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一种高精度稠密室内场景重建技术
1. 痛点问题
场景三维重建是未来视觉成像技术发展的重要趋势，支撑导航与人机交互、虚拟现实与增强现实（VR/AR）、在线文旅、工程设计等前沿领域应用革命性发展。
目前技术仅仅是根据局限于面元自身区域内不同时刻的信息融合得到该面元的最终重建结果，忽略了面元之间的关系，导致重建面元的自由度过大，同时由于遮挡、光照变化、纹理不足、运动等因素的影响，降低了深度图像的稠密度，同时存在相关尺度模糊问题。重建面元受到输入深度图像噪声以及定位系统对相机定位误差的影响，出现重建面元的位置及朝向可能与真实值存在明显偏差，且相邻面元之间可能存在不一致的情况，导致最终重建的三维模型的稠密度、鲁棒性、一致性和准确性较低。
2. 解决方案
本项目成果提出了一套高精度稠密室内场景重建技术，首先提出基于物理空间推理和语义关联建模的场景多粒度（像素/体素-超像素/体素-对象-场景）感知方法，综合语义信息、几何结构信息以及时空间信息进行滤波，实现准确深度估计，联合光流估计与相机位姿估计进行多任务自监督训练，实现深度估计网络权重的在线调整，提高深度估计在未知场景下的性能，进一步引入在室内场景中常见的三种局部和全局尺度空间平面关系约束，为每一个重建面元提取三种支撑面元集，以支撑面元为载体将面元之间的空间关系作为额外约束引入密集面元生成阶段，抑制深度图噪声和定位误差的负面影响，提出基于语义先验的实时概率稠密重建方法，通过时序传播与概率模型更新实现实时场景深度重建，提高最终三维重建模型的稠密度、鲁棒性、一致性和准确度，新引入的部分计算量小，能保持现有方案的实时性和可扩展性，能够快速对大场景进行实景稠密三维重建，为用户提供低成本、高效率、极便捷的空间3D重建解决方案。
合作需求
寻求在VR/AR、机器人、智慧城市等领域有相关技术开发、市场推广经验，能推广本技术落地的高科技企业，可以进行深度合作。
清华大学
2022-01-24
“图智”-PDF工程图AI识别与审查重建系统
1. 痛点问题
PDF电子工程图作为一类重要的非结构化数据，承载了丰富的业务知识和信息。然而，因其复杂性和专业性，PDF工程图难以被机器直接处理，目前主要还是靠人来读取、理解、核对和应用，限制了工程建设领域行业的深层次智能发展。若机器能够像人类一样理解图纸的内涵，就可以支撑丰富多彩的下游智慧应用。如规范智能审查、3D模型智能重建、面向应急逃生、无障碍等特定应用场景的信息智能提取等。这些基于图纸的智慧应用，其核心挑战就是对图纸内容的有效识别和理解。
2. 解决方案
清华大学软件学院BIMChecker Group，自主研发了“图智”-PDF工程图AI识别与审查重建系统，基于深度学习技术和工程领域业务知识应用的有效融合，解决了现实PDF工程图纸信息高分辨率、高密度、相互遮挡等识别难题，实现了对建筑平面图图元和空间布局的智能识别和结构化表达。主要特点如下。
1） 适用于住宅建筑、公共建筑等民用建筑以及仓库、厂房等工业建筑；
2） 支持建筑设计说明、表格、建筑平面图的一键式AI识别；
3） 支持Revit模型一键生成和面向《建筑设计防火规范》的一键审查；
4）支持对现有防火条文、其他国家规范、企业规范的修改和自定义，系统的审查算法可自动适配更新。
合作需求
寻找在AI审图、室内矢量模型重建、图纸特定信息智能提取及其它基于图纸的智能应用场景方面有需求的合作方；开展系统的应用推广、定制化图纸内容识别服务等内容，为各类下游应用、平台提供核心AI图纸理解技术支撑。合作方需具备项目或资金支持。
清华大学
2022-02-28
动力重建创伤后下颈椎后柱动态稳定性技术
本项目主要采用生物衍生肌腱构建下颈椎后路动态稳定系统装置。采用临床自愿捐献的人体肌腱进行脱细胞、冻干制备直径3mm,长度不等的生物衍生肌腱材料，进行体外对照实验和动物模型活体对照实验。研究发现这种材料通过创新的颈椎后路固定方式，使颈椎在前屈时提供足够动态稳定性，在左右侧屈、旋转及后伸运动中并不限制其正常运动，较好的模拟后方韧带复合体的功能。同时，动物实验证明，此种装置修复动物下颈椎后方连接结构损伤,均表现出良好的修复能力。组织学及免疫组化检查证明无大量淋巴细胞细胞浸润,细胞呈梭形,纤维组织排列整齐、均匀,可见毛细血管增生，植入装置保持了活力。故采用生物衍生材料的颈椎后路动态稳定系统能在体内长期存活,能够重建后柱稳定并保留部分运动功能。
