基于三维测量扫描线点云的表面重建

由结构光测量系统获得扫描线点云，通过剔除测量方向部分冗余数据点和插补扫描方向的稀疏数据，对物体表面原始三维数据密度进行适当调整。采用基于局部切平面簇的方法对调整后的数据点云进行表面重建，建立优化函数简化网格，并采用Loop细分法平滑网格，获得描述物体表面特征的重建表面。该方法解决了由扫描线点云重建物体表面的问题。     

3维数据的置信区间及异常数据的修复

3维测量是逆向工程设计的数据来源,为此提出了用弦矢量法确定3维数据的置信区间,并对异常数据进行修复。利用3维曲面上某点相邻的点,求出该点的两个互相垂直的弦矢量,由此,曲面上的一个矩形区域的数据就构成了两个弦矢量阵列。对不等间距的弦矢量阵列进行了校正。对两个等效弦矢量阵列进行概率统计分析,即可确定该测量数据的置信区间。根据该置信区间对异常数据进行了修正。最后对两个目标实物的测量数据进行了分析,结果表明该方法对异常数据的修复是非常有效的。     

基于体素数据造型与SolidWorks的三维重构算法的研究

根据浮力法测量到的正方体体素数据，经过数据排序等处理，排除冗余数据点，将整体数据分割成薄层数据，由VB软件调用SolidWorks2004构造实体模型，提取薄层截面轮廓线，在SolidWorks2004中实现实体表面顺滑，并最终重构出三维实体模型。     

工业CT图像轮廓数据提取研究

零件CT扫描设备在扫描过程中不可避免会产生大量冗余信息,导致获取的零件轮廓离散点数据存在噪声和冗余数据．使得特征点提取变得异常困难。传统轮廓数据点的提取和平滑除噪是采用不同方法分开进行的．这种方法可能会剔除有用的特征数据点数据和造成得到的边界点数据发生畸变和偏移。利用多尺度分析技术研究轮廓离散数据的处理,通过对原始轮廓离散数据曲率进行小波多波辨率分解,然后根据尺度间相关性来去除轮廓数据冗余信息和提取特征点,便于在随后的重建过程中实现更精确的表达,基于该方法开发的软件,在实际中应用,取得了良好的效果。     

一种基于最小二乘固定球法的多视点云拼合技术

为了得到复杂实物的完整测量数据,需要将不同视角下测得的点云统一到同一个坐标系下并进行数据融合。提出了一种基于最小二乘固定球法的多视点云拼合算法;采用拟合最小二乘球法获取球心坐标,然后用三点对齐法实现多视数据的坐标变换,最后用加权平均法去除两组点云中的冗余点实现两组数据的融合。利用UG/OPEN工具集将该拼合技术集成到UG中,应用实例证明了该技术的有效性和实用性。     

内燃机曲轴扭振数字化测量信号中畸点的处理

在内燃机扭振数字化测量中，由于各种原因会使采集数据中不可避免地存在数据异常点（畸点），常规的信号处理方法无法处理这类数据点。因此，探求判别畸点进而剔除畸点的方法是扭振信号处理中关键的一步。从扭振数字化测量的原理着手，推导了测量信号中畸点数据的判据，分析了畸点产生原因，并结合扭振数字化测量的硬件特点归纳了一套畸点处理方法。实际应用表明，该方法能有效判定和剔除采集数据中的畸点。     

基于蒙特卡洛方法的冗余传感器信号测量算法

核电厂从安全角度出发针对同一测量信号(温度、压力、流量等)往往设置了多个冗余传感器。为了减少操纵员工作负荷,如何规避测量误差、传输延时和传感器故障等因素影响,正确地将多个信号综合成一个最真实的信号进行显示和处理就显得尤为重要。设计的冗余传感器信号测量算法可根据信号数据质量计算其数据质量权重,然后利用蒙特卡洛方法根据测量信号的测量误差计算每个测量值的计算权重,综合考虑数据质量权重和测量误差权重后,通过对所有信号进行加权平均值计算得出最终的真实信号值。该算法可以有效地减小测量值同真实值之间的误差,并能够极大减小数据传输超时导致数据质量降级、传感器故障导致数据值偏差过大等因素对计算结果的影响,使得计算值尽量接近真实值。通过使用MATLAB对均值法、卡尔曼滤波法和冗余传感器信号测量算法进行比较,得出冗余传感器信号测量算法在有效性和准确性两方面都表现最为优越。     

