逆向工程中逐层扫描数据的近似蒙面算法

论述了逆向工程CAD／CAM系统的概念，逆向工程中重构CAD模型的几个阶段。讨论了断层扫描数据重构中利用普通的蒙面法生成曲面和Piegel提出的关于逐层扫描数据B样条曲面拟合的近似蒙面算法存在的问题，给出了一种新的利用统一的节点矢量进行逐层扫描数据插值的近似蒙面算法。     

基于散乱点云数据的曲面重构方法

散乱点云的三维重构有广阔的应用前景,通用高效的重构算法是研究重点之一,目前大多采用三角面片重构,与通用CAD/CAM系统中的四边域重构不兼容。本文提出一种在三角域上对散乱点云数据进行NURBS曲面重构的方法,结合了三角面片重构的灵活性与NURBS曲面重构的通用性。首先对测量点     

基于泊松算法的徽派建筑构件点云的曲面重构

曲面重构软件存在操作复杂、交互定义太多、对输入数据要求过于严苛等问题,至今未得到广泛推广。本文选取了徽派建筑所特有的穿斗抬梁式木构架作为研究对象,提出了一套完整的从获取点云数据,到点云预处理,最后曲面重构的实现方案。首先,对所获取的点云数据进行预处理操作,包括分割和滤波;其次,直接从点云数据集中近似推断表面法线;最后,采用泊松算法进行曲面重构研究。通过对比三维软件曲面重构最后模型,结果表明文中方案更具顺滑性、时间效率更高、良好的可移植性。     

基于点云数据NURBS曲面重构技术探究

通过研究NURBS曲面重构算法,分析了多种应用软件曲面重构方法并根据古建筑保护测量获取到点云数据的特点,对非均匀分布的型值点采用NURBS曲线曲面节点插入算法生成呈四边域分布的控制点矩阵,运用OpenGL在C#环境下进行了虚拟显示.     

基于逆向参数化的B样条曲面重建算法

目的 解决B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化两大难点问题,提出一种基于逆向参数化的B样条曲面重建算法.方法 首先构建基曲面,在基曲面上根据参数(u,v)进行采样,沿其法线方向进行数据的滤波和精简,求得参数(u,v)对应的精简点,然后对采样求取的精简点集进行B样条曲面拟合,该方法提供了B样条曲面重建的一个新思路.结果 新算法突破了传统密集散乱点云数据的B样条曲面重建基本过程,采用与正向参数化相反的过程进行参数化,解决了B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化的难题;具体试验分析表明新算法不仅在参数化的同时完成了数据滤波和精简,而且在时间和迭代效率方面都具有优势.结论 新算法避免了求取法线的迭代过程,并且可以较容易的实现矩形拓扑网的自动生成,新算法在自主开发的智能测量建模加工一体化装备中得到了应用验证.     

基于采样点曲面重构的拓扑算法的研究

针对带噪声点的点云数据提出了一种曲面重构的新算法，称为TSR Topological Surface Reconstructor（拓扑曲面重构算法）．这种算法避免了在很多重构算法中一般使用的如单元格标记以及距离函数近似的大量计算．定义在Delaunay四面体拓扑元素中的一个离散的Morse函数可以计算一个算法所使用的离散的梯度域。决定哪些面属于多面近似．离散Morse理论为该种方法提供了基础，它为算法提供了一个拓扑框架来导出一个曲面的分段线性近似．最后提供了一些重构的结果，并把TSR的性能与其它某些点集重构算法进行了比较．     

面积重构算子的理论和应用

为了有效地根据目标的面积尺度增强滤波效果，基于形态重构思想提出面积滤波算子.根据算子的
定义设计二值面积重构滤波器、面积重构顶滤波器和面积重构顶变换滤波器，同时提供了一种基于队列的
面积重构算子快速实现算法，该算法对掩模图中像素点按照灰度值从高到低依次搜索，划分连通区域，再
依据标识图中对应区域的面积和，有选择地重构掩模图中的区域.结果表明，该快速实现算法计算400×
300像素大小的图像耗时约100 ms，比并行算法快了近50倍.面积重构算子滤波效果优于面积滤波和形态重
构等算法，可以用于图像分割、简化滤波等实时处理领域.     

大型非对称复合材料构件超声C扫描技术研究

针对非对称复合材料构件在进行超声C扫描检测时存在探头对准法线方向困难、超声波衰减大的问题,采用仿形测量和重建模型的方法实现对构件曲面的跟踪和灵敏度的实时补偿.利用超声探头采集的初始数据建立外蒙皮的初始曲面模型,计算出控制超声探头运动的点位信息.采用仿形测量方法和反求技术重建构件的外蒙皮曲面模型,利用重建模型计算构件上各个测点处的厚度,实现灵敏度补偿.根据重建模型和超声波衰减最小原则,规划超声C扫描检测时的路径,最后得到构件的超声C扫描检测图像.实验结果表明,该技术可以明显提高大型非对称复合材料构件超声检测的精度和效率.     

基于GeomagicStudio的叶片修复与曲面建模

根据原始叶片扫描的点云数据,经过点阶段、多边形阶段和曲面阶段,生成叶片的CAD模型.并利用Georagic Studio软件在多边形阶段和曲面阶段的强大功能,修复叶片扫描模型上的缺陷,为实际叶片的进一步修理提供依据.     

