生物3D打印装置及打印模型形貌检测

为了能够实时观测生物3D打印全过程,并对打印模型的形貌进行检测及重建,设计集成式生物3D打印机检测系统. 通过开发具备视频监测功能的打印喷头,实现对打印模型的在线检测. 采用色散共焦位移测量技术,通过对打印模型X、Y轴的位置信息及Z轴的高度信息进行扫描得到测量数据,并结合MountainsMap实现打印模型的形貌重建. 使用LabVIEW完成上位机操作系统的设计,建立G-code与打印模型的映射关系,实现打印轨迹的可视化,确保在程序运行到当前代码段时打印模型的准确性. 通过实验验证生物3D打印机的在线检测功能,对网格状及凸台模型的表面进行形貌检测,结果表明检测系统能够实现对打印模型的形貌检测. 打印模型表面形貌特征的可视化数据为构建精准打印模型提供数据支持,计算机视觉技术为高精度生物3D打印提供有效的检测手段.     

工件3D扫描自动检测

基于主动式结构光的自动3D扫描,获取3D点云数据。设计的系统包括相机标定、3D点云数据获取和处理、STL扫描件与CAD设计模型的自动定位对齐以及自动比较检测。实验结果显示准确率达到98%。     

柱坐标式FDM 3D打印机的研制

针对基于笛卡儿坐标系的熔融沉积成型(fused deposition molding,FDM)3D打印机打印旋转体精度低,且速度慢等问题,设计开发了一种基于柱坐标系的FDM 3D打印机.其成型原理和机械结构都借鉴了传统的FDM 3D打印机,并在此基础上将基于笛卡儿坐标系的运动方式改为基于柱坐标系的运动方式.相较于传统FDM 3D打印机,在使用相同的硬件(包括电机、喷头、打印丝材)配置情况下,该设备打印旋转体模型时可以实现更高的打印精度,在某些情况下可以实现更快的打印速度.     

傅立叶变换红外光谱仪的新功能扩展设计

为了完善傅立叶变换红外光谱仪的功能.根据不同的被测红外探测器,在原傅立叶变换红外光谱仪的基础上增加前置放大电路、滤波电路、A/D转换电路和另一台计算机进行扩展设计,搭建了一套测量红外探测器光谱响应的测试系统.测量结果表明此测试系统扫描速度为0.2 cm/s,光谱范围是2.5～25 μm,波数分辨率为4 cm-1,杂散光小于0.3%,波数精度可以达到0.01 cm-1.     

手持式三维激光扫描仪FARO~ Scanner Freestyle3D上市

<正>美国FARO公司推出全新的FARO~Scanner Freestyle3D激光扫描仪,可应用于建筑、工程和建造、执法等领域。Freestyle3D扫描仪配备有1台Microsoft Surface~(TM)平板电脑,通过允许用户查看所捕捉的点云,实现实时可视化扫描。其最远扫描距离达3m,每秒可捕捉8.8万个点,扫描精度超过     

船用3D激光扫描仪

美国图形核心系统船舶服务公司（GKS）推出了船用3D激光扫描仪。船用3D扫描也称为远程扫描。是一种收集高密度的3D数据，建立如远洋船、海上平台、船舶系统、仿古船和其它大型结构及内外部复杂实体的陆基扫描方法。     

排爆作业机器人嵌入式半物理仿真系统

针对排爆机器人的作业需求,开发了一套由嵌入式系统及3D仿真平台组成的半物理仿真系统,对排爆机器人的典型操作任务——危险物探测、爆炸物处理等任务进行仿真实验.采用单片机开发排爆机器人的嵌入式控制系统,运行实际的轨迹规划与控制算法,并按真实的时序产生控制指令;采用VC和OSG软件开发3D实时仿真平台,该平台由动力学模型、系统3D几何模型、双目相机模型、传感器模型等组成,在一台PC机上运行;将嵌入式控制系统与3D仿真平台集成,进行典型工况的闭环控制仿真.仿真结果表明了该系统的有效性.     

三维激光人体头部扫描技术的研究

介绍了快速3D激光人体头部扫描的原理及装置，从计算机软件和硬件两方面详细讨论了实现三维快速扫描的关键技术，给出了视频分离器的实现原理图以及数据采集卡的实现框图，最后详细讨论了数据处理的实现算法，完成了系统总体设计．     

对称六相与三相PMSM串联系统的解耦控制

针对单逆变器驱动的对称六相永磁同步电机（PMSM）与三相PMSM串联系统,通过解耦变换将控制电流变换到由3个互相垂直的子空间组成的静止坐标系中,六相电机和三相电机分别由第一子空间和第二子空间的电流量控制。通过旋转变换将模型转换到旋转坐标系下,采用矢量控制策略实现了串联系统中两台电机的独立控制和解耦运行。实验结果表明,对称六相串联三相PMSM系统可以实现平稳运行,两台电机的动态响应迅速,转速和转矩互不影响。     

三维视觉扫描系统坐标基准的研究

从理论上分析和研究了三维视觉扫描系统的坐标基准建立了系统扫描全过程的数学模型推导出了普通的非正交传感器坐标系与笛卡尔世界坐标系之间的关系以及系统自动,在线外部标定的坐标变换矩阵。     

利用OpenGL实现屏幕坐标与世界坐标的相互变换

屏幕坐标是二维坐标,世界坐标是三维坐标,在计算机图形处理中,两坐标系间的相互变换是必不可少的。OpenGL是近年发展起来的一个性能卓越的三维图形工业标准,有着强大的图形功能和良好的跨平台移植能力。利用OpenGL的成像原理以及深度缓存信息技术,实现了屏幕坐标系与世界坐标系间的变换算法,具有通用性,已应用于建立虚拟腧穴三维模型的研究课题中。经验证,算法简单快捷,达到课题对于坐标变换算法的速度、精度的要求。     

