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本書概述了三維激光掃描技術(shù)的概念與原理,分類與特點(diǎn),研究現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域,闡述了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取方法與精度分析,簡要介紹數(shù)據(jù)處理的主要流程與基于點(diǎn)云的三維建模方法等.

本項目將研制一套軟硬件一體化的醫(yī)學(xué)圖像處理與三維重建系統(tǒng)產(chǎn)品，該產(chǎn)品由三大部分組成，包括： 高性能、大容量、適合處理醫(yī)學(xué)圖像的硬件平臺； 針對醫(yī)學(xué)圖像處理裁剪后的專用Linux操作系統(tǒng)；綜合醫(yī)學(xué)圖像處理與三維重建的醫(yī)療專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。 成果性能：三維重建速度快、重建的圖像真實、精細(xì)，操作方便。 應(yīng)用范圍：CT、MRI等醫(yī)學(xué)圖像處理與三維重建虛擬手術(shù)

本發(fā)明公開一種簡易手動真三軸儀，包括剛性底座、水平及豎直承載框、手搖式作動器、圍壓固定端，可用于土類立方體試塊的三向加載。剛性底座主要用來為立方體試塊的豎向加載提供豎向支承，剛性底座上安裝導(dǎo)軌，使其與水平向的手搖式作動器以及圍壓固定端裝配連接，通過移動導(dǎo)軌上的裝置便于安放和取下立方體試塊，并可用來調(diào)節(jié)加載過程中立方體試塊的水平位置，手搖式作動器安裝在Ｘ、Ｙ、Ｚ向，本發(fā)明制造成本低，使用過程中不耗電，加載力的量程小，安全性高，操作簡單，經(jīng)濟(jì)實用，綠色環(huán)保，且體積小便于攜帶，具有良好的應(yīng)用前景。

根據(jù)復(fù)雜設(shè)備維護(hù)訓(xùn)練的需求，西安科技大學(xué)自 2011 年開始研發(fā)桌面式三維虛擬拆裝訓(xùn)練技術(shù)，目前此技術(shù)已經(jīng)成熟并在部隊大型武器裝備維護(hù)拆裝訓(xùn)練中推廣應(yīng)用。該成果申請軟件著作權(quán) 1 項。 3DVSATS 軟件系統(tǒng)基于 OSG 三維渲染引擎開發(fā)，可根據(jù)客戶需求定制拆裝訓(xùn)練設(shè)備，支持 3DMax 、 Maya 等主流建模軟件建立的三維模型，可對設(shè)備各部分零件進(jìn)行直觀的三維展示；設(shè)備維護(hù)人員通過鼠標(biāo)、鍵盤等進(jìn)行交互操作，可以完成定制設(shè)備的拆解和裝配訓(xùn)練，并可記錄操作過程，最終統(tǒng)計出每次操作的錯誤步驟并打分。

