复杂型面非接触式3D数据测量研究

复杂型面非接触式3D数据测量研究

一、复杂轮廓曲面非接触三维数据测量的研究(论文文献综述)

马叶琴[1](2021)在《基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究》文中进行了进一步梳理身管作为火药发射武器的重要部件之一,其最重要的功能之一就是在火药燃气的作用下将弹丸以一定的速度发射至膛口。弹丸发射时产生瞬态的高温、高压火药气体对身管内膛造成冲刷和侵蚀,弹带挤入内膛后的高加速运动导致的冲击振动,这些复杂的工作环境降低了火炮身管的射击精度和使用寿命,针对该问题搭建身管内膛检测系统,检测身管膛线参数并加以分析,对于判断身管的技术状态,制定身管的保养与维护方案有着重要的工程意义。本文以某型122mm自行火炮身管为研究对象,对身管膛线参数进行分析,搭建了非接触式光学测试内膛检测系统,实现探测器轴向、径向的高精度定位,身管内膛全角度、全尺寸的自动测量。利用内膛检测的控制系统和数据通信系统,对试验身管测试验证系统的可靠性。构建小波变换算法对数据进行平滑降噪处理;构建非均匀有理B样条插值算法,对曲线求一阶、二阶导数,把内膛曲线分为水平和过渡两部分,计算膛线的宽度和深度值;构建Delaunay三角剖分插值算法进行身管内膛三维曲面重构。对测试数据进行分析,对系统的检测速度进行优化设计,当探头转速不高于6rpm时,可采集到完整的身管膛线。由于系统定位精度的影响,采集的身管膛线轮廓曲线呈三角函数型,采用余弦定理进行校正,通过标准规试验检测,内膛检测系统的检测精度在0.001mm,最后对不同采样周期和采样率下的膛线数据进行算误差分析,误差小于0.01。

兰旭东[2](2021)在《复杂曲面测量数据点云处理与重建技术研究》文中指出随着现代设计和空气动力学的深入发展,加工零件的几何构造变得个性化、复杂化。由于光学测量的不断发展,激光三维扫描技术在精度和效率上均有很大提高。本文以典型的汽轮机叶片为对象,通过对自行搭建三维激光扫描系统所采集点云的处理实验分析,得出各种去噪算法的原理及效果,提出针对散乱点云的排序算法和多幅点云快速拼接合并算法,研究散乱点云的曲面重建算法和孔洞修复,同时编写软件实例化验证分析。具体研究内容和主要研究结论如下。深入探究叶片测量数据的各种噪点去除算法,采用组合去噪算法,去除原始点云中各种杂余点。针对散乱点云中数据点杂乱无序的特点,研究网格和线性两种类型点云分布特征,提出层间排序和珠链排序算法,为后续点云快速检索和边界点处理提供数据基础。噪点去除完成后的单次采集点云只能呈现被测物体局部,为了得到完整的点云数据,探究基于ICP的点云拼接算法,分别讨论了粗加精配准的全局ICP拼接和局部参与计算输出拼接矩阵的两种拼接算法。通过计算被测物体小角度改变所得到的两幅相似点云,得出本次测量数据的旋转平移矩阵并保存,后以此角度为基准,倍率旋转采集,实现多角度拼接算法。提出基于近邻搜索的冗余点去除算法,去除重叠区域中大量冗余和重叠点。应用基于平面投影法和隐式函数法对散乱点云进行曲面网格重建,得出平滑完整的叶型三维模型,分析并得出两种方法在何种数据点云中重建效果更佳。分析基于径向基函数的孔洞修复算法,完成封闭性孔洞检测和边界线划分,并对平滑曲面中孔洞边界检测和修复进行实验验证。最后,本文利用VS2013与QT5.11.2搭建开发环境,使用C++语言设计开发点云处理与曲面重建系统软件,利用QT搭建出系统UI,以汽轮机叶片点云为实例,可视化显示并验证提出的各种算法的可行性和实用性。

