基于移动窗口的最小二乘曲面拟合算法及其应用

点云滤波是地面三维激光扫描数据处理的重点和热点问题,也是点云数据处理的一项关键工作。本文在阐述了目前几种主要的点云滤波方法的基础上,提出了基于移动窗口最小二乘曲面拟合算法,详细介绍了该算法的基本原理、实现过程及其应用。该算法具有拟合曲面精度高、光滑性好等特性,经试验数据分析,该算法在点云数据率处理中取得了良好的滤波效果,能够有效对点云进行分类,去除点云噪声,很好保持了地形特征,获得高精度建模数据。在实际工程中得到了广泛应用。     

基于椭圆拟合的隧道点云去噪方法

针对地铁隧道这种具有特殊截面特征的狭长形构筑物,提出了一种基于椭圆拟合的点云去噪方法。首先通过建立隧道最小包围盒确定隧道的轴线方向;接着沿该方向用分段投影的方法得到隧道点云切片;最后对切片点云进行椭圆拟合,并根据拟合标准差设定阈值进行去噪。实验表明,该方法简单易行,能有效除去隧道点云数据中的噪声。     

含有重现期修正系数的暴雨强度公式参数的确定

暴雨强度公式是城镇排水工程设计的基本依据之一。基于《室外排水设计规范》(2011年版)3.2.4条及实际应用情况,对于年最大值法选样提出重现期的最小值应略大于1,并通过实例验证这是必要的,可避免有降雨资料但未利用而导致的较大外延误差。当雨力A与重现期的对数lg P不呈直线趋势时,暴雨强度公式中引入重现期修正系数d是必要的,研究了引入该系数的判别方法,以及采用麦夸尔特法确定含有该系数的5参数暴雨强度公式参数的方法。结合实例,分别用直接拟合法和传统方法确定4参数暴雨强度公式和含有修正系数的5参数暴雨强度公式,两种方法的计算结果均表明,5参数暴雨强度公式的拟合均方差显著减小;直接拟合法求得的5参数暴雨强度公式拟合实测雨强样本的误差平方和显著小于传统方法所求5参数公式拟合的结果。     

钢筋混凝土梁柱节点区非弹性变形的改进模型研究

节点区非弹性变形包括梁端纵筋黏结滑移和节点剪切变形,对钢筋混凝土梁柱组合体的弹塑性受力特征有明显影响。计算采用的节点区非弹性变形本构模型直接影响结构强震反应有限元分析结果的合理性。在纤维模型的基础上,采用在非线性梁柱单元端部附加零长度截面单元的方法,可简便、有效地模拟节点区非弹性变形。基于39个钢筋混凝土中节点和12个边节点的纵筋滑移和节点剪切角的实测数据的显著性分析及非线性拟合结果,提出了可同时考虑梁端纵筋滑移和节点剪切变形影响的σ^-s_slip-shear本构模型。以4个不同节点参数的梁柱组合体试验为例,对提出的本构模型进行了验证。结果表明：忽略节点区非弹性变形的计算结果明显高估了梁柱组合体的承载力和耗能能力;考虑节点区非弹性变形的计算方法能更准确地模拟梁柱组合体的非弹性受力特征,并能正确模拟随着节点区非弹性变形增大,构件端部的塑性变形向节点区转移的变形特征。     

考虑应力状态的形状修正地基承载力计算公式研究

把地基分成c型土地基和φ型土地基,利用考虑地基土应力状态的临界荷载计算程序,以及考虑地基土应力状态的深度修正临界荷载近似计算公式,得出各自考虑地基土实际基础形状的地基临界荷载,二者相比即得相应的形状修正系数;确定其与基础宽长比B/L的拟合关系,进而得到考虑应力状态的形状修正地基承载力近似公式,方便工程应用。     

舰载电子设备散热器涂层参数化瞬态热分析

分析了舰载环境下芯片级散热器表面涂层厚度对电子设备散热与耐腐蚀性能的影响,利用Workbench平台建立参数化有限元模型,对芯片散热器及表面涂层进行瞬态分析,得到散热器温度与时间的映射关系。对同一时刻不同厚度条件下散热器温度的变化规律进行了总结。利用Matlab对计算结果进行拟合,得到了厚度与温度参数关系曲线,对设备的防腐喷涂具有一定指导意义。     

边缘识别的二维正交多项式拟合及结构变形检测

数字图像中边缘附近的灰度是沿边缘方向和跨边缘方向二维变化的,以前边缘识别的多项式拟合大多采用跨边缘方向的一维拟合.介绍一种采用二维正交多项式进行边缘识别的新方法,由于二维拟合更符合边缘附近小区域内像素灰度二维变化的实际,因此拟合结果优于一维拟合.在进行拟合时,利用正交多项式的正交性将优化方程对角化,避免求逆或解方程,没有多项式拟合优化方程的病态问题,采用高阶多项式拟合可以提高拟合精度.对生成图像的边缘识别结果表明,二维正交多项式拟合识别边缘的精度和稳定性较好.简支梁模型试验表明,采用正交多项式边缘拟合方法检测梁的静变形,图像变形检测精度在0.1像素之内,适当选择图像采集设备和采集范围,点检测精度与传统检测方法的精度相当,边缘检测属线状高密度检测,检测范围远大于传统方法.     

基于机器视觉的齿轮齿廓偏差测量

为了实现对齿轮齿廓偏差的快速非接触测量,提出了一种基于机器视觉的测量方法。首先利用数字图像处理技术对拍摄到的齿轮图像进行高斯滤波、边缘提取、亚像素细分和边缘拟合等处理,得到齿轮的齿廓图像,然后确定齿轮的圆心位置,最后建立齿廓偏差图像法测量的数学模型,并对齿轮的齿廓偏差进行测量和评定。实验结果表明,本方法能够实现对中小模数齿轮齿廓偏差的快速非接触测量。     

铁磁性材料硬度电磁无损检测的定量模型研究

目前硬度检测多采用机械压痕测量法,该方法对被测工件表面产生破坏性,且检测周期较长,已无法满足现代工业提出的快速无损的检测需求.基于铁磁性材料特殊的电磁特性,本文将电磁无损检测应用于零部件硬度测量.首先分析了其检测原理,然后通过多次硬度电磁检测的试验,采用最小二乘拟合法建立了硬度与探头信号之间的数学模型,该模型可用于实现零部件硬度的定量检测.     

一种混凝土泵车臂架多姿态固有频率的数值算法

为方便快速计算泵车臂架任意姿态的固有频率,提出一种数值算法。首先基于传递矩阵法建立臂架力学模型,以快速计算其任意固定姿态的固有频率,并分析其结果的准确性;而后由大量姿态的位置及频率值,数值拟合出一个频率关于姿态的回归计算公式。对比力学模型,有限元模型,以及回归公式的计算结果。结果表明该计算公式在保证计算精度的情况下可以极大地减小计算量,缩短计算时间,同时验证了多元函数的混合拟合方法的可行性。从而对臂架动力性能分析,实时监测具有参考价值,同时对于其他学科该拟合方法也具有参考意义。