成果與項目的背景及主要用途： 間三氟甲基苯酚是間氨基三氟甲苯的主要衍生產(chǎn)品之一，它是合成酰氨類農(nóng) 藥除草劑“吡氟草胺”的關(guān)鍵中間體。另外，其嘧啶丙烯酸酯作為農(nóng)藥殺菌劑使用； 在醫(yī)藥領(lǐng)域，用于合成抗菌素重要中間體 3-芳基甲基頭孢菌素衍生物，合成抗驚 蕨藥物苯基苯氧乙基氨基磺酸酯，抗結(jié)核病藥物 N、N-二苯基脲衍生物。 根據(jù)目前文獻(xiàn)報道，間三氟甲基苯酚的合成方法有五種: 過氧化氫氧化法, 三氟甲基烷基化法,電解法,重氮化水解法,醚水解法等。其中重氮化水解法所使用 的原料便宜易得,反應(yīng)條件溫和, 產(chǎn)品的收率和純度高。該法是目前工業(yè)上應(yīng)用得 最廣泛的方法。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 由文獻(xiàn)資料以及生產(chǎn)的可行性分析,通過間三氟甲基苯胺重氮化、再水解的工 藝是較好的可行工藝,但目前存在的缺點(diǎn)是得到間三氟甲基苯酚的收率較低。分 析原因主要有,一是在重氮化反應(yīng)結(jié)束后,會有少量亞硝酸存在,在加熱水解時,會 產(chǎn)生氧化反應(yīng),使焦油產(chǎn)生較多。二是在加熱水解重氮鹽時,重氮鹽一次性都在反 應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行分解,分解時間長、副反應(yīng)多、焦油也多。 針對上述問題，天津大學(xué)采用改進(jìn)的重氮化水解耦合水蒸汽蒸餾工藝，制備 間三氟甲基苯酚，具體方案是,將間三氟甲基苯胺重氮化反應(yīng)制得的重氮鹽水溶 26天津大學(xué)科技成果選編 27 液滴加到含有尿素的水介質(zhì)中加熱水解,同時通入水蒸氣蒸餾,使水解產(chǎn)生的間三 氟甲基苯酚馬上被蒸餾出,減少分解副反應(yīng),減少焦油生成量。產(chǎn)品收率>90%，純 度>99.5%，與目前已有工藝水平相比，收率提高 10%以上，純度達(dá)到優(yōu)級品標(biāo) 準(zhǔn)。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 已獲得成熟的小試技術(shù)成果，已獲得專利授權(quán)（ZL201010126241.2 ） 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 間三氟甲基苯酚是具有廣泛用途的精細(xì)有機(jī)中間體，本生產(chǎn)方法的反應(yīng)時 間短、技術(shù)簡單、操作條件溫和；獲得的目標(biāo)產(chǎn)品純度高，收率高；水解廢水可 以回收利用；是生產(chǎn)間三氟甲基苯酚極具競爭性的技術(shù)，具有可觀經(jīng)濟(jì)收益預(yù)期。 應(yīng)用領(lǐng)域：精細(xì)化工領(lǐng)域（農(nóng)藥、藥物和染料） 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）： 主要原料：間三氟甲基苯胺、尿素、硫酸、亞硝酸鈉、二氯甲烷 主要設(shè)備：重氮化反應(yīng)釜、硫酸高位槽、亞硝酸鈉配制罐、重氮鹽滴加罐、 水解罐、水蒸氣發(fā)生器、蒸餾液接收罐、萃取罐、蒸餾釜等 廠房面積：150-200m2 投資規(guī)模：主要設(shè)備投資 100 萬元 合作方式及條件：擬與企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行中試及工業(yè)化生產(chǎn)。 

（專利號：ZL 201510908980.X） 簡介：本發(fā)明公開一種三xz由度翻轉(zhuǎn)機(jī)器人，屬于工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該機(jī)器人包括氣動抓手機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降及伸縮機(jī)構(gòu)；其中氣動抓手機(jī)構(gòu)包括抓手及氣動手指；翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括三個傳動板及氣缸；升降機(jī)構(gòu)包括升降板及氣缸；伸縮機(jī)構(gòu)包括伸縮板、氣缸、桌面連接板及固定座。本發(fā)明利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將翻轉(zhuǎn)部分放在連桿上，當(dāng)氣缸推動滑桿移動，曲柄轉(zhuǎn)動帶動連桿翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)氣動抓手的180度翻轉(zhuǎn)，同時抓手部分的氣動手指可以帶動抓手實現(xiàn)抓取和放下的動作。本發(fā)明具有機(jī)構(gòu)制作簡單、安裝調(diào)試方便及制造成本較低等特點(diǎn)。

三烷氧基硅烷是重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)式為(RO)3SiH。因其具有可水解的Si-OCH3鍵，又有活潑的Si-H鍵。硅氫鍵能與一系列的烯類單體發(fā)生硅氫加成，得到各種硅烷偶聯(lián)劑，有機(jī)硅封端固化的醚以及聚丙烯酸酯密封膠和粘合劑等產(chǎn)品，具有重要的應(yīng)用價值。目前使用最多的為三甲氧基硅烷，三乙氧基硅烷，是近年來很受重視的有機(jī)硅中間體。 其傳統(tǒng)的制備方法為：以三氯氫硅、相應(yīng)的醇為原料進(jìn)行醇解反應(yīng)，再進(jìn)行特種精餾方法得到。反應(yīng)式：CH3SiH + 3ROH      (RO)3SiH + 3HCl↑ 由于該法中原料三氯氫硅沸點(diǎn)低，易水解，故貯運(yùn)極不方便，且制備過程中產(chǎn)生大量的氯化氫氣體，環(huán)境污染嚴(yán)重，危險性大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，工藝復(fù)雜，成本高，難以達(dá)到模生產(chǎn)，嚴(yán)重制約著國內(nèi)有機(jī)硅工業(yè)的發(fā)展。為此，我們經(jīng)過多年的研究，采用以硅粉及相應(yīng)的醇為原料直接合成三烷氧基硅烷，避免了醇解法的缺點(diǎn)，該工藝具有流程短、選擇性好、收率高、無環(huán)境污染、產(chǎn)品質(zhì)量大大提高等特點(diǎn)。新工藝經(jīng)小試、中試各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)處于國內(nèi)外領(lǐng)先水平。反應(yīng)式：Si + ROH→(RO)3SiH + H2↑

