成果与项目的背景及主要用途：工业造型计算机辅助设计系统（IMDS1.0）是在天津市应用基础重点基金的资助下，根据工业设计领域的需求，将虚拟现实技术、虚拟人技术、IBMR 技术和全局光照技术、协同工作等多项计算机图形新技术应用于工业造型设计领域。在对这些新技术进行创新性研究的基础上，开发了支持工业造型设计的新型工具软件系统。作为支持工业造型设计的计算机辅助软件和工具，目前在国际上尚无专门的用于工业造型设计的软件产品，大多借助于机械、建筑、影视动画等 CAD 软件来完成设计。因此该项成果具有一定的创新性和先进性，该项目所研究的技术不仅对提升我国的工业设计水平具有积极的意义，并且在动画、虚拟现实等其他领域有着广泛的应用前景。技术原理与工艺流程简介：本项目面向工业造型设计领域的需求，对多项计算机图形学新技术进行了创新性研究。提出了适应工业设计特点的分布式虚拟现实协同设计环境；通过对基于图像的造型和绘制技术（IBMR）的关键环节研究，实现了基于图像的新型建模方法及全景图拼接功能，并消除了纹理变形；提出了逆向运动学和关键帧相结合的虚拟人底层运动控制手段，以及基于包容式结构和专家系统技术的虚拟人高层运动控制手段，为人机工程仿真测试提供有效的人体运动模拟手段。并利用整体光照算法，以实现几何形体的真实显示效果。 技术水平及专利与获奖情况：目前正在申请软件著作权。 应用前景分析及效益预测：目前，在国内外尚无专门为工业造型设计开发的工具软件系统,用户多采用建筑、机械等 CAD 软件作为支持工具，如 Pro/Engineer、EDS Unigraphics、EUCLID、AutoCAD、SolidWorks 或直接应用它们的造型和绘制功能或使用在这些软件系统中含有的支持工业造型设计的模块。这类软件一般均具有很强的造型能力，尤其是复杂曲面的造型。但在图形生成的质量上，很难满足工业造型设计的要求。一些影视制作、动画生成或图象处理软件系统也常被用来进行工业造型设计，如 Alice Wavefront、MAYA、3DS Max、Photoshop 等。它们虽在图象效果和动画生成上各有独到之处，但在模型表示和数据结构上均未考虑与造型设计相关的结构和功能设计以及之后的人机工程测试环节。随着改革开放的日益深入，尤其是面临着加入 WTO，人们已开始逐步认识到工业造型设计对产品的市场竞争力、企业形象的重要性，都将会把产品造型设计放在非常重要的位置上来，相应的对工业造型设计工具的需求就会升高，将会有很大的用户群，因而将会有非常好的市场前景。 应用领域：工业产品造型设计、人机工程仿真测试、计算机动画等领域。 

项目研究的背景及用途： 随着钢管架结构的普及，存在着大量的管端相贯线需要加工。管——管相交，管——板相交，管—管—板相交对管端相贯线焊接破口提出了很高的要求。目前对这种相贯线焊接坡口均采用人工放样、制样板、划线、手工切割，最后经人工打磨的工艺方法来进行加工。为了改变这种加工质量差、效率低的状况，研究管端焊接坡口数控切割具有重要的理论意义和实际应用价值，火焰自动切管机数控系统开发应运而生。该火焰自动切管机可加工各种形式的管端相贯焊接破口。 技术原理及流程： 该项研究与开发是在建立相贯线数学模型(管—管相贯、管—板相贯、构成 Miter 接头的相贯线，多管、板相贯等)的基础上，建立了两面角、破口角数学模型，并设计了相应的计算机程序，能够自动计算出数控切割所需的各项参数。构建了开放式、模块化的数控系统硬件平台，实现三轴联动自动切割。 成果水平及主要技术指标： 该研究达到并部分超过国际先进水平，获天津市科技进步三等奖。 市场分析及效益预测： 该项研究可应用于各种管端相贯焊接破口的数控自动加工，如海洋石油平台、大型钢结构桁架等，其加工质量好，效率高。该设备平均每年完成 3600 吨管材加工，按 0.416 万元/吨计算产值，约为 1500 万元/年，按特种加工利润率 13.4%计算，其年利润约为 201 万元。 

