上海交通大学技术成果转化汇总3项

作者：lxf605 | 发布时间：2020-12-16 06:32:05 收藏本文下载本文

上海交通大学技术成果转化汇总表（13项）1 1、项目负责人：关新平项目名称工业网络系统感知-传输-控制一体化设计与优化技术领域自动化成果简介探索了感知-通信-控制的一体化设计，提出了工业网络系统的分层架构。底层部署边缘估计终端, 负责对原始感知数据的预处理和信息转发。目的是减少直接传送感知数据到融合中心所消耗的能量和通信资源, 降低冲突和碰撞, 进而提高信息交互的可靠性和实时性。由于感知终端的感知范围有限且相邻终端的感知信息相关性较高, 根据地理位置将终端进行分簇, 并且为每个簇部署一个边缘估计终端。此外, 所有边缘估计终端构成中间层, 利用边缘计算技术对接收到的原始感知数据进行信息过滤、提取与融合, 以去除冗余信息, 提高感知精度, 并将局部估计值传递到融合中心。基于此架构，可以最小化工业网络系统的感知-传输-控制总代价, 开展资源受限的自适应网络资源调度与控制律等的联合设计。

研究团队（200 字以内）知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）技术先进性感知-通信-控制的一体化设计使得感知过程为控制提供信息支撑, 传输过程负责实现感知信息实时可靠的交互, 控制过程为保证系统稳定高效运行提供控制决策，进而提升工业网络系统的协同感知/控制能力.技术成熟度阶段：□研发 □中试 □小批量生产 □产业化

样机：□有 □无其他补充说明：

市场应用前景工业网络系统是融合工业控制和信息通信的多维动态系统。这类系统将自动控制技术、计算机技术、通信网络技术等先进技术进行高度融合, 通过网络实现了信息系统与工业物理过程的协同, 达到生产的最优化、流程的最简化、效率的最大化, 对促进工业制造的数字化、网络化和智能化融合发展至关重要。目前联合设计方面的研究尚处于探索阶段。随着控制科学、通信科学、计算科学的快速发展, 交叉学科不断取得新的进展, 工业网络系统也将得到快速发展。新的“感知-传输-控制一体化”范式会不断涌现,协同优化控制的方法和实现方式也会越来越丰富, 应用范围将不断扩大。可以预见, 通过网络控制系统各个环节的优化与协调来实现工业系统的优化控制，将成为一个重要的研究方向。

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2 2、项目负责人：江秀臣项目名称能源装备泛在物联网系统技术领域能源与信息成果简介能源领域都在采用物联网模式和技术来提高电网、能源互联网的智慧水平。包括工信部工业互联网文件要求智慧能源的互联网化、国网的泛在物联网、南方电网的透明电网，都要求重点研究智能感

知，解决各类卡脖子的传感器技术难题。本项目研究开发了内置边缘算法的智能传感器及大数据平台。特别是在该领域一些“卡脖子”的技术实现了突破，包括声光电气体等多物理量高集成化传感器，芯片级局放、红外、视频智能传感器、智能光子、MEMS、自取电微功耗传感器等，开发了能源设备状态大数据平台。智能传感技术将大大提高能源系统的运行效率和可靠性，未来十年在能源领域会催生千亿市场，并可为全球的能源企业提供智能感知、状态评估和故障定位的综和解决方案，提供相关产品。

研究团队国家能源智能电网中心智能输配电研究所，研究开发人员 80 余人，并与信息相关学科，包括互联网、人工智能、微纳学科、芯片的团队有较密切的合作关系。

知识产权授权发明专利十余项，部分独占拥有，部分与其它公司共享。

技术先进性传感器的集成度、内置边缘计算算法的智能水平以及后台大数据分析，处于国际领先水平。

技术成熟度 □产业化样机：□有：

市场应用前景在能源、电力领域大力推进智慧能源、泛在物联网的过程中，有一个数千亿的潜在市场需求，目前包括华为、腾讯、阿里都与国家电网签订了合作协议，试图进入该领域，本项目具备这些公司不具备的专业技术优势，可以成为能源领域著名的物联网公司。起到赢家通吃的作用。

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3 3、项目负责人：叶志成项目名称基于纳米光学技术的防伪溯源和蓝紫光过滤功能膜技术领域新材料成果简介纳米光学技术赋能新型的光学功能膜。纳米光学膜的大规模制造技术是制约新型光学膜产品市场化的主要瓶颈。历经十年的工艺探索，我们已经系统掌握了卷对卷纳米压印量产工艺的完整产业链，已经可以实现百纳米级别特征尺寸的米级大面积纳米光学膜快速制造技术。基于该加工技术的基础之上，我们在防伪和蓝紫光过滤方面获得了成功应用。在防伪方面，我们研发新型的偏振变色功能膜，可实现在手机白色屏幕照射下的特殊变色、检验工具通用、判据可依，从而可以克服现有光学防伪缺乏判据、效果雷同的缺点，更进一步我们将偏振变色膜用于二维码溯源标签，可以杜绝二维码的仿冒，确保溯源信息的有效传达。在蓝紫光过滤方面，利用纳米光学技术，我们可以实现透射和反射双通道过滤有害蓝紫光，从而可以避免现有技术的反光问题，可实现全天候使用，并且成本更低，过滤效果灵活可调，可广泛应用于手机、显示器、电视和玻璃等领域。