隨著支配半導(dǎo)體技術(shù)數(shù)十年的摩爾定律日益接近其發(fā)展極限，多種功能器件集成被認(rèn)為是超越摩爾定律延續(xù)集成電路發(fā)展進(jìn)程的重要途徑之一，這就需要能夠滿足多種功能器件高密度集成的制造技術(shù)。多元兼容集成制造技術(shù)就是為此而開發(fā)的，該技術(shù)通過在更大范圍內(nèi)優(yōu)選結(jié)構(gòu)/功能材料組合，開發(fā)異質(zhì)集成制造工藝，大大拓展了功能微器件創(chuàng)新設(shè)計和制造的騰挪空間。經(jīng)過多年探索，目前已形成了涵蓋金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料的MEMS異質(zhì)異構(gòu)制造技術(shù)體系，并在多種類型功能器件研發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，初步展現(xiàn)了其基礎(chǔ)性支撐作用，相關(guān)技術(shù)獲得2016年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎。 微系統(tǒng)集成發(fā)展趨勢 多元兼容集成制造技術(shù)  獲獎情況 上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2016年團(tuán)隊獲獎 國家技術(shù)發(fā)明二等獎2008年 上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2007年 超薄超快高熱流密度微通道散熱器 上海交通大學(xué)團(tuán)隊在長期研究經(jīng)驗和技術(shù)積累基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了不同高熱導(dǎo)率材料組合構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)微通道散熱器設(shè)計方案，并基于多元兼容集成制造技術(shù)完成了多種尺寸樣品研制，其中，熱源面積與常用功率芯片尺度相當(dāng)?shù)某∩崞骼鋮s能力達(dá)到800W/cm2以上，在保留傳統(tǒng)微通道散熱器良好系統(tǒng)兼容性和適用性的基礎(chǔ)上達(dá)到了相當(dāng)高的散熱能力水平，為解決高功率芯片系統(tǒng)超高熱流密度散熱問題提供了一個深具可行性的解決方案。 高溫薄膜溫度傳感器研究  發(fā)動機(jī)燃燒室等極端惡劣環(huán)境下（高溫、強(qiáng)振動、強(qiáng)腐蝕等）的工作參數(shù)現(xiàn)場監(jiān)測對傳感器技術(shù)是嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，國內(nèi)外研究廣泛。交大團(tuán)隊基于特種材料微納集成制造技術(shù)的長期積累，在高溫絕緣薄膜材料、多層薄膜應(yīng)力調(diào)控、曲面圖形化和高溫敏感介質(zhì)等技術(shù)上取得了一定突破，成功開發(fā)了多種可與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)共型的高溫薄膜傳感器，具有體積小、環(huán)境擾動小、響應(yīng)快、靈敏度高、可分布式安置等優(yōu)點(diǎn)，該團(tuán)隊已經(jīng)掌握了溫度、應(yīng)力/應(yīng)變、熱流等多種高溫狀態(tài)參數(shù)測量技術(shù)，適用溫度在800-1300℃之間。 薄膜絕緣電阻隨溫度的變化及測試結(jié)構(gòu) 高溫薄膜溫度傳感器制造及曲面圖形化技術(shù) 薄膜溫度傳感器在發(fā)動機(jī)不同部位測溫需求 無線溫度傳感器測溫系統(tǒng) 高性能轉(zhuǎn)接板 基于轉(zhuǎn)接板的多芯片封裝是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是傳統(tǒng)的硅轉(zhuǎn)接板性價比不高，阻礙了廣泛應(yīng)用。上海交大團(tuán)隊基于非硅微加工技術(shù)的長期積累，突破了硅轉(zhuǎn)接板絕緣層完整性和再分布層熱隔離的難題，成功研制了漏電流極低的低成本高性能硅轉(zhuǎn)接板。此外，還開發(fā)了復(fù)合材料非硅轉(zhuǎn)接板，TCV陶瓷轉(zhuǎn)接板，TGV玻璃轉(zhuǎn)接板等各種三維封裝基板，實驗室能夠針對不同類型器件三維高密度封裝的具體要求，定制開發(fā)不同功能的專用轉(zhuǎn)接板，為多功能、高密度、高功率、低成本封裝提供個性化解決方案。 TSV-3D 高密度封裝概念圖  金屬-聚合物-納米復(fù)合材料非硅基轉(zhuǎn)接板實物圖片