本发明公开了一种基于多感知数据融合的人机自然交互系统，包括MEMS手臂跟踪装置、视觉跟踪装置，以及安装在操作者的手掌上的力反馈装置，上述各装置由PC终端控制，PC终端包括手臂运动解算模块、图像处理模块、力学解算模块和虚拟场景渲染模块；虚拟场景渲染模块根据手臂运动轨迹和手指运动轨迹生成虚拟手臂和手指，力学解算模块根据虚拟手指与虚拟物体的碰触信息，计算操作者当前状态下应得到的期望反馈力矢量；本发明可满足手臂大范围运动情况下的手臂运动轨迹的跟踪要求；其次，可通过图像信息测量操作者手指的运动轨迹，可精确测量手指上多个关节的角度；再者，可为操作者提供力反馈和虚拟场景的视觉反馈，增强系统的临场感、交互性。

本发明公开了一种排队车辆长度检测系统和方法。该系统包括控制模块以及分别与之连接的激光测距仪、x/y向舵机、人机交互模块和存储模块，所述激光测距仪安装在x/y向舵机上，x/y向舵机包括x向舵机和y向舵机，分别用于水平方向和竖直方向的旋转；通过人机交互模块向控制模块输入控制指令和工作参数，控制模块驱动x/y向舵机旋转，从而带动激光测距仪采集不同位置的数据，控制模块根据这些数据测量出排队车辆的长度，并将测量结果显示在人机交互模块上。 本发明与现有技术相比，结构简单且受环境影响小，有很大的实用价值。

成果与项目的背景及主要用途： 随着现代工业的高速发展，对各种机械设备的表面性能要求越来越高。很多机械零部件往往因为表面局部的损坏而导致整个零件失效乃至报废。摩擦会导致大量机械能的损耗，并且磨损是机械零件失效的一个很重要的原因。据统计，工业化国家有 30%的能源消耗于摩擦。对于一个高度工业化的国家，每年因摩擦磨损造成的经济损失几乎占到国民经济年产总值的 1-2%。因此，为了提高机械零件的可靠性，延长其使用寿命，国内外都在提高零件表面性能方面进行了大量的研究和探索。 表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆，表面改性或者多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或者非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，从而获得所需要表面性能的系统工程。表面工程的最大优势在于可以用多种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层。 技术原理与工艺流程简介： 超音速火焰喷涂是利用丙烷，丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内，或者在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五马赫(1500m/s)以上，将粉末送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态，并加速到高达 300-500m/s 的速度，甚至更高的速度，从而获得高结合强度、致密的高质量的涂层。 1）TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统特点 1、焰流速度达到 2000m/s，火焰功率 100kw 2、径向送粉和轴向送粉一体化设计 3、自动化程度高，稳定性能可靠 4、对冷却水压力实行实时监控，安全可靠 5、直接用丙烷点火，不用外加氢气 6、燃料气可为丙烷或丙烯等燃气，压力为当前国际同类设备一半 2）所制备 WC-12Co 涂层特点 涂层致密、涂层的孔隙率低于 1%。由于涂层内部应力为压应力，涂层厚度可达五毫米以上。 技术水平及专利与获奖情况： 100 千瓦级 TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统由天津大学热喷涂实验室开发研制，是拥有独立“自主知识产权”的新一代热喷涂技术。适用于喷涂制备耐磨损高硬度 WC-Co、Cr3C2-NiCr 硬质合金涂层和耐腐蚀、耐高温氧化性能优越的镍基自熔合金涂层。 应用前景分析及效益预测： 热喷涂技术是近年来表面工程中发展十分迅速的一门技术，在表面工程的领域占有非常重要的地位。热喷涂技术在提高零件表面性能，延长零件使用寿命和降低维修成本和节约资源等方面有重要的作用。与常规火焰喷涂不同的是本系统采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量的燃料并用高压氧气助燃，从而获得了极高速度的燃烧焰流。由于喷涂颗粒以超音速飞行而撞击到工件表面，因此涂层结合强度、致密度和硬度均非常高。 应用领域：造纸印刷、石油机械、水轮机组、钢铁冶金、电站锅炉等领域 合作方式及条件：面议

