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本項目搭建一套基于深度學習技術的列車軌道安全自主感知系統，利用攝像頭，激光雷達毫米波雷達等多傳感器，通過多傳感器融合和物體檢測技術，對軌道安全進行監測感知。通過視覺目標檢測，實現激光雷達點云數據處理和多傳感器數據整合。

01. 成果簡介 為適應未來水下航行器技術發展的要求，海工裝備界在開發具有廣域活動能力和高機動性的新型水下航行器的同時，也正在為傳統水下航行器尋找更優良的推進和操縱系統。仿生技術則成為水下航行器的重要研究方向。 水生動物經過上億年的演變和進化，早已在優勝劣汰中將其在水中的運動能力發揮到了極至，其中魚類和鯨類等哺乳動物的游動方式具有高速、靈活、低噪等特點，其游動和控制姿態能力，是任何裝備傳統操縱與推進系統的人造水下航行器所無法比擬的。水下仿生技術，通過對魚類游動機理的研究，利用機械結構、電子設備和功能材料來開發模仿魚類的操縱和推進模式，并將其應用于水下航行器。 與傳統的螺旋槳推進器相比，將仿魚尾推進器應用于水下航行器，成為新型的仿生水下航行器，具有如下特點：（1）高推進效率，節能；（2）高機動性，靈活；（3）推進系統與操縱系統合二為一，共型；（4）噪聲低、環保，隱身能力強。本項目旨在開發“仿藍鰭金槍魚潛航器”，以實現產業化為目標，依托清華大學電子工程系和天津高端裝備研究院，經前期數年研發，已完成實驗室原理樣機和試驗樣機I型，并于2018年10月份在天津東麗湖進行了水試，驗證了核心技術。仿藍鰭金槍魚潛航器試驗樣機I型體長2.6米，設計潛深100米，最大航速1.7米/秒（3.5節），速度體長比0.65，功耗0.88kW，處于國際領先水平。經進一步研發和改進，2019年9-10月將進一步試驗，預計航速達6~8節，遠高于螺旋槳推進平均2-3節的航速。圖1 仿藍鰭金槍魚潛航器-試驗樣機I型 總裝圖 圖2 仿藍鰭金槍魚潛航器-試驗樣機I型 下水吊裝圖 圖3 仿藍鰭金槍魚潛航器-試驗樣機I型 水試圖02. 應用前景 本成果的新型仿生AUV，推進效率高、自體噪聲小、機動性好，速度接近4節，成熟度達到產品化標準，在智慧海洋、智慧海防迅猛發展的新時代，可廣泛用于現代漁業養殖、勘探開發、搶險救援、科考研究、水下檢修、觀光旅游等民用市場，為海洋經濟產業發展提供新型支撐手段；同時，也可用于海防等軍用市場。03. 知識產權 已申請專利和軟件著作權近20項。04. 團隊介紹 本項目以電子工程系任勇教授團隊為核心，成立了海洋信息與智能裝備研究所，隸屬于清華大學天津高端裝備研究院。研究方向以自主式水下潛航器（Autonomous Underwater Vehicle，簡稱AUV）和多AUV水下蜂群為主，包括水下機器人的運動學機理研究、深海環境下的信息交換與處理、深海環境下定位與協同、深海AUV裝備的研發制造技術、機器學習理論及其應用技術、復雜生產制造過程的建模與優化調度技術等。近五年來，在IEEE Transactions、IFAC Automatica、EJOR等專業頂級期刊發表國際權威期刊論文30余篇。05. 合作方式 投融資 / 商務合作。06. 聯系方式 郵箱：liuyi2017@tsinghua.edu.cn

本實用新型公開了一種自主汽化管理液氨微推進系統，該系統是由貯罐、截止閥與汽化器依次連接構成汽化裝置應用于推進系統內，對汽化器進行加熱使其中的液氨推進劑完全汽化，實現恒壓或增壓汽化，使推進劑最終完全以氣態的形式通過推力器以達到較高的比沖輸出；利用加熱調節推力前壓力，實現對輸出推力大小的控制。本實用新型的微推進系統可實現對推力的精確、穩定控制，此外，還利用液體的比熱特性，復用貯罐加熱和采溫、采壓裝置，解決了液化氣推進系統推進劑余量難以精確測定的問題。本實用新型系統可以提高微納衛星的在軌機動能力，對于拓展微納衛星的空間應用具有重要意義。

