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高精度小型化三維重建系統(tǒng)（Hi3D）采用被動式的重建算法為現(xiàn)實(shí)物體建立三維模型。該系統(tǒng)形成一套包含硬件系統(tǒng)、算法實(shí)現(xiàn)和交互界面的完整三維重建系統(tǒng)。拍攝時(shí)，Hi3D系統(tǒng)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動和相機(jī)，自動完成多視點(diǎn)圖像拍攝。算法部分包括相機(jī)標(biāo)定、深度初始化、立體匹配、點(diǎn)云優(yōu)化、網(wǎng)格化、上色，構(gòu)成一套完整的三維重建流程。該系統(tǒng)還具有友好的PC端用戶界面，具有高精度、小型化、全自動、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明公開了一種魯棒的大場景稠密三維重建方法。針對大場景圖像集具有尺度多變、角度不一、焦距不同和數(shù)量巨大等特點(diǎn)，首先尺度魯棒的選取每幅圖像的鄰居圖像，隨后利用DAISY特征和PatchMatch信息傳播框架精確快速計(jì)算每幅圖像的深度圖，然后利用圖像與鄰居圖像集的一致性優(yōu)化融合深度圖，最后利用重建三維點(diǎn)精度去除冗余點(diǎn)得到最終的三維模型。本發(fā)明方法步驟簡單、重建精度高、運(yùn)行速度快，容易在圖像級實(shí)現(xiàn)并行，能真實(shí)的還原場景模型，非常適合大場景三維重建。

成果簡介：激光掃描技術(shù)是一種嶄新的三維空間數(shù)據(jù)采集方法。相對于二維 影像，激光掃描所獲的三維點(diǎn)云具有精度高、密度大、信息豐富等優(yōu)勢，已 成為國內(nèi)外地理信息產(chǎn)業(yè)、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測等各種社會領(lǐng)域不可或缺的重要空間參考數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)所提供的全自動/半自動化功能覆蓋了從點(diǎn)云前 期處理（如瀏覽、分區(qū)、編輯、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換）、到點(diǎn)云分類（地形、道路、 植被、人造物體等）、特征（點(diǎn)、線、面、自定義）提取、直至最終三維場 景創(chuàng)建的全部數(shù)據(jù)流程。本系統(tǒng)所涉及的部分關(guān)鍵技術(shù)

面向機(jī)器人的智能視覺環(huán)境感知及三維場景重建? 面向機(jī)器人視覺的自然場景理解是近年來的研究熱點(diǎn)和重要挑戰(zhàn)之一，其目標(biāo)是對自然場景圖像及視頻的內(nèi)容作出有效分析、認(rèn)知與表達(dá)，目前相關(guān)理論和算法正處于初期探索階段。我們的研究成果表明，從場景視覺語義推理、場景目標(biāo)識別和場景行為模式檢測三個環(huán)節(jié)展開研究，有助于構(gòu)建自然場景理解的創(chuàng)新機(jī)制，進(jìn)一步開發(fā)機(jī)器人

