直升机桨叶摆振量的全场景视觉测量及分析

直升机旋翼桨叶在高速旋转时,进行全场景桨叶摆振测量和分析,对直升机桨叶载荷设计和旋翼结构设计具有重要意义。本文设计了桨叶摆振量立体视觉测量系统,并进行摆振模式拟合分析。首先,对课题组已有立体视觉测量系统进行改进,并在风洞试验中完成不同总距及周期变距下的旋转桨叶标记点三维坐标测量;其次,解算桨毂坐标系下的桨叶摆振量;最后,采用一阶多项式对桨叶在特定时刻下的摆振模式进行拟合分析,采用复合正弦函数对桨叶旋转过程中的摆振规律进行拟合分析。风洞测量实验结果表明,在4.6 m×4.6 m场景中测量的摆振量均方根误差小于1 mm;桨叶摆振模式和规律模型拟合度好,其均方根误差小于1 mm,为直升机桨叶设计提供了数据支撑。     

基于立体视觉的旋翼共锥度动态测量系统精度分析

为了提高基于立体视觉的直升机旋翼共锥度动态测量系统的精度和可操作性,全面分析了其测量误差。首先,介绍了测量系统模型及误差来源;其次,分析了双目立体视觉静态三维测量的误差;再次,针对旋翼共锥度的多目标动态测量特点,分析了系统安装误差对共锥度解算精度的影响;最后,利用原理样机进行了6 058次静态测量重复实验,通过统计分析可知静态测量误差小于1.4 mm。对动态测量误差进行了仿真实验分析,给出了各参数对精度影响的量化结果,为实际共锥度测量的误差控制提供了理论依据。在标记点安装精度小于10 mm的情况下,动态测量误差小于3.5 mm,合成产生的总测量误差小于4.9 mm,能满足旋翼共锥度动态测量精度要求。     

基于模糊逻辑的三维散乱数据非均匀简化算法

研究了三维散乱数据的非均匀简化问题,给出了法向变化量的定义及其与曲面高斯曲率的关系。在此基础上,提出了一种新的基于模糊逻辑的非均匀简化算法。该算法可通过初始分块立方体的大小调节平坦区域数据点的密度,也可通过对不同的模糊集设置不同的细分函数,调节中、大曲率区域数据点的密度。算法还采用了分别在每个含点立方体内进行法向一致性调整的方法,提高了法向调整的速度。应用实例表明了算法的实用性和有效性。     

基于法向变化量的变分辨率曲面重建算法

在研究曲面局部法向变化量与高斯曲率关系的基础上,提出了一种基于法向变化量的变分辨率曲面重建算法。该算法首先根据用户给定的法向变化量门限,自适应于曲面曲率对点云数据的最小立方体包围盒进行八叉树分割,并在其有效叶节点内进行局部等值面提取,然后在八叉树中不同级别且空间相邻的有效叶节点内,采用垂直投影法将它们间的缝隙进行拼接。对于给定不同的法向变化量门限,该算法可同时完成曲面重建和网格简化两种功能,从而直接得到点云数据的多分辨率模型。应用实例表明了该算法的有效性。     

基于航迹可飞性改善的A*算法

针对利用传统A*算法规划航迹时可飞性不好的问题,提出了一种可改善航迹可飞性的改进A*算法。在算法中采用逆序A*算法,获得代价最小的初始航迹,结合迭代算法对影响航迹可飞性的航点进行处理,保证了航迹的可飞性最优。通过模拟飞机CGF的飞行环境,进行两次航迹规划试验,其结果表明该方法在改善航迹可飞性方面具有良好效果。     

三维散乱数据的非均匀简化算法

提出了一种三维散乱数据的非均匀简化算法,该算法首先将数据集的最小包围盒分割成许多大小相同的立方体,然后,在每个含有数据点的立方体内,计算其所包含曲面的局部法向变化量,并根据用户给定的局部法向变化量门限值将整个三维数据集进行非均匀简化。应用实例验证了算法的有效性。     

基于2DGE图像先验的蛋白质点检测方法

各种改进的分水岭变换是目前应用最广的二维凝胶电泳(2DGE)图像蛋白质点分割算法.其中标记控制分水岭分割效果较好,但由于忽略了蛋白质点大小和形状,导致外标记落在部分蛋白质点区域内而无法正确分割.针对该问题,提出一种结合2DGE先验的分水岭分割方法.首先,根据2DGE图像蛋白质点中心灰度极小先验提取中心标记,并通过中心标记膨胀提取距离标记;然后,根据2DGE图像背景灰度极大先验,在距离标记划分的区块内提取原始2DGE图的局部自然分区标记,并对二者进行融合优化,获得最佳背景标记;最后在梯度图像各区块内进行分水岭变换,提取蛋白质点边缘.通过对四组真实扫描2DGE图像进行实验,结果表明,该方法明显改善了蛋白质点边缘检测正确率.     

小波包降噪与LMD相结合的滚动轴承故障诊断方法

局部均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)方法是一种新的自适应时频分析方法,并成功运用于滚动轴承故障诊断中,但对噪声比较敏感。为消除噪声对诊断结果的影响,提出了一种小波包降噪与LMD相结合的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先利用小波包去除信号中的噪声,然后,进行LMD分解,并将分解后PF分量与分解前信号的相关系数作为判断标准,剔除多余低频PF分量,最后,选取有效PF集进行功率谱分析,提取故障特征。通过仿真数据和真实滚动轴承数据的故障诊断实验,其结果验证了本文方法的有效性。     

基于小波相位的噪声抑制方法研究

对弱小运动目标检测时,其图像信噪比很低,检测前需先进行噪声滤除.针对这一问题,提出一种基于单一尺度小波相位信息的噪声抑制新方法.利用同一尺度内噪声相位的突变性以及与邻近像素点相位的不连续性,将点相位系数与3×3窗口模板的窗相位系数之差和阈值做比较,判断是否为噪声.实验结果表明:图像信噪比得到显著提高,并较完整地保留了图像边缘和细节.     

基于法向量的多视点定标球球心算法

逆向工程中常用基于定标球的方法实现多视点合并,定标球球心的计算精度决定了合并的精度。该文提出了一种基于法向量的定标球球心算法,利用扫描数据点的法向量等相关性信息和视点扫描特性,从扫描点云数据中提取出定标球的球面数据点,从而准确计算出定标球球心。大量真实数据对比实验表明,算法具有较高的精度和较好的稳定性。