研究团队课题组以电子系叶志成副研究员和物理系郑君副研究员（激光等离子体教育部重点实验室）为研究核心，并且与厦门市为纳光电科技有限公司和启东迈维光电有限公司建立产学联合实验室，拥有完整的激光干涉、激光直写、卷对卷纳米压印、拼版、各类光谱测试系统和各类软件，设备总价值接近千万。课题组与华为、京东方和华星光电等国家公司长期合作，同时承担国家自然基金（5 项）和专项基金等多项，拥有光学膜专利 20 多个。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）课题组目前已经授权发明专利 20 多个，产业化转让 9 项目，已经公开5 项，除了转让之外，独家持有 11 个。

技术先进性纳米光学膜的制备需要超高精细的模具，课题组系统掌握了 100nm 线宽模具的光刻、电铸和卷对卷纳米压印生产完整工艺，精细度是现有模压技术的十倍，达到一根头发丝的 1/7000。与国外顶级激光直写设备的精度处于同一个水平。

技术成熟度阶段：□研发 □中试 √小批量生产 □产业化样机：□有 □无其他补充说明：

市场应用前景防伪方面，可以应用于高档烟酒、证卡和一品一码防伪溯源应用，是光学防伪技术的一次飞跃，可以实现手机屏幕的便携和通用识别，可以和印刷技术有效结合，应用广泛，在一品一码溯源的环境下，市场总量有望突破到 100 亿元。蓝光过滤膜方面，全国手机用量超过 10 亿部门，防蓝光贴膜的市场价值在百亿，再加上显示器、玻璃和防蓝光眼镜上，市场总值渴望达到 500 亿元。本技术可以保证用户全天使用，有效抑制反光晃眼，并且成本更低。目前已经开始跟华为等厂商进行技术合作。

联系方式姓名：叶志成邮箱：

手机（座机）：/ 4 4、项目负责人：刘佩林项目名称高精度定位智能移动机器人技术领域机器人，室内外定位，移动测量，巡视。

成果简介通过研究基于特征点化的多源传感器紧耦合定位算法、基于同步定位与建图（SLAM）关键帧的全局路径规划算法、基于人工势场法的局部避障导航技术，搭建实现了可在室内外复杂环境下进行自主高精度定位地面机器人，应用案例为 5G 定位等领域研究中的地理真值数据采集困难、人工采集工作量大提供移动测量服务。

项目核心技术包括：基于特征点化的多源传感器紧耦合定位算法、基于同步定位与建图关键帧的全局路径规划算法、基于人工势场法的局部避障导航技术。实现定位误差 10cm 以内、在地图上进行指点路径规划自主执行具有避障功能的采集任务。

研究团队类脑智能应用技术研究中心现有教授/副教授等 6 人，博士生和硕士生 30 多人。致力于探索人工智能的前沿技术，基于大脑智力机理的研究成果，面向环境、物、人，研究和开发出更人性化的感知、识别推理系统，并最终产出有学术与应用价值的成果，拥有授权专利50 余项，发表 SCI/EI 论文 100 余篇；同时，中心面向产业应用，在智能交互、高精度融合导航、自主导航机器人等领域开展技术融合创新，促进人工智能的产业的发展，获得国家、地方政府与企业的支持，培养了一批在各行业服务的优秀人才。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）基于结构性线条的视觉 SLAM 方法（已授权，独有）导航 SoC 芯片仿真、验证和调试平台（已授权，独有）用于室内导航的超声波阵列辅助定位方法与系统（已授权，独有）一种功耗优化的众核系统的冗余保护系统及方法（已授权，独有）访问存储器中图像数据的信息转化装置（已授权，独有）同步动态随机访问存储器的访问方法及控制装置（已授权，独有）一种室内场景识别的闭环检测方法（已申请，独有）一种无人机飞行路径的处理方法（已申请，独有）一种融合几何信息的视觉 SLAM 回环检测方法（已申请，独有）基于双目与超声波融合的无人机三维避撞方法及系统（已申请，独有）技术先进性本技术提出并利用了了基于特征点化的多源传感器紧耦合定位算法、基于同步定位与建图关键帧的全局路径规划算法、基于人工势场法的局部避障导航技术等，实现了在室内外复杂环境中的自动化高精度数据采集平台。