基于逆向工程的数据精简方法研究

随着非接触式测量方式在逆向工程中的广泛应用,对其所获密集、散乱点云进行简化处理是后续建模等工作的必要前提.提出了一种改进的基于角度偏差迭代的点云简化方法,该方法应用于某汽车前梁冷冲模具的测量数据简化,精简了大量冗余数据和噪声数据,并完整地保留了其特征数据,提高了后续建模效率.     

工业CT图像轮廓数据提取研究

零件CT扫描设备在扫描过程中不可避免会产生大量冗余信息,导致获取的零件轮廓离散点数据存在噪声和冗余数据,使得特征点提取变得异常困难.传统轮廓数据点的提取和平滑除噪是采用不同方法分开进行的,这种传统方法可能会剔除有用的特征数据和造成得到的边界点数据发生畸变和偏移.利用多尺度分析技术研究轮廓离散数据的处理,通过对原始轮廓离散数据曲率进行小波多分辨率分解,然后根据尺度间相关性来去除轮廓数据冗余信息和提取特征点,便于在随后的重建过程中实现更精确的表达.基于该方法开发的软件,在实际应用中取得了良好的效果.     

通航船舶吃水实时检测系统数据处理方法研究

根据通航船舶吃水检测要求,研制了基于超声波传感器阵列的船舶动态吃水实时检测系统,获取了船底吃水的点云数据。分析点云数据突变点的分布特征和现场干扰因素,将异常数据分为2类。并提出将点云数据中值滤波算法应用于消除超声波传感器探测船底时"第1类异常数据"的干扰;针对"第2类异常数据"出现在船尾的特点,提出了最小二乘直线回归预测法消除船只螺旋浆尾流干扰。并采用现场实测数据,对算法进行了验证。现场实测表明,检测系统满足测量要求,采用的算法实用、有效。     

Accuracy improvement of point data reduction with sampling-based methods by Fuzzy logic-based decision-making

Modern 3D-digitization systems, which are employed by reverse engineering (RE), feature the ever-growing scanning speed, with the ability to generate large quantity of points in a unit of time. Generally speaking, that is advantageous for the quality and efficiency of RE modelling. However, huge number of point data, generated in the course of 3D-digitization, can turn into a serious practical problem, later on, when the CAD model is generated. Having this in mind substantial research effort has been focused towards development of methodologies for reduction of point data which is the result of 3D-digitization.The analysis of point data reduction using sampling methods revealed several problems among which the most prominent two are lack of feedback information on the effect of the reduction of a particular point data on the deviation of the resulting cross-sectional curve and insufficient efficiency of decision-making procedures.With this in mind, proposed in this article is an approach which is based on analysis of deviation (caused by point data reduction) and fuzzy logic-based decision-making. This approach significantly advances the quality of sampling-based point data reduction, which was demonstrated on comparative analysis of a obtained experimental results.     

