露天爆破智能设计系统开发及应用

为了提高露天台阶爆破设计的规范化、便捷性，对露天台阶爆破设计系统进行了开发研究。以Visual C++为开发平台，软件采用MFC框架，结合OpenGL三维引擎开发技术，实现软件从底层自主开发生态的建立。通过现场工程实践应用表明爆破设计人员可以轻松通过本系统实现三维环境下的布孔设计和爆破网络设计以及精确的GPS布孔，并取得了良好的爆破效果，提高了台阶爆破的设计质量和设计速度。爆破智能设计系统能够实现矿山爆破设计的数字化、科学化、自动化和高效化，对于露天爆破具有十分重要的意义。     

焊缝表面缺陷激光扫描三维重构测量

为检测工件焊缝表面缺陷，采用点激光位移传感测距法和数据拟合技术进行焊缝表面缺陷检测试验研究. 首先采集缺陷表面轮廓数据点，利用高斯滤波对原始数据降噪处理. 再对处理后的数据点进行Delaunay三角剖分，使散乱点连接并结合其空间坐标重构出缺陷的三维模型. 结果表明，基于点激光位移传感测距技术及焊缝表面缺陷三维重构方法可以准确判断焊缝成形情况.     

考虑碳排放的子母穿梭车密集仓储系统复合作业三维路径规划

为提高子母穿梭车密集仓储系统运作效率,对系统的复合作业三维路径规划问题进行研究。为减少复合作业过程中出入库设备的碳排放量,在其复合作业三维路径规划中考虑了碳排放成本因素,在模型中引入温室气体单位税收成本,建立了考虑碳排放成本和设备作业时间的双目标调度优化模型。在求解该数学模型中,设计了混合智能水滴算法。实例研究表明,与智能水滴算法、布谷鸟算法相比,设计的混合智能水滴算法具有更好的全局搜索能力及更快的收敛速度,能够有效地降低复合作业设备的碳排放成本,优化三维空间路径,提高出入库效率。     

单线激光雷达与GNSS/INS的空间重构

为了解决多线激光雷达在三维空间重构任务中数据吞吐量过大导致运算负担过重以及扫描俯仰范围有限的问题,本文提出了一种利用单线激光雷达与惯性测量单元GNSS/INS相互结合的多站点扫描空间重构方案及相应解算方法。首先使用单线激光雷达扫描待测空间获取三维尺度信息,然后将点云数据与对应的任意方向的航向角相结合,再利用四元数姿态解算获取各站点扫描的点云图像。为提高计算效率,使用迭代最近点算法实现站点间点云配准时,对待匹配点云数据筛选并更新。实验结果表明在保留点云数字特征前提下,单线激光雷达与GNSS/INS系统能够提高76%的运算速率。本文提出的硬件方案和解算方法不但能够实现较高的配准精度,与多线激光雷达方案相比工程成本也得到显著下降。     

三维平行断层面定向技术在N-8-5丁斜18井中的应用

老油田为达到稳产目的,利用各种挖潜方式开采剩余油,其中开采断层附近的富集剩余油,是近年来常用挖潜方式之一。但是,由于需要在断层附近钻井施工,轨道控制难度较大,对造斜率、轨迹控制要求较高,通过纸上轨迹设计、实钻轨迹优化、轨迹变化预判等措施,在三维平行断层面井N-8-5丁斜18井的施工中,轨迹矢量中靶率100%。总结了好的做法和经验,对以后该类型井的施工有较大指导意义。     

固定翼机载激光雷达技术在电网基建工程中的应用

针对现有电网基建应用线路设计塔位频繁调整、工作量估计难和预算资金准确率低的问题,根据电力杆塔模型库,对电力杆塔模型、导地线模型进行三维重建,通过固定翼激光雷达获取的走廊地物、交叉跨越激光点,模拟线路在三维全景模型中的对应区域.结果表明,在电网基建线路设计过程中,通过高精度激光点云和高分辨率的影像数据能够为施工征地面积提供准确数据,为植被砍伐量分析、拆迁量分析统计提供科学依据.     

基于Inventor的高炉壳体吊装工艺仿真动画制作

是应用Inventor三维设计软件,以仿真动画形式呈现高炉壳体吊装施工工艺的一个应用实例。实现了在一个软件内同时完成零部件的结构分析、照片级渲染和仿真动画的制作,使得对零部件的建模、装配、分析、展示一气呵成。     

基于全介质超材料的波前控制器件

通过调制电磁波的相位和振幅可以达到控制电磁波的目的,为了实现超材料器件对电磁波的不同响应,利用仿真软件CST,设计了一系列基于全介质超材料的波前控制器件,包括电磁波偏转器件和聚焦透镜。通过引入不同的梯度相位差,达到调制折射电磁波偏转方向的目的,且当器件满足不同的相位分布时,透镜的焦点位置可以被定量调节。这些全介质超材料器件可通过3D打印技术快速制备,具备经济友好的特点,在微波成像系统和通信领域具有广泛的应用前景。