技术成熟度阶段：☑研发 □中试 □小批量生产 □产业化样机：☑有 □无其他补充说明：华为定制。

市场应用前景高精度定位数据采集领域是支撑自动驾驶、5G 定位等未来研究内容的支撑项目领域。本领域在自动驾驶、自主机器人与 5G 定位等未来大规模市场领域的研究与发展阶段起到了至关重要的承载作用。本领域处于前沿研究领域，因此市场规模尚在发展。同时，也是因为同样的原因，同类产品竞争也相对较小。另外，本项目所具有的高精度、全自动自主数据采集能力也使其在市场中占有核心竞争力。

联系方式姓名：钱久超邮箱：

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5 5、项目负责人：刘佩林项目名称基于 AIoT 的室内高精度定位技术及其应用技术领域人工智能，物联网，室内定位，位置服务

成果简介通过研究基于低功耗广域网的多源融合室内定位技术，解决了传统定位系统精度低、响应速度慢、功耗大等技术瓶颈问题，以便于能在各种室内应用场景中进行人员、物资等定位管理，并利用大数据分析技术为用户提供智能位置服务。

项目核心技术包括：室内融合定位技术，实现定位误差 1 米以内，响应速度 1 秒以内的高精度实时定位；低功耗定位终端技术，实现工作时间大于 7 天的续航能力；低功耗广域物联网技术，实现远距离、低功耗、多节点的数据传输与通信能力；空间大数据分析技术，实现空间位置数据的统计分析，精准预测用户行为并形成用户智能画像。

研究团队类脑智能应用技术研究中心现有教授/副教授等 6 人，博士生和硕士生30 多人。致力于探索人工智能的前沿技术，基于大脑智力机理的研究成果，面向环境、物、人，研究和开发出更人性化的感知、识别推理系统，并最终产出有学术与应用价值的成果，拥有授权专利 50 余项，发表 SCI/EI 论文 100 余篇；同时，中心面向产业应用，在智能交互、高精度融合导航、自主导航机器人等领域开展技术融合创新，促进人工智能的产业的发展，获得国家、地方政府与企业的支持，培养了一批在各行业服务的优秀人才。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）1、用于室内导航的超声波阵列辅助定位方法与系统（已授权，独有）； 2、导航 SoC 芯片仿真、验证和调试平台（已授权，独有）3、陀螺与磁传感器联合标定方法（已授权，独有）； 4、基于麦克风阵列的动态数量生源跟踪方法（已授权，独有）； 5、一种基于低成本传感器和地图约束的行人航向推算系统（申请，独有）； 6、一种基于深度学习的 WiFi 室内定位系统（申请，独有）； 7、一种基于 TOF 的光流定位系统（申请，独有）；

8、一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统（申请，独有）。

技术先进性 1、高精度，低延迟：定位精度在 1 米以内，响应速度在 1s 以内。

2、低功耗：定位基站续航时间可达 5 年；定位标签续航时间可达 7天。

3、宜部署：部署简单，布线少，方便安装与维护。4、成本低：软硬件自主研发，成本可控。

技术成熟度阶段：□研发 □中试 □小批量生产 ☑产业化。

样机：☑有 □无其他补充说明：已在智慧工厂、医院、商场落地。

市场应用前景基于 AIoT 的室内高精度定位系统，相比于其他同类产品，具有更高的性能、更低的成本，因而极具核心竞争力，能更好的服务于社会。其应用包括人流监控和分析、智慧仓储和物流、智能制造、紧急救援、人员资产管理等，从而可以帮助医疗、工业、服务业等解决运营效率瓶颈，对资产予以跟踪统计；可以帮助企业、矿井、医护机构等监控人员和资产，确保人员和财产安全。因此，该系统的实施与应用极具市场潜力，将在短期内产出庞大的市场规模。

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6 6、项目负责人：刘佩林项目名称基于 ToF 的全自动高精度三维测量系统技术领域 3D 机器视觉，ToF 相机，三维测量，物体识别抓取成果简介通过研究基于 ToF 相机获取的深度图和三维点云数据的物体分割与识别、高精度边缘检测等算法，搭建实现了可用于传送带、手持设备等复杂环境下的高精度全自动的三维测量系统，解决了在三维测量等领域研究中的人工测量工作量大、自动测量精度低，不适用于运动状态物体等关键问题。

项目核心技术包括：基于神经网络的三维物体识别与分割算法、物体边缘提取算法、平面拟合技术。三维测量范围为 0.5-4m，可实现在传送带 2m/s 速度运行下，精确测量各种颜色、材质立方体的三维尺寸，测量误差在 1cm 以内，同时可实现手持设备，自动测量深度图像中可检测到的物体尺寸。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）基于 AVS 运动补偿的亮度差值器的 VLSI 实现方法（已授权，独有）基于 AVS 的去块效应滤波器 VLSI 实现装置（已授权，独有）基于 FPGA 的高速 JPEG 图像处理系统及其处理方法（已授权，独