基于弦中点Hough变换的椭圆检测方法

为了提高从图像中检测椭圆的效率和精度，利用椭圆中心平分经过中心的弦的性质，提出了
一种基于弦中点Hough变换（CMHT）的椭圆检测方法。引入内切椭圆的概念，基于椭圆上所有点的内切椭
圆必经过椭圆中心的事实，对图像中边缘像素点的有效分布进行了分析。通过黑白边缘图像的提取，建立
二维数组累加器，依照像素点分布扫描边缘图像，累加器计数，最后进行椭圆位置和参数的计算。该算法
与标准Hough变换（SHT）和三点随机Hough变换（RHT-3） 相比，具有更高的执行速度和检测精度，同时
对于颗粒噪声具有较强的抵抗能力。     

面向电弧增材的单线激光扫描路径规划

为了在电弧增材制造(WAAM)过程中获取零件的形貌尺寸信息,以CAD模型作为输入,通过实验分析单线激光扫描仪的工作约束条件,实现基于单线激光的零件外形扫描路径生成算法,开展仿真与实验验证.通过多组实验获取合适的扫描距离和扫描角度作为路径规划约束,针对输入模型迭代使用最大连通区域求解算法、求解最小投影矩形、等重叠路径规划等多种方法生成单次扫描路径.对单条路径优化,使用最近点搜索和碰撞检测算法,串联生成机器人末端运动轨迹,借助仿真对轨迹进行修正.实验结果证明,该路径规划方法对电弧增材零件能够达到较好的测量精度、效率及覆盖率.测量结果可以为后续增减材复合制造过程提供丰富的轮廓信息.     

基于精确曲面裁剪模型的刀位算法研究

在精确曲面模型对零件表面的表示是准确的这一理论基础上完成了刀位的准确计算，改变了过去刀位数据的生成是在近似模型的基础上完成的状态研究并重新构造了精确曲面裁剪模型的数据结构、裁剪原理．提出了基于参数域的刀位规划和基于实空间的刀位规划概念．并构造了一个基于精确曲面裁剪模型的刀位生成方法库．     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

汽车覆盖件模面设计中补充曲面的生成方法

研究了基于复杂曲线的NURBS曲面生成技术,提出了应用于模面参数化设计过程中补孔曲面、外轮廓线光顺曲面和工艺补充面等补充曲面的生成算法,开发了相应的参数化设计模块。通过生成某汽车前翼子板、车门框等实际覆盖件的各种补充曲面,验证了算法的有效性。     

变厚度曲面构件超声检测灵敏度补偿

为了解决变厚度曲面构件超声检测灵敏度补偿问题,提出声场计算与试验测量相结合的补偿方法.描述了单个高斯声束在介质中传播及穿透曲界面时的声场变化,根据自动探伤时探头位置、工件厚度和形状,利用多元高斯声束叠加方法,推导出水浸穿透法超声检测系统接收声场模型.在实际应用中,考虑介质吸收、散射引起的衰减,衰减系数通过试块插入取代法测量出.采用修正后的接收声场模型可以预测不同检测参数下的接收声压,准确计算出各点接收声压的衰减,进行灵敏度补偿.试验结果验证了该方法的正确性和实用性．     

电气设备红外测温运动路径寻优控制的研究

为了优化电气设备红外测温系统的运动路径,缩减巡检时间,分析了红外测温系统的运动过程,并采用遗传算法对其进行控制,通过对样本进行仿真测试可知,按编号进行巡检所用的脉冲数是路径优化后脉冲数的3倍多,可见优化后的路径大大缩短了系统的巡检时间.     

一种基于图像的光学系统测角精度检测方法

测角精度是光学系统的重要技术指标。针对传统的电子经纬仪测角精度检测方法测量数据少、扫描方向单一导致测量结果不准确,提出了一种改进的检测方法。调整电子经纬仪,使电子经纬仪发射的电十字通过光学系统成像在CCD视场中,旋转电子经纬仪以点阵形式,对光学系统各个方向进行扫描,计算机实时采集电十字图像。对采集的电十字图像,通过基于小波变换的变分Retinex算法增强图像对比度,采用OTSU阈值分割背景和目标,采用投影算法及二项式曲线拟合将电十字中心定位到亚像素级。对最终获取的电十字中心点阵数据通过径向基函数进行曲面插值,解算出基于整个CCD像面的测角精度。实验结果表明：该方法的测量精度达到0.1μrad,测得的光学系统测角精度提高了0.01mrad,检测的测角精度更加准确。     

Study on complicated solid modeling and Cartesian grid generation method

A Cartesian grid generation method is developed in this study.Two kinds of solid modeling methods,CSG and STL models,are used for complicated solid modeling.The staircase boundary approximation is implemented to handle irregular geometries and the computational domain is discretized using a regular Cartesian grid.Using the edge-based integral slice algorithm,the models are sliced with a set of parallel planes to generate 2D slices information.The scan line filling technique is used to achieve grid generation after slicing.Two grid generation examples with a CSG model and a STL model are given to test the capability of the grid generation method.For grid displaying,a method is proposed to remove the hidden surfaces fasten based on the topology of orthogonal hexahedral grids.The parallelization of grid displaying is achieved by employing multi-threaded parallel technique.Parallel test results show that the parallel algorithm has the absolute advantage on speed compared to the serial algorithm.     

基于扩展有限状态机的类测试用例生成方法

为了实现软件测试用例的自动生成,提高软件开发效率和软件质量,利用扩展的有限状态机模型(EF-SM)和数据流分析方法,对类、类的消息传递和类状态变化进行了分析和研究,提出了一种基于扩展有限状态机模型的类测试用例集的生成算法.此算法能自动生成满足All_use路径覆盖标准的测试用例集,并能保证测试用例的路径长度最短.