该检测技术目前主要能力有烟丝宽度检测、烟丝结构检测、烟叶霉变检测、污损图文识别、雾化效果检测、烟气成团性检测等，并且实现了在线检测防潮、多频次、样本复杂等检测难点；解决了目前行业内容人工取样检测效率低下、人工观察不及时、无法实现人工检测等难题，在行业创新性上具有重要意义。

自主知识产权，国产品牌六关节工业机器人系统，与激光视觉系统相配合，可以实现非结构化环境及不易于进行示教再现场合的焊接作业，适于复杂焊缝焊接及非批量的特殊情况焊缝智能化跟踪焊接作业。是典型的智能化高端机电装备系统，具有广泛的应用领域。 机器人系统

机器人产业在过去十年中得到了长足的发展，有效提高机器人的智能感知能力，是未来数年内进一步推动该产业发展的关键所在。机器人的智能认知能力，是指通过人工智能理论和技术，赋予机器人一种类似人类的高层认知能力，从而使得机器人可以自己适应复杂多变、具有较强不确定性的自然场景。本项目拟在前期计算机视、听觉认知算法研究基础上，进一步探索机器多模态认知关键技术在机器人环境感知问题中的具体应用。1.&n

成果简介：自从柔性自动化生产线得到大规模应用，并联 机器人以其快速性、稳定性和准确性被广泛应用于分拣、包装、 抓取、装配等领域，具有刚度大、承载能力强、精度高、自重 负荷比小及动力性能稳定等一系列优点。 其主要功能包括：通过视觉传感器获取目标图像，经过特 征提取和匹配计算出末端执行器与目标物体之间的相对姿态， 辅助机器人对目标的快速准确抓放操作。将视觉识别技术应用 到

项目概况 目前，国内外大量应用弧焊机器人系统从整体上看基本都属第一代或准二代焊接机器人 系统。由于焊接路径和焊接参数是根据实际作业条件预先设置的，在焊接时缺少外部信息传 感和实时调整控制功能，这类弧焊机器人一般不能应对焊接作业条件严格的稳定性要求，焊 接时缺乏“柔性”，表现出明显的缺点。在实际弧焊过程中，焊接条件是经常变化的，如加 工和装配等误差会造成焊缝位置和尺寸的变化，焊接过程中工件受热及散热条件改变会造成 焊道变形和熔透不均。 为克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响，提高机器人作业智能化 水平和工作的可靠性，要求弧焊机器人系统不仅能实现焊接参数的在线调整，且能实现焊缝 的自动实时跟踪。已完成铝镁硅合金框架弧焊机器人柔性工作站焊缝智能跟踪与图象处理技 术，使企业塞拉门设计制造的技术水平达国际先进水平。 本项目具有国际先进水平，拥有自主知识产权。 主要特点 已完成的项目，塞拉门框架的材料为铝镁硅合金，材料特殊、框架尺寸较大，焊点多 而短、焊接质量要求高，故解决柔性夹具设计、实现两面焊接、满足多系列多规格门框尺 寸的要求是体现了成果的先进性； 铝镁硅合金框架弧焊机器人柔性工作站所包括的柔性夹具、焊缝智能跟踪与图象处理 技术，使企业塞拉门设计制造的技术水平达国际先进水平，体现了成果的创造性。 技术指标 国内城市轨道车辆、高速列车的迅猛发展使得城轨门生产逐年猛增，品种不断翻新，但 铝镁硅合金框架等主要零部件仍为手工焊接。由于手工焊接依赖于工人的技术水平，效率低， 焊接质量欠佳，优质品率低，是制约我国城轨门产品升级的关键技术。 首选企业的高精度焊件达到：焊缝识别误差 600×600 像素， ±0.25mm，±0.20mm；焊 枪姿态误差，±0.045mm，±0.040mm；其它误差（包括焊丝变形误差、工件热变形误差、焊 接电流误差等），±0.030mm，±0.020mm；视觉跟踪综合误差，±0.5mm，±0.35mm。 市场前景 成果实施后使用单位使用前手工焊接的 1.2 万件/年，达到 4 万件。按人工焊接生产水 平，支出费用为 72 万×3.5=252 万，机器人的投入成本 1 年半内可收回，且可满足使用单位 近 3-5 年的发展需求。 按近几年使用单位产品产量的增长速度，2009-2010 年产量可达 5.5 万件，2 台机器人 工作站每年可生产 5.68 万件，完全满足生产要求。若仍用人工焊接则成本支出为 72 万 ×4.6=331.2 万元，而机器人工作台投入费用为零。企业每年可新增产值 4-5 亿元，利税 1.2-1.5 亿元。 市场应用方面已具备推广应用的基本条件，该成果的完成，不仅可以提升企业高精度特 材焊件设计制造的技术水平，提高企业技术创新能力和提升产业集聚度，使产品达同行业国8 内领先或国际先进水平，且可成为企业现代先进制造工艺与装备工程应用的一个亮点。通过 开发研制，真正体现了产学研合作的现代高等教育理念，在高校和企业中锻炼出一批机器人 研制方面、具有实战经验的科技人才。

