2020中国自动化大会Workshop之“红外光谱和图像检测技术与工程应用”成功召开

日期:2020-11-06 13:56

       2020年11月6日下午,由中国自动化学会指导,大连理工大学刘涛教授担任主席、中南大学蒋朝辉教授、上海师范大学谭永红教授、清华大学张靖副教授担任副主席的“红外光谱和图像检测技术与工程应用”研讨会成功举办。

研讨会一共邀请了七位专家做报告,分别是北京航空航天大学徐立军教授、北京理工大学王涌天教授、天津大学李醒飞教授、中科院长春光机所梁静秋研究员、浙江工业大学梁荣华教授、中北大学郑永秋副教授、大连理工大学刘涛教授。


研讨会报告正式开始

下午14:00分,精彩的研讨会报告正式开始。首先由北京航空航天大学徐立军教授带来了主题为《激光吸收光谱层析成像技术及燃烧断面成像监测》的学术报告。徐教授的报告针对表征燃烧过程的关键参数,如温度、组分浓度的测量、尤其是高性能航发燃烧室测量的主要技术瓶颈,将可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术与层析成像技术相结合,实现燃烧气体温度场和浓度场的非接触测量,无需预处理、响应速度快、数据准确、可对多参数进行同时测量,有关成果适用于高温气体浓度和温度分布的在线测量,属于航空发动机燃烧过程非接触测试领域的前沿技术。徐教授的报告受到线上听众的热烈关注,研讨会副主席谭永红教授亦与徐教授探讨了对于燃烧室的光学检测实现问题。


徐立军:激光吸收光谱层析成像技术及燃烧断面成像监测

随后,北京理工大学王涌天教授做了一场题为《多模态图像引导手术导航关键技术及应用》的学术报告。王教授的报告围绕医学微创治疗在使用内镜、X光、超声等实时引导图像存在着空间三维信息缺失和手术视野受限等问题,介绍了多模态图像引导手术导航关键技术,提出了重要结构分割建模、空间结构三维重建、多模态图像弹性配准和融合显示方法,展示了有关成果成功应用于研制基于增强现实技术的鼻内镜手术导航系统、肝肿瘤微创治疗系统、心血管介入诊疗系统,并实现了临床应用和技术推广。研讨会副主席蒋朝辉教授请教了关于实时采集图像的空间三维重构方面的问题,得到王教授较为详细的回答。有关研究成果也在人才培养方面起到积极引导作用。


王涌天:多模态图像引导手术导航关键技术及应用

天津大学李醒飞教授带来学术报告《基于磁流体动力学的角速度传感器低频拓展方法及应用扩展研讨》。李教授的报告针对基于磁流体动力学(Magnetohydrodynamics,MHD)角速度传感的微角振动测量方法受流体粘滞力和电磁力的影响、传感器的低频性能不佳,低频段信噪比差且漂移较大等实际应用问题,提出了MHD角速度传感器低频拓展方法,介绍了科氏力效应与磁流体动力学效应叠加的简化模型以及数值仿真方法,给出了设计混叠滤波器、自适应卡尔曼滤波器,融合MHD角速度传感器与MEMS陀螺仪信号的方法,实现0-1KHz带宽内两种传感器的融合。研讨会副主席谭永红教授向李教授请教了磁流体检测受温度影响的问题,李教授回答了一些温度补偿的有效策略,给参会人员很大启发。


李醒飞:基于磁流体动力学的角速度传感器低频拓展方法及应用扩展研讨

接下来是中科院长春光机所梁静秋研究员为大家带来的题为《基于磁流体动力学的角速度传感器低频拓展方法及应用扩展研讨》的学术报告。梁专家针对环境、安全、气象、空间探测、无人机载气体探测、军事侦察以及反恐防化等诸多领域对环境适应性强、高稳定性、高可靠性的红外光谱仪器的迫切需求,带领团队开展了基于微光学元件的空间调制傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)研究。报告介绍了光学系统的一些先进设计方案,对微光学元件的光学像差、对准误差、高度误差与面形误差等特征参数进行了理论建模与仿真分析,提出了合理的误差容限与误差校正方法。在微光学准直镜、微透镜阵列、多级微反射镜和MOEMS轻型分束器的匹配设计与参数优化方面,解决了系统像差校正及复消色差问题,讲述了各微结构器件的工艺设计、制备与参数检测进展、以及三维结构尺寸的高精度控制技术。同时,对空间调制FTIR的光谱反演方法进行了说明,展示了FTIR样机及光学性能测试效果。研讨会主席刘涛教授请教了采用近红外光谱探头做原位检测的信号发射和收集问题,梁专家给予回答了一些针对应用场景的可行方法,具有很好的工程应用参考价值。


