面向曲面重构的切平面法矢方向调整算法

提出一种基于法向距离的法矢方向调整算法。主要思想是根据法向距离阈值,把散乱点划分为平坦点和非平坦点两种类型;根据其邻近点是否有不平坦点来采用不同的法矢传播方式而无需建立散乱点法矢的Riemannian图;并提出了两次最近距离和一次k近邻遍历法加快了法矢的传播速度。应用实验球、切牙、磨牙、怪兽和全口牙模5个不同点云数据进行了算法验证,对怪兽和全口牙模法矢传播过程中遇到的死锁问题,使用三次最近距离法给予了解决。     

基于法矢的散乱数据边界特征点自动提取算法

提出了一种基于翼边法矢的边界特征提取算法。在波前扩展算法中,采用了新的节点搜寻和波前更新方法,在波前扩展的同时计算波前边的两翼法矢夹角,根据网格边两翼法矢夹角识别出边界特征点。应用实例证明:该算法可行、有效,为复杂曲面特征曲线的构建奠定了基础。     

基于模板匹配的孔位与法矢检测算法

传统的基于边缘检测的孔位识别定位技术无法适用于网格状表面,因此提出一种基于模板匹配的孔位与法矢检测算法.给出利用2D激光采集被测表面三维点云的原理,采用改进型中值滤波算子去除孔边缘离群点,通过二值化将三维空间点云转换成二维平面点云,在二维平面内运用模板匹配方法与感兴趣区域(RO I)进行孔的识别与定位,并依据孔邻域点云间接计算出孔的位置和法矢.在模板匹配算法中,根据点云特征与给定的孔径自适应构造出孔的模板,保证了算法在倾斜平面和小曲率曲面上的适用性.通过实验对所提算法的有效性和精度进行了验证,实验结果表明孔位测量精度优于0.12 m m.     

基于三角网格模型的法矢及曲率估算

测量数据的微分几何属性估算是逆向工程中区域分割以及曲面拟合的基础,对逆向工程研究具有重要意义。首先根据三角网格模型中的顶点及其邻接点逼近二次曲面,并计算其第一、第二基本量,然后据此估算网格顶点的法失和曲率,最后利用OpenGL技术实现三角网格模型法矢和曲率的显示。     

基于三角片法矢调整的三角网格模型光顺

提出了一种新的三角网格模型光顺方法。首先,对模型中每个三角片的每个顶点,分别求出其一邻域内所有三角片与当前三角片法矢夹角的变化率。然后,根据这种变化率的不同,相应采用拉普拉斯算子或Kuwahara滤波算子对三角片法矢进行调整。最后,基于调整后的三角片法矢,调整模型中各顶点位置,实现三角网格模型的光顺处理。方法中的拉普拉斯算子,适合于对模型中的非尖锐特征区域的光顺,可以快速取得理想的整体光顺效果;而Kuwahara滤波算子则适合于对模型中的特征区域的法矢调整,能够在去除噪声的同时保留原有特征。另外,本文还提出了一种新的误差估计方法,通过计算模型光顺前后的近似间隙体积,可以得到较精确的模型光顺误差。实例表明,与传统方法相比,本文方法在获得理想光顺效果的同时,能充分保留甚至调整加强模型原有特征且光顺前后模型的变形很小。     

基于点云数据的曲面法矢检测方法

针对航空制造现场自动制孔存在的法向修正错误问题,提出一种基于点云数据的曲面法矢检测方法。通过激光旋转扫描获取曲面上圆周点云数据,利用平面拟合来获得曲面法矢;利用抛物柱面模型与球面模型进行仿真测试与误差分析。实验结果表明：曲面法矢检测误差随曲面曲率半径的增大而减小;对于飞机蒙皮等曲率半径较大的零件,本方法的制孔法向精度优于0.5°。     

基于混合插值的工业机器人关节轨迹规划算法

B样条曲线由于其多阶导数连续和局部支撑性的特点,被广泛用于工业机器人关节空间的轨迹规划。标准B样条在起止点位置存在导数值的突变,致使工业机器人在启动和停止时产生振动。提出一种采用高次多项式与B样条混合插值优化的方法,使机器人关节运动学参数连续无突变,在不增加机器人控制系统运行负担的情况下,能够使机器人运行更加平稳,改善了机器人的运行状态。     

利用点云数据的法矢及曲率估算

测量数据的微分几何属性估算是逆向工程中区域分割以及曲面拟合的基础,对逆向工程研究具有重要意义。简单介绍了基于坐标转换法的法矢和曲率估算方法;以迭代的方式对估算值进行优化,提高了点云法矢和曲率估算的精度;试验结果表明,迭代优化方法简单可行,能够计算出精确的结果。     

基于数据点正投影和曲面法矢的自由曲面造型

提出用控制自由曲面形状的数据点投影和曲面在数据点的法矢进行自由曲面造型的新思想。利用数据点的正投影 (二维坐标 )和曲面法线方向计算出数据点的三维坐标后 ,即可采用现有的自由曲面造型方法 ,如采用参数双三次样条曲面等自由曲面造型方法构造自由曲面。这种给定自由曲面数据的方法具有易于控制自由曲面形状、几何意义明显等优点     

基于激光测距的三维激光切割加工法矢获取系统

为提高激光加工中示教录返编程的精度和效率,克服原有系统在结构上的限制和操作上的不足,采用借机测量系统的概念,提出了基于激光测距的三维激光加工示教编程系统,通过保证三维曲面上点的精确测量来实现其所需加工信息的测量,并对三维曲面上自由轨迹的示教编程进行了详细的探讨。     

基于小范围搜索的虹膜定位方法

提出一种提高虹膜定位速度的方法.虹膜定位分为内定位和外定位2个方面:在内定位方面,首先建立一种基于形态学腐蚀、膨胀的去噪方法,有效地抑制了眼睫毛的干扰,提高了采用灰度投影法进行瞳孔中心粗定位的精度,缩小了精定位的搜索范围.然后使用sobel算子获取边缘图像,并利用粗定位数据和实际经验值设计了有效去除边缘噪声的方法.最后运用本文提出的基于"小范围搜索"的方法对虹膜内边缘进行精定位;在外定位方面,利用虹膜内边缘定位数据及虹膜库的先验知识,在有效去噪的基础上,仍可采用小范围搜索的方法定位虹膜外边缘.实验结果表明,本文提出的虹膜定位算法可快速准确地定位出虹膜内外边缘,减少了Hough算法及一些现行算法搜索的盲目性,且具有一定的抗干扰能力.     