艾容羽[3](2020)在《基于图形和图像的人体胸腰部曲面建模研究》文中提出三维人体曲面建模是计算机图形学和图像处理领域研究的热点之一,在3D服装CAD、虚拟仿真系统和游戏动画领域,3D人体建模是亟需解决的问题。三维人体重建技术是实现3D服装设计、服装CAD、虚拟试衣技术的基础。在服装产业逐渐数字化、智能化的趋势下,三维人体建模成为服装数字化的研究焦点,同时也存在许多问题,成为研究的瓶颈。目前对三维人体建模技术的研究,结合服装专业知识和人体特点的研究有很多,但是大多是通过图形点云数据进行建模,或者是通过二维图像进行,单一通过其中一种建模都有其自身的局限性。同时对于人体特征截面轮廓曲线建模大多是通过单一的曲线拟合,拟合优度不高是主要的问题。本文针对服用三维人体建模的研究状况,以160/84A标准女装人台模型为研究对象,采用分段拟合的思想建立人体胸腰部特征曲线模型,主要研究内容如下:(1)运用图形处理技术中的基于人体特征点的人体胸腰部特征截面定位及提取算法设计。基于服装工程学和人体工效学,设计算法进行基于特征点的人体胸腰部特征横截面定位,得到胸腰部特征点及特征截面的位置,提取出了特征横截面的点云数据集。(2)运用图形处理技术中的基于曲面曲率的人体胸腰部特征曲线分段拟合算法设计。采用分段不同拟合方法对特征曲线进行模型构建,有多项式拟合和样条拟合,可提高拟合优度,从而可提高后期图形验证工作的准确度。(3)基于图像处理技术提取人体正面和侧面的外轮廓,对基于图形技术拟合的人体曲线模型进行验证。首先选择胸围曲线为例,将拟合值与实际参考值进行对比和误差分析,进行基于长度的拟合度检验;然后结合MATLAB对二维图像进行处理提取的边缘,利用图形与图像的比例关系将纵截线进行叠加对比,最终验证所建曲线模型的有效性。本研究进行分段拟合曲线模型的构建,并通过图像数据对图形数据进行验证,为服装个性化建模与智能打板技术的结合做基础性工作。

张光跃[4](2020)在《基于线结构光的曲面测量方法研究》文中指出随着我国制造业的快速发展,具有复杂曲面外形的产品得到了广泛的应用。这些产品的功能特性极大的依赖于曲面的制造精度,因此为了保证产品的功能特性,就需要对曲面进行高精度测量,综合评定曲面的制造精度。现如今,国内对于曲面的测量主要还是通过人工或者三坐标测量机进行接触式测量,测量效率较低,同时由于曲面形状的任意性也使得测量存在一定的限制。为此,本文以线结构光三维测量技术为基础,设计并实现了一套非接触式曲面测量系统,并对其中涉及的关键技术步骤进行研究。首先,本文针对常用的单目线结构光传感器在测量表面轮廓起伏变化较大的曲面时容易因为遮挡产生测量数据不完整的问题,引入了双目线结构光传感器,使用两个相机在不同视角下同时采集线结构光条纹图像,在一定程度上减小了遮挡产生的影响。其次,介绍了曲面测量系统的各部分组成和测量流程,完成了系统硬件实验平台的选型与搭建。基于张氏标定法实现了相机标定和线结构光平面标定的一体化,为后续获取三维数据打下了基础。针对曲面轮廓变化不规则导致的线结构光条纹形变较大、中心提取困难的问题,采用改进的灰度重心法提取光条纹中心,并与传统提取方法进行了实验对比,结果表明改进的灰度重心法对于光条纹的形状变化具有较强的鲁棒性,同时提取效率也能满足测量要求。再次,使用基于k-d tree加速的ICP算法实现了两个相机视角下的两组点云的快速配准与融合,针对融合后的点云中存在大量冗余点的问题,采用改进的包围盒算法对点云进行快速精简,获得了良好的精简效果,并在此基础上使用泊松曲面重建算法重建出了被测曲面的三维模型。最后,基于Visual Studio 2015平台,结合Qt、Open CV以及PCL开源库开发了测量系统的配套软件,并通过测量系统对具有复杂曲面外形的石膏模型进行了实际测量试验,验证了测量方法的可行性及有效性。