基于扫描线的三维激光扫描数据精简算法

在曲面重构中,三维激光扫描线点云数据量过大,不利于计算、存储和曲面重构。通过分析角度偏差法和弦偏差法的工程适用特点,提出了同时基于角度偏差法和弦偏差法的改进型点云数据的直接精简方法,利用Matlab实现了对扫描线点云进行逐线精简。此外,介绍了一种基于二次曲面拟合的数据点曲率估算方法,并以颜色显示点云的曲率分布,计算结果显示了方法的有效性。     

冗余策略下的机械振动 WSN 高效可靠传输方法

针对大量机械振动无线传感器网络数据的传输过程中高延时和可靠性的问题,提出了冗余策略下的机械振动无线传感器网络高效可靠传输方法。首先分析对比了基于IEEE 802.15.4协议支持的ACK和Non-ACK的传输机制下的时间消耗,取消传输ACK应答帧带来的时间延时,保证大量机械振动数据的高效传输;然后提出了一种冗余策略下的数据可靠传输方法,采用部分冗余矩阵进行数据编码将机械振动原始数据在丢包率下进行数据扩展;最后,数据中心将收到的数据解码即可得到原始数据。实验结果表明,所提方法数据量经冗余编码后增加25%后,每轮传输延时可减少约3 s,传输能量消耗可降低约555 mJ,并能保证数据完整性。     

面向航空公司的发动机维修数据管理模型

为了对航空发动机维修数据进行有效管理,根据航空发动机维修数据具有多维性和演化性的特点,将其分为构型数据、对象相关数据和类相关数据。在引入航空发动机物理状态和单元体物理状态概念的基础上,给出了航空发动机构型数据管理模型,解决了数据冗余问题。针对航空发动机服务通告状态难以控制的问题,提出了以主要件为中心的服务通告状态控制模型。为了将航空发动机维修数据有机地组织在一起,在分析航空发动机生命周期的基础上,建立了航空发动机维修数据组织模型。将提出的模型应用于基于Web的航空发动机维修数据管理原型系统,并在某家大型航空公司进行了试用。结果表明提出的模型是有效的,能够满足航空公司的需求。     

基于VBA与OLE技术的卧式罐罐容表编制方法

利用VBA和OLE技术,在Excel中实现卧式罐罐容表自动编制过程,开发出实标罐容表处理程序,有效提高卧式罐实标数据的计算效率。为减小误差,根据罐容曲线对称性自动排查异常数据;采用三次样条插值法代替Lagrange插值来获得拟合函数,实现了有限数据点推导功能。通过实例分析和比较验证,该方法处理的罐容表数据扩展不确定度小于0.2%,证明该方法的有效性和高准确性。方法简单直观,可操作性强,具有很高的推广使用价值。     

基于C#的飞机疲劳试验实时预警系统设计

为满足飞机疲劳试验对试验数据实时监控的需求,采用C#语言开发了一套飞机疲劳试验实时预警系统。该系统以疲劳试验数据管理系统为基础,计算各测量点、各工况的平均值和标准差,通过多种方法设定预警阈值。该系统界面友好、功能完备,可实现疲劳试验数据的实时监控,能够及时发现异常试验数据,尽早发现结构损伤并采取有效措施,可以大幅降低维修成本、缩短维修周期。     

基于多描述子投票的飞机蒙皮局部扫描点云定位

为了提高数字化飞机蒙皮检测技术的效率,针对其中局部蒙皮和数字模型的对齐问题,提出了基于多描述子投票的飞机蒙皮局部扫描点云定位算法,采用基于测地距离的蒙皮面片选取方法,综合利用多种三维点云描述子的识别能力差异来确定数字模型上的定位区域,同时提出了投票点加权定位法来提高定位位置精度。根据对比实验结果和工程实例上的实际应用,得出结论如下：所提算法相比于基于单一描述子的定位方法定位准确率平均提高约37.5%;所提算法在实际工程中具有可行性。     

基于单一产品数据源和多色集的装配数据建模与组织

为解决航空发动机装配过程中的数据来源分散、冗余严重和模板更改出错的问题,首先基于单一产品数据源建立了任务驱动的装配BOM,给出了基于“草稿-模板-实例-序列化实例”4层递进结构和公用信息池的数据管理框架;然后根据装配流程中不同角色对数据组织的需求,建立了装配数据组织网络模型,用多色集理论来对模型进行数学描述,给出了装配数据组织的流程。在某企业的应用结果表明,该方法可降低数据冗余,提高数据组织效率。