曲面直接插补和组合曲面的自适应加工

为了提高组合曲面的加工精度和效率，本文论述了曲面直接插补算法和组合自由曲面的混合数控加方法，提出了曲面自适应三角化方法和沿曲面／曲线交线自适应步长加工，这些自适应策略可大大强混合数控加工方法加工组合曲面的能力。     

基于闭环理论的自由曲面测量与实时重构

寻求更优的测量方法和更精确的重构模式一直是逆向工程中的研究重点。基此,对具有自由曲面特征的产品逆向,提出一种自适应测量、实时重构和在线评价的方法。依据几何特性,测量实物外形并用高次Bézier曲线拟合,微分推演探测点及矢量,指导三坐标测量机CMM（Coordinate Measuring Machining）自适应探测完整实物点云;借助非均匀B-spline架构曲面模型,基于扫描网格和实物特征从以上重构的曲面上抽取关键检测点,在线引导CMM确定上述检测点在实物上的准确位置并评价已构曲面误差,若误差高于阀值就将检测点加入更新曲面,逐步提高直至满足几何精度,集成测→构→评→添的全闭环逆向过程,建立精确的实物数字化模型。实例验证表明,该方法可利用曲面的几何特性,让测点分布随曲面曲率变化而呈疏密变化,以获得高质量的原始数据点云,实时模型重构、在线评价并及时添加检测点修正模型,可完整表述曲面的几何信息,可使重构模型精度达微米级。     

数学模型已知的自由曲面数字化自适应采样

针对数学模型已知的自由曲面,依据质心概念推导出基于形状的采样算法.借助该算法不仅可产生在给定采样点总数条件下的自适应采样矩形拓扑网格,而且能确定在给定采样精度下的合理采样点数,从而实现自由曲面数字化采样的自适应规划.     

数字模型已知的自由曲面数字化自适应采样

针对数字模型已知的自由曲面、依据质心概念推导出基于形状的采样算法,借助该算法不仅可产生在给定采样点总数条件下的自适应采样矩形拓扑网络,而且能确定在给定采样精度下的合理采样点数,从而实现自由曲面数字化采样的自适应规划。     

步长自适应追踪法曲面求交技术的研究

对具有多种曲面特征的实体进行建模,必须对相邻的单面片进行拼接。传统曲面求交技术有很多缺陷,例如在求交精度、求交速度上不能同时满足要求。对此提出步长可自适应的追踪法进行曲面求交,将五次非均匀B样条作为拟合曲线,在求交过程中将追踪步长值与交线末端曲率相关联,可以使步长根据具体环境实时变化。限定精度阈值[ε]为0.001?mm,将曲面求交试验在自主研发的逆向系统Surface Reverse中进行,分别采用传统追踪法和基于步长自适应的追踪法进行曲面求交,结果表明,追踪步长可自适应的追踪法求取交线的计算量少、用时较短,且交线精度可达到μm级。这种相交算法稳定、准确且速度较快。     

织物模拟中的自适应网格剖分研究

本文提出一种在织物模拟中的动态网格剖分方法，针对传统模拟算法中因网格剖分固定和曲面整体网格均匀剖分造成模拟误差与计算耗费，分别从织物物理和几何角度出发，提出在动态模拟过程中的自适应的网格剖分方法。利用模拟过程中曲面片局部形变信息，对网格进行动态剖分与合并，有效提高了模拟效率。经实际应用表明：该算法具有模拟效率高、易于计算机实现等优点，特别在对非均匀形变物体模拟中，该算法从模拟效率和精度均得到满意结果。     

基于激光跟踪仪的风电叶片智能检测技术及应用

针对风电叶片检测,提出了采用海克斯康Leica激光跟踪仪与大尺寸曲面扫描测量技术的检测方案,并将该技术应用到实际项目中,案例分析表明,该检测系统易于操作,受现场环境的限制较小;同时测量方式具有较高的检测精度与检测效率,可以实现自由曲面叶片的智能检测.     