主要研究內(nèi)容: 尿道狹窄發(fā)病率高，我國每年有約250萬新發(fā)病例。狹窄危害嚴(yán)重，但治療困難。即便在美國也同樣缺乏有效地治療手段，患者平均接受3.13次手術(shù)。針對這個世界性的難題，課題組歷時(shí)15年，在國家863計(jì)劃等基金的支持下：應(yīng)用口腔頰粘膜重建尿道，成功解決了兩類困難類型尿道狹窄的治療；創(chuàng)新手術(shù)方式，建立了尿道粘膜外翻吻合技術(shù)和背腹側(cè)聯(lián)合鑲嵌技術(shù)，顯著提高治療效果；研發(fā)出兩種新型聚氨酯材料，為以后泌尿外科的臨床運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 一、國內(nèi)首家開展頰粘膜尿道背側(cè)鑲嵌成形術(shù)和運(yùn)用頰粘膜修復(fù)干燥性龜頭炎所致尿道狹窄。 二、建立尿道粘膜外翻吻合術(shù)和尿道背腹側(cè)聯(lián)合鑲嵌成形術(shù)。 三、國際上率先研發(fā)出同時(shí)具備水性無毒及可降解的聚氨酯材料；國際上首次合成含雙季銨鹽的抗菌性能優(yōu)異的聚氨酯材料。 技術(shù)水平： 一、頰粘膜治療長段前尿道狹窄，治療效果國際領(lǐng)先；頰粘膜修復(fù)干燥性龜頭炎致尿道狹窄，為國內(nèi)首創(chuàng)，治療效果國際領(lǐng)先。 二、粘膜外翻技術(shù)國際上未見類似報(bào)告，歐洲泌尿外科秘書長Chapple高度評價(jià)該技術(shù)；國際上第二家開展尿道背腹側(cè)聯(lián)合鑲嵌成形術(shù)，但部位不同，效果國際領(lǐng)先。 三、兩種新型聚氨酯材料均為國際上率先研發(fā)，填補(bǔ)行業(yè)空白，獲2項(xiàng)國家發(fā)明專利。 推廣應(yīng)用情況及社會效益： 主編中華醫(yī)學(xué)會泌尿系損傷診治指南并在全國宣講，培訓(xùn)600余人次。多次舉辦各類培訓(xùn)班（中國泌尿外科青年醫(yī)師培訓(xùn)班等）和學(xué)術(shù)會議，并進(jìn)行手術(shù)演示推廣新技術(shù)，顯著提高國內(nèi)尿道狹窄治療水平。發(fā)表論文104篇（SCI15篇），獲國家發(fā)明專利2項(xiàng)。多次參加國際高水平會議交流，提高學(xué)科國際知名度。培養(yǎng)碩博士43名，為學(xué)科發(fā)展培養(yǎng)高水平人才。

1. 痛點(diǎn)問題 目前國內(nèi)外三維重建主要是采用“立體視覺法”、“激光掃描法”、“結(jié)構(gòu)光法”等的傳統(tǒng)方法，這些方法都需要特定的光源設(shè)備（如激光，紅外等），設(shè)備造價(jià)成本高，且對于鏡面、晶體等物體進(jìn)行三維重建時(shí)，還需要在重建物體表面進(jìn)行去反光、去透光的處理（如噴涂顯像劑等）才能進(jìn)行三維重建，存在重建效率低（一般需1小時(shí)以上）、成本高、難以普及等痛點(diǎn)。 2. 解決方案 本技術(shù)是基于局部的隱式可微體渲染方法，解決上述痛點(diǎn)問題，突破基于普通光源下鏡面、非鏡面、晶體等物體的三維重建，實(shí)現(xiàn)可應(yīng)用在多種領(lǐng)域，且低成本、高效率(全過程僅需10分鐘）、高精度、易普及的三維重建設(shè)備及應(yīng)用。 3. 合作需求 1）尋求資源對接，目標(biāo)合作領(lǐng)域?yàn)槿S重建相關(guān)領(lǐng)域，目標(biāo)合作企業(yè)為對三維重建應(yīng)用有需求的各行業(yè)； 2、孵化資源，產(chǎn)品化、市場化所需的資金。

一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動局部特征轉(zhuǎn)換的噪聲人臉超分辨率重建方法，包括對待重建的輸入低分辨率人臉 圖像和高、低分辨率訓(xùn)練集相應(yīng)劃分相互重疊的圖像塊;對于輸入低分辨率人臉圖像的每一個位置上的 圖像塊，分別從低分辨率人臉樣本圖像對應(yīng)位置的圖像塊中找出 K 個最近鄰的圖像塊，并對應(yīng)找出相應(yīng) 高分辨率人臉樣本圖像中的圖像塊，進(jìn)行去均值化;利用映射系數(shù)計(jì)算出各圖像塊相應(yīng)的高分辨率人臉 圖像塊，重構(gòu)出高分辨率人臉圖像，進(jìn)行迭代后處理。本發(fā)明解決了主成分分析無法捕獲處于高維流形 空間人臉特征的問題，利用局部流形的線性特性有效的進(jìn)行了噪聲人臉圖像的超分辨率重建，同時(shí)進(jìn)行 高分辨率圖像后處理，進(jìn)一步提高了重建結(jié)果的主、客觀圖像質(zhì)量。

