根据自治区科技厅《关于做好2023年度自治区科学技术奖提名工作的通知》要求，新疆维吾尔自治区计量测试研究院、中国计量科学研究院、深圳市中图仪器股份有限公司联合完成《影像式钢卷尺/直尺全自动标准装置的研制》创制的基于阵列相机的全自动多功能钢卷尺/直尺标准装置，形成了多种定位算法，实现了刻线的高精度定位，实现一“机”多能，可同时快速、准确、高效检测钢卷尺/直尺。项目成果取得了良好的经济社会效益，现推荐提名自治区科技进步奖三等奖，特进行公示。

所有参与单位和参与人员均对排名均无异议，按照《关于做好2023年度自治区科学技术奖提名工作的通知》的规定，现将有关信息进行公示，公示内容详见附件。

项目联系人：鲜青龙 0991-3191507

新疆维吾尔自治区市场监督管理局

2023年8月26日

附件：

项目名称：影像式钢卷尺/直尺全自动标准装置的研制

项目申报单位：新疆维吾尔自治区计量测试研究院、中国计量科学研究院、深圳市中图仪器股份有限公司

提名单位意见：对照自治区科技进步奖授奖条件，提名建议该项目为自治区科技进步奖三等奖。

一、项目简介

钢卷尺/直尺是一种常见的长度计量器具，广泛应用于石油石化、道路交通、建筑工程、产品质检等领域，其计量性能（示值误差）的准确可靠关系到安全防护、贸易结算等，因此对其进行检定或校准意义重大。传统检测方式需要人工对齐零位、加载砝码、收卷尺带、移动读数显微镜，对标准钢卷尺/三等金属标准金属线纹尺和被检钢卷尺/直尺在受检点处进行比较测量，人工记录数据，并进行钢卷尺/直尺的示值误差计算。显然，这种检测方式劳动强度较大、操作极不方便、检定效率低下、容易因人为读数引入误差，更无法进行数据自动存储，对后续出具证书带来许多不便。因此急需研制一套自动化程度高、劳动强度小、准确度高等优势的钢卷尺/直尺标准装置。

本项目来源于新疆计量测试研究院科技项目，研究起止时间为2014年4月至2019年7月。主要研究内容：1）基于阵列式机器视觉、光栅细分及并行采样技术，进行关键部件二维/三维设计、加工，研制全自动多功能钢卷尺/直尺标准装置，实现钢卷尺/直尺准确、快速测量。2）基于中值滤波去噪、Otsu图像阈值分割算法及二值图的形态学方法等实现对钢卷尺/直尺关键刻线边缘高精度识别，针对不同刻线特征设计刻线定位算法。3）基于双伺服电机PID控制原理，设计钢卷尺尺带自动卷收机构，收卷尺伺服电机能够协同运动，根据尺带反馈的拉力控制卷收尺的快慢，实现协同控制。4）开发一款基于编码器精确定位及自修正算法，实现钢卷尺尺带的精确定位及张力传感技术实现尺带拉力的自我感知和双步进电机控制的尺带张紧力的自动加载。5）基于“黑箱”理论对钢卷尺/直尺标准装置的标定方法进行研究，对影响标准装置准确度的误差来源进行分析、计算，建立钢卷尺/直尺示值误差不确定度评定模型。

主要技术指标：钢卷尺标准装置的最大允许误差为±（0.02+0.02L）mm，优于《JJG4-2015钢卷尺检定规程》规定主要检定设备要求的±（0.03+0.03L）mm；刚直尺标准装置的最大允许误差为±（0.02+0.01L）mm，优于《JJG1-1999钢直尺检定规程》规定主要检定设备要求的±（0.03+0.02L）mm。

项目输出成果：

1）规范3项：地方计量技术规范3项。

2）专利7项：实用新型专利授权4项，软件著作权3件。

3）论文15篇：其中SCI收录3篇，中文核心期刊4篇。

二、推广应用情况

此项成果主要应用于各类钢卷尺、钢直尺的日常检定工作，成功解决了钢卷尺/直尺传统检定方式存在的准确度不高、劳动强度大、效率低等客观难题。该成果的成功研制，不仅可面向全国计量系统推广，为全国各计量技术机构提供准确、可靠、稳定的数据支撑，保证量值传递与溯源的统一；更能够推广到钢卷尺/直尺生产企业，提升了产品质量，为产品的出厂检验做好技术保障，效率的提高节约了企业生产发展的时间、劳动成本，为企业可持续发展赢得先机、创造条件等。因此，该项目有较明确的市场定位及现实的市场推广价值。目前为止，以“基于视觉阵列式全自动多功能钢卷尺/直尺标准装置”为原型机，已经向延边朝鲜族自治州计量检定测试所、上海百缌特、吉林省智科科技有限公司、上海岛通应用科技有限公司、徐州重型机械有限公司、北京丹青瑞华科技有限公司、湖北德司计量仪器有限公司、上海宝信软件股份有限公司深圳分公司等地区推广应用该成果29台套，创造直接经济效益701.0526万元。