四川大学
2016-04-29
自主式水下航行器（海洋机器人）
项目成果/简介: 经过多年的努力，国内AUV研究已取得长足进展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等问题，难以应对复杂海底环境，不能满足我们对高效率作业和长期自主性的迫切需求。为解决上述关键问题，中国海洋大学致力于研发面向长航程深海观测任务的具有数据驱动能力的新一代AUV系统。在结合自主导航系统精确定位与高性能的运动控制基础上，根据AUV调查任务需求，通过对海量高维观测数据的关键特征实行快速分析，赋予AUV系统对航行路径的智能决策能力，极大提升了海洋调查任务实施的质量与效率。 “旗鱼”系列AUV是具备高智能性、自主性、灵活性的自主式水下机器人，在海洋科学研究、资源调查、应急搜救等民用领域，以及情报侦测、探雷灭雷、战场支援等军事领域发挥着关键作用。旗鱼系列AUV具备如下优点： （1）易操作，具有图形化的任务界面使得任务规划过程简单快捷； （2）易布放和收回，三型AUV都配备专用布放回收吊钩，用户可以使用简易回收杆手动使潜器与母船吊放机构建立连接； （3）大航程，可选高配置电池舱，续航力可增加50%； （4）高航速，水动力学优化设计，航速最高可达5节； （5）高可靠性，声学跟踪功能、AUV缠绕物切断与自主摆脱、冗余自救设计、硬件软件设计和测试等，确保系统高可靠性； （6）模块化设计，系统包含基本配置与用户自定义配置，可根据任务要求更换模块化任务舱段。项目阶段:小试、中试阶段效益分析:民用市场：未来5年，AUV年需求量5~10倍的增长，集中在海洋渔业、港口安防、近海能源设施无人值守、海洋工程服务、海洋观测网等。军用市场：随着新式作战模式的确立，将有爆发时发展，未来海上战争逐渐走向无人化，各种海洋机器人武器系统将大量装备。潜在合作单位：青岛澎湃海洋探索技术有限公司、青岛海力旭机电科技有限公司、青岛华通军工投资有限公司、杭州腾海科技有限公司等。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL200810237864.X 201510789501.7技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无
中国海洋大学
2021-04-11
“神龙号” 深海水下机器人
项目成果/简介:水下机器人作为一种高新技术手段在海洋开发和利用领域的重要性不亚于宇宙火箭在探索宇宙空间中的作用。它可以代替人类完成复杂海洋环境，特别是深海异常环境（如地质活动频繁的热液区）的环境探测、资源调查和开发等任务，因而具有十分广阔的应用前景和科研价值。“神龙号”深海水下机器人（AUV）是一种具有高精度水下自主导航能力和多种海洋要素观测能力的自主水下探测与运载平台，可以实现深海复杂环境下大范围、多尺度的精确自主导航以及大深度、大范围、多参数、实时观测，对解决深海大洋研究面临的重大科学挑战、支撑“透明海洋”工程建设具有重要的意义。该机器人可以完成1500m以内的海底地形地貌测绘、自适应多AUV组网观测、多海洋环境参数综合观测、海底深海矿藏勘查、水下救援等，为突发海洋事件应急处理、深海大洋高机动性实时观测、水下目标探测及预警等提供了重要设备支撑。项目阶段:工业化生产阶段效益分析:“神龙号”深海水下机器人搭载自主研发的基于声纳和水下视觉的高精度组合导航系统，可以克服单一导航系统的不足，充分发挥声学导航、视觉和结构光导航系统各自的优势，为AUV向更广阔、更长程、更复杂的工作海域发展提供有力的保障，对AUV使用成本的降低和产业化起到极大的推动作用。“神龙号”深海水下机器人可广泛应用于海底基础网络维护、水下考古、深海矿藏勘查，深海环境考察、海洋工程等领域，应用前景十分广阔，而且经济效益显著。与驻青的青岛海洋科学与技术国家实验室、青岛海洋地质研究所、海军潜艇学院开展合作，现阶段处在项目支持的前期研究中。与外地的合作单位有：中船重工集团，国家海洋局等单位。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL201010534188.X技术成熟度:可以量产技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无获得经费:400.00万元
中国海洋大学