产品详细介绍SPEOS光环境模拟仿真与视觉工效学分析软件SPEOS是法国OPTIS公司开发的功能强大的专业用于光学设计、环境与视觉模拟、成像仿真、视觉工效学分析系统应用的照明和光学环境模拟仿真工效学分析系统工具，完全兼容CATIA、UG（NX）、Creo Parametric（pro/E）和Spaceclaim等国际标准的CAD平台，强大的解决方案提供完美的可视化光学系统和直观的人机交互平台，其仿真技术已经广泛用于航空、航天、军工、汽车、轨道交通、通用照明等工业领域的研究机构和知名公司。  SPEOS是全球唯一整和装备结构进行光机系统的模拟仿真设计软件，是全球唯一可依据人眼视觉特征和材料真实光学属性进行场景仿真和视觉工效学仿真分析的专业软件。同时SPEOS提供国际领先的数据库包括:材质库、光源库、涂料库及相关各种光度、色度学标准。SPEOS材质光学属性库提供的玻璃、塑料、铝材、皮革、纺织品已达10000多种,并以全球原材料生产厂家的材料型号编码进行分类。光源库可提供大约10000多种,有Osram. Citiazen、Nichia、GE、Vishay、Lumileds等各国大型照明设备厂生产的LED、LCD、白炽灯、日光灯、弧光灯及各种专用灯光源等,并以全球灯具生产厂家的出厂型号编码进行分类;SPEOS标准数据库库提供目前全球通用的22个光度学和色度学标准和相关细则。同时系统通过CIE的标准认证、内嵌ISO和CIE国际标准的专业光学环境模拟与仿真分析，全天候外部环境光源数据库可提供标准的基于国际CIE标准下的天空环境库，基于CIE标准提供日光模型，可再现任何地理位置的天空光谱亮度，管理远距离成像状态下外界环境光对光学仿真的模拟影响。  SPEOS光学仿真软件基于可视化产品三维模型，直接采用数字化样机，使用虚拟环境仿真平台和津发科技ErgoVR人机工效分析平台，进行视觉工效虚拟分析和人因环境评估，在产品的初步设计和详细设计阶段对方案进行可行性验证，实现在设计前期发现、反馈和处理问题；同时，系统通过SPEOS数据同步模块插件结合ErgoLAB人机环境测试云平台可以实现在不同光学仿真模拟环境下对装备及系统进行客观定量的人因与工效学分析与人机交互评价，包含不同光环境下的大脑认知反应（EEG高精度脑电与脑机交互、fNIRS高密度近红外脑功能成像）、视觉加工（Eyetracking眼动轨迹与视线交互）、生理变化（HRV、EDA/GSR、RESP、EMG、PPG、SpO2、ECG、TEMP/SKT、EOG等）、行为动作与面部表情识别（A/V行为与表情音视频、Motion动作捕捉）、生物力学（拉力、握力、捏力、压力）、人机交互数据（包含如桌面与网页终端界面交互行为数据以及对应的键盘操作，鼠标点击、悬浮、划入划出等；移动终端界面交互行为数据以及对应的手指行为，如点击、缩放、滑动、翻页等；VR终端界面人机交互行为数据及对应的双手操作行为，如拾取、丢弃、控制等）、虚拟环境时空状态监测(包含如实时监测分析VR虚拟时空下的行走轨迹、访问状态以及视线变化、情绪变化、交互操作行为等)等客观量化数据进行人因测试与工效学分析评价，实现装备与系统研发的全生命周期管理，帮助客户提升研发设计能力，科学、有效指导新产品的研发设计，高效、高精度分析预测产品性能，降低样机数量和试验次数，从而节省成本、缩短周期，大幅度提升产品的市场竞争力。SPEOS 汽车照明设计模拟软件1.完善的材质资料库SPEOS 内建丰富的材质资料库，内容不单只有表面特性，甚至实体的 物理特性都能够表现出来。也可以 透过自行设定参数，来模拟特殊材 质的需求。快速简易的光源设定.2.SPEOS提供各式的光源资料下载,这些Model 包括灯泡，灯杯，灯壳甚至灯丝都已建立完成，也具有完 整的材质与发光属性设定。透过切 换可以调整不同颜或亮度，也可 以自行建立想要的光源.精准的模拟结果 .3.SPEOS在进行模拟时，是考虑到实体与表面特性两者的，因此比起其他的模拟软体增加更多准确性。因为与CAD整合的关系，所以可以将模拟结果贴附到3D，与实际 Model做比对，使用上更直觉互动光迹与逆追迹4.SPEOS的互动光迹功能，可以让使 用者快速了解光线与Model作用的 情况。而逆追迹可以在模拟结果完成之后，找出目标区域内的光线的 来源与作用部分,快速找到设计上 的问题点。丰富的法规资源。5.SPEOS的提供数十种常用的法规资源供使用者下载，并且会随时更新容，并新增法规增数量。使用者可以很快的得到验证的结果，并且反覆验证。6.OSD(Optical Shape Design) 是 Optis 公司为设计光学结构所开发的模组，Optis除了光学模拟以外， 也开始跨足设计的领域。例如反射面，透镜，导光条等等的结构，都可以透过这个模组来完成。OSD模组也保持与CAD结合的特性，能保留参数，切换模组.7.OSD模组有何优点?保留参数，因此可以更快速的进行设计变更。 挂载在GSD和PD模组下，因此可以与几何的功能相互作用可以使用几何量测自由切换LUM模组，减少CAD与光学软体间转档问题.可以输入光形范围来产生反射面。直接建构实体，减少补面的时间。 直觉式的法规检验，可以很快找出问题原因。拟真的视觉模拟效果。8.SPEOS的视觉模拟(VE)可以用来模 拟车灯实际点亮的效果，与 Rendering 不同的是，这个模拟是 以物理特性去运算的结果,也可以看到不同环境光源,眩光效果等等。