動作捕捉技術(shù)（motion capture）在影視、體育、安防等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的動作捕捉分為兩大類，光學(xué)動捕系統(tǒng)通過在采集環(huán)境部署多個紅外攝像頭，再在人員的動捕服上放置光學(xué)標(biāo)記球來求解出采集者的姿態(tài)信息，從而實現(xiàn)對人體運(yùn)動的捕捉與動畫映射；慣性動捕系統(tǒng)通過慣性測量單元（IMU）來采集肢體的運(yùn)動信息，采集設(shè)備相對更輕便，但采集精度不如光學(xué)動捕系統(tǒng)。光學(xué)動捕系統(tǒng)包括Motion Analysis，Vicon，Optitrack等，慣性動捕系統(tǒng)有Xsens，諾亦騰等。 然而，無論是光學(xué)動捕還是慣性動捕都需要動作人穿上特定的設(shè)備，不可避免地會影響到人體運(yùn)動的真實性和動捕的使用范圍。同時，相應(yīng)的專業(yè)動捕設(shè)備往往價格不菲，很多有需求的小型工作室也會望而卻步。因此，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都在極力研究“無標(biāo)記運(yùn)動捕捉”技術(shù)，即不需要任何穿戴設(shè)備，僅由相機(jī)觀測和算法分析，就實現(xiàn)對多人體運(yùn)動的實時準(zhǔn)確捕捉。這種技術(shù)有著更加廣泛的應(yīng)用場景，例如無人售貨超市、VR/AR游戲、遠(yuǎn)程全息通訊、數(shù)字人創(chuàng)建、虛擬主播、人機(jī)交互、全天候醫(yī)療監(jiān)護(hù)等。 近幾年，隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的廣泛普及，無標(biāo)記動捕領(lǐng)域也誕生了許多革命性技術(shù)，例如實時2D多人體關(guān)鍵點(diǎn)檢測技術(shù)OpenPose等。然而，多目標(biāo)實時3D運(yùn)動捕捉仍然是一個極具挑戰(zhàn)性的問題，主要挑戰(zhàn)因素包括：如何實現(xiàn)實時計算，如何進(jìn)行高效的多視角關(guān)聯(lián)，如何解決緊密交互帶來的觀測失真等。舉個例子，當(dāng)兩個人擁抱在一起的時候，當(dāng)前大多數(shù)檢測或重建算法都會失效。而理論上，多視角的觀測信號能夠在一定算法設(shè)計下互相補(bǔ)充，盡可能解決單視角運(yùn)動重建的歧義性。如何充分利用多視角的視頻信號，實現(xiàn)復(fù)雜、緊密交互場景下的多人體運(yùn)動捕捉是當(dāng)前無標(biāo)記運(yùn)動捕捉領(lǐng)域的核心問題之一。 該項目研究工作提出的多視角人體運(yùn)動捕捉系統(tǒng)包括相機(jī)采集模塊，2D姿態(tài)檢測模塊，4D關(guān)聯(lián)圖求解模塊，三維骨架求解模塊及渲染模塊。其主要算法貢獻(xiàn)在于提出并實現(xiàn)了4D Association算法。 當(dāng)前的多視角運(yùn)動捕捉系統(tǒng)大多采用的是序貫地匹配策略，首先對每個視角進(jìn)行獨(dú)立的人體檢測和連接（例如，OpenPose檢測關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)相互連接的概率，從而對人體進(jìn)行連接；Mask-RCNN、AlphaPose和HRNet都需要先檢測每個人的BoundingBox，然后對每個人進(jìn)行獨(dú)立的人體檢測），然后對人體進(jìn)行多視角關(guān)聯(lián)和姿態(tài)求解，最后進(jìn)行時域跟蹤。這種常規(guī)方法的缺陷在于，當(dāng)單個視角檢測失敗以后，后續(xù)的算法難以對失敗的檢測結(jié)果進(jìn)行修正，從而將錯誤的檢測傳遞到下一個步驟，影響跟蹤效果，對于緊密交互（例如前文提到的兩人擁抱）的情形，單視角的往往很難給出令人滿意的檢測結(jié)果，因此基于序貫式的算法一般會失效。 相較而言，該研究工作的創(chuàng)新性在于充分利用單圖連接(2D)、多視角連接(1D)、和時域連接(1D)之間的相互約束從而進(jìn)行全局優(yōu)化，用多視角信息和時域信息來避免單視角連接的歧義性，同時也通過單視角連接結(jié)果來優(yōu)化多視角的匹配，從而使得關(guān)聯(lián)結(jié)果更趨向于全局最優(yōu)。具體地，該研究工作提出了一種4D Graph的圖結(jié)構(gòu)，將上一幀的三維人體關(guān)鍵點(diǎn)（在初始幀或者人進(jìn)入動捕范圍的時候可以缺失，不影響算法的運(yùn)行）和當(dāng)前每一視角的2D關(guān)鍵點(diǎn)建模在同一個圖結(jié)構(gòu)中，用單圖連接、多視角連接、時域連接的概率作為邊的權(quán)值，將人體多視角關(guān)聯(lián)的問題看成提取有效邊的過程。為了快速地求解這個問題，進(jìn)一步提出了一種基于完全子圖的近似求解算法，高效地完成了從4D圖結(jié)構(gòu)中提出正確的人體連接。 最終，該研究工作實現(xiàn)了緊密交互下人體的三維姿態(tài)重建，并展示了實時系統(tǒng)效果。其算法在多個數(shù)據(jù)集上均表現(xiàn)出了良好的視覺效果，在Shelf數(shù)據(jù)集上也取得了當(dāng)前最好的數(shù)值結(jié)果。

隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)量和保有量迅速增加，汽車尾氣排放給城市空氣造成的污染日益嚴(yán)重。控制汽車尾氣污染的最有效途徑是降低單車排放量，安裝汽車尾氣凈化催化劑是目前最有效的方法之一，其關(guān)鍵是高效汽車尾氣凈化催化劑的開發(fā)。根據(jù)汽車工業(yè)和燃油品質(zhì)的發(fā)展趨勢，我們對汽車尾氣凈化的關(guān)鍵催化反應(yīng)、凈化催化劑的組成、稀土與（非）貴金屬組分的相互作用等方面開展了廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，采用氧化共沉淀法、尿素水熱法、反相微乳液法等制備了高穩(wěn)定性與高儲放氧性能的稀土基儲氧材料；采用纖維素模板法和反相微乳液法等制備了大表面積和高熱穩(wěn)定性的氧化鋁基復(fù)合氧化物；為了降低凈化催化劑的成本，充分結(jié)合我國豐富的稀土資源，開展了"稀土－非貴金屬－微量貴金屬"的催化劑設(shè)計方案，使催化劑的成本明顯下降；發(fā)展了整體式催化劑的制備方法，形成了一次涂覆可制備出均質(zhì)、穩(wěn)定的整體式催化劑的專有技術(shù)；解決了從實驗室研究到工業(yè)化生產(chǎn)的工程化問題，在多家企業(yè)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。使用本技術(shù)生產(chǎn)的汽車尾氣三效催化凈化器后，汽車尾氣的排放可達(dá)到歐－Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，同時核心技術(shù)在工業(yè)源有毒有害污染物的催化凈化和天然氣催化燃燒中得到了廣泛應(yīng)用，取得了很好的應(yīng)用效果。