[转载]《求贤》“闭门造车”造出了精品“车”

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研发单位:天津市光电产业技术研究院、中科和光(天津)应用激光技术研究所有限公司

  研发成果:高精度非接触全自动红外热成像体温筛查系统

  研发效应:大面积人体精确测温。已经在云南驰宏、天津中德应用技术大学,以及中科院的空天院、软件所、计算所等单位应用

  随着复工复产的全面展开,机场、火车站等公共场所客流量开始加大。为了做好疫情防控,体温检测工作绝对不能马虎,要是能在短时间内实现大面积精确测量体温就太方便了。

  随着各地相继公布复课开学时间,学生每天进行体温检测成了必不可少的工作,尤其是在早晨入校时间,若是学生进入校门时在无接触、不停留的情况下就能瞬间测出体温就可以避免聚集。

  随着疫情防控形势开始缓解,加上春暖花开又与节假日重叠,市民出门踏青成为了重要休闲方式。同样,如果在短时间内实现大面积精确测量体温,就能避免在入园处扎堆测温带来的风险。

  近日,中科院空天信息创新研究院天津激光技术研发及产业化基地,就成功研发出高精度非接触全自动红外热成像体温筛查系统,可以应用于不同场所大面积人体精确测温,并已经在云南驰宏、天津中德应用技术大学、天津卷烟厂,以及中科院的空天院、软件所、计算所等单位应用,有效助力疫情防控和复工复产复课。

  天津市光电产业技术研究院院长、中科和光(天津)应用激光技术研究所有限公司总经理张志强博士正是研发这个系统的带头人。

  从大年初一开始,张志强就带领临时攻关小组在家中研发,仅用一个月就研发成功。回想起那一个月的日日夜夜,他毫不讳言地感慨道:“真的非常辛苦!”

  研发成果——精

  通常情况下,医用红外测温的国家标准是±0.3℃误差值,而张志强他们研发出的这项成果,经天津市计量监督检测科学研究院计量检定,测温精度达到±0.1℃。

  而除了高精度的优势外,这套系统还具有高速测温的效果。张志强说:“这套系统具有快速筛查视野内人体体表温度功能,可以设置报警阈值,能瞬间显示出被检测人员的体表温度,锁定发热个体,并发出警报。测温响应速度快,能在0.5秒内迅速排查视场内人群中多个高温个体,并同时以视频和图片的形式保存在计算机里。同时,由于该系统采用远距离非接触式、非打扰式测温方法,所以被检测人员无需停留、等待、摘口罩或者做出特定动作,即可完成体温检测,有效避免交叉感染。该系统具有快速安装、快速体温检测、快速群体检测、操作简单等优点,非常适合公共场所大面积人体精确测温。特别是随着返程期、开学期的到来,火车站、地铁出入口、公交车站、机场、学校、超市等公共场所都需要进行快速人体体温筛查。我相信,我们研发的这个系统将大有作为。”

  由中科院空天院与天津市东丽区政府合作共建的天津激光技术研发及产业化基地,主要从事激光和光电领域产业研发及成果转化,而该基地的运营实体公司——中科和光(天津)应用激光技术研究所有限公司,虽然已开展多项科技成果的转化工作,授权专利达30项,陆续实现了技术、产品定型和投放市场,但是在此之前,其研发方向主要集中于工业测温,对于人体测温还是首次尝试。

  研发工作——难

  跨专业研发加之疫情之下无法与团队进行面对面交流,给张志强的研发工作带来不小的难度。

  大年初一一早,张志强召集了研发基地包括1名博士、5名硕士在内的7位研发人员进行视频会议,宣布组成临时攻关小组进行红外热成像体温筛查系统的研发。虽然他们是有着十余年经验的精英团队,但是近乎于转行式的紧急研发任务,确也给张志强和他的团队带来不小的挑战。

  与人体测温±0.3℃的误差范围要求不同,工业测温的误差允许在±2℃范围内。此外,红外人体测温影响因素颇多,包括环境温度、物体反射率、镜头温度、电路的温度变化等,而工业测温不需要考虑这些因素。这些差别会直接影响数学模型的建立。作为算法工程师,张志强需要查阅大量文献,迅速建立数学模型,这是研发工作的第一关,也是至关重要的一关。因为只有建立了严谨正确的数学模型,软件工程师才能将其转化成计算机语言“写”到软件里,为硬件工程师提供模板,然后再将“接力棒”交到结构工程师手中。

  除了跨专业研究带来的专业性挑战外,疫情防控期间需要居家办公也为研发工作带来了阻力。其中,无法获得大量的体温样本就是他们要迈过的第一道坎,没有样本就无法进行数学模型的拟合。张志强发动亲朋好友为他提供体温数据,其他研发人员及其家人也齐上阵。于是,每天早、中、晚的固定时间,微信群里一个个体温测试数据就相继跳跃出来。

  研发速度——快

  由于是居家办公,为了保证研发进度和团队及时沟通,张志强与团队其他成员约定每晚9点准时进行视频会议,总结汇报一天的工作并对第二天的工作进行部署安排。与张志强一样,团队其他成员也是第一次尝试人体测温研究,研发过程中同样遇到了很多沟沟坎坎。大家利用视频会议的机会沟通、讨论、解决问题,而当所有问题一个个解决完、所有事项一件件安排完,关掉视频软件时,时针已经接近零点。

  “没有上下班的概念,除了睡觉和吃饭外,基本是把自己关在书房里搞研究,虽然能保证每天6小时的睡眠。但是,因为睡前还在想着工作的事,所以入睡之后还经常梦到建立数学模型。”张志强说。“这次真的是‘闭门造车’了,但我们造出的‘车’是精品‘车’。”

  1月25日,研发启动。

  2月25日,研发完成。

  3月6日,检测报告出炉。

  而今,红外热成像体温筛查系统不仅已在多地应用,而且相关成果已经形成论文投到国际核心期刊。

  张志强带领他的精英团队度过了一个忙碌而难忘的春节,现在,他们在为该系统的进一步优化而继续忙碌着。