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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
一种用于可调桨叶片的激光测量装置、系统及方法
本发明公开了一种可调桨叶片激光测量装置，包括底座、旋转台、激光位移传感器、横向移动机构和纵向移动机构；底座，用于支撑测量装置其它部件；旋转台，安装于底座上，用于放置和旋转待测可调桨叶片；横向移动机构，用于在水平方向上调节激光位移传感器相对可调桨叶片上测点的位置；纵向移动机构，用于在竖直方向上调节激光位移传感器相对可调桨叶片上测点的位置；激光位移传感器，用于采集可调桨叶片上测点与激光位移传感器之间的距离。本发明提供了一种可调桨叶片激光测量系统及方法。本发明采用激光三角测量原理获取测点的空间坐标，实现可
华中科技大学
2021-04-14
一种 N2 分子振转 Raman 谱的测量系统
本发明公开了一种 N2 分子振转 Raman 谱的测量系统。该系统由发射单元和光学接收与信号检测单 元组成。发射单元采用种子注入的固体激光器输出极窄线宽的 354.8 nm 紫外激光照射大气分子；光学接 收与信号检测单元收集由 N2 分子产生的振转 Raman 谱信号，采用双光栅色散系统将 384.9-388.6 nm 范 围光以 8.3 mm nm-1 的线色散率在空间上色散开来，采用 32 通道的线阵探测器分辨并记录 N2 分子振转 Ram
武汉大学
2021-04-14
一种基于四元数理论的立体视觉测量系统
本发明提出了一种基于四元数理论的立体视觉测量系统，包括：输入层1、输入层2、计算模块和输出层，在输入层1中，获得实时视频流；在输入层2中，使用图像语义分割技术分离背景，评估视场内各个物体的清晰程度，选择其中清晰度最高的物体作为显现目标，输入到计算模块；在计算模块中，采用了五种具体技术对低频微振动进行滤除、提取自身时变姿态和基于四元数理论进行相邻帧之间的平滑处理，能够有效地提升动态视觉测量与检测的输出鲁棒性与准确性，优化视频流；最后，输出层将画面连接在人机交互显示屏，显示优化后的测量数据与重建视频流信息，不仅在视觉质量上得到提升，还能在动态物体跟踪、姿态估计等应用中提供更准确的实时反馈。
南京工业大学
2021-01-12
三维人脸识别系统3D-FRS
生物特征识别是模式识别、图像处理、人工智能等学科领域的一个前沿研究方向，是涉及国家社会公共安全的战略高技术，同时也是电子信息产业新的增长点。从今年开始，我国已经开始计划在第二代身份证和电子护照中嵌入生物特征信息以提高个体身份认证的可靠性，生物特征识别技术在国家的人口管理、安全反恐、机场安检、出入境边检、门禁与安全系统、权限控制、对象监控、金融防伪、电子商务、社保福利等领域发挥重要作用。
东南大学
2021-04-10
用于体视三维显示图像生成系统及方法
本发明公开了一种用于体视三维显示图像生成系统及方法。配合光场重建和视场拼接的显示原理获取现有大部分体视三维显示系统的图像源。生成系统包括二维显示单元阵列、透镜阵列、孔阑阵列、定向散射屏、精密导轨、图像采集系统及计算机。生成方法步骤包括：循环扫描显示点；图像采集系统捕获识别；获取映射坐标关系；视角图像源变换；移动图像采集系统重复操作；对各图像进行叠加获取最终显示所需的图像源。本发明视具体的三维显示装置不同而采用灵活且操作性强图像处理方法，优点在于可用于基于平板显示器或多投影的体视三维显示系统中获取图像源。该系统及方法综合考虑了系统成像像差与系统精度问题，可在较低的计算复杂度下获得校正过的图像。
浙江大学
2021-04-11
便携式三维环境建模与重构系统
便携式三维环境建模与重构系统由硬件设备和专用软件两部分构成。其中硬件设备包括单目视觉和自主研发的三维激光测距系统，配套软件为自主开发的专用三维环境建模与自主重构软件3D SMART。该系统不但可将三维激光测距数据根据不同的环境建模与重构算法进行测试、分析与动态显示，还可以结合动态三维环境约束和自主系统的构型约束进行运动规划、三维地图构建、复杂非结构化环境评估以及场景认知与环境交互。该系统的一项创新技术在于实现了三维激光与视觉图像信息在像素级的准确融合，特别是提出了一种创新性的三维激光与单目视觉间的自动标定方法。 该发明的效果益处是可实现标定过程的自动化和一体化，从而使得本产品可实时获取三维彩色激光数据。
大连理工大学
2021-04-13
基于网络的注塑模三维CAD系统
系统可实现在网络环境下，完成注塑模具的并行设计。通过智能化提示，进行参数化绘图，自动生成三维模型，并由三维模型直接或通过标准的IGES格式转换进入不同系统的CAM模块，实现设计与制造信息共享，达到CAD/CAM一体化。提高模具设计质量，缩短设计制造周期。
大连理工大学
2021-04-14
数字表演全景式三维仿真系统
Ø 文艺表演全景式三维仿真系统能够完成文艺表演全元素、全过程的三维仿真和虚拟展示，利用图像合成和渲染技术实现对大型文艺表演的演员、行为、舞美、灯光、烟火、音乐、焰火等各表演要素的合成，实时渲染和交互式编辑。该系统能够自动化确定演员站位、自动化分配演员动作、群组路线编排、复杂三维表演造型设计、大规模表演动作预演、最终场景合成预演、大规模人群渲染与仿真。使用该系统能够帮助导演随时调整预案及全景展示三维的、动态的表演方案，并为领导预审和电视导播等其他部门提供参考依据。该系统成果曾经成功应用于20
北京理工大学
2021-04-14
基于网络的注塑模三维CAD系统
系统可实现在网络环境下，完成注塑模具的并行设计。通过智能化提示，进行参数化绘图，自动生成三维模型，并由三维模型直接或通过标准的 IGES 格式转换进入不同系统的 CAM 模块，实现设计与制造信息共享，达到 CAD/CAM 一体化。提高模具设计质量，缩短设计制造周期。
大连理工大学
2021-04-13