有）一种基于深度相机数据的立方体快速测量方法（申请，独有）一种基于 ToF 相机数据的平面拟合算法（申请，独有）一种基于 ToF 的光流定位系统（申请，独有）技术先进性本技术提出并利用了深度图和三维点云的信息，基于神经网络实现三维点云的识别、基于平面检测的三维测量等技术，实现了用于传送带和手持设备的全自动、高精度三维测量平台。

技术成熟度阶段：☑研发 □中试 □小批量生产 □产业化样机：☑有 □无其他补充说明：。

ToF 相机已量产，与此同时提供 SDK 和各种算法库。目前基于该相机已有成熟的应用还包括人流统计，行为分析。见附表市场应用前景全自动、高精度的三维测量领域是支撑智能物流、服务机器人、产业智慧化等未来研究内容的支撑项目领域。本领域在智能物流、服务机器人、产业智慧化等未来大规模市场领域的研究与发展阶段起到了至关重要的承载作用。本领域处于前沿研究领域，因此市场前景广阔，规模还有较大空间。正因处于发展的初级阶段，同类产品竞争也相对较小。另外，本项目所具有的高精度、全自动三维物体测量能力，且适用于静止、运动、传送带和室内外手持设备等复杂场景，使其在市场中占有核心竞争力。

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7 7、项目负责人：张卫东项目名称无人机海上自主着艇协同控制系统样机开发技术领域海上无人系统，海上搜救

成果简介针对海上传统搜救手段不能完全满足现代航运安全的局限，开发无人机海上自主着艇协同控制系统样机，突破视觉导航地标快速识别、机载光电荷指向控制、无人艇减摇和协同控制等关键技术，解决风浪流等未知随机环境干扰条件下的无人机自主着艇问题，利用无人机搜索范围大和通信距离远的优点，和无人艇续航时间长的优点，构建响应快、成本低和无人员伤亡风险的海空立体无人搜救系统，为人员物资抢救、灾难态势评估和环境危害监测提供有力支撑。

关键技术指标如下:（1）无人机海上自主着艇协同控制系统样机开发测试平台包括多旋翼无人机 1 架，无人艇 1 艘；（2）系统具备遥控和自主两种工作模式；（3）无人艇在 4 级海况可航行；无人机在5 级风可飞行；机艇协同时工作条件分别降低一级；（4）机艇 GPS定位精度优于 5 米；（5）无人机降落定位精度小于 10cm（3 级风）或 15cm（4 级风)；（6）降落平台摇摆小于 15 度。

研究团队张卫东教授是国家杰青,创立了上海高校船舶自动化工程研究中心。领导的 IPAC 团队开发过 7 个型号的动力定位无人艇。IPAC004 艇被用于 GF 项目，完成国内规模最大的动力定位水池试验；IPAC005 艇被用于空海协同，完成水上着艇试验；IPAC006 系列三艘艇为壳牌、COSCO 和 DNVGL 高层展示了多船协同拆解海上平台试验，被认为是国际上首次完成此类试验；IPAC007 赴美国参加了国际无人艇竞赛。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）单独持有专利: 袁野*,陆宇*,张卫东,姚瑞文，一种基于视觉信息融合的无人机分阶段自主着艇方法, CN.2 张卫东,姚瑞文,韩鹏,安斌斌,施宇翔, 一种无人机降落无人艇用防滑锁定机构, CN.6 张卫东，一种基于多推进器的船艇减摇方法，CN.4 衣博文*,张卫东,张国庆，一种船舶动力定位推力分配智能优化方

法，CN.6 张国庆,张卫东,孙志坚,林淑怡,衣博文,乔磊，一种考虑攻防对抗的无人机航迹智能规划方法，CN.5 技术先进性 1、快速地标识别方面，IPAC 可做到 25 帧/秒，未见国内其他单位公布相关指标。2、在草地拖行模拟艇上降落平台摇摆，无人机可跟踪 3 米/秒的移动平台，未见国内其他单位公布相关指标。3、2018年完成无人机水上着艇试验，至今为国内唯一一家完成试验的单位。国外仅有美国军方完成过水上着艇试验。

技术成熟度阶段：□研发√中试 □小批量生产 □产业化样机：√有 □无其他补充说明：

市场应用前景本项目涉及的无人机海上自主着艇协同控制系统是组成海空无人立体搜救系统的关键，该系统可用于构成:1 海上无人搜救系统；2 海上无人侦察系统；3 海上无人巡逻系统；4 海上无人反潜系统。

