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研發(fā)階段/n從深海研究中對溫度、鹽度和溶氧參數(shù)的測量需求出發(fā)，針對現(xiàn)有高精度CTD 傳感器產(chǎn)品主要被國外產(chǎn)品壟斷，并且在溫度變化劇烈時(shí)，容易因?yàn)闇囟群碗妼?dǎo)率 傳感器響應(yīng)速度不一致造成較大動(dòng)態(tài)測量誤差，難以在深海熱液冷泉周邊環(huán)境中進(jìn) 行高精度測量的問題，以及現(xiàn)有溶解氧傳感器響應(yīng)速度較慢的問題，攻克快速響應(yīng) 的電導(dǎo)率和溶解氧參數(shù)測量技術(shù)，研究實(shí)現(xiàn)支持深海快速移動(dòng)測量的溫鹽-溶氧傳 感器。

高效率、高精度智能化測量技術(shù)已成為我國發(fā)展高端制造業(yè)的瓶頸。本項(xiàng)目突破了高效率、高精度智能化測量的一系列難題，形成的自主創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)有： 1．首次建立了基于運(yùn)動(dòng)學(xué)圖譜分析的智能測量裝備設(shè)計(jì)方法及通用性設(shè)計(jì)理論體系，使研發(fā)周期縮短了40%，研發(fā)費(fèi)用降低了35%。 2．針對多傳感器高精度配準(zhǔn)的國際性難題，發(fā)明了多傳感器聯(lián)合標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)器的設(shè)計(jì)方法。 3．針對測量裝備伺服系統(tǒng)高平穩(wěn)性控制的難題，率先提出了體現(xiàn)溫度影響的非線性摩擦建模方法，測量裝備運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性提高了59%。 已申請國家發(fā)明專利18項(xiàng)（授權(quán)5項(xiàng)）、實(shí)用新型專利12項(xiàng)（授權(quán)12項(xiàng)）、軟件著作權(quán)7項(xiàng)；以金國藩院士為主任的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。獲得2013年天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 圖1 缸套類零件檢測用高效高精度智能測量裝備 圖2 慣性元件檢測用高效高精度智能測量裝備 圖3 手機(jī)外殼檢測用高效高精度智能測量裝備

1. 痛點(diǎn)問題 場景三維重建是未來視覺成像技術(shù)發(fā)展的重要趨勢，支撐導(dǎo)航與人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）、在線文旅、工程設(shè)計(jì)等前沿領(lǐng)域應(yīng)用革命性發(fā)展。 目前技術(shù)僅僅是根據(jù)局限于面元自身區(qū)域內(nèi)不同時(shí)刻的信息融合得到該面元的最終重建結(jié)果，忽略了面元之間的關(guān)系，導(dǎo)致重建面元的自由度過大，同時(shí)由于遮擋、光照變化、紋理不足、運(yùn)動(dòng)等因素的影響，降低了深度圖像的稠密度，同時(shí)存在相關(guān)尺度模糊問題。重建面元受到輸入深度圖像噪聲以及定位系統(tǒng)對相機(jī)定位誤差的影響，出現(xiàn)重建面元的位置及朝向可能與真實(shí)值存在明顯偏差，且相鄰面元之間可能存在不一致的情況，導(dǎo)致最終重建的三維模型的稠密度、魯棒性、一致性和準(zhǔn)確性較低。 2. 解決方案 本項(xiàng)目成果提出了一套高精度稠密室內(nèi)場景重建技術(shù)，首先提出基于物理空間推理和語義關(guān)聯(lián)建模的場景多粒度（像素/體素-超像素/體素-對象-場景）感知方法，綜合語義信息、幾何結(jié)構(gòu)信息以及時(shí)空間信息進(jìn)行濾波，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確深度估計(jì)，聯(lián)合光流估計(jì)與相機(jī)位姿估計(jì)進(jìn)行多任務(wù)自監(jiān)督訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)深度估計(jì)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重的在線調(diào)整，提高深度估計(jì)在未知場景下的性能，進(jìn)一步引入在室內(nèi)場景中常見的三種局部和全局尺度空間平面關(guān)系約束，為每一個(gè)重建面元提取三種支撐面元集，以支撐面元為載體將面元之間的空間關(guān)系作為額外約束引入密集面元生成階段，抑制深度圖噪聲和定位誤差的負(fù)面影響，提出基于語義先驗(yàn)的實(shí)時(shí)概率稠密重建方法，通過時(shí)序傳播與概率模型更新實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)場景深度重建，提高最終三維重建模型的稠密度、魯棒性、一致性和準(zhǔn)確度，新引入的部分計(jì)算量小，能保持現(xiàn)有方案的實(shí)時(shí)性和可擴(kuò)展性，能夠快速對大場景進(jìn)行實(shí)景稠密三維重建，為用戶提供低成本、高效率、極便捷的空間3D重建解決方案。 合作需求 尋求在VR/AR、機(jī)器人、智慧城市等領(lǐng)域有相關(guān)技術(shù)開發(fā)、市場推廣經(jīng)驗(yàn)，能推廣本技術(shù)落地的高科技企業(yè)，可以進(jìn)行深度合作。

