技術(shù)裝備核心電子器件對高性能、高穩(wěn)定性和長期安全服役提出極高要求,迫切需求高溫高性能稀土永磁材料。
“高性能高溫稀土永磁材料及應(yīng)用”項目由北京航天航空大學(xué)牽頭,中國電科九所參與,校所聯(lián)合,針對民用航天、軌道交通、通信和國防軍工等對耐高溫且高性能稀土永磁材料的需求,歷時十五余載,在國家自然基金委、科技部、總裝等項目支持下,解決了“高溫與高性能不可兼得、高溫服役氧化、高溫服役壽命”等重大技術(shù)難題,取得了“一個新材料體系、兩個核心技術(shù)”的創(chuàng)新性技術(shù)突破,實現(xiàn)了核心關(guān)鍵材料的自主可控。該成果成功應(yīng)用于民用航天、軌道交通、通信等國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場與雷達(dá)、導(dǎo)航、飛控等國防重大需求,社會、國防和經(jīng)濟效益顯著。
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研制的大塊高溫磁體 | 航天電推進器磁體 | 空間通信用磁體 |
采用高溫磁體的空間電推進器工作
針對空天裝備、武器裝備、工程裝備等復(fù)雜裝備智能制造與數(shù)字工程國家重大需求,建立了復(fù)雜裝備數(shù)字孿生理論與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,國際首創(chuàng)裝備數(shù)字孿生五維模型及標(biāo)準(zhǔn)體系框架,產(chǎn)生重大國際影響,被波音、空客、Rolls-Royce、哈佛、牛津等單位的30多位院士、110多位Fellow等學(xué)者引用兩萬余次;突破了基于數(shù)字孿生的復(fù)雜裝備異常監(jiān)測、故障預(yù)測、運維管控決策等共性關(guān)鍵技術(shù),研制了數(shù)字孿生運維管控系列軟件系統(tǒng)與裝置,應(yīng)用于航天一院、航天五院、中國兵器、三一重工等的武器、運載、衛(wèi)星、工程機械等國之重器運維管控,有效推動了我國復(fù)雜裝備由周期性運維向預(yù)測性運維的轉(zhuǎn)變提升。
裝備數(shù)字孿生五維模型理論
基于數(shù)字孿生的裝備運維監(jiān)測分析
基于數(shù)字孿生的復(fù)雜裝備故障預(yù)測方法
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基于數(shù)字孿生的復(fù)雜裝備管控決策 |
復(fù)雜裝備數(shù)字孿生管控決策裝置及系統(tǒng)
空天裝備數(shù)字孿生運維監(jiān)測系統(tǒng)
衛(wèi)星總裝車間數(shù)字孿生管控系統(tǒng)
車間物流裝備數(shù)字孿生管控系統(tǒng)