基于注意力模型的人脸关键点检测算法

人脸关键点定位因受到表情、光照、姿态等的影响,常常会出现大的误差。为了准确地定位到人脸的关键点,提出了一种基于注意力模型的人脸关键点检测算法。先是利用可变型模型(DPM)算法检测出图片中的人脸区域,然后结合残差网络(ResNet)和收缩激励网络(SeNet)对该区域进行人脸关键点定位。实验结果表明,该算法在人脸数据集上获得了较高的准确率,证明了该算法的有效性。     

基于剩余率求解非标准作业车间调度问题逆序算法

为了克服现有效率算法、遗传算法和逆序算法等求解非标准作业车间调度问题时存在的不足 ,提出了一种新的逆序算法。将非标准作业车间调度问题进行数学描述 ,给出目标函数 ,针对非标准作业车间调度问题的复杂性 ,构造了一种基于剩余率函数的逆序调度算法 ,以确定出最佳的开工日期。与其他算法相比 ,该算法的复杂性更小 ,调度结果更优     

改进的激光快速成型自适应分层算法

激光快速成型技术中,截面轮廓数据的计算和处理是高效分层算法的关键环节.在分析基于有向加权图分层算法的基础上,提出了一种改进的快速自适应分层算法,即去掉原算法中耗时的建立有向加权图的过程,在保证轮廓精度的同时,删除冗余的结点数据,根据处理后的结点数据,直接计算满足最小台阶误差下一层的分层厚度,使得分层厚度随轮廓数据的改变成为可变的.实验数据表明,改进后的算法提高了轮廓数据处理的效率,较好的满足了激光快速成型制造技术对成型精度和实时性要求.     

基于遗传算法的喷漆机器人轨迹的二层规划

针对喷漆机器人的轨迹优化的复杂性,提出利用二层规划建模的方法,建立合适的数学模型,并应用遗传算法求解最优轨迹,通过MATLAB仿真,验证了该模型和算法的可行,有效.     

CRS型机械手的逆运动求解新算法

通过关节坐标的转换和旋转坐标系统的引入,给出了CRS机械手逆运动方程求解的一种新解析法,直接推导出各个关节转角变量的反三角公式,为机械手的运动优化和轨迹规划创造了条件.该算法避免大量的矩阵运算以及对计算结果取值范围的讨论,并且通过仿真分析证明了计算结果的正确性.除此之外,还通过真实的机械手验证了算法的优越性和合理性.     

应用自适应模拟退火和多分辨率搜索实现医学超声图像的拼接

为提高图像拼接的成功率,提出了一种基于自适应模拟退火和多分辨率搜索策略的图像自动拼接新方法。该新算法先自适应地选取配准区域,再以互信息为相似度评价标准,结合自适应模拟退火和多分辨率搜索策略的思想分别进行图像平移和旋转参数的全局优化和局部搜索,最后实现图像的拼接。通过对含噪声数字图像和医学超声图像进行的24次模拟拼接实验表明,该新算法较传统的多分辨率直接搜索法有精度高、速度快和抗噪声能力强的优点。由于结合了模拟退火算法的高精度和多分辨率搜索法的高效率,改进后的图像拼接算法将拼接成功率提高了12.5%,并将运算时间控制在可接受的范围内。     

基于自适应遗传算法的虚拟企业伙伴选择求解

针对虚拟企业合作伙伴的选择问题,根据虚拟企业的市场目标,采用层次分析算法确定评价因子的权重,然后建立多目标的虚拟企业伙伴选择优化模型.为简化模型,以最短的完工时间、最低的成本和最高的信誉度为目标.在遗传过程中对各个单目标进行排序选择,通过对交叉、变异算子进行自适应改进,采用最优保存策略迭代求出最佳合作伙伴及分配的具体工作量.通过与普通遗传算法的对比,仿真算例验证了改进后的算法的优越性.     

基于自适应蚁群算法的矩形件排样优化

蚁群算法是一种新型的进化算法,但它与其他进化算法一样也存在容易陷入局部搜索空间等缺陷。将蚁群算法引入到矩形零件的排样优化问题中,根据待排矩形零件面积和长宽比对每个蚂蚁节点赋予一定的初始信息量,同时对基本蚁群系统中的状态转移概率与信息素挥发因子做了适当改进,使其拥有自适应调节作用,从而有效的避免了蚂蚁长时间陷入局部搜索空间,使算法能在较短的时间内收敛到全局最优或近似最优解。最后两个实例表明,此算法用于求解矩形件排样问题是有效的。     

Optimization of measuring points for machine tool thermal error based on grey system theory

Optimization of thermal sensors’ placement on machine tools based on grey correlation model of grey system theory is studied. After optimization, the temperature variables in the thermal error’ model are reduced from 16 to 4. It greatly reduces the time for variable searching and modelling and meanwhile it eliminates the coupling problems among temperature variables, so the robustness of the model could be increased and the predicting precision of the model is enhanced. Consequently, the real-time error compensation would be more effective and convenient.