黄晓杰[5](2020)在《基于车载激光雷达的地铁隧道形变分析及研究》文中研究表明随着城市轨道交通行业的高速发展,各大城市的地铁线路逐渐增加。由于地铁客流量大、运行时间长的特点,地铁隧道的安全问题就显得尤为重要,需要对地铁隧道进行定期的形变检测。针对传统的人工检测方式人力成本高、检测周期长、检测精度低的特点,设计了一款便携式轨道检测车,其装载激光雷达对地铁隧道进行周期性的形变检测,此检测技术精度高、成本低且主动性强。本文针对轨道检测车进行介绍,以及对车载激光雷达扫描的地铁隧道点云数据的处理及地铁隧道形变分析展开研究。具体内容如下:对轨道检测车主要构成进行介绍,包括车体及传感器部分、数据采集部分以及数据处理部分。车载传感器分别为激光雷达、惯性导航系统、2D激光位移传感器以及编码器,各传感器相互配合,实现对地铁隧道及轨道的检测。车载激光雷达选用SICK LMS111型号的脉冲式激光雷达,对地铁隧道进行非接触式检测,扫描获取点云数据的二维坐标,结合编码器及惯性导航系统的信息,获取第三维坐标。对点云数据数据进行预处理,提出基于统计特征的滤波算法、半径滤波算法与双边滤波算法相结合的方法。结合使用基于统计特征的滤波算法与半径滤波的算法对激光雷达扫描数据的大尺度噪声进行滤除,利用双边滤波的算法进行小尺度噪声的平滑处理。利用三次B样条曲线拟合的算法对地铁隧道断面进行二维曲线拟合,在Visual Studio 2015环境下利用PCL点云库对所得到的点云数据进行三维建模,得到地铁隧道三维曲面的具体信息。针对地铁隧道形变分析方法的研究,分别提出地铁隧道整体形变分析方法及局部形变分析方法。结合隧道曲线及曲面的拟合结果,基于局部形变分析提出了一种基于最小距离投影法(Minimum Distance Projection,MDP)的二维断面及三维曲面的局部形变分析方法。在校内100米试验线进行现场隧道数据检测,经过与实际情况的对比验证,选取的形变分析方法可有效判断隧道形变与否以及得出具体形变量大小。

高昂[6](2020)在《基于多激光传感器的接触轨几何参数测量技术研究》文中研究表明近些年来,我国的地铁建设得到了飞速发展,在地铁供电系统中,接触轨凭借着建设成本低、供电可靠性高、施工安装方便、维修工作量小、对城市景观影响小等特点得到了广泛应用。接触轨处于正常工作状态是保障地铁安全可靠运行的重要前提条件,当接触轨的位置发生变化时,就会造成地铁车辆的供电受到影响,甚至导致受流装置与接触轨相撞,严重威胁地铁的安全运行。由于接触轨供电系统多在长大区间中使用,采用人工测量的方式效率低,且不能保证检测的精度,因此,设计一种自动检测系统,提高接触轨几何参数检测的效率和准确度,在为接触轨的维修提供数据支持,保障地铁安全可靠的运行上具有重大的意义。本文首先通过对非接触式测量方法和激光传感器工作原理的研究,基于激光传感器,研究设计了同步触发模块,建立了非接触式接触轨几何参数检测系统,该系统包括了用于采集数据的激光传感器模块,同步触发模块,电源模块,A/D转换模块,单片机控制模块等。在轨道中心线的确定方法中,研究了采用ACR-LDS131激光位移传感器和采用Gocator 2130三维激光传感器的两种不同方案。在检测系统中,首先要对激光传感器采集的数据进行预处理,使用预处理后的数据重构出走行轨内侧面和接触轨受流面的轮廓曲线,然后通过本文设计的特征点提取算法,提取出走行轨和接触轨上的特征点,然后,基于最小二乘法设计了轨距计算方法,通过走行轨特征点坐标和算法计算出轨距值,通过计算的轨距值确定轨道中心线的位置,然后在此基础上通过接触轨特征点坐标和接触轨几何参数的计算公式计算出接触轨水平距离和导高值,完成系统对接触轨几何参数的检测。最后,本文设计了接触轨几何参数检测系统的上位机软件,上位机软件主要有控制传感器采集数据,对采集数据处理,特征点提取,轮廓曲线绘制和数据可视化,数据存储等功能,方便工作人员使用本系统来检测接触轨几何参数。在实验室搭建了接触轨几何参数检测平台,对系统进行了实验。实验结果表明检测系统计算的接触轨几何参数绝对误差均在5mm以内,验证了检测系统具有较好的精度和稳定性。

