3D软件在结构设计中的应用

通过对3D软件的功能和性能进行分析,并结合当前结构设计的特点,阐述了在工业结构设计中,使用3D设计软件对提高产品设计质量、可靠性和设计效率,缩短设计周期及降低结构设计成本等所起的作用.     

基于双目立体视觉的手持式线激光3D扫描方法

随着数字化技术的逐步普及,越来越多的形体通过3D扫描设备输入计算机,然后通过一系列操作转化为CAD模型.但由于价格、适用性、易用性等条件影响,现有的3D扫描设备不能满足许多用户的需求.研究线激光扫描与双目立体视觉法的集成,实现了一套简便的手持式3D扫描法;并利用摄影测量技术,建立固定于物体上的统一坐标系,以对齐不同角度下的扫描数据.详细介绍了相关原理,给出了一个复杂陶瓷模型的扫描实例,验证了这种方法的有效性.     

基于机器视觉的钨棒曲面缺陷检测方法

本文重点设计了一套基于机器视觉的钨棒曲面缺陷检测与分类方法,有效解决了钨棒曲面缺陷肉眼检测分类效率低、误检率高、容易漏检等问题。首先设计了钨棒图像采集平台,用于获取钨棒曲面图像;然后通过Gamma校正、Otsu-Canny算法、形态学闭运算等图像处理技术提取缺陷区域图像;接下来利用灰度共生矩阵计算缺陷区域图像的纹理特征参数;最终用SVM支持向量机对钨棒曲面缺陷进行分类预测。实验预测结果表明,该系统对钨棒曲面缺陷分类准确率可达93.33%,能够基本满足工业现场需求,具有较高推广价值。     

基于激光光散射层貌术的蓝宝石内部缺陷检测系统

蓝宝石是制作发光二极管(LED)衬底的基本材料,其质量直接影响高亮度LED衬底的晶片制造成品率,对于棒状蓝宝石晶体内部缺陷的检测定位能极大地降低生产成本,提高成品率。针对蓝宝石衬底加工要求,在机器视觉技术的基础上,利用LabVIEW及NI公司的图像采集卡和数据采集卡搭建了一个基于激光光散射层貌术的蓝宝石内部缺陷检测定位系统。系统利用高强度的线状激光照射下缺陷产生的光散射效应对蓝宝石晶体进行逐层扫描和图像采集,运用图像增强、图像分割及图像提取等图像处理手段对采集到的图像进行缺陷提取和分析,实现了对蓝宝石内部缺陷的检测和定位,具有很高的实时性和可视化效果。实验结果表明,该系统能有效地识别出蓝宝石晶体中的散射颗粒缺陷,并对其在棒状蓝宝石晶体深度方向上准确定位。     

基于三维激光扫描技术的电网数字化采集方法研究

为了实现电网的数字化管理,文中采用三维激光扫描技术对电网进行三维建模.该方法通过激光雷达测量多传感器系统,获取电力线路走廊内的大量高精度激光点云数据,经过滤波处理去除噪点,通过点云数据匹配电网各物件模型,从而生成输电线路三维效果图.该方法对于迅速构建三维杆塔模型,并服务于电网数字化管理平台建设具有重要意义.最终,文中根...     

浅谈基于点云数据的房屋三维建模

基于点云数据处理的三维重建技术突破了基于二维投影信息对目标物体建模在几何精度方面的瓶颈,重新构建出准确性更高、真实感更强的三维场景,可应用于工程项目的模拟仿真、规划、结构分析,或GIS展示、虚拟设计、场景还原等领域。因此,如何实现快速且自动化程度较高的真实再现三维模型的重建技术越来越多的受到人们的关注。     

浅谈基于点云数据的房屋三维建模

基于点云数据处理的三维重建技术突破了基于二维投影信息对目标物体建模在几何精度方面的瓶颈,重新构建出准确性更高、真实感更强的三维场景,可应用于工程项目的模拟仿真、规划、结构分析,或GIS展示、虚拟设计、场景还原等领域。因此,如何实现快速且自动化程度较高的真实再现三维模型的重建技术越来越多的受到人们的关注。     