梁静秋:基于磁流体动力学的角速度传感器低频拓展方法及应用扩展研讨

其后,浙江工业大学梁荣华教授进行报告——《基于OCT和全反射同步采集的三维指纹识别与防伪技术研究》。梁教授的报告针对生物特征的指纹识别在大人群下识别率低、防伪能力弱两大瓶颈问题,基于主持承担的国家科学基金重大科研仪器项目——手指真皮层与表皮指纹同步采集仪,介绍了在国际上率先采用二维与三维光学成像的方法,不仅可同步采集指纹以提取主要生物特征,还能采集到新的特征模态(真皮层指纹、汗孔等)和动态防伪信息(皮下三维结构等)。此外,能识别新模态数据用于弥补原特征的不足,如真皮层指纹用于替换表皮磨损等原因引起的指纹缺失,以及建立动态防伪新模态数据。同时,介绍了已研制仪器在公共安全领域的应用前景,呼吁更多学者参与有关仪器研发方面的工作。


梁荣华:基于OCT和全反射同步采集的三维指纹识别与防伪技术研究

接下来是中北大学郑永秋副教授进行报告,报告名为《基于高Q值F-P腔的高声压级原位噪声传感器件及测试技术》。他带领团队针对火箭推进器和涡扇发动机等大推力发射装置的超高声压级噪声测试需求,开展了基于高Q值F-P腔的高声压级原位噪声传感器件及测试技术的研究,报告介绍了基于高Q值F-P腔谐振式声传感的测试方案,相对现有低清晰度的FPI噪声传感器,可提高噪声灵敏度,拓展动态范围,解决膜片式声传感器耐声压级、灵敏度低的难题。此外,提出了F-P腔一体化结构设计和精准制造工艺,解决微型高Q值F-P腔批量化一致性制造难题。课题组开发了调相谱技术的高Q值微腔微弱信号检测技术,突破了微腔谐振频率的快速跟踪和锁定技术,解决了大动态范围、高分辨信号电路设计。所开发的基于高Q值F-P腔高声压级原位噪声传感器件及测试技术在固发测试等高温高压恶劣环境中具有较好的应用价值。研讨会主席张靖副教授请教了采用腔谐振式声传感的本征频率选取问题,郑永秋副教授回答了在高频和低频两种情况下的相应设计方法,对实际工程应用具有很好的参考指导意义。


郑永秋:基于高Q值F-P腔的高声压级原位噪声传感器件及测试技术

最后是大连理工大学刘涛教授带来的《基于红外光谱和显微图像实时检测工业结晶过程》的学术报告。刘教授针对近年来采用红外光谱技术实时检测结晶溶液浓度、晶体干燥过程脱水量、以及利用显微图像在线测量晶体形态和种群尺寸分布的现有检测方法主要基于离线或非原位标定建模,不便用于在线实时检测或可能引起较大测量偏差的突出问题,报告介绍了研究团队如何利用实际工况条件下测量的红外光谱数据对结晶溶液浓度、晶体干燥过程脱水量做准确标定建模的新方法、以及能克服结晶溶液搅拌和光照不均匀等不利环境影响的实时图像检测晶体尺寸的方法,从而便于实时反馈控制与运行优化。通过一些具体工程应用案例说明这些方法的有效性和优点。最后,提出一些有待于研究和解决的问题和挑战。研讨会主席张靖副教授提问了关于红外光谱和显微图像研究成果在技术指标上的先进性问题,刘教授回答了带领团队已取得的这方面成果相对于国内外现有检测技术的测量精度优势和申请专利情况。


刘涛:基于红外光谱和显微图像实时检测工业结晶过程


张靖副教授提问

内容丰富多彩的七个专题报告,让线上和线下参加研讨会的老师、学者、学生们、以及自动化大会参会代表享受了一场精神盛宴,反响非常热烈,受到广泛关注,为有关研究工作的深入开展起到了积极推动作用。

来源:大会组委会