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他的算法大幅提升了生命探测速度

编者按

青年人才是一座城市的“源头活水”。在长沙,有这样一群湖南“小荷”人才,他们还不到30岁或刚满30岁,但已在工程机械、新材料、电子信息、生物医药等全市22条重点产业链做出较有影响力的成果,为“强省会”战略深入实施贡献着青春力量。今年5月30日是第六个全国科技工作者日,长沙市科协联合长沙晚报推出“青年科技人才巡礼”系列报道,旨在通过他们的成长故事、科研成果和“创新争先 自立自强”的精神,进一步激励广大科技工作者为长沙这座城市的繁荣发展共同奋斗。敬请关注。

长沙晚报全媒体记者 刘俊 通讯员 杨迪君

人物名片

金养昊,1994年生,中南大学控制科学与工程专业博士、湖南正申科技有限公司算法工程师,长期从事微功率超宽带雷达目标检测与高分辨率SAR成像算法研究设计工作。作为主要技术研究人员参与了包括国家自然科学基金、“十三五”国家重点研发计划在内的国家、省部级项目5项。授权发明专利3件、实用新型专利7件。

成长故事

在创新的赛道上奔跑

“地震、塌方等事故发生后,如何在黄金救援时间内尽早发现被掩埋在废墟下的幸存者?缩短目标探测定位的时间、提高雷达灵敏度是生命探测仪的研究和发展方向。”金养昊介绍,常规的雷达检测算法是以单线数据进行滑窗检测,需要5个以上呼吸周期的信号积累。他通过分析人体呼吸信号在雷达回波中的特殊表现形式,提出了基于区块化处理的单周波快谱算法,能实现目标快速识别。

目前,该方法作为新型的目标检测算法已应用于正申科技新研制的MIMO雷达生命探测仪产品中,大幅提高了产品的灵敏度和探测速度,将目标检测时间由30秒以上压缩至10秒内,产品已于2021年在北京、重庆、成都等地进行示范应用。

新冠肺炎疫情暴发后,金养昊作为主要技术人员参与研制疫情防控心肺检测雷达。该装备于2020年研制成功,可根据回波影像在30秒内实现对被检人员肺部健康状况的快速检测和初筛,是我国首台应用于疫情防控检测的雷达设备,目前已在长沙黄花国际机场海关进行示范应用,正在进行医疗设备相关资格认证。该产品的成功研制,对于加强我国疫情检测防控、保障安全复工复产具有重要意义。

“年轻人要争做科研生力军”

早在2019年,金养昊便作为负责人,带领4名95后同事组成科研攻关小组,主要进行技术验证和装备预研工作。

“5个没啥经验的‘菜鸟’怎么完成任务?”一开始,金养昊有些担忧。好在他们身上有着初生牛犊不怕虎的勇气,每天工作到深夜,午休时间也在做各种测试,利用上下班时间在路上眯一会儿……就这样,一次次地讨论分析,一次次地仿真、设计、搭建、测试、优化,最终“量变产生质变”,半年后小组完成了项目任务,分别攻克了核心部件、时序、算法、系统设计及联调测试等关键技术,最终搭建出新一代多发多收体制的雷达系统样机。

“年轻人不要给自己设限太多,要敢想、敢干。年轻的科研工作者头脑更灵活,更有可能取得创新性成果,要努力争做科研的后备军、生力军。”项目完成后,金养昊如此总结道。

“绕路不一定是绕远”

金养昊用“横看成岭侧成峰”来形容研发工作。他回忆道,在研究穿墙雷达多目标识别时,雷达天线端实际辐射信号一直无法达到理想的实验结果,从硬件方面也无法解决问题。

“从算法入手呢?”金养昊抱着试一试的想法,通过对天线辐射信号的变形振铃问题建模,提出了一种新的处理算法,最终实现了大幅度提高穿墙的多目标识别能力,多轮实测验证了该算法的有效性。目前,该算法已应用于正申科技生产的穿墙雷达产品中,多目标识别由3个提升到5个以上,最大探测距离由20米提高到30米。

“科研工作不能局限于问题本身,而是要灵活使用多种方法、多种工具来解决问题,绕路不一定是绕远,有可能探索出一条新路径。”金养昊说。

谈及下一步计划,他透露,3至5年内将继续聚焦应急救援行业中的生命目标探测问题,探索一些更加高效、环境适应性更强的探测手段,和团队一起研制出新一代生命探测雷达装备。而从长远来说,他希望能将雷达技术及装备应用于更多的行业和场景。“因为和其他探测类设备及传感器相比,雷达具有高分辨率、强穿透性探测、可全天候、全天时工作等优势,可解决信息的准确、高效获取问题,这正是实现智慧生活、智能制造的重要基础。”

创新心声

我一直把“中国预警机之父”王小谟院士当作榜样。他主持研制了中国第一代机载预警系统,引领中国预警事业迈向国际先进水平,更让我敬佩的是他科技报国的赤子之心。通过科技创新对国家、对人民作出贡献,是我的毕生追求,我会朝着这个方向,一步一个脚印地走下去。

——金养昊

 

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