本实用新型公开了一种基于光热成像的图像获取装置，包括支架横梁、平动电机、成像探头、光发射器；平动电机固定于横梁的下侧面，成像探头垂直固定于平动电机中的移动块；光发射器通过可调连接件连接至所述移动块，通过调节可调连接件使其发射的光经试样反射后进入成像探头；平动电机中的移动块用于拖动光发射器和成像探头在试样的正上方做径向运动；光发射器用于发射光至试样的上表面；所述成像探头用于对试样上表面的反射光进行成像。本实用新型可以实现残渣颗粒和空洞识别、材质识别及微孔深度测量，检测评估更可靠。

研究团队多年来一直从事光机设计与图像检测技术研究以及相关仪器的开 发，已成功系统:1)开发公安技侦系统专用针孔无畸变系统 100°视场、针孔 直径 0.8mm、入瞳位于镜头前 2.5mm、畸变小于 1%高清针孔摄像系统;2)导引 头红外自动标定系统，实现±5°范围内目标源标定误差小于 3”;3)超低温卫 星外挂成像系统，该系统可在-90°环境下正常工作，直接裸露在卫星外面，无 需提供温度调控装置;4)生物菌落识别与自动筛选装置，系统利用自研专用镜 头对生物菌落样本成像，通过图像示教和处理分析技术，对

基于图像标定的光学定位技术主要由双目视觉定位系统、机械支架、特征标识器械、摄像机标定模板和软件系统五部分组成，其工作原理是利用计算机视觉领域的摄像机标定和三维重建理论。该技术可以精确测量视野内物体的几何尺寸，测量均方误差达到毫米级，具有很好的实时性和鲁棒性；同时该技术具有非接触性测量的优势，不影响被测物的正常工作，减少人工干预，避免接触测量造成的磨损。

成果与项目的背景及主要用途： 人类通过视觉系统获取的信息占获取信息总量的 80%以上，如果说计算机相当于人类的大脑，那么图像传感器则相当于人类的眼睛。图像传感器作为图像信息获取最重要和最基本的技术在信息世界中将占据着极其重要的地位。半导体图像传感器相比传统的胶片成像具有可实时处理和显示、数字输出、便于储存和管理等诸多优势，正在迅速成为图像传感器发展的主导力量。CMOS 图像传感器相对于 CCD 图像传感器具有单片集成、低功耗、低成本、体积小、图像信息可随机读取等一系列优点。在手机拍照、PC 摄像、机器视觉、视频监控等诸多领域已经取代了 CCD 图像传感器。 技术原理与工艺流程简介： （1）时间延迟积分型 CMOS 图像传感器芯片通过 0.18µm 1P4M CMOS 工艺完成了对最高 128 级线阵长度为 1024 像素的TDI 型 CMOS 图像传感器芯片的设计、投片和测试工作。 （2）具有紧凑读出的多次积分动态范围扩展 CMOS 图像传感器提出了一种通过多次积分扩展动态范围的方法，采用紧凑读出方式，以降低对对读出电路的工作速度要求。成功流片 128×128 阵列原型，动态范围可以扩展39dB,像素读出时间相对于滚筒是曝光增加了 3 倍。 应用前景分析及效益预测： 该领域开始向着高清专业摄像、高精度工业和医疗成像、抗辐射太空成像等专业高端领域迈进。CCD 传感器的衰退之势难以挽回，CMOS 将在未来几年保持优势地位。2015 年，CMOS 出货量将达到 36 亿个，份额达 97%；而 CCD 出货量将下降到只有 9520 万个，占 3%份额。 应用领域： CMOS 图像传感器广泛应用于消费类、工业和科技等各个领域。民用领域：拍照手机、数码相机、可视门镜、摄像机、汽车防盗等；工业领域：生产监控、安全监控等。 技术转化条件： 四十平方米以上的办公用房，电脑、工作站若干，相应软件。也可以和 RFID天线制造单位，卡片封装单位共同合作。 合作方式及条件：根据具体情况面议

