【仪光・焦点】热烈祝贺我院学子在“冯如杯”比赛中勇创佳绩

 

热烈祝贺我院学子

在“冯如杯”比赛中勇创佳绩

从芳菲四月到五月末梢，一年一度的“冯如杯”已接近尾声，优秀的获奖作品也被一一揭晓。本届“冯如杯”科技文化节中，我院学子积极参与，共有39项学术科技作品、123项创意论文、2项创业项目参加了竞赛。我院在学生学术科技作品竞赛中收获1项一等奖，4项二等奖，7项三等奖；创业大赛中收获一项银奖；创意大赛中收获4项二等奖，8项三等奖。

创业大赛

学术科技作品竞赛

下面就跟着官微君一起来看看本届比赛中我院脱颖而出的优秀作品。

1

一等奖：新型全景视觉系统

项目作者：

李思然（17系）  赵嘉珩（4系）  费心怡（21系）  左宗源（21系）  胡健宁（21系）

指导老师：

周震

项目简介：

为应对不断增加的全景光学环境信号需求，结合现有回转式、阵列式、鱼眼式拍摄方案的优缺点，项目新型全景视觉系统采用全新反射式成像原理，基于不同数量和面型的回转圆锥曲线反射面，通过自编写畸变还原算法得到全景视图。项目完全自主研发出一次反射、二次反射、三次反射三种不同的拍摄方案，意在保证环境投影全面的基础上，尽可能高地实现图像信息的精准还原。独立设计包括全向反射镜面型设定，畸变还原算法以机械结构设计改进等。此设计相较于已有解决方案，可获得变形小、半球视场成像，单摄像头、成本较低，无活动部件、可靠性更高的优点，在自编写的还原算法的处理下，得到实时图像还原，并具备较高的可移植性，可作为光学及位置传感器。

VR视角实时动态还原

现有成绩：

第六届仪器光电杯一等奖

二十六届冯如杯科技竞赛二等奖

二十七届冯如杯创业大赛银奖

二十七届冯如杯科技竞赛一等奖

第十届国际大学生iCAN创新创业大赛中国总赛区一等奖

2

二等奖：基于视线跟踪技术的人机交互设备

作者：刘帅军  刘祀浔  何程  齐启超

指导教师：许东

项目介绍：

本项目成功实现了基于视线追踪的人机交互设备。首先近红外光源照亮人脸，加了近红外滤光片的摄像头获取人脸部近红外图像。再用电脑对红外人脸图像进行人脸识别、脸部特征点定位、建立特征点到电脑屏幕坐标系的映射关系等过程实现对人实现方向的估计。

应用前景：

视线追踪技术许多领域都有广阔的应用前景，首先是在网页设计方面，网页热点图是根据使用者注视屏幕上每个区域的时长绘制出，颜色越深代表注视时间越长，网页设计人员可以据此改进设计方案，也可以用来合理设置网页广告的位置来提高广告被注视的时长。此外，视线追踪还能改变传统网页浏览方式，当使用者注视屏幕上方区域时，网页向上滚动，使用者注视屏幕下方区域时，网页可以向下滚动。最后，视线追踪也能改变传统的游戏操作方式，当使用者注视屏幕上、下、左、右的边界区域时，游戏界面也会分别向相应的方向移动。

3

二等奖：基于ROS平台的视觉SLAM系统

基于ROS平台的视觉SLAM系统

项目作者:刘祖欣  徐政奇  谢文韬  赵丛杨  石靖禹

指导老师:欧攀

环境感知一直是机器人领域一大重要问题，也是基本问题。SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)技术，即实时定位与地图构建系统可以很好的解决该问题。

本项目融合深度相机、激光雷达和编码器。利用深度相机，使用卡尔曼滤波融合编码器里程计数据，执行定位和建图功能。激光雷达视角范围广，用来辅助视觉传感器检测较远距离的障碍。当光线条件恶劣，激光雷达可以代替视觉传感器进行定位和地图构建。该冗余设计提高系统可靠性和稳定性，适应不同复杂地形。本项目可以实现自主路径规划和动态避障。

4

二等奖：基于数字散斑投影和2+1相移算法

的手持式三维成像系统

基于数字散斑投影和2+1相移算法的手持式三维成像系统

指导教师：姜宏志

作者：王宇  马煜华  马晓航  陈达  张佳敏

随着近年来数字技术的进展，实时三维形貌测量在制造、医学、计算机科学、国土安全和娱乐等领域发挥着越来越重要的作用。

本小组基于双目立体视觉系统，使用我们首创的匹配算法，由三步相移法改进的2+1相移算法快速解算相位值，并通过捕获所投射的数字散斑图找到双目摄像机的对应点，最终利用三角原理解算出三维点云信息。