高效率、高精度智能化測量技術(shù)已成為我國發(fā)展高端制造業(yè)的瓶頸。本項(xiàng)目突破了高效率、高精度智能化測量的一系列難題，形成的自主創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)有： 1．首次建立了基于運(yùn)動(dòng)學(xué)圖譜分析的智能測量裝備設(shè)計(jì)方法及通用性設(shè)計(jì)理論體系，使研發(fā)周期縮短了40%，研發(fā)費(fèi)用降低了35%。 2．針對多傳感器高精度配準(zhǔn)的國際性難題，發(fā)明了多傳感器聯(lián)合標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)器的設(shè)計(jì)方法。 3．針對測量裝備伺服系統(tǒng)高平穩(wěn)性控制的難題，率先提出了體現(xiàn)溫度影響的非線性摩擦建模方法，測量裝備運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性提高了59

穩(wěn)定精確的頻率源是現(xiàn)代電路系統(tǒng)中必不可少的模塊，廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、數(shù)據(jù)處理等場景。伴隨著第五代通信系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用，對于多頻率、超寬帶、低噪聲的時(shí)鐘信號需求愈發(fā)高漲。本成果針對不同的頻段應(yīng)用場景需求，提出一種快起快鎖的多核超寬帶鎖相環(huán)芯片，內(nèi)嵌的單核快起、多核切換結(jié)構(gòu)使得該芯片可覆蓋54MHz-6.8GHz的工作頻率，并在全頻段內(nèi)相位噪聲優(yōu)于-120dBc/Hz@1MHz，穩(wěn)定鎖定時(shí)間低于25μs。芯片采用180nm CMOS工藝實(shí)現(xiàn)，整體性能逼近市面上已有高端鎖相環(huán)芯片，而生產(chǎn)成本則大幅降低，具備的較高的市場差異化競爭力，可實(shí)現(xiàn)多場景下的芯片國產(chǎn)替代。