2021-04-11
一种微型自主式水下航行器
本发明公开了一种微型自主式水下航行器，包括机身、安装在机身上的推进单元和控制单元，所述机身的底面中部为导流区，所述推进单元包括多台横置在导流区周边用以控制水流进出导流区下方的双向推进器，所述机身依靠导流区与水流之间的作用力而升降。本发明的微型自主式水下航行器，不仅使运动更加灵活，还可使航行器直接垂直方向运动即上浮或下潜，动力也更加充足，并且有效简化了航行器的结构，控制过程也更简单，提高了工作效率和工作质量，本发明在上升和下沉过程中，可以没有水平的移动，从而使机身运行更平稳，定位更准确。
浙江大学
2021-04-11
自主式水下航行器（海洋机器人）
经过多年的努力，国内AUV研究已取得长足进展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等问题，难以应对复杂海底环境，不能满足我们对高效率作业和长期自主性的迫切需求。为解决上述关键问题，中国海洋大学致力于研发面向长航程深海观测任务的具有数据驱动能力的新一代AUV系统。在结合自主导航系统精确定位与高性能的运动控制基础上，根据AUV调查任务需求，通过对海量高维观测数据的关键特征实行快速分析，赋予AUV系统对航行路径的智能决策能力，极大提升了海洋调查任务实施的质量与效率。
“旗鱼”系列AUV是具备高智能性、自主性、灵活性的自主式水下机器人，在海洋科学研究、资源调查、应急搜救等民用领域，以及情报侦测、探雷灭雷、战场支援等军事领域发挥着关键作用。旗鱼系列AUV具备如下优点：
（1）易操作，具有图形化的任务界面使得任务规划过程简单快捷；
（2）易布放和收回，三型AUV都配备专用布放回收吊钩，用户可以使用简易回收杆手动使潜器与母船吊放机构建立连接；
（3）大航程，可选高配置电池舱，续航力可增加50%；
（4）高航速，水动力学优化设计，航速最高可达5节；
（5）高可靠性，声学跟踪功能、AUV缠绕物切断与自主摆脱、冗余自救设计、硬件软件设计和测试等，确保系统高可靠性；
（6）模块化设计，系统包含基本配置与用户自定义配置，可根据任务要求更换模块化任务舱段。
中国海洋大学
2021-05-09
“神龙号” 深海水下机器人
水下机器人作为一种高新技术手段在海洋开发和利用领域的重要性不亚于宇宙火箭在探索宇宙空间中的作用。它可以代替人类完成复杂海洋环境，特别是深海异常环境（如地质活动频繁的热液区）的环境探测、资源调查和开发等任务，因而具有十分广阔的应用前景和科研价值。
“神龙号”深海水下机器人（AUV）是一种具有高精度水下自主导航能力和多种海洋要素观测能力的自主水下探测与运载平台，可以实现深海复杂环境下大范围、多尺度的精确自主导航以及大深度、大范围、多参数、实时观测，对解决深海大洋研究面临的重大科学挑战、支撑“透明海洋”工程建设具有重要的意义。
该机器人可以完成1500m以内的海底地形地貌测绘、自适应多AUV组网观测、多海洋环境参数综合观测、海底深海矿藏勘查、水下救援等，为突发海洋事件应急处理、深海大洋高机动性实时观测、水下目标探测及预警等提供了重要设备支撑。
中国海洋大学
2021-05-09
自适应水上水下空化射流喷嘴
本发明公开了一种自适应水上水下空化射流喷嘴。高压水喷嘴装在低压水喷嘴内，紧靠在低压水喷嘴的淹没腔台肩上；在低压水喷嘴轴向空气腔室内装有阀芯，阀芯连杆的一端与靠近淹没腔一端的阀芯连接，另一端穿过圆盘套筒与弹性膜片连接，圆盘套筒和空气腔室为过盈配合，弹性膜片和圆盘套筒为密封连接，高压水喷嘴的进气口经气孔后，一路与空气腔室连通，另一路经高压喷嘴节流口、高压喷嘴出口与淹没腔连通，低压水喷嘴的低压水入口经阀芯中部缝隙、低压水管路与淹没腔连通。本发明利用水上环境和水下环境的差异性，根据外界工作环境的变化做出自适应调节，起到节能和提高工作效率的作用；该过程不需要人工调节，同时降低能耗，达到节能效果。
浙江大学
2021-04-13
海底/水下全地形自主移动作业车
研发了多种海底/水下履带式全地形作业车样机，综合采用虚拟样机技术、机电液控多系统联合仿真技术及多学科设计优化方法。现已开展虚拟现实分析、陆地软底质试验及大型实验室水池试验。
全地形作业车可在海底/水下稀软底质、硬底质以及复杂崎岖地形上自主行走作业，具备稳定行走、爬坡越障、自主避障、路径跟踪控制等综合行走通过性能；可携带多种作业工具并提供动力与控制，具备良好的重载性、机动性及可靠性。
中南大学
2022-12-06