三维地质模型可视化中直接三维交互的实现

人机交互是可视化系统中不可缺少的组成部分，三维交互的技术关键是建立屏幕二维坐标与三维空间坐标的对应关系．基于改进三棱柱3D地质模型，在其可视化过程中采用几何变换方法，并借鉴OpenGL的选择、反馈等技术，实现了矿床地质模型的直接三维交互操作，提高了3D地质建模软件的易用性与灵活性．     

Modeling of a Linear Scanning 3D Vision Coordinate Measurement System

0INTRODUCTION~Withthedevelopmentofmodernindustryandscientifictechnology,theneedtomeasuretLhefree-formsurfaceswithcomplexfeaturesandlargepartswithhighprecisionandspeedisincreasing.Moreandmoreattentionhasbeengiventothedevelopmentofahighaccuracyandthroughout3DvisioncoordinatemeasurementsystemsinceamechanicalCMMissufferingfromtLhelicestofspeed.MuchearlyworkwasdonebysomeresearchersoutsideofChi..['-4),butmostOftheirmodelingmethodsarebasedonthe"pinholecameramedel",oronlysinglehosscanningisres…     

基于无人机航拍序列的建筑三维模型重建

近年来,随着计算机技术的快速发展和装备高清相机的四旋翼无人机的普及,基于被动视觉法的建筑物三维重建逐渐成为计算机视觉和图形学领域的热点。然而,现有的被动视觉法针对建筑建模时存在耗时长、局部细节重建效果差等问题。针对这些不足,提出一种基于无人机航拍序列的建筑三维模型重建方法。首先,利用运动恢复结构的方法,对无人机针对目标建筑航拍采集的照片序列恢复建筑周边场景的稀疏点云;同时,采用RANSAC方法,提取地面和建筑立面;进而对点云进行聚类,以提取出构成建筑的稀疏点云,再依据建筑稀疏点云得到建筑的柱状模型;最后,对该模型进行平整化处理,得到保持建筑顶部轮廓细节的三维模型。实验结果表明,利用所提方法可以快速得到建筑的三维模型,同时能较好地保持建筑顶部的轮廓细节。     

基于非线性最小二乘算法的点云坐标转换研究

三维激光扫描作为测绘领域的一项高新技术,具有高效率、高精度等优点,但其获取的数据是相对于系统内部坐标系存在的．通过试验,获取某一高边坡的多站扫描数据,同时使用无协作目标全站仪测量站点和标靶的空间坐标,在MATLAB中编程,实现非线性最小二乘算法,完成了扫描坐标向空间坐标的大欧拉角转换．根据转换后两种坐标的较差,近似求取转换的点位误差．可见,该方法对坐标转换具有一定的适用性．点云数据标靶中心的精确提取和全站仪对标靶中心的精确测量是完成坐标精确转换的关键．     

旋转刀盘母面成形的弧齿线圆柱齿轮数学建模

将空间啮合理论用于齿轮的齿面数学方程推导,建立了可用于理论分析的采用旋转刀盘为成形母面的弧齿线圆柱齿轮齿面数学方程.通过观察分析齿轮加工中刀盘与齿胚的运动关系,将弧齿线圆柱齿轮齿面分割为3个主要构成曲面,建立了加工过程中的动态与静态坐标系,依据曲面包络理论建立工作曲面的曲面数学方程,根据坐标转换关系建立了齿底和齿根曲面方程;在此基础上建立齿面方程.输出齿面的点云数据,通过逆向工程拟合取得可用于编辑裁剪的齿轮曲面,再根据曲面之间的关系裁剪曲面,最终生成齿轮3D模型实体.此方法建立了精确的弧齿线圆柱齿轮3D模型,并且与采用模拟加工方法生成的模型一致,为精确地进行有限元分析提供了基础;而由此方法获得的曲面方程可用于对弧齿线圆柱齿轮的理论分析.     

精密加工中圆柱度在机检测关键技术

为了保证零件加工精度和提高生产率,在数控加工中心中采用触发式零件检测测头对被加工件的圆柱面进行在机检测,并利用数据读取程序从数控系统内部提取被检测点坐标信息,在计算机内部完成圆柱度误差的计算,克服了零件检测测头自带宏程序无法对圆柱等被测特征进行误差运算的局限性;并且检测数据存储于计算机内,不再受数控系统内存小及运算速度慢的限制.该在机检测圆柱度方法在数控镗铣床DPH50上进行了验证并与三坐标测量机的检测结果进行对比,验证结果良好,已经应用于某研究所关键零件的圆柱度误差检测中.     

基于激光线扫描的双目立体视觉测量方法研究

为实现工业中汽车、飞机、骨骼和模具外形等物体的三维重建,介绍了基于激光线扫描的双目立体视觉三维测量系统.2个摄像机同时摄取一个扫描激光光条图像,经过图像预处理、光条特征点提取、图像匹配,利用视差计算出光条上所有点的坐标值,即光条处物体的三维信息.通过坐标系之间的转换把各光条统一到同一世界坐标系下,得到整个物体的三维重建.利用该系统对一标定块进行测量,空间距离误差小于0.1 mm,并对鼠标进行扫描测量,得到其表面的三维数据,基本满足逆向工程的要求.     

数字图像系统水泥水化计算机模拟(Ⅰ)

基于数字图像处理为基础的水泥水化模型—CEMHYD3D代表了当今世界水泥水化的计算机模拟的最先进的技术之一。本文以CEMHYD3D为背景,从二维图像的相关水泥参数的获取和水泥微结构的三维重建阐述水泥水化的计算机的模拟技术。