基于结构光3D视觉的槟榔姿态识别与定位系统

枸杞槟榔的放料工序目前仍需工人手动完成,生产效率低且存在食品卫生问题。为了解决这个问题,设计了一种基于结构光3D视觉的槟榔姿态识别与定位系统。首先,由数字投影仪向槟榔投影蓝光正弦条纹,相机采集变形条纹图像后,通过计算机进行三维重建,获得高精度槟榔点云;然后,融合2D图像和3D点云信息,采用所提特征线法估计槟榔的姿态参数;最后,定位槟榔空腔中心并将其作为放料点,根据手眼标定将放料点坐标转换到机械臂基坐标系下,使机械臂自动放料。利用500个槟榔进行姿态识别与定位实验,并统计处理时间和分类准确率。实验结果表明,1个槟榔的处理时间为0.39～0.59 s。整体的识别准确率为95.6%。对放料点的定位误差在0.25 mm之内,低于放料要求的0.3 mm。所提方法能有效解决形状复杂且自由放置目标的姿态识别与定位问题,具有较高的定位精度以及良好的稳定性,满足实际生产要求。     

基于激光三维视觉的船舶靠泊动态监测技术

随着船舶运输业的不断发展,船舶趋向大型化,船舶靠泊风险增加,为了保证船舶靠泊更加安全、高效,有必要在码头配备靠泊监测系统。本文分析了船舶靠泊过程,研究了三维激光扫描仪工作原理和三维点云数据的处理方法,提出了基于激光三维视觉的船舶靠泊监测技术,提取船舶靠泊时船首、船尾相对码头的距离与速度等船舶动态靠泊参数,解决了以往点式激光靠泊监测系统寻找目标能力差的问题,增强了应对不同泊位、船型的适用性,实例验证表明此靠泊技术具有可行性和实用性,可为船舶靠泊提供安全保障。     

基于激光扫描的人脸三维重建方法

针对人脸三维重建,基于RGB 激光扫描系统,提出了一种彩色三维重建方法。首先,以直接标定的方法,建立了数码相机采样图片的像素坐标系与世界坐标系的映射关系;利用相机拍摄的三色激光照明下的标准色板图像,标定了数码相机对三原色的感光曲线,即建立了相机三原色记录值与标准值之间的关系。然后,以人脸为目标,提出了从获取扫描数据到进行三维重建的完整方法。最后,经迭代法匹配,输出为通用的三维模型格式,实现了人脸在毫米量级上的三维重建。该方法简化了标定过程,算法简单,系统造价低,可推广至各种物件的三维扫描重建。     

基于二维激光测距仪的三维模型配准研究

在自主移动机器人上安装二维激光测距仪和内置室内小型电机云台。将激光的平面信息和电机云台的高度信息结合构建一个三维模型。通过RANSAC算法从三维点云阵中提取平面。并在图像配准部分对四点算法与RANSAC算法法进行比较,实验结果分析出四点算法能大大的减少配准消耗时间和调高鲁棒性。     

直角反射式三维激光扫描技术

三维激光扫描作为激光的重要应用之一,其需求甚广,在许多领域都发挥着重要作用(如反向工程),具有其他同类三维扫描技术所无法比拟的精度和范围.但是,由于其制造技术复杂,性能要求极高,因此只有少数国家能够掌握.文中介绍了激光测距,以及通过激光测距实现三维扫描的原理,提出了一种新的激光控制技术--直角反射式三维激光扫描技术,并给出了一种基于此方法的三维扫描仪的设计方案.最后,分析了造成该方法误差的几方面原因.实验结果表明:直角反射式三维激光扫描技术能够有效地提高三维激光扫描仪的性能和精度,并且在一定程度上降低三维激光扫描仪的制造难度.     