機器視覺智能檢測與定位技術用機器視覺取代人類視覺，為傳統裝備增加視覺判斷與智能定位功能，可實現“無人車間”的智能檢測與機械手的準確定位，實現裝備智能化，解放勞動力。 該技術由太原科技大學數字媒體與通信研究所獨立研發、具有獨立知識產權，硬件成本低于國內外同類產品。 該技術從準確性、精度、速度、硬件成本等指標上處于國際先進水平，可實現生產線裝備的實時在線智能檢測與定位，檢測準確度97%以上，精度0.3mm以下，定位精度可達0.01mm以下。 該技術擁有中國發明專利18項，軟件知識產權5項。 2015年以來，先后應用在上海地鐵隧道災害監測、沈陽公路隧道檢測、西安鐵路高鐵橋墩裂縫檢測、愛旭太陽能義烏生產線的硅片崩邊缺角及隱裂檢測、通威太陽能成都、合肥生產線的硅片碎檢及隱裂檢測，河北電力的絕緣子檢測。

項目的來源于國家項目，并已經申請專利。 GPS是全球衛星定位系統的簡稱。本系統采用GPS技術、GIS技術，集通訊、報警、定位、防盜等功能于一體，專門用于各種車輛（移動目標）和固定目標（儲蓄網點等）的定位跟蹤、報警監控。 本系統由監控調度指揮系統、車載設備和室內報警系統三部分組成。監控調度指揮系統由調度、報警、電子地圖及大型數據庫組成，基本設備是計算機系統和通訊電臺以及大屏幕投影儀等，安裝在公安局110報警指揮中心（或保衛部門）。車載設備由GPS衛星接收機、計算機和電臺組成，安裝在車上。室內報警系統由報警探頭和無線發射機或電話報警裝置組成，安裝在金庫、儲蓄所等重要場所。該系統對移動目標的管理功能有： 1、調度：監控調度系統可以和任何一臺車輛單獨通話，也可以和所有車輛同時進行通話；還可以隨時監測每臺車的狀況（無須打擾司機），這樣便于車輛的集群調度。 2、定位跟蹤：將車輛的位置、速度信息顯示在電子地圖上，以便于監控、調度。系統具有測量車輛行駛距離、保存并調閱車輛的歷史行車信息等多種功能。還有車輛越區報警功能，這一點對于銀行系統車輛尤為適用。 3、跟蹤報警：當車輛遇到打劫時，司機只要觸動暗藏開關，即可發出報警信號，報告公安機關進行處理。 系統還可對固定目標（儲蓄網點）實施管理，當儲蓄所、金庫等場合發生被盜、被搶、火災等情況時，現場的無線發射機或電話報警系統立即向監控調度指揮中心發出相應的報警信號。 針對市場需要，已開發了三種GPS車輛跟蹤監控定位報警系統： 1、監控十臺運鈔車, 適用于地市縣級銀行。 2、監控300個用戶(包括50個移動點和250個固定點)。 3、監控2000個用戶(包括500個移動點和1500個固定點)。

本技術從原理上區別于傳統的位移(包括線位移和角位移)測量，它是利用多個小范圍高精度傳感器進行大范圍位移測量，而其大范圍位移測量的精度僅取決于小范圍高精度傳感器的精度，即本技術是將小范圍測量的高精度沿展至整個大范圍位移測量，從而使位移測量系統的相對測量精度得以極大地提高（例如：小范圍r的測量誤差為△r，其相對測量誤差為△r/r，若測量范圍為L，其中L可是r的數倍，數十倍，甚至上千倍， 應用本技術，則大范圍L的測量誤差仍為△r，甚至更小，其相對誤差減小至△r/L）。 與光柵、磁柵、感應同步器等位移測量技術的比較 無論是光柵，磁柵，還是感應同步器位移測量裝置，其測量精度的提高主要取決于它的感測目標（光柵和磁柵的的各個柵線，感應同步器的繞組）的均勻分布位置精度（各個柵線及各繞組在測量范圍全程的間距均布精度）的提高。而在較大的測量范圍內實現感測目標高均布位置精度的難度較大，往往造成成本很高，對環境要求也十分苛刻，甚至無法實現。本技術由于測量原理上的不同，并不要求感測目標的均勻分布，因此，其位移測量精度不受此限制，僅與所用傳感器本身的精度有關。 本技術附有的幾大優點： 低成本高精度、測量范圍大。 用于本技術的傳感器可為現有的線位移或角位移傳感器產品，因此傳感器的選擇范圍非常廣泛，且因傳感技術的成熟而使本技術具有良好的穩定性。 本技術利用傳感器進行位移測量，影響傳感器精度的因素主要有溫度等，但本技術的測量精度只與傳感器在測量時間內受溫度等因素的影響有關，而測量時間一般較短，溫度等因素的影響則可忽略不計，因而就本技術而言，溫度等因素對測量的影響微乎其微。 本技術無零漂問題。因為傳感器所在的任何位置均可作為本技術測量裝置的起始零點，對傳感器而言沒有回零問題，故測量裝置無零漂問題 。 本技術無任何理論上的誤差，因而其測量精度可隨傳感器精度地提高而不斷 地提高。 本技術可進行靜態或動態測量；接觸或非接觸測量；等分及連續測量。