項(xiàng)目概況 目前，國內(nèi)外大量應(yīng)用弧焊機(jī)器人系統(tǒng)從整體上看基本都屬第一代或準(zhǔn)二代焊接機(jī)器人 系統(tǒng)。由于焊接路徑和焊接參數(shù)是根據(jù)實(shí)際作業(yè)條件預(yù)先設(shè)置的，在焊接時(shí)缺少外部信息傳 感和實(shí)時(shí)調(diào)整控制功能，這類弧焊機(jī)器人一般不能應(yīng)對焊接作業(yè)條件嚴(yán)格的穩(wěn)定性要求，焊 接時(shí)缺乏“柔性”，表現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)。在實(shí)際弧焊過程中，焊接條件是經(jīng)常變化的，如加 工和裝配等誤差會(huì)造成焊縫位置和尺寸的變化，焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會(huì)造成 焊道變形和熔透不均。 為克服機(jī)器人焊接過程中各種不確定性因素對焊接質(zhì)量的影響，提高機(jī)器人作業(yè)智能化 水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整，且能實(shí)現(xiàn)焊縫 的自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤。已完成鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器人柔性工作站焊縫智能跟蹤與圖象處理技 術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平。 本項(xiàng)目具有國際先進(jìn)水平，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。 主要特點(diǎn) 已完成的項(xiàng)目，塞拉門框架的材料為鋁鎂硅合金，材料特殊、框架尺寸較大，焊點(diǎn)多 而短、焊接質(zhì)量要求高，故解決柔性夾具設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)兩面焊接、滿足多系列多規(guī)格門框尺 寸的要求是體現(xiàn)了成果的先進(jìn)性； 鋁鎂硅合金框架弧焊機(jī)器人柔性工作站所包括的柔性夾具、焊縫智能跟蹤與圖象處理 技術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平，體現(xiàn)了成果的創(chuàng)造性。 技術(shù)指標(biāo) 國內(nèi)城市軌道車輛、高速列車的迅猛發(fā)展使得城軌門生產(chǎn)逐年猛增，品種不斷翻新，但 鋁鎂硅合金框架等主要零部件仍為手工焊接。由于手工焊接依賴于工人的技術(shù)水平，效率低， 焊接質(zhì)量欠佳，優(yōu)質(zhì)品率低，是制約我國城軌門產(chǎn)品升級的關(guān)鍵技術(shù)。 首選企業(yè)的高精度焊件達(dá)到：焊縫識別誤差 600×600 像素， ±0.25mm，±0.20mm；焊 槍姿態(tài)誤差，±0.045mm，±0.040mm；其它誤差（包括焊絲變形誤差、工件熱變形誤差、焊 接電流誤差等），±0.030mm，±0.020mm；視覺跟蹤綜合誤差，±0.5mm，±0.35mm。 市場前景 成果實(shí)施后使用單位使用前手工焊接的 1.2 萬件/年，達(dá)到 4 萬件。按人工焊接生產(chǎn)水 平，支出費(fèi)用為 72 萬×3.5=252 萬，機(jī)器人的投入成本 1 年半內(nèi)可收回，且可滿足使用單位 近 3-5 年的發(fā)展需求。 按近幾年使用單位產(chǎn)品產(chǎn)量的增長速度，2009-2010 年產(chǎn)量可達(dá) 5.5 萬件，2 臺(tái)機(jī)器人 工作站每年可生產(chǎn) 5.68 萬件，完全滿足生產(chǎn)要求。若仍用人工焊接則成本支出為 72 萬 ×4.6=331.2 萬元，而機(jī)器人工作臺(tái)投入費(fèi)用為零。企業(yè)每年可新增產(chǎn)值 4-5 億元，利稅 1.2-1.5 億元。 市場應(yīng)用方面已具備推廣應(yīng)用的基本條件，該成果的完成，不僅可以提升企業(yè)高精度特 材焊件設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和提升產(chǎn)業(yè)集聚度，使產(chǎn)品達(dá)同行業(yè)國8 內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平，且可成為企業(yè)現(xiàn)代先進(jìn)制造工藝與裝備工程應(yīng)用的一個(gè)亮點(diǎn)。通過 開發(fā)研制，真正體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研合作的現(xiàn)代高等教育理念，在高校和企業(yè)中鍛煉出一批機(jī)器人 研制方面、具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的科技人才。

微晶玻璃腔體是激光陀螺的重要元件和組成部分，為了降低對進(jìn)口材料的依賴程度、提高國產(chǎn)化水平，對國產(chǎn)微晶玻璃腔體在激光陀螺批量化生產(chǎn)中的可行性進(jìn)行分析，主要研究內(nèi)容包括：國產(chǎn)微晶玻璃的制造工藝；采用國產(chǎn)微晶玻璃腔體與采用進(jìn)口微晶玻璃腔體的激光陀螺性能比較；使用國產(chǎn)微晶玻璃腔體激光陀螺樣機(jī)。使用國產(chǎn)化微晶玻璃腔體激光陀螺樣機(jī)零偏穩(wěn)定性和溫度零偏變化率能夠達(dá)到現(xiàn)有水平。

