精密光电测量技术与仪器团队

团队简介

湖北工业大学精密光电测量技术与仪器团队重点针对机电产品的表面质量、跨尺度几何公差、三维形貌、涂层老化与金属腐蚀原位监测、新能源汽车电池、电控、飞机电子仪表性能检测等精密测量技术与仪器领域的重要问题，开展智能感知、光学成像与精密测量、光场调控、嵌入式测量仪器等方面的研究，在光电检测技术及精密仪器方向形成了鲜明的特色与优势。

团队固定人员共有9人，其中教授5人，包括教育部新世纪优秀人才、湖北省楚天学者特聘教授、湖北省杰出青年基金获得者，另有副教授、讲师、博士后研究员等科研人员组成。现有在读研究生45名。先后获得了国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金面上项目和青年项目、省科技厅重点项目的资助，具有从事精密光电测量及仪器研发的优异研究条件。

近五年，研究团队已在Optics Letters、Optics & Laser Technology、Applied Optics、Optics Communications、Chinese Optics Letters、物理学报、仪器仪表学报、光学学报等国内外著名学术刊物发表论文50余篇，其中多篇文章获得期刊优秀论文、编辑推荐Spotlight论文，出版著作3部。研究成果获得湖北省科技进步一等奖1项（第二单位）、湖北省科技进步二等奖1项 （第二单位）、湖北省科技进步三等奖2项（第二单位）。

成员介绍

负责人：

翟中生，教授、硕士生导师，湖北省科技厅重点项目评审专家，湖北省计量测试学会副秘书长，湖北省质量协会理事等。主要从事光学精密测量和激光微加工技术等方面研究。主持国家自然科学基金面上项目3项，主持完成省自然科学基金、教育厅重点项目、青年项目3项，主持横向项目8项，主持项目到账经费合计200万元，获湖北省科技进步二等奖1项。发表学术论文60篇，其中SCI收录论文15篇、EI（JA）收录论文20篇，授权发明专利20余项，出版著作1部。

成员：

主要科研成果及项目

1、获奖

2、国家级科研项目

团队照片展示

团队老师合影                           团队师生合影

科研成果

1.跨尺度表面质量检测与三维形貌测量技术及应用

针对跨尺度加工的在线监控和复杂加工面形的在线测量等精密测量领域的重要问题，从不同空间和时间尺度对表面形貌进行表征和研究，旨在发展从宏观到微观尺寸的高精度坐标测量方法，构建跨尺度复杂表面质量检测与三维形貌精密测量体系，有力推动现代精密仪器测量技术及仪器的实际应用与发展。采用机器视觉、光学成像、多波长干涉和机器学习等理论和方法应用于大尺寸空间、具有高亮、类镜面、透明表面以及其他无规则散射等复杂表面的质量检测与三维形貌测量，积极创建国内外领先的跨尺度复杂表面高精度三维视觉检测系统。本成果将为汽车、航空航天、光学测试、国防军工和精密零部件加工等行业提供快速、准确的检测手段，具有较高的应用价值和发展前景。

2.成果名称：光场调控技术及应用

主要针对精密加工加工系统对光束多参数控制的问题，采用可编程光学器件（液晶空间光调制器），结合波动光学和傅里叶光学理论，研究迭代算法，结合反馈控制技术，产生不同的数字全息图，对光束的幅值、相位、偏振态进行调控，实现光束形状、焦点数量、三维空间位置和能量分布准确控制，以及像差校正的功能，可以实现现有加工手段难以完成的高精密加工，在超快激光加工行业得到推广应用，取得较大的应用价值等，在信息存储、生物成像方面也有广阔的应用前景。

3.涂层老化与金属腐蚀监测系统

针对飞机等重要设备的防腐涂层老化的检测仍主要采用传统的人工目视或无损检测定期检查方式，存在自动化程度低、准确性差的不足，相比国外先进的原位在线监测技术，急需研究具有自主知识产权的腐蚀监测系统。研究的腐蚀监测仪应用现代腐蚀监测理论，采用对称式的差分电路传感信号处理方法，消除空间电磁噪声电流的干扰，保证弱电流激励下，准确获取涂层阻抗信息；采用先进的交流阻抗测量方法和先进的数据拟合方法，测量更准确。

研制的腐蚀速率实时监测仪应用电化学腐蚀原理，采用多阵列传感系统，结合先进的数据处理技术，能够实现腐蚀老化速率的实时监测。它通过交流阻抗技术与线性极化技术相结合，能够在高湿高盐的大气环境、碳钢涂层、金属表面等稳定工作。它具有坚固美观、操作简便等特点，可广泛运用于金属腐蚀控制研究和工业涂层腐蚀系统等在线监测。

4.电池性能测试系统

随着新能源汽车行业和储能行业的高速发展，电池的需求量得到大幅增长。针对现有电池检测设备精度差、电流响应慢、数据采集慢、能耗高、价格贵、系统稳定性能差、无法根据客户需求定制产品等问题，使用自适应滤波的恒压末端电流智能化控制方法，提高电流、电压控制精度；采用高性能多核控制器，结合HRPWM技术和CLA功能，提高控制精度和加快响应时间；采用双向三电平Buck-Boost技术 ，降低检测设备功耗，提高能效；智能多量程无扰动切换技术，实现不同电流量程下高精度要求；全桥DC-DC变换技术，实现深度放电，为高性能电池研究提供测试手段；智能监控软件系统架构先进，同一系统可实现低、中、高压(5V/60V/100V/200V/750V) 产品全覆盖控制，最快1ms数据记录。该成果可用于电池生产企业、新能源汽车厂商和科研单位。

5.平板玻璃缺陷全自动检测设备

显示产业是体现国家核心竞争力的重要产业，而平板玻璃是显示产品的必要配件；由于玻璃的透明性质，玻璃缺陷的检测具有挑战性，给高质量平板玻璃的生产带来困难。本项目运用物理光学原理，设计独特的光学照明方法，提高检测信号的信噪比；采用人工智能算法对玻璃缺陷进行检测、分类，实现跨尺度、多类型缺陷自动检测。本产品设备简单、成本低，易于整合到平板玻璃产线；预计量产价格为20万/台（同类竞品价格不低于100万/台）。

6.飞机电子设备性能测试仪表系列产品

主要针对飞机上仪表性能测试设备需要进行数字化更新换代的问题，采用信号采集和数字信号处理等相关理论，利用多功能的ARM核MCU技术为主，根据各类的工作原理，产生模拟测试信号，研制开发精度高、稳定性好、经济又轻便的数字式飞机电子设备性能测试仪表系列产品。主要包括：1）数字解调的精航向检测仪；2）发动机结冰试验机；3）发动机振动检测仪；4）无线电高度检查仪；5）油箱载油容量模拟器。