相比于现在已经有的三维扫描系统，我们的算法需要采集的图片的数量更少，所以采集过程中，对微弱抖动的敏感度更低，更加适合于手持式三维成像系统。

点击本文末的阅读原文，即可查看该作品的哟。

5

虚拟眼镜试戴系统

项目作者：张来  周子惟  叶子沐  赵铠枫  高航

指导老师：周富强

本项目设计了一种虚拟眼镜试戴系统，其能够检测人脸特征点并根据人脸姿态进行有真实感的眼镜框试戴，弥补了传统线上无法切身体验佩戴效果的缺陷。

为了提高用户的虚拟试戴体验，我们基于OpenCV实现图像处理，首先对用户上传想要试戴的眼镜图片进行图像分割处理；然后在视频流中检测人脸特征点和头部旋转角度，进行分割后眼镜图像的仿射、透视变换处理，并根据检测到的人眼特征点进行对眼镜佩戴位置的定位，最后实现视频中虚拟眼镜的图像合成。

为了方便用户使用，本项目基于单目摄像头开发，使用拟合得到的人脸旋转角度，以及眼镜变换后宽度与原始长宽的比例关系来求解透视变换矩阵，给用户带来类似于戴着眼镜框“照镜子”的虚拟试戴体验。

6

家庭衣橱管理系统

家庭衣橱管理系统

作者陈天悦  方子林  侯军渝 指导老师 李旭东

随着计算机技术的普及和广泛应用，对于衣物、书籍等使用频率较高、数量较多的日常用品的摆放和整理问题，信息管理系统可以提供快捷和简明的解决方案。

项目分析目前现有的衣物信息管理系统存在的主要问题，结合广大潜在用户的实际诉求，在传统的信息管理系统的基础上，利用Qt Creator以及MySQL开发专用于家庭衣物管理的PC端软件，并增加了图像识别功能，旨在为用户提供管理收纳记录工具，解决手动录入信息过于繁琐的问题。

7

基于光纤阵列的实时光谱视频系统

基于光纤阵列的实时光谱视频系统

作者：马晓航  王宇  陈达  杨庆炎

指导教师：姜宏志

项目简介：

这种基于光纤阵列的实时光谱视频系统包含了实时成像光谱仪与适配软件Oflsv两大部分，本系统软硬件均为我们自己开发。其中实时成像光谱仪采用特制光纤阵列代替狭缝，使镜头收集的整个图像在光栅上一次性分光。省去了推扫成像所需的时间，真正实现实时光谱成像，由于使用更先进的凹面光栅作为分光元件，省去了准直镜和聚焦镜，仪器体型小巧；Oflsv带有我们编写的双镜头提高图像空间分辨率的图像处理算法，界面设计人性化。

8

遥控独轮小车

作者：张羽飞（一）  许珂  冯天轩  杨擎宇  刘东升  李大宇

项目简介：

独轮平衡小车以倒立摆原理、动量矩定理为理论依据，实现小车的直立平衡，前后行进和左右转弯。自主平衡的实现使独轮车的应用由有人操控领域拓展到无人操控领域，可以充分发挥独轮车灵活性高、对道路宽度要求低的优点，使其可作为独轮式云台在狭小空间进行作业。在未来，独轮平衡车可以作为轮式载具的新方案。

遥控独轮小车

9

基于惯性检测的同步仿生机械臂

基于惯性检测的同步仿生机械臂

作者：樊润泽

指导老师：张勇

项目简介：

本设计通过三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计与角度传感器相结合的方法检测人手臂姿态角，进而控制自己设计的仿生机械臂同步模仿人手臂的运动。三轴加速度计敏感重力加速度，三轴磁强计敏感地磁场，三轴陀螺仪敏感角速度，角度传感器敏感角度，四者数据相结合通过卡尔曼滤波做多传感器的数据融合结算出人手臂姿态角，而后通过串行通信的方式将数据传输给单片机，单片机通过相应算法解算出不同舵机的运动角度进而发出指令控制舵机运动，从而实现机械臂同步模仿人手臂动作。

应用前景：机械臂控制 人体姿态检测 人体动作捕捉 仿生机器人控制  步态规划

在这里，我们先用热烈的掌声贺喜他们得奖。

同时也祝愿大家，明年的得奖名单里，有你的名字！