国内无同类产品。但神州飞行器有限公司在进行空地协同试验，国家消防检测中心在做空地协同试验，多家高校在做空地协同试验。

空地协同比空海协同容易的多。空海的难点是降落平台摇摆，空地协同降落平台不摇摆。空海协同技术可直接用于空地协同。

IPAC 团队 2018 年完成无人机水上着艇试验，至今为国内唯一一家完成试验的单位。

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8 8、项目负责人：陶卫项目名称精密型特种电涡流位移传感器技术领域航天军工、特种工业领域成果简介精密位移测量是航天军工等领域的关键测量技术，可以为卫星姿态等的精密控制提供准确可靠数据。电涡流位移传感器是一种精密电磁传感器，利用涡流信号随位移的变化规律，非接触测量微小位移变化，测量范围大，测量精度高，环境适应能力强，广泛应用于自动化生产线和智能控制系统，作为主要的感知元件，需求量大，应用范围广。本成果研发的精密型电涡流传感器采用特殊的传感器结构和信号处理算法，测量精度比普通涡流传感器提高 1 个数量级。考虑抗电磁、真空等环境干扰措施，可应用于航天卫星等特殊应用场合，解决在轨测量难题。同时可以应用于环境较为恶劣的工业现场，属于同类产品中的高端系列，附加值高，客户目标明确，市场需求量大。

技术指标：位移测量范围 1~10mm，测量精度 10um，频率 1kHz，工作温度范围-10~+45°C。

研究团队研究团队人员为上海交通大学电子信息与电气工程学院师生为主，教师队伍由 1 名教授、1 名副教授和 1 名助理研究员组成，学历均为博士，指导学生从事相关研究；学生队伍由 2 名博士生和 3 名硕

士生组成，主要负责传感器研发工作，另外配备 1 名高级工程师和2 名技工，负责研发成果的试制和改进。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）已授权国家发明专利 6 项，实用新型专利 1 项，均为单独持有：

1.具有误差平均效应的涡流栅绝对位置传感器 2.组合编码式涡流栅绝对位置传感器 3.差动结构的组合编码式涡流栅绝对位置传感器 4.用于桥梁变形监测的挠度传感器及挠度测量方法 5.用于生物组织识别的电涡流传感器 6.具有补偿功能的磁致伸缩位移传感器 7.一种具有两边半圆形反射导体的涡流栅位移传感器技术先进性精密型电涡流位移传感器采用涡流感应原理非接触高精度测量微小位移变化，较超声、射线等方法的测量精度更高，所研发的成果具有高环境适应性、高可靠性的特点，能适应航天卫星、特种工业需求等领域的精密测量控制。

技术成熟度阶段：□研发 □中试 小批量生产 □产业化样机：有 □无其他补充说明：样机即将用于精致双高卫星市场应用前景位移测量是国民经济多个领域的必备环节，位移传感器的市场需求巨大且呈不断增长趋势。随着智能制造和航天军工需求的高速发展，对高性能位移传感器的需求与日俱进，高精度涡流传感器可以为工业自动化智能产线提供测量手段。2015 年全球传感器市场空间为 500 亿美金，中国区占比 17%，位移传感器占比 5.5%，总市场容量预计 30 亿人民币。目前市场上的涡流位移传感器，如目前市场占有率最大的美国卡曼公司，主要提供工业产线需求的中低精度传感

器为主，量大面广，技术成熟。本成果的核心技术具有更高的测量精度，环境适应性强，可以满足更高精度测量和特殊应用场合的需求，占领高端领域市场。

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9 9、项目负责人：陶卫项目名称高速高精度激光测距传感器技术领域智能制造、工业物联网成果简介激光测距传感器是基于激光三角原理的高精度传感器，应用于 3C制造自动化智能生产线以及航天卫星等高精尖测量领域，测量微小位移变化，为保证元器件形状尺寸和系统精密控制提供准确数据。该传感器市售产品目前大部分依赖进口，其中以日本基恩士和德国米铱两家公司主导，占领 50%以上的市场份额，仍然有部分高端型号禁运。该传感器涉及机、光、电、算等多个领域，技术门槛高，国内掌握核心技术的厂家较少，市场上只有本成果转化的国产产品在售，指标与国外两大知名品牌相当。在解决大部分高精度测量问题的同时，可以适应高速测量的需求，市场前景广阔。此外，利用

该成果研发的产品也为工业机器人、轨道交通、航天卫星等多个领域进行个性化定制，进一步扩大了市场。如我国自主研发的第一颗精致高分试验卫星，实现了双高卫星姿态的微米级控制，将作为以后类似卫星的标准配置；为复兴号高铁列车车厢的自动化在线检测、工业机器人三维定位系统等提供解决方案。目前需要进行产业化升级以扩大市场范围，进一步占领航天军工领域市场以及实现军民融合产业化。

技术指标：位移测量范围：1~750mm，测量精度：0.1~10um，频率：10kHz。

研究团队研究团队人员以上海交通大学电子信息与电气工程学院师生为主，教师队伍由 1 名教授、1 名副教授和 1 名助理研究员组成，学历均为博士，指导学生进行方案研究；学生队伍由 2 名博士生和 3 名硕士生组成，主要负责新技术研发工作，另外配备 1 名工程师和 2 名技工，负责产品组装和改进。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）拥有 4 项国家发明专利，5 项实用新型专利，1 项外观设计专利以及8 项软件著作权，均为单独持有。

