【寻求合作】实时结构光三维测量系统

◇  中科院百人计划A类特聘研究员、教授、博士生导师；

◇  机器人学国家重点实验室-光电信息与机器视觉研究组组长；

◇  国家自然基金评委；

◇  University of Kentucky (美国肯塔基大学) 电子与计算机工程，博士；

◇  以第一作者兼通讯作者发表SCI检索论文20多篇，其中包括多篇中科院1区顶级期刊。

专业领域

光电信息处理及机器视觉。

由于结构光测量技术精度远远高于双目视觉，因此很多应用都应该替代双目视觉技术而作为机器人的眼睛。项目负责人希望把结构光技术与机器人技术紧密地结合在一起，开发与实现满足市场需求的项目和产品。

结构光测量技术有着越来越广泛的应用需求，然而在镜面测量方面，国际上缺少一种精确测量的方法。项目负责人提出一种基于解析解的精确测量方法，并且在反射面/镜面、望远镜镜面测量中取得了国际领先的测量精度（飞米）。焊接过程的熔池的实时三维测量系统，对于提高焊接质量与研究焊接现象至关重要。该系统投射结构光到焊接熔池上，通过反射的结构光精确计算熔池的三维形状。

焊接熔池的精确测量系统能够带来以下好处：

1）提高焊接质量；

2）自动检测焊接残次品；

3）减少人工成本； 

4）提高生产效率。

镜面精确测量系统能够带来以下好处：

1）提高天文望远镜的观测精度与观测极限；

2）提高太空或者极端环境中精密镜头的制造精度散射面。实时三维测量系统在医疗，无人机侦察，汽车制造，逆向工程等领域都有着广泛的需求。

应用领域

技术背景

本人发明的基于解析解的三个相机加一个投影仪的结构光测量系统，其极限精度是100%。也就是说在没有噪音与光学畸变的情况下，该测量系统的测量误差为0。

远期目标

一，开发自主产权的远程医疗机器人。

 该机器人通过结构光技术实时的对周围环境、病人及其病灶等进行三维重构并作出分析，医生可以在家中遥控机器人进行手术作业。

二，开发自主产权的焊接机器人。

  该机器人通过眼睛（结构光技术）实时对焊接熔池与熔滴的三维信息进行精确测量，并且作为反馈信息，提供给机器人的大脑（控制系统）。机器人作出判断，调整焊接参数，提高焊接质量。

三，开发自主产权的同时定位与地图创建(SLAM)机器人。

  该机器人通过激光测距技术,粒子滤波技术/扩展的卡尔曼滤波技术对陌生环境进行自动的地图创建。

为了精确测量镜面的三维形状，国内外的科研团队提出了多种方法，其中包括三角测量法、单幅图像迭代测量法、曲率约束法、立体视觉法、光流跟踪测量法、稀疏数据测量法、法线场积分测量法、干涉仪测量法、扰度测量法等。但是这些方法的三维测量精度都不能满足一些应用的需要，比如天文望远镜镜面的测量。另外，这些方法不能应用于一些恶劣环境中的镜面测量，比如焊接溶池（动态镜面）的三维形状测量。

本团队技术可以测量被强烈弧光包围的焊接溶池的三维形状。同时，该技术采用了一种去除测量系统中噪音与光学畸变的新方法，使得这种技术的镜面测量精度能够达到飞米级。

竞品分析

● 国内外尚无能够对动态的焊接熔池的三维形状进行精确测量的技术或产品；

● 国内外尚无能够对镜面的三维形状进行精确测量的技术或产品；

● 国内关于动态表面（散射面）三维测量的产品或者技术主要依赖进口产品，价格昂贵。

技术优势

1. 在镜面测量的精度上，专家的技术目前是国际上最精确的。

2. 镜面测量技术可以针对不同的应用需求，做成不同的系统，因此市场巨大，包括焊接，天文望远镜，太空光学器件等等。

3. 专家也掌握着散射面测量的结构光技术，测量精度可以与国际先进水平媲美。

融资、落户、成果转化