本技术从原理上区别于传统的位移(包括线位移和角位移)测量，它是利用多个小范围高精度传感器进行大范围位移测量，而其大范围位移测量的精度仅取决于小范围高精度传感器的精度，即本技术是将小范围测量的高精度沿展至整个大范围位移测量，从而使位移测量系统的相对测量精度得以极大地提高（例如：小范围r的测量误差为△r，其相对测量误差为△r/r，若测量范围为L，其中L可是r的数倍，数十倍，甚至上千倍， 应用本技术，则大范围L的测量误差仍为△r，甚至更小，其相对误差减小至△r/L）。 与光栅、磁栅、感应同步器等位移测量技术的比较 无论是光栅，磁栅，还是感应同步器位移测量装置，其测量精度的提高主要取决于它的感测目标（光栅和磁栅的的各个栅线，感应同步器的绕组）的均匀分布位置精度（各个栅线及各绕组在测量范围全程的间距均布精度）的提高。而在较大的测量范围内实现感测目标高均布位置精度的难度较大，往往造成成本很高，对环境要求也十分苛刻，甚至无法实现。本技术由于测量原理上的不同，并不要求感测目标的均匀分布，因此，其位移测量精度不受此限制，仅与所用传感器本身的精度有关。 本技术附有的几大优点： 低成本高精度、测量范围大。 用于本技术的传感器可为现有的线位移或角位移传感器产品，因此传感器的选择范围非常广泛，且因传感技术的成熟而使本技术具有良好的稳定性。 本技术利用传感器进行位移测量，影响传感器精度的因素主要有温度等，但本技术的测量精度只与传感器在测量时间内受温度等因素的影响有关，而测量时间一般较短，温度等因素的影响则可忽略不计，因而就本技术而言，温度等因素对测量的影响微乎其微。 本技术无零漂问题。因为传感器所在的任何位置均可作为本技术测量装置的起始零点，对传感器而言没有回零问题，故测量装置无零漂问题 。 本技术无任何理论上的误差，因而其测量精度可随传感器精度地提高而不断 地提高。 本技术可进行静态或动态测量；接触或非接触测量；等分及连续测量。