技术先进性激光三角传感器是高精度非接触位移测量传感器的典型代表，绝对测距，测量精度高。本成果的激光照度模型和动态流数据处理算法使所开发的传感器精度和速度均有大幅提高，而且环境适应性更好，适用于更为广阔的应用。

技术成熟度阶段：□研发 □中试 □小批量生产 产业化样机：有 □无其他补充说明：标准型产品已实现市场销售市场应用前景精密位移测量是智能制造等领域的核心关键技术，位移传感器市场需求量巨大，以激光位移传感器为代表的高精度位移传感器的需求更是随着智能制造和工业物联网的飞速发展而日益增多。2015 年全球传感器市场空间为 500 亿美金，中国区占比 17%，位移传感器占

比 5.5%，总市场容量预计 30 亿人民币。目前激光位移传感器领域主要为国外产品垄断，主要有日本基恩士、德国米铱、日本松下、奥普士等，国内多为这些品牌的代理，是典型的“质量好、价格高、服务差”。成果转化的国产传感器具有较高的性价比、更快的测量速度，可以为客户提供定制化服务以及系统解决方案，紧贴客户需求，还可以为航天等领域定制高端产品，市场空间巨大。

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10、项目负责人：陶卫项目名称激光轮廓扫描测量仪

技术领域工业物联网、智能制造领域成果简介激光轮廓扫描测量仪是基于激光三角测量原理，激光器发出的一束线结构光在被测目标表面形成一条线轮廓，通过接收镜组后成像到光电器件上，通过数据处理可以得到被测目标表面的二维轮廓，结合扫描机构可以获取目标的三维轮廓。该产品是在一维激光位移传感器基础上的延伸，将测量范围扩大到二维直至三维，可精准测量工件表面轮廓、段差、倾斜度、平面度等参数，测量范围适用于几毫米到米，测量精度可达微米级，测量速度可达 20k/s。还可通过网络接收远端的实时指令进行测量，并将测量的数据以点云等格式上传到云端，实现工业互联、智能制造。应用于 3C 领域、机器人检测、精密自动化生产线等智能制造领域，以及军工、航天、轨道交通等特种测量领域，该测量仪高精密型市售产品大部分为进口，其中以日本的基恩士、加拿大的 LMI 和德国米铱等几家公司主导，而且部分高端型号限制进口。该测量仪涉及机、光、电、算等多个领域，技术门槛高，国内掌握核心技术的厂家较少，目前上海交通大学电子信息与电气工程学院已经成功研制出样机，正在进行内部测试阶段，指标与国外知名品牌相当，可针对不同客户需求进行产品改型定制。

以下为产品样机外观和主要指标：

研究团队研究团队人员为上海交通大学电子信息与电气工程学院师生为主，教师队伍由 1 名教授、1 名副教授和 1 名助理研究员组成，学历均为博士，指导学生从事相关研究；学生队伍由 2 名博士生和 3 名硕士生组成，主要负责传感器研发工作，另外配备 1 名高级工程师和2 名技工，负责研发成果的试制和改进。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）已授权发明专利 2 项，申请 3 项，均为单独持有。

技术先进性精密的光学设计确保结构光的发射、接收质量，从而达到精准的成像；嵌入式系统对光电信号的高速处理以及上、下行的数据吞吐处理；核心处理算法确保产品可自动适应不同材质、不同使用场景的稳定测量。

技术成熟度阶段：□研发 中试 □小批量生产□产业化样机：有 □无其他补充说明：类似一维产品已有市场销售市场应用前景产品具有高精度、非接触、高效率的特点，可对工件进行轮廓、形貌、角度、倾斜度等测量，广泛应用于 3C 制造、精密自动化、机器人生产和集成、汽车制造、航空航天、军工国防、轨道交通等领域。随着中国智能制造更新升级进程加速，高速、高效、高精度测量传感器是核心零部件，特别是激光三角法由于精度高、频响快、量程适中，越来越广泛地应用于在线实时精密测量，占比逐年上升，2019 年预计可达 73 亿美元。

日本 Keyence、加拿大 LMI、德国 M&E 为第一梯队，日本

Panasonic，日本 OPTEX、美国 Faro 为第二梯队，其他厂家有日本 Omron、德国 SICK、德国劳易测、德国 Smartray，国内尚无自研的高精度系列产品问世。上海交大的该产品为完全自主研发，拥有核心专利，产品性能对标基恩士等一线品牌同系列产品。相对于研发甚至生产都在国外的西方厂家，该产品具有更加灵活的定制服务，更高的性价比和及时的本地服务。