三、主要知识产权目录

（一）地方技术规范3项

1）《JJF（新）68-2021 一维、二维几何尺寸测量校准规范》[S].赵宏亮等

2）《JJF（浙）1129-2016钢直尺全自动检定仪校准规范》[S].马俊杰等

3）《JJF（新）67-2021 公路工程质量检测尺校准规范》[S].赵宏亮等

（二）实用新型专利授权4项；软件著作权3件

2.1 实用新型专利4项

1）万鸿飞、塔依尔.斯拉甫力、赵洪亮等；影像式钢卷尺或直尺全自动标准装置[P].中国专利：ZL201520224232.5  2015/7/22

2）万鸿飞、塔依尔.斯拉甫力、赵洪亮、王蕾等；影像式工作钢卷尺全自动标准装置[P].中国专利：ZL201520224233.X  2015/7/22

3）万鸿飞、塔依尔.斯拉甫力、赵宏亮、王蕾等；影像式标准钢卷尺全自动标准装置[P].中国专利：ZL201620202434.4  2016/8/3

4）陈源、邹功文、杨飞田、徐爱文等；一种通用型卷尺快速装夹收尺机构[P].中国专利：ZL201621186380.3  2017/8/22

2.2 软件著作权3项

1）万鸿飞、任水英、塔依尔.斯拉甫力、赵宏亮等；影像式工作钢卷尺检定软件V1.0 计算机软件著作权 登记号：2015SR109745  2015/6/18

2）万鸿飞、塔依尔.斯拉甫力、任水英、赵宏亮等；影像式标准钢卷尺钢直尺全自动检定软件V1.0 计算机软件著作权 登记号：2015SR089753  2015/5/25

3）万鸿飞、塔依尔.斯拉甫力、任水英、赵宏亮等；标准钢卷尺自动线纹检定软件V1.0 计算机软件著作权 登记号：2016SR196753  2016/7/28

（三）论文15篇

1）王鹏，赵宏亮等；Development and application of standard device for calibrating steel measuring tape based on machine vision，Appl. Sci. 2022, 12, 7262.

2）王鹏，塔依尔˙斯拉甫力等；影像式钢卷尺标准装置关键技术研究与试验，中国测试，2023年第49卷第6期

3）李加福，唐文彦等；Multilevel thresholding selection based on variational mode decomposition for image segmentation，Signal Processing 147 (2018) 80–91

4）王鹏，赵宏亮等；基于光栅尺技术钢直尺标准装置的研制与应用，计量与测试技术，202年第49卷第10期

5）李加福，唐文彦等；A multilevel color image thresholding scheme based on minimum cross entropy and alternating direction method of multipliers，Optik (2019)

6）王鹏，赵志方等；基于图像识别技术全自动钢卷尺标准装置的设计与试验，计量与测试技术，2022年第49卷第8期

7）万鸿飞，罗宁；钢卷尺全自动检测方法的讨论，计量与测试技术，2017年第44卷第3期

8）王蕾，万鸿飞； 钢卷尺全自动检测装置视觉技术与系统  计量与测试技术，2017年第44卷第2期

9）王鹏；光栅尺应用于活塞式气体流量标准装置及其性能试验，计量与测试技术， 2016 年第43卷第4期

10）万鸿飞，赵宏亮；工作钢卷尺全自动标准装置的研制，工业计量，2016年S2

11）万鸿飞，赵宏亮；影像式钢卷尺_直尺全自动检测装置的研制，计量与测试技术，2017 年第44 卷第2期

12）古丽尼沙；浅谈测深钢卷尺的检定及正确使用，中国测试，2021年增刊第1期

13）王鹏，赵宏亮等；基于激光跟踪仪校准检测尺垂直度示值误差的方法研究与试验，中国测试，2022年第48卷第12期

14）万鸿飞，王蕾；影像式钢卷尺\直尺全自动检测装置的研制，计量学报，2015年第36卷第6A期

15）孙震疆，王鹏；基于尺寸测量法检定钟罩标准容积，计量与测试技术，2020年第47卷第11期

四、主要完成人情况

五、主要完成单位及创新推广贡献

六、完成人合作关系说明

本项目所有完成人均为新疆维吾尔自治区计量测试研究院、中国计量科学研究院、深圳市中图仪器股份有限公司各个单位的研究团队科技研究骨干。项目研究涉及力学、电学、物理、化学、数据统计分析、检验检测、风险分析等众多学科。

项目第一完成人新疆维吾尔自治区计量测试研究院作为项目主持单位、第一完成单位及提名书申报单位，负责项目总体协调、总体技术路线把控、全部研发工作及试验大数据分析工作，对项目中取得的全部创新点均作出了重要贡献；中国计量科学研究院负责对该项目的理论创新、研发、试验及应用推广工作，为项目多个理论、技术创新做出贡献，完成理论创新，实验方案制定等；深圳市中图仪器股份有限公司负责对该项目的总体设计，负责对该项目的零部件设计和关键部件的选型等，发现研究与应用中存在的问题，负责对存在问题原因进行分析，提出解决问题的方法及意见。

七、知情同意证明

提名成果主要完成单位、人员对本成果其他主要完成人员名单及排名知情并无异议，各自论文、论著、专利等涉及知识产权的内容同意被提名成果使用，并不在其他成果中重复使用；提名成果中作为主要技术支撑材料的论文、论著、发明专利等不涉及知识产权权属争议。