本项目检测系统通过高帧频面阵相机动态实时采集纱线图像，配合鲁棒性图像处理与参数检测算法，实现对纱线条干均匀度的全面评价，建立电子黑板和电子织物构建模型，实现纱线条干均匀性的可视化，预测纱线条干在黑板和织物中的外观效应。该项目同时可用于纱疵分类、竹节纱参数检测以及纱线等级预测评定。 关键技术 （1）纱线传动控制各单元的协调与配合：包括传动装置与采集设备各组件的配合设计，纱管退绕装置与主动轮连轴传动时的张力控制，运行中纱线的抖动和跳动问题，暗箱、相机镜头和光源位置的优化调整以及纱线速度、光源亮度与相机帧频、曝光时间的配合问题。 （2）基于 C++与 Opencv 的多线程实时处理框架的搭建，在纱线图像采集的过程中，实现图像的边采集边处理，提高系统的实时性，缩短检测所用时间，杜绝纱线信息丢失现象，从根本解决纱线图像高速检测的问题。 （3）鲁棒性纱线图像处理算法的研发：包括配合实时检测的纱线图像分割算法的研发，相邻图像间重合部位查找算法的研发以及纱线图像可视化模块电子黑板构建算法和电子织物仿真算法的研发。 知识产权及项目获奖情况 已授权发明专利 2 项。发表相关 SCI 论文 6 篇，EI 论文 4 篇 项目成熟度 采用图像式纱线条干检测系统已对多种类型的纱线进行检测，并将检测结果与成熟的仪器和人工结果进行了对比，无论在段片段不匀、周期性不匀，还是相关性分析和长片段不匀方面，该检测系统都可获得与成熟仪器较为一致的结果。 

功能特性 　　以自动识别目标位置、并动态控制摄像头跟踪拍摄，实现教师跟踪、板书定位、试验台定位、确保教师和板书特写画面、以及试验台操作画面以及教师在课室范围内任意位置准确、实时拍摄。 　　一体化硬件设计， 设备高度 1U，稳定可靠，采用图像识别技术跟踪； 　　支持多路摄像的跟踪定位拍摄，分别对应教师区、学生区以及板书区；支持阶梯教室跟踪，不会因为前后座位高度的差异导致跟踪混乱。 　　为了满足不了用户对教师特写镜头的需求，图像跟踪系统支持跟拍和切换两种模式可选。 　　利用先进的图像识别技术，系统能判断教师的肢体动作，精确识别教师位置，使教师景位更稳定，不会随教师肢体动作晃动。 　　教学行为数据采集功能，可以自动采集教师的教学模式数据、讲课时长、师生活跃度数据等。 教师身份认证 　　系统支持通过人脸识别技术自动判断教师身份，包含教师姓名、所在班级、学科等，便于快速完善课程信息。北京文香人脸识别技术采用先进的“深度学习”算法，准确率达到99%。所获得信息与校级资源管理平台进行无缝对接，课程录制上传到资源平台的视频可根据课程信息自动进行分类存储。 学生行为分析 　　学生区巡视功能，目前市场上存在的跟踪系统均是对教师，学生，板书跟踪策略的定义，而针对教研有时我们还需要了解上课过程中学生们具体的表现北京文香所研发的学生区巡视功能正是为了满足这种需求学生区视功能是通过架设台学生云台摄像机， 此摄像机通过图像跟踪体机的设置，不断的对学生区各个学生进行特写扫描并同时录制成1080P高清视频文件。通过图像跟踪体机的模式检测功能，可以设置学生巡检区以及巡检策略。 　　在使用资源管理平台点播功能时，点击正在播放视频内部的悬浮框之中的学生义视按钮，可打开学生选视的高湾视质在观看教师上课的同时，了解学生听的实时动态，对后期教学评课具有重大意义。 产品

产品详细介绍上海景瑞全自动录播系统使用混合定位,其中： 老师：图像跟踪定位 学生：声音跟踪定位 通过图像分析确定老师的位置，实现定位。特点： 1. 通过判断老师的走动速度，自动调节云台摄像机的转动速度，画面平滑无抖动； 2. 通过老师的手势识别，判断是否在板书，给予板书特写； 声音定位： 不同于图像定位是基于身高的判断，声音定位可以更准确定位学生位置： 1. 适用于任何场景，它可以在学生不起立、全起立、阶梯教室等开放的场景下准确定位发言学生的位置，快速给予学生特写镜头； 2. 美观简洁：图像识别需要在教室四周部署多个辅助摄像头，而声音识无需部署任何辅助摄像头，教室整体美观简洁。