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11、项目负责人：陶卫项目名称结构光三维轮廓检测及定位技术技术领域机器人导航、无人驾驶成果简介定位问题是自主移动机器人要解决的首要问题，也是其实现自主导航、即时定位与建图和完成其它智能任务的关键。在机器人导航涉及到的大场景条件下，如何实现场景内物体的高精度测量，是实现精准导航和定位的关键，也使某些场景下实现人机协同工作的安全监测成为可能。基于光栅投影的结构光三维测量方法是采用标准结构光栅做为测量基准，通过相位变换的方法实现任意三维目标的检测，相对于纯视觉的双目立体视觉方法和 TOF 时间测距的方法具有更高的分辨力和检测精度，且对被测目标表面适应性较好，不受纹理等影响，可以非常好的测量出三维目标的准确尺寸和位置，具有较好的发展前景。成果主要解决了经典几何模型对光路结构及安装精度的要求过高、相位测量的实时性差以及深度范围延展问题，使光栅投影法在保持较高测量精度的同时，提高了测量速度，扩大了深度范围，使其更适合机器人自主导航等领域的应用。

技术指标：三维测量范围 10mm~10m 量级，测量精度 1um~1cm 研究团队研究团队人员以上海交通大学电子信息与电气工程学院师生为主，教师队伍由 1 名教授、1 名副教授和 1 名助理研究员组成，学历均为博士，指导学生进行方案研究；学生队伍由 2 名博士生和 3 名硕士生组成，主要负责新技术研发工作。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）授权发明专利 2 项，申请 2 项，均为单独持有。

技术先进性提出无几何约束的新系统模型，建立相位-三维坐标转换关系，降低测量系统安装要求；基于频率分析的正弦条纹编码光栅方法提高抗干扰能力及检测速度；基于数据拟合的测量范围扩展方法达到了扩大光栅投影三维测量应用范围的效果。

技术成熟度阶段：研发 □中试 □小批量生产 □产业化样机：有 □无其他补充说明：

市场应用前景随着自动驾驶及无人驾驶技术的不断发展，对自主定位和导航提出了越来越高的要求，移动机器人即时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)已经成为智能机器人研究领域的热点话题。应用传感器感知的信息实现可靠定位是自主移动机器人最基本、最重要的能力，目前最常用的两种定位方法是视觉方法和激光

方法，其中激光脉冲雷达的方式是目前采用最多的方法，据不完全统计，其市值范围大约有近百亿元。但是由于其精度不高，使用范围仍然受限，技术主要掌握在日本、法国等少数厂家手里，采用相位差式的激光测距方式可以保证大测量范围的同时满足高精度的测量需求，是目前最有发展前途的方法。

联系方式姓名：陶卫邮箱：

手机（座机）：

12、项目负责人：庄小东项目名称超灵敏导电网络气体传感器技术领域环境监测、空气治理、物联网成果简介（500 字以内，附上关键技术指标）气体传感器作为感知元件，在智能家居、可穿戴设备、智能移动终端以及柔性电子皮肤等领域的需求量与日俱增。将气体敏感芯片集成到智能手机或手环中，可实现对周围环境中特定气体的实时监测；利用无人机携带敏感芯片进入特殊环境，能进行远程测试分析。然而，为了给环境监测与治理带来更有效的解决方案，开发便携式、灵敏度高、稳定性好且成本低廉的气体传感器刻不容缓。

团队基于石墨烯等二维半导体材料优异的载流子迁移率等优点，并结合微机电系统（MEMS）技术，开发了多种微型化气体传感器，在该领域取得了大量进展：包括（1）将氮掺杂碳量子点修饰

在石墨烯表面原位合成全碳气敏异质结构，在室温下对二氧化氮（NO2）气体具有高选择性，最低检测限达到 10ppb，低于美国环境标准限定值（53ppb），传感芯片尺寸为 1*1mm；（2）基于氧化铜材料制备的超高灵敏 NO2 传感器，可达 ppt 量级，对 10ppm NO2 气体 2s 的响应值达到 2658，最低检测限远低于 1ppb，传感芯片尺寸为 1*1mm；（3）通过对传统二氧化锡半导体材料的改性，实现了对 NO2 气体和丙酮在不同温度下均具有优异的灵敏度和选择性，尤其对丙酮的最低检测限低至 67ppb，其响应/恢复时间分别为 7s/8s，远小于糖尿病患者呼出气中丙酮的浓度。

研究团队（200 字以内）团队所在单位现有包括国家级工程实验室、省级重点实验室等省级以上科研平台 14 个。具有先进的材料制备、器件加工和测试平台，平台固定资产约 1000 万，具备材料测试分析等常用设备：包括AFM、TEM、SEM、光谱仪、ALD、XRD、霍尔测试仪、拉曼测试仪、美国 Keithley 4200A-SCS 逻辑分析仪、高速探针台、变温电阻测试仪、电化学工作站、气体分配系统以及化学合成与工艺辅助设备等。此外，还拥有一个完善的理论模拟仿真平台，为传感器的模拟应用提供软件支撑。