自由曲面非接触式测量路径规划及相关算法研究

针对研制的自由曲面非接触式测量系统的硬件组成工作原理，对CAD模型已知自由曲面零件的测点自适应布置，CAD模型未知曲面的测量路径规划测点数据处理算法进行了研究，计算机仿真和实验的结果验证了述算法的有效性。     

改进自适应滤波算法的电磁辐射检测仪设计

为了克服现有电磁辐射检测仪测量精度低的难题,基于改进的自适应滤波算法,设计了一种高精度电磁辐射检测仪.根据电磁辐射信号的特点,对自适应滤波算法进行改进;利用改进的滤波器对放大后的电磁信号进行自适应滤波处理,有效滤除电磁信号中的电磁噪声干扰,提高电磁辐射测量的精度;最后经过运算处理,通过液晶显示器显示信号强度.试验结果验证了该检测仪具有较高的精度,在工程应用方面具有重要价值.     

基于激光线扫描传感器的大自由曲面测量系统

大型自由曲面的测量对于逆向工程、产品质量检测等具有重要意义.基于激光线扫描传感器与可大范围运动的工业机器人手臂,提出了一种非接触、高效率的测量方法.论述了测量系统的原理与组成结构,研究了自由曲面的数据处理技术,着重分析了系统所采用的点云拼合方法.实验结果表明:该方法能够实现较高精度的测量,对大型自由曲面的测量效果也较为理想.     

机载LiDAR测量技术在输电运维中的应用

输电线路运维是输电管理的重要环节,传统输电线路巡检依靠人巡为主机巡为辅的作业模式,其巡线测量精度、准确率、时间周期长难以保证;当前机巡作业在一定程度上缓解了运维压力,解决输电线路通道大致情况的检查,但仍未实现树障的精确巡检,机载LiDAR技术的出现使得输电运维模式得以改善,其作为新兴测量手段使输电通道危险点精准测量检测成为可能,文章探讨了传统输电线路运维存在的工作效率、安全度及作业强度等问题,结合机载LiDAR的特点研究该技术在电力工程勘测成图及输电通道危险点检测分析领域技术实现流程与应用情况,研究激光点云数据快速处理与分类,实现对输电通道环境的及飞及测,探讨进一步提升运维应急抢险反应速度和隐患判定的精度,以减少运维人工巡线的投入,提高运维效率。     

阵面安装误差对相控阵雷达测角精度的影响

分析阵面安装误差对相控阵雷达测角精度的影响,对研究和设计高精度相控阵雷达非常重要。建立了相控阵雷达阵面安装误差测角精度误差模型,分别仿真分析了阵面倾角安装误差、阵面方位法向误差和阵面不水平度对相控阵雷达测角误差的影响。与理论公式相比,推导出的简约式用于计算阵面安装误差引起的测角误差分析时精度达0.001°量级,可以为相控阵雷达测角系统精度误差指标分配及测角精度超差问题分析定位提供快速、精确的理论依据和工程指导。     

超声波测风系统中自适应时延估计算法的研究

在时差法超声波测风系统中,风速的测量精度受到时间延迟估计精度、两超声波传感器的距离精度等的影响。在后者一定的情况下,测风精度对时延估计精度提出了更高的要求。对此,采用了一种基于权值检测的最小均方误差(LMS)自适应时延估计算法,从而实现了高精度时延估计。计算机仿真与实际测试表明:该算法的估计精度满足了所研制的超声波测风系统的设计要求,能够用于机场区域低空风场情况的监测。     

立式金属罐容积检定爬壁机器人的研制

针对传统油罐检定方法中,径向偏差测量精度低、操作危险、效率低等问题,研制一种小型的立式金属罐爬壁检定机器人。该机器人采用永磁吸附三轮式结构,测控系统以单片机89S51为核心,并配备多种传感器,实施有缆遥控操作。现场实验表明,该机器人自动化程度高,径向偏差测量准确,大幅度提高了油罐检定效率和检定精度。     

Weld-seam identification and model reconstruction of remanufacturing blade based on three-dimensional vision