基于3DMax及三维激光扫描的产品包装设计

在实际设计产品包装时,插补包装参数时存在空白,导致最终产品包装实体的密度数值过小,针对这一问题,研究一种基于3DMax及三维激光扫描的产品包装设计方法。以不同产品的使用环境为研究对象,使用3DMax增强产品包装元素组合度,采用三维激光扫描产品包装参数,设定一个插补参数,控制实际插补包装参数过程,结合多光子电离效应,在产品包装外部叠加一层纤维结构,最终完成对产品包装的设计。选定已知参数的实验仪器与三维扫描仪,搭建一个实验平台,分别采用三种传统产品包装设计方法与研究的产品包装设计方法进行对比实验,结果表明:研究的产品包装设计方法得到的包装实体密度数值最大,能够满足不同产品对密度的要求。     

基于头部运动轨迹和3D视觉的跌倒检测系统

为了实现自动识别人体跌倒行为的目的,采用深度摄像头同时获取彩色图像和深度图像,并对其进行校正;对深度图像采用背景差分法提取运动人体前景;利用彩色图像和深度图像的融合、肤色检测以及距离加权面积法进行头部的检测与定位;最后将头部运动速度作为判断跌倒的依据,对人体不同运动行为的头部速度进行采集,利用支持向量机对跌倒进行检测。以5个志愿者的步行、蹲下、坐下和跌倒等4类动作为实验样本,运用交叉比对确定最优化参数,最后采用本文提出的方法进行测试。实验结果表明,系统能够有效识别跌倒,总体识别率超过95％。其中,跌倒／步行行为分类识别率达100％;针对跌倒／蹲下和跌倒／坐下的系统平均识别率分别为94．4％和98．8％。     

线阵扫描三维成像激光雷达系统

针对小型智能机动平台对三维成像激光雷达小型化、低功耗、高精度、快速成像的特定应用要求,基于集成激光器阵列和APD探测阵列设计并实现了12元线阵扫描三维成像激光雷达系统;基于高速数字处理芯片和高精度时间间隔测量芯片实现了并行高精度激光脉冲飞行时间测量和实时数据处理和传输。详细描述了系统原理、组成部分以及实验结果。实验验证该系统激光脉冲重复频率大于10 kHz,垂直方向激光单元角度间隔小于2.5 mrad,近距离距离分辨率优于2.4 cm,测量数据统计标准差小于1,各通道一致性良好。在高速水平扫描转动平台驱动下实现了室内三维场景重构以及高塔大视场远距离目标探测成像实验。     

三维激光扫描技术下杂散光大数据预处理系统设计

杂散光的产生会降低图像对比度与信噪比,影响扫描测量结果准确性,基于此,提出三维激光扫描技术下杂散光大数据预处理系统.通过三维激光扫描系统原理与工作流程,分析杂散光点源透射比、双向散射分布函数与基本传输方程,建立6种杂散光传输路径模式;利用小数定标规范方法对三维激光数据做规范化处理,确定神经网络模型,将最速下降BP算法作...     

LiDAR-only 3D object detection based on spatial context

LiDAR-based 3D Object detection is one of the popular topics in recent years, and it is widely used in the fields of autonomous driving and robot controlling. However, due to the scanning pattern of LiDAR, the point clouds of objects at far distance are sparse and more difficult to be detected. To solve this problem, we propose a two-stage network based on spatial context information, named SC-RCNN (Spatial Context RCNN), for object detection in 3D point cloud scenes. SC-RCNN first uses a backbone with sparse convolutions and submanifold sparse convolutions to extract the voxel features of point scenes and generate a series of candidate boxes. For the sparsity of far-distance point clouds, we design the local grid point pooling (LGP Pooling) to extract features and spatial context information around candidate regions for subsequent box refinement. In addition, we propose the pyramid candidate box augmentation (PCB Augmentation) to expand the candidate boxes with a multi-scale style, enriching the feature encoding. The experimental results show that SC-RCNN significantly outperforms previous methods on KITTI dataset and Waymo dataset, and is particularly robust to the sparsity of point clouds.     

山地场景下3D射线跟踪的应用分析

山地场景海拔落差较大,地势起伏且遮挡多,传播环境复杂.与传统SPM传播模型相比,3D射线跟踪模型更好的反映了电磁传播的反射、绕射和衍射等场景,且模型参数也更加丰富,因此,会更准确合理.本文主要通过在云南某山地场景进行CW测试,使用3D射线跟踪传播模型进行模型校正并分析模型校准的结果,深入分析了在山地场景采用3D射线跟踪...