本系統采用先進的無線射頻及自組網技術，用于解決煤礦井下安全生產、信息溝通等問題，是一套專門針對礦井工作的智能定位與無線通訊系統。整套系統包括地面管理中心、分布式通信接入點、手持移動語音通信終端和便攜式智能定位終端。/line分布式通信節點：負責通訊中轉，為語音終端和定位終端提供高性能通訊鏈路，保證地面調度管理中心對人員即時調度和查詢。/line地面管理中心：含考勤、定位、語音等管理功能，可以實時顯示人員及設備的位置，提供高精度定位及歷史軌跡回放；呼叫相關人員；對語音接入、傳輸進行管理。/line手持移動語音通信終端：內嵌自主研發的自組網協議，實現了語音數據的采集、壓縮、無線收發、解壓以及播放等功能，還提供充電指示、電量指示、信號強度檢測、通話指示等。/line便攜式定位終端：支持點對多點的無線通信，同時提供實時定位數據搜集、人員檢測信息上傳、來自地面服務器的被叫指示、對地面服務器的主叫呼救和在線更新升級等功能。

一、項目簡介 由于眾多工業企業存在工作環境噪音大、粉塵多、勞動強度大等問題，均不同程度面臨著招工難的問題，生產規模很難擴大。同時，由于長時間重復機械工作，容易出現漏檢和誤檢，整體工作效率不高。對于已上線成套設備的企業，其集成度仍較低，自動化程度及性能都亟待提高，很難滿足市場的迫切需求。因此，機器換人可有效解決上述問題，而機器視覺是模擬人工操作的關鍵，綜合利用視覺檢測、模式識別、優化調度和綜合信息管理等技術和方法提高生產自動化水平極為重要。 二、前期研究基礎 項目組已與惠州高視科技有限公司簽署合作協議“機器視覺定位平臺開發與技術服務，2018.3-2019.3，50萬元”，并聯合廈門大學自動化系與高視科技有限公司建立“視覺定位聯合實驗室”，與廈門市自動化學會簽署合作協議，聯合建立“人工智能-機器視覺聯合實驗室”。研究了視覺對位平臺如何實現兩個目標物之間的精確對準。視覺系統需要對兩個目標物分別進行拍攝，選擇Mark點或者目標物的邊或角的特征信息。利用視覺對位技術，實現兩個目標物物理坐標之間的在X、Y軸和角度坐標的偏差，通過驅動相關運動平臺，引導平臺運動到貼合位置，實現視覺引導精確對位。 三、應用技術成果 開發了鞋模噴膠系統，采用傳送帶傳送鞋模，利用工業相機采集圖像，經圖像處理算法檢測鞋模邊緣，再將處理過的邊緣坐標數據傳送給控制器，控制器控制噴膠器對鞋模進行噴膠。 開發了自動貼蓋機系統，基于傳送帶傳送產品，利用工業相機采集傳送帶上的產品圖像，再通過圖像處理算法定位到模板圖像在采集圖像中的準確位置，從而通過坐標轉換將圖像中的坐標轉換到世界坐標，然后將數據通過串口通信傳送給控制系統，控制系統會控制機械手在定位到的位置坐標貼上產品標簽或者封蓋。 四、合作企業 惠州高視科技有限公司是一家專業從事機器視覺應用領域設備、計算機圖像處理系統解決方案研發的高科技現代化企業。公司的機器視覺產品廣泛應用于液晶、電子、新能源、金屬加工等行業公司秉承以人為本、合作共贏的管理理念，以技術開發為中心，以客戶需求為導向，致力于成為在機器視覺檢測、測量、圖像識別領域杰出的系統解決方案及設備供應商。擁有11項軟件著作權和5項實用新型專利。

此產品包含了超高頻射頻處理和天線設計、納秒級的嵌入式時序處理、基于神經網絡的位置解算、大范圍大容量的調度管理等多項軟硬件技術，經過2年多的研發和改進，實現了實時精度10厘米、刷新率超過100Hz的成熟產品，除了精度高之外，司方無線精確定位系統還具有續航時間長、單元范圍大等特點，支持多區域大范圍部署、使用方便