Remanufacturing technique has been widely used for repairing the damaged regions of aero-engine blades. As the irregularity of weld-seam shape and uneven residual height pose great challenges for the subsequent precision grinding and polishing, it is necessary to use the high efficiency and precision measurement method to obtain a true and accurate weld-seam model, especially in the boundary areas. Therefore, a measurement approach for weld-seam identification and model reconstruction of the remanufacturing blade based on self-developed binocular vision system is presented in this work. The calculation of three-dimensional reconstruction and the complexity of subsequent point cloud processing were reduced by coarse positioning firstly, and then the weld-seam was located precisely by point cloud segmentation based on the region growth algorithm and point cloud normal filtering method. On this basis, a true weld-seam model with precise boundary was obtained. The average error of the boundary extracted by proposed method is about 0.263 mm lower than that of the traditional method. In addition, the B-spline surface was fitted according to the point cloud without weld-seam feature, and a theoretical machining model was obtained by cutting of B-spline surface along the weld-seam boundary. Furthermore, the results of verification experiment indicated that the smoothness error of machined blade surface was less than 0.025 mm and the machining error was less than 0.07 mm. This method has obvious advantages in calculation efficiency and reconstruction accuracy of theoretical machining model while compared with traditional measurement methods for the remanufacturing blade, which is beneficial to improve the machining quality and efficiency of the remanufacturing parts.     

基于时间序列模型的超声信号滤波算法研究

针对超声波测量油井液面深度系统中,现有降噪滤波算法复杂,效果差的缺点,提出了基于时间序列模型和新息卡尔曼滤波相结合的新方法。利用时间序列分析法对动液面测量系统建立ARMA模型;基于卡尔曼滤波实时在线消除随机噪声的特性,设计了新息自适应卡尔曼滤波算法,并结合ARIMA模型以消除模型误差,实现了基于时间序列系统模型对系统特征状态的最优估计目的。该新型滤波方法已经在油田现场测试和运用,测试结果表明,算法实时、高效,滤波效果好,精度高,能满足实际工程应用。     

一种钢轨动态轮廓数据校准方法研究

为减轻轨检车振动对车载视觉测量系统动态测量钢轨轮廓的不利影响,提出一种基于轮廓曲线特征点和最近点迭代算法ICP(Iterative Closest Point)的数据校准方法。通过识别动态轮廓曲线的特征点,完成数据初步校准,然后利用ICP算法确定初步校准数据与标准数据之间的变换矩阵,实现动态数据最终校准。最后通过实验模拟了振动对测量的影响。实验结果表明：在垂磨和侧磨测量点处,校准后数据与标准数据偏差值的标准差分别为0.088 mm、0.085 mm,取置信水平为0.99时,校正精度分别为±0.227 mm、±0.219 mm,该方法有较好的精度,可应用于工程测量。     

基于Excel全路线三维坐标计算与实现

利用Excel函数,实现了公路带断链处理的全路线中桩、边桩三维坐标的计算,在计算出各个待放样的点的三维坐标,为利用全站仪高精度、高效率的特点进行坐标放样提供了三维测设坐标,可大大地提高测设精度和效率。     

基于图像识别的航空滑油喷嘴流量试验台油位检测系统

考虑到使用静态容积法的航空滑油喷嘴流量试验台采用的磁致伸缩液位传感器在常温下具有较高的温度,但是温度高于常温时,会产生极大温度漂移无法保证试验系统的测量精度,本文将图像识别应用于航空滑油喷嘴流量测量系统中,对从喷嘴排出滑油体积进行自动识别,忽略掉温度变化、传感器精度等对测量精度的影响。通过图像滤波、分割、刻度数字识别、刻度线识别以及油位识别实现对油位的自动测量。通过实验方法与人工读数、磁致伸缩液位传感器读数以及温度补偿后的传感器读数进行对比。结果表明,使用图像识别技术的流量试验台的试验结果与真实值最为接近,能够有效提高检测的精度和效率,降低试验台成本和测试人员的工作量,其试验结果最为可靠。