铁路导轨轮廓测量仪用于铁路导轨轮廓测量。由于火车轮子和导轨的高速摩擦，铁路导轨会受到磨损，当磨损达到一定的程度时，会使火车运行稳定性变差甚至危及火车运行安全。因此铁路维护中一项重要任务是测量铁路导轨的磨损情况，以便及时更换磨损严重的导轨。本设备的任务是自动测量导轨磨损程度。 本设备采用激光锁定成像专利技术，使用机器视觉和线结构激光，测量导轨轮廓，并和理论轮廓线进行比较，获得磨损情况的定量数据。根据铁道部标准，对磨耗进行分类，设备测量的精度≤±0.1mm，每秒钟可测量25组磨耗数据，设备可对测量地点进行定位，以便回溯数据所对应的铁路地理位置。设备一次充电测量时间12小时，满足大于一个工作日要求。 和国外技术比较，本设备的独特优点是不怕强光干扰，可在太阳光日照射下野外正常测量。同时本设备具有自动测量的所有优点，例如自动生成测量报告、数据统计、长时间数据存贮等。本设备具有两项发明专利权。一项已获得专利权，一项已经申报发明专利。 本设备有大量用户需求，每个工务段需1台（每个工务段大约负责30~50公里铁路维护），高铁尤其需要。也可以用于城市地铁导轨测量。本设备外形是手推车，但所使用的技术很容易扩展到轨检车、火车等设备上。本技术国内独家。本设备已有国家铁总等国内销售代理。寻求投资入股，寻求国内外市场开拓。

铁路导轨轮廓测量仪用于铁路导轨轮廓测量。由于火车轮子和导轨的高速摩擦，铁路导轨会受到磨损，当磨损达到一定的程度时，会使火车运行稳定性变差甚至危及火车运行安全。因此铁路维护中一项重要任务是测量铁路导轨的磨损情况，以便及时更换磨损严重的导轨。本设备的任务是自动测量导轨磨损程度。

便携关节式坐标测量机由旋转关节和连接杆件组成，是一种柔性精密坐标测量系统。相比于传统正交坐标测量机体积庞大、价格昂贵、对环境要求高、不利于携带、搬迁、不便于在生产现场进行在线测量、一般只能应用于精密测量室的缺点，该坐标测量系统具有测量范围大、灵活、轻便、易于搬运等优点，可广泛应用于航空、航天、汽车制造、模具检测、逆向工程等领域。融入加工生产线，为企业进行复杂制造过程的规划、运作、控制和优化提供技术保障。便携关节式坐标测量机在国内的市场全部被国外公司占领。该类产品市场较大，价格昂贵（每台售价40-100万元人民币）。目前我国对关节类坐标测量机的年需求超过20亿元，随着制造业的升级，汽车制造业、机械制造、模具加工、高端装备等领域对关节类坐标测量系统提出更广泛的应用需求。 项目组在4项国家自然科学基金和国家重大科学仪器设备开发专项（2013年立项）支持下，经过15年攻关，攻克关节式坐标测量机多参数建模、快速标定方法、关节位置误差补偿、数据处理与通讯、扫描测量与逆向工程及结构设计和加工工艺等关键技术，研制出具有自主知识产权的四代便携关节式坐标测量机，技术成熟度7级以上。加强工程化研发，建立质量保障体系。掌握全部关节式坐标测量机理论支撑体系，制造超过10台工程化关节式坐标测量机。目前已经拥有全部生产工艺文件和可靠性保障手段，已经实现3台测量机的销售。为实现国产仪器的替代奠定了基础。图1为测量机的设计外观图，图2是项目研发的不同测量范围的多款测量仪器。 项目成果已经进行了小批量市场应用推广。成果拥有全套关节式坐标测量机理论支撑体系和核心技术、同时进行了必要的可靠性试验、掌握项目成果工程化必须的工艺文件和辅助支撑条件。小批量市场推广应用单位包括JAC江淮汽车、奇瑞汽车、上海力信测控技术有限公司、国家大科学工程EAST核聚变大型装置高精密测试、上海光源精密测量等。主要实现对汽车制造公司模具、焊接夹具、人机工程测量、盾构机关键尺寸测试、飞机钣金件和舱门关键零部件测量等领域。