对于某高速线材厂生产的品种钢各种不同规格的产品，选择适当的输入参数和输出参数，利用现场实际数据进行品种钢的智能建模、预估与优化，指导品种钢的生产及开发新产品。系统包 括： 1.建模模块：实现品种钢的不同规格的产品的建模，利用数据库中导出的数据，用四种方法进行建模，建立品种钢生产模型。 2.预估模块：实现品种钢的不同规格的产品的自动预估，利用数据库中导出的数据，预测品种钢生产的力学性能指标，主要是指品种钢生产的抗拉强度，延伸率，断面收缩率等； 3.优化模块：实现品种钢的不同规格的产品的优化，采用遗传算法、粒子群算法和神经网络相结合的方法对产品的控冷程序进行优化，从而得到较好的工艺条件，为品种钢的生产提供指导作用。

第76届中国教育装备展示会金奖产品 中国教育装备行业协会2020年度推荐产品   中教启星“寰宇地理VR教学系统”依托桌面级便携式一体化虚拟现实设备，深度集成VR、AR、MR等多种新兴技术，将地球和地图、陆地和海洋、天气与气候、人口与宗教、国家和地区等中学地理课程的教学难点直观、全景、高清地呈现出来，让学生在游戏和探索中深度吸收转化学科知识。整套系统简易轻便、无眩晕感，兼顾人机交互、师生教学和生生互动，彻底打破虚拟和现实的边界，是VR软硬件技术在地理学科教育的创新性应用，更是一间便携的学科实验室、一座移动的科技馆。    轻便易用：桌面级便携式一体化虚拟现实设备，将VR、AR、MR等多种“黑科技”与学科深度融合，安装方便，轻巧易用，维护成本低，使用场景丰富，支持跨学科、探究式教学。    体验升级：佩戴舒适，无眩晕感，画面流畅、清晰度高，兼顾沉浸体验和现实交流需求，完美支持人机交互、师生教学和生生互动，打破虚拟和现实的边界，让VR技术真正服务教学、助力教育创新发展。 软件——    独家课程：中教启星原创首发，首次针对中学地理教材设计开发的配套VR教学课程，多位权威资深教育专家参与脚本编写和审定，拥有自主知识产权。    紧贴教材：紧扣新课标地理教材，课程覆盖中学地理教学的重点、考点、难点，直击教学痛点，让枯燥的知识点变成触手可及的虚拟现实影像，激发求知欲、好奇心和想象力。    快速入门：界面友好，简单易学，智能化、傻瓜式操作，零门槛使用，无需二次培训，交互性、趣味性、知识性强，让学生在游戏和探索中深度吸收转化课程内容。    专注教学：专为教学应用场景设计，兼顾教师启发式引导和学生自主性探究，教学相长，良性互动，课程管理扎实可控，创新教学模式，改善教学效果。  