柔性傳感器由柔性材料（基材）制成，兼具柔韌性和延展性，是柔性電子領(lǐng)域的關(guān)鍵元件之一。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 已注冊公司運(yùn)營 二、企業(yè)信息 企業(yè)名稱 上海索夫特電子有限公司 企業(yè)法人 王保余 注冊時(shí)間 2021.9.3 注冊所在省市 上海市 組織機(jī)構(gòu)代碼 9130112MA7AH2J59Y 經(jīng)營范圍 技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開發(fā)、電子專用材料銷售、電力電子元器件制造、新材料技術(shù)研發(fā) 企業(yè)地址 上海市閔行區(qū)景聯(lián)路389號9幢1層 獲投資情況 團(tuán)隊(duì)投資50萬元整 三、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 唐榿澤 物理學(xué)院/光電信息科學(xué)與工程 2020.9.1/2024.7.1 王保余 材料學(xué)院/復(fù)合材料與工程 2018.9.1/2022.7.1 潘一 材料學(xué)院/復(fù)合材料與工程 2018.9.1/2022.7.1 趙珩宇 材料學(xué)院/新能源材料與器件 2018.9.1/2022.7.1 楊揚(yáng) 物理學(xué)院/應(yīng)用物理學(xué) 2020.9.1/2024.7.1 曾劍濤 物理學(xué)院/應(yīng)用物理學(xué) 2020.9.1/2024.7.1 范世昌 物理學(xué)院/光電信息科學(xué)與工程 2020.9.1/2024.7.1 四、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 張震 物理學(xué)院/物理化學(xué) 無/講師 功能納米材料的可控制備及其在印刷電子領(lǐng)域的應(yīng)用 五、項(xiàng)目簡介 柔性傳感器由柔性材料（基材）制成，兼具柔韌性和延展性，是柔性電子領(lǐng)域的關(guān)鍵元件之一。項(xiàng)目通過開發(fā)功能型電子墨水，以印刷電子技術(shù)為手段，推動(dòng)高精度柔性傳感器增材制造，有效解決高精度和高閾值相悖、多模態(tài)信號串?dāng)_等技術(shù)痛點(diǎn)，助力柔性可穿戴電子發(fā)展，更好服務(wù)人類智能生活。 自主研發(fā)的高精度柔性傳感器具有三大核心技術(shù)：①設(shè)計(jì)多級微結(jié)構(gòu)、模塊化傳感電路，解決模態(tài)間的串?dāng)_，實(shí)現(xiàn)精度、閾值、模態(tài)以及穩(wěn)定性的協(xié)同提高；②針對不同傳感電路，開發(fā)溫敏、壓敏以及濕敏電子墨水，在填料組成、結(jié)構(gòu)以及復(fù)配方面提升其信號響應(yīng)性能；③采用噴墨打印、點(diǎn)膠打印和絲網(wǎng)印刷等高精度、高效率、節(jié)能的制備工藝，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)柔性傳感器的逐層疊印生產(chǎn)，同時(shí)提升多模態(tài)傳感電路的印刷精度。所開發(fā)三模態(tài)柔性傳感器實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、壓力的同時(shí)采集，模態(tài)串?dāng)_率≤3%，成本降低70％，性能和逐層印制工藝國際領(lǐng)先，已發(fā)表4篇發(fā)明專利、1篇SCI論文和5項(xiàng)軟著。 團(tuán)隊(duì)已與上中下游廠商建立良好合作關(guān)系，柔性溫敏傳感器完成中試、小規(guī)模試產(chǎn)（120萬片），產(chǎn)值120萬；溫度、濕度雙模態(tài)傳感器應(yīng)用于柔性紅光面膜儀，與廈門銀方簽訂意向訂單；三模態(tài)傳感器工藝較成熟，預(yù)計(jì)2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

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