本發(fā)明公開了一種基于聲學(xué)多普勒計(jì)程儀的水下地形匹配導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：多波束綜合多普勒計(jì)程 儀、差分全球定位系統(tǒng)、平臺羅經(jīng)、數(shù)據(jù)采集模塊和海底地形匹配模塊，多波束綜合多普勒計(jì)程儀、差 分全球定位系統(tǒng)、平臺羅經(jīng)、海底地形匹配模塊均與數(shù)據(jù)采集模塊相連。本發(fā)明多波束綜合多普勒計(jì)程 儀具有更多測點(diǎn)、全覆蓋、高精度的優(yōu)點(diǎn)，能更準(zhǔn)確全面地反映水下地形的起伏變化情況。將多波束綜 合多普勒計(jì)程儀與海底地形匹配模塊結(jié)合，形成本發(fā)明基于聲學(xué)多普勒計(jì)程儀的水下地形匹配導(dǎo)航系統(tǒng)。 相比于傳統(tǒng)的水下地形導(dǎo)航系統(tǒng)，本發(fā)明不受時(shí)間限制，在長時(shí)間航行過程中也可保證實(shí)時(shí)導(dǎo)航信息的 精確性。 

該項(xiàng)目是南京航空航天大學(xué)緊密跟蹤小型固定翼長航時(shí)無人機(jī)的國際先進(jìn)技術(shù)發(fā)展方向并瞄準(zhǔn)國內(nèi)外市場應(yīng)用需求進(jìn)行自主研發(fā)的，具有完全獨(dú)立的知識產(chǎn)權(quán)。 技術(shù)說明：1）全地形復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力：特別適合艦船、島礁、山區(qū)等狹小空間使用，定點(diǎn)精確起降，長航時(shí)巡航。2）技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：高抗風(fēng)性飛行器平臺設(shè)計(jì)技術(shù)，短距氣動彈射起飛技術(shù)，垂繩精確定點(diǎn)攔阻回收技術(shù)，精確飛行控制與引導(dǎo)技術(shù)，小型活塞式重油發(fā)動機(jī)技術(shù)。3）定制化設(shè)計(jì)：30kg~70kg起飛重量按需定制，無需定點(diǎn)起降時(shí)可選配車載滑跑起飛和傘降回收方式。

機(jī)器人在煤礦救援領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，但仍存在無法精確識別災(zāi)后環(huán)境、無法適應(yīng)井下復(fù)雜地形以及難以檢測、定位井下生命體等問題。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 柳佳樂 自動化18-2 2018-2022 劉浩峰 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)18-7 2018-2022 石少勇 測控技術(shù)與儀器18-2 2018-2022 欒廣鑫 電氣工程及其自動化18-5 2018-2022 李明晶 測控技術(shù)與儀器18-1 2018-2022 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 楊洪濤 機(jī)械工程學(xué)院 教授 精密測試技術(shù)、儀器精度理論及應(yīng)用、自動化測控系統(tǒng) 凌六一 電氣與信息工程學(xué)院 教授 智能信息處理、光電檢測及環(huán)境光譜探測技術(shù) 蘇樹智 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 副教授 人工智能、模式識別、機(jī)器視覺、信息融合、深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域 四、項(xiàng)目簡介 目前，機(jī)器人在煤礦救援領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，但仍存在無法精確識別災(zāi)后環(huán)境、無法適應(yīng)井下復(fù)雜地形以及難以檢測、定位井下生命體等問題。為此，本團(tuán)隊(duì)充分利用六足機(jī)器人高穩(wěn)定性和多地形適應(yīng)性的優(yōu)勢，應(yīng)用激光雷達(dá)、深度相機(jī)和其他輔助傳感器，設(shè)計(jì)仿生六足煤礦救援機(jī)器人，結(jié)合SLAM、A*、ROS等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井災(zāi)后局部復(fù)雜環(huán)境的三維地圖構(gòu)建、地形障礙物識別以及機(jī)器人自主路徑規(guī)劃。機(jī)器人所獲信息實(shí)時(shí)無線傳輸至上位機(jī)，幫助救援人員快速制定科學(xué)有效的救援方案。