知识产权（如专利申请及授权等情况，是否单独持有等）申请国家发明专利 3 项，授权国家发明专利 1 项技术先进性（100 字以内，从技术层面描述项目核心技术的先进性）通过理论计算结合原位实验研究，创新性地将商用半导体气敏材料用石墨烯等二维材料改性，大幅提升了传感器的响应灵敏度、选择性，减小了传感芯片的功耗和尺寸，对开发低成本、高性能半导

体复合传感器具有重要意义。

技术成熟度阶段：研发 □中试 □小批量生产 □产业化样机：□有 □无其他补充说明：

市场应用前景（300 字以内，描述应用领域、市场规模、以及与同类产品相比的核心竞争力分析等）气体传感器作为物联网的感知元件，在智能家居、可穿戴设备、智能移动终端以及柔性电子皮肤等领域的需求量与日俱增，拥有广泛的应用前景和市场规模。主要应用于环境监测和治理领域，能有效地对特定有毒有害气体进行测试分析。传统的商用化的半导体气体传感器的稳定性、重复性差，且工作温度高、选择性差、灵敏度低以及受环境影响较大等缺陷严重阻碍了它的发展。该产品通过新材料结合 MEMS 技术，大幅提升了气体传感器的响应灵敏度、选择性和稳定性，减小了传感芯片的功耗和尺寸，对 NO2 气体的检出限远低于国际标准限定值。

联系方式姓名：庄小东邮箱：

手机（座机）：

13、项目负责人：韩韬

项目名称电力开关设备在线温度监测系统技术领域先进制造与自动化-高性能、智能化仪器仪表-新型传感器成果简介基于声表面波无线无源传感理论，利用压电材料的正逆压电效应，采用声表面波谐振器件作为构成传感系统的核心敏感元件，研发了无线无源电力开关设备在线温度监测系统，解决了传感器的能量供给、信号传输、采集频次、使用寿命和使用环境的问题，实现了传感器的长期免维护。

针对传感器的温度特性和一致性问题，自主开发了基于有限元/边界元方法的器件仿真设计软件实现了器件的精确仿真。在核心敏感元件中采用了差动谐振器结构，温度敏感元件含有两个不同温度灵敏度的声表面波谐振器，实现了对使用环境中共模干扰的有效抑制。阅读器采用多数据融合的抗干扰算法，综合卡尔曼滤波、自适应门限及恒虚警技术，保证系统在电力复杂环境中的可靠读取。

技术指标：

1、测温范围：-40℃~+150℃;2、测温精度：±1℃。

研究团队研究团队专业从事基于声表面波的无线无源传感器及特种射频识别技术（RFID）的研发、应用、生产与销售。核心成员主要来自于上海交通大学、德国弗赖堡大学、日本千叶大学等诸多知名学府，包括多位教授、博士、IEEE 超声年会程序技术委员、IEEE Fellow 等国际著名学者。公司团队从事相关领域的研究超过 20 年，是国内少数具备从器件仿真设计、工艺加工、阅读系统开发、天线设计等完整全链条研发能力的团队。

知识产权公司目前已完成产品的研发与小规模试点，准备申请相关知识产权以支持产业化发展。

技术先进性相对传统电力开关设备在线温度监测系统，项目产品具有如下竞争优势：

1 相对于电池类传感器，传感器端无需电源，传感器可耐受极端工况环境，从而使传感器的长期免维护成为可能，极大地减少了后期的维护工作量和因维护而带来的停电问题。

2 相对于红外传感器，可直接测量发热部位和无法目视观察的封闭设备内部接点，反映设备真实的运行情况，使预警更及时，同时不改变原有的安装工艺。

3 相对于采用半导体技术的无线传感器，兼容多种浇筑工艺，可实现与传感器部件的一体化融合，实现电力开关设备出厂即具备温度测量功能。

技术成熟度阶段：□研发 □中试√小批量生产□产业化样机：√有 □无其他补充说明：

市场应用前景若配电设备触头接触不良，接触电阻增大将导致接触部位发热，持续发热和环境共同作用使材料表面氧化，会进一步增加接触不良，长久积累后极易引起设备损坏、燃烧甚至爆炸，造成严重的安全生产事故。

国家电网自 2019 年开始重点推动泛在物联网的升级建设工作，高危节点在线监测将成为强制标准，无线无源技术被认可为最佳的解决方案。

国家电网和南方电网每年采购大约 1000 亿元各类电压等级开关柜，大型开关柜生产商愿意支付 3%—5%的价格用于声表面波温度监测系统；许继电气等中国排名前十的生产商，每年产能超过 50 万台；同时，国家电网和南方电网每年新增与报废的开关柜超过 100 万

台；每年至少有 30 亿市场规模。

联系方式姓名：张晨睿邮箱：

手机（座机）：135 1212 8572