　　北极环影提供场景搭建套件、海量的三维模型库,让用户自由搭建个性化的场景,超强GPU抠像，广播级的字幕包装、多路信号的多摄像机切换、流媒体推送等完善的周边应用，满足录制各种电视节目、教育录播、讲座等需求。 　　 　　功能特点： 　　 　　1、全媒体多格式信号实时输入输出：4路SDI，4路HDMI ；网络流、PPT、本地媒体 ；全格式兼容输入 　　 　　2、3D场景任意搭建：背景视窗可控，自由控制打开或者关闭；自行搭建虚拟场景，道具在场景中的位置、大小实时可调整、添加、删除，一键保存　　 　　3、多路多机位抠像：三路高清信号或视频源同时抠像（三路高清色键），高精度渲染引擎精准抠像，智能色键，深度虚实融合，保存不同机位场景 　　 　　4、广播级台标字幕：3D滚动字幕和动态新闻字幕位置大小可调、实时添加、修改与保存 　　 　　5、多路现场连线：主播室与现场电话连线，视频连线；模板实时设置与保存 　　 　　6、多屏幕输出：PVW/PGM切换输出，满足监看要求，动态特效渲染，增强视觉效果 　　 　　7、多功能导播功能：虚拟演播室、实景切换，一机多能，高度集成　　 　　8、移动智能控制：手机、pad等终端设备远程导播控制，满足任意条件下的节目制作 　　 　　虚拟演播室之完美抠像、身临其境： 　　 　　北极环影3D真三维虚拟演播室系统提供超真实抠像合成效果，支持多机位实时GPU抠像，无限蓝、绿箱，局部抠像，真实画面与虚拟世界精准融合，身临其境，让用户体验电影级特效。 　　 　　虚拟演播室之浩瀚场景、得心应手：　　 　　北极环影3D真三维虚拟演播室系统提供多行业多种类虚拟场景，涵盖新闻、财经、教育、军 事、访谈、娱乐、体育等。同时软件内置编辑器用于编辑、搭建虚拟场景，用户可自行创建适用于自己的虚拟场景。 　　 　　关键技术： 　　 　　1、摄像机跟踪与定位技术 　　 　　2、虚拟场景制作及渲染技术 　　 　　3、AI智能识别、控制技术 　　 　　24小时服务热线：010-60530980 　　 　　北京北极环影科技有限公司 　　 　　北京市通州区保利·大都汇写字楼7号楼9层

★软件具有国家版权局颁发的软件著作权登记证书。 ★软件具有省级或国家级检测机构出具的软件产品登记测试报告。 原型意象查询与沙盘游戏管理系统为教师应用沙盘游戏设备进行心理咨询的辅助性工具。主要功能有： 1、功能模块：平台集综合管理功能模块于一体，包含：个体记录、团体记录、用户管理、分析帮助、设备管理、学习资源、查看附件等。 2、档案管理：系统可记录操作者人口学信息包括姓名、性别、年龄、民族、籍贯等个人信息，为治疗师提供准确详细的分析信息。 3、个体记录：操作者可在个体记录中直接编写当前状态下游戏治疗信息，并可在操作现场直接利用系统搭载平台摄像头拍摄图片或视频上传于个体记录中。 4、监测功能：系统可实时监测来访者操作过程中的目光注视，面部表情，肢体动作，身体语言，声音特质，空间距离，操作流程，情绪状态等细节，方便心理治疗师进行观察，真正了解来访者的内心活动，加强咨询功能。 5、开放式平台：可通过其他外部设备摄制相关资料上传于该系统；同一操作者再次使用该系统时可在原记录信息上再次添加操作记录即可，方便管理员查看与对比使用者多次使用情况，管理员可通过操作系统直接拍摄现场视频或图片直接记录于系统中，也可以上传其它途径的图片或视频文件；方便治疗师进行前后对比，数据分析，成长记录，增强治疗效果等。 6、团体记录: 系统可以添加团体活动主题、活动人数、活动地点、活动时间，记录当前背景信息，供后期做数据分析和对比，同时也可以对已完成的操作记录记录进行删除。 7、分析帮助：系统自带专业角色意向寓意解析，管理员可自行添加和删除角色意向寓意分析，系统可通过检索查找对应角色寓意解析， 8、设备管理：管理员可以通过设备管理模块添加设备具体数量，并且根据消耗情况及时修改，方便管理员直接掌握和统计所有角色模型对应的数量及消耗情况。 9、学习资源：管理员可以上传各种心理学相关学习资料，学习资源库中的心理学内容资源不受网络限制，资源支持PPT、word、PDF、视频等内容格式，学习资源内容包括：心理文章500篇，名人励志心理格言500句，50名国际知名心理学专家简介，中小学心理健康课件50篇，心理知识可自主上传，更有针对性，方便用户了解与学习撑握心理键康知识，提升心理键康水平。