高盐废水、高氨氮废水、高浓废水、难降解废水、重金属废水的处理一直是废水处理的热点和难点问题，对设备、材质和工艺的要求极高，本技术综合考虑以上难点，采用低压膜蒸馏技术，通过系统集成和优化，在较低能耗和较少设备投资的情况下，使出水达到国家排放标准(甚至可以达到饮用纯净水的标准) ，并对废水中有用成分尽可能进行回收，以降低成本。

受到技术出口限制等原因，目前，我国的红外探测技术无论是在技术水平、产品性能、灵敏度、应用范围等方面还具有很大的局限。本项目采用新颖量子点纳米材料，制备新型结构高灵敏度光电探测器，以窄带隙IV-VI族半导体纳米材料为光敏感层，研发红外上转换光子探测器，实现对微弱入射光（特别是红外光）进行探测及成像的芯片设计，并用于其他安监和夜视应用研究。实现从紫外到中波红外（20µm）的一体化、超宽谱段的微弱光探测与成像。完成超宽光谱微弱光探测及成像芯片制备，实现红外领域高精尖技术的自主可控及大面积的推广应用，真正实现红外“中国芯”，意义重大、市场广泛。

激光诱导击穿光谱（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技术是一种原子发射光谱分析技术，其基本原理是利用脉冲激光在待测样品表面激发产生等离子体，通过等离子体发射的光谱波长和强度信息，分别获得待测元素的种类及含量。LIBS技术因具有无需制样、分析速度快、远程非接触、可实现对任何物质的多元素同时分析等特点，被誉为分析领域的“未来超级巨星”，在航空航天、智能制造、生物医药、环境保护、能源、地质、深海探测等领域都极具应用前景，特别是2021年我国“祝融号”火星车搭载LIBS系统登陆火星开展地质勘探，使得该技术再次成为国内外的研究热点。LIBS系统主要由激光器、光谱仪、探测器和时序控制器等核心单元组成，典型的LIBS检测系统如图1（左）所示，光谱图如图1（右）所示。 图1典型的LIBS检测系统（左）与LIBS光谱图（右） 本团队对LIBS技术进行了长达15年的攻关，在一系列关键技术上取得了重大突破，成功研制了从台式、移动式到手持式的系列国产LIBS元素分析仪，实现了6种LIBS成分分析仪器的国产化，并成功推动其在金属材料、环境保护和生物安全等领域的应用。研究工作从基础研究、装备研发到工程应用全链条展开（如图2），取得的创新成果如下。 图2团队对于LIBS技术从基础研究-装备研发-工业应用的全链条攻关 （1）高灵敏度、高稳定性和高精度LIBS分析新方法 针对LIBS技术存在自吸收效应、基本效应和光谱波动性大等问题导致其探测极限低、灵敏度差和分析精度低的难题，团队提出了一系列新技术新方法。 1）提出采用OPO波长可调谐激光对等离子体中基态粒子进行能态选择性激发的新方法，从源头上阻止了LIBS自吸收效应产生，从而获得自吸收免疫的LIBS本征光谱。 2）提出采用微波对等离子体进行瞬时加热，获得温度场均匀分布的等离子体，实现宽光谱多元素的自吸收效应遏止。 3）提出一种基于等离子体图像-光谱融合的图像辅助LIBS技术，有效克服了基体效应对定标曲线建立的影响，大幅度提高了LIBS的定量分析精度。 4）针对工业现场物质的快速高精度定量分析需求，提出一种仅需一个标准样品就可完成定量的LIBS单标样法和一种可克服自吸收效应影响的LIBS无标样定量方法。 5）针对生物体、食品、中药等疏松含水组织基体复杂，导致光谱信号微弱且波动大的问题，提出了从光谱预处理-特征提取-机器学习模型的全链条定性定量分析算法，相比于传统分析方法，可将分析精度提高10%。 6）提出一种面向金属3D打印构件的激光谱-超声同时检测技术，可同时对金属3D打印构件的表面元素分布、内部缺陷、残余应力和晶粒度进行同步分析。 （2）高精度LIBS成分分析仪研制 针对LIBS的光机电系统难以集成的难题，团队通过构筑模块化“笼式”光路系统，研制了共聚焦显微光学系统、同轴信号采集、放大装置等新技术，成功将OPO共振激发和等离子体图像-光谱融合新技术集成到LIBS成分分析仪中，实现了10-7量级的LIBS探测极限，将LIBS探测灵敏度提高了2个数量级，探测稳定性优于2%。所研制的系列激光探针元素分析仪如图3所示。 图3台式到便携式系列LIBS分析仪