李帅[7](2020)在《高效铣削加工表面形貌分布特性及其仿真方法》文中认为在铣削加工过程中,受铣削振动和刀齿误差的影响,在工件已加工表面的不同位置处所形成的加工表面形貌结构存在差异。已有的加工表面形貌表征方法,不能完整的反映出已加工表面形貌结构特征,无法揭示已加工表面形貌分布特性及其形成过程。本文在国家自然科学基金项目“高能效铣刀非线性摩擦动力学磨损多尺度耦合作用机理(51875145)”支持下,对已加工表面进行划分,研究已加工表面形貌单元结构。建立铣削振动影响下铣刀及其刀齿切削运动关系模型,提出已加工表面形貌单元解算方法,分析铣刀误差、切削参数和铣削振动对加工表面形貌分布的影响特性,为工艺控制方法提供理论依据。首先进行立铣刀铣削加工表面形貌实验,并对控制变量进行提取,提出铣刀刀齿误差度量方法,构建铣刀刀齿误差分布序列。提取实验获取的铣削振动加速度信号,表征铣削振动行为特性。对已加工表面进行检测,识别并提取已加工表面形貌峰高、谷底之间的轮廓特征点,以相邻峰高之间的结构为已加工表面形貌单元,利用其轮廓特征点,采用高次多项式构建已加工表面形貌轮廓曲面,对已加工表面形貌进行表征。依据振动作用下铣刀及其刀齿相对于工件的切削运动关系,提出铣刀及其刀齿瞬时切削位姿解算方法,揭示铣削振动对铣刀及其刀齿瞬时切削行为的影响特性。采用微元法,进行铣刀铣削微元划分,求解参与切削的切削刃任意点运动轨迹,提取相邻刀齿切削运动轨迹之间的特征点,重构已加工表面形貌轮廓曲面并进行实验验证,揭示铣削方式、切削参数、刀齿误差及铣削振动对已加工表面形貌分布特性的影响。采用正交分析法,结合加工表面形貌仿真方法,对铣刀刀齿误差分布、切削参数和铣削振动影响下的已加工表面形貌进行分析,揭示铣刀刀齿误差、切削参数和铣削振动对已加工表面形貌分布的影响,为实现加工表面形貌分布控制提供依据。依据正交分析结果,以已加工表面形貌分布一致性为设计目标,已加工表面形貌轮廓曲面方程特征参数为设计变量,铣刀刀齿误差、切削参数为约束条件,结合铣刀刀齿误差、切削参数和铣削振动对已加工表面形貌分布的影响特性分析,提出铣削加工表面形貌分布一致性设计方法。提出铣削加工表面形貌分布一致性评判方法,通过铣削实验,采用改进的灰色关联分析算法,验证加工表面形貌分布一致性工艺设计方法的准确性。

孔涛[8](2019)在《基于拓扑同胚变换的复杂环形锻件自由曲面特征提取方法研究》文中认为复杂环形锻件如航空发动机涡轮机匣、核电桶锥、压力容器法兰环等是重型装备重要的连接与承载部件,在风电、核电、航空航天、石油石化装备等机械制造领域中应用广泛。在轧制过程中,复杂环形锻件外形轮廓自由曲面特征决定了环形锻件关键部位的形状和几何尺寸,是判断环形锻件锻成品是否达到轧制工艺要求变形量和质量的重要依据。准确识别复杂环形锻件轧制过程中环形锻件的外形轮廓特征信息,对于改善复杂环形锻件的内部成形质量、提高锻件环轧技术水平及效率具有极其重要的意义。本文针对自由曲面特征提取方法中存在的未充分利用点云数据内在关联问题;几何变换下的曲面点云坐标易发生漂移、拥挤问题;自由曲面模型片面化、离散化问题展开研究,旨在探索准确、高效的复杂环形锻件轧制过程中外形轮廓自由曲面特征提取方法,为保证环形锻件的成形质量、提高其生产效率及市场竞争力提供保障。具体研究工作如下:首先,基于复杂环形锻件生产实际工况和点云数据结构特点,提出原始采样点云信息的消噪及动态偏差跟踪补偿方法,构建复杂环形锻件外形轮廓点云数据。针对曲面重构过程中未能兼顾点云数据间局部邻域与全局关联关系问题,基于拓扑学理论,通过研究点云数据的几何特征及内蕴拓扑结构,提出复杂环形锻件外形轮廓自由曲面拓扑空间的构建方法,为实现复杂环形锻件外形轮廓特征提取奠定理论基础。然后,基于构建的复杂环形锻件自由曲面拓扑空间,研究点云数据间拓扑关系对点云模型整体和细节性特征的影响,构建球面网格化自由曲面模型。针对几何变换下曲面模型中点云坐标易发生拥挤和漂移问题,根据拓扑变换理论,构建自由曲面模型拓扑同胚变换映射,提出复杂环形锻件自由曲面模型同胚变换方法,实现几何变换下的自由曲面模型拓扑同胚,为自由曲面的特征提取奠定模型分析基础。其次,针对复杂环形锻件拓扑变换自由曲面模型中曲率、法矢方向不一致、不连续等问题,基于拓扑微分理论,通过研究复杂环形锻件拓扑变换自由曲面的光滑性和定向性,构建拓扑变换自由曲面切丛分析模型,求解复杂环形锻件外形轮廓自由曲面任意点切向量矩阵,实现复杂环形锻件自由曲面变化趋势的连续性分析。基于曲率和极值连续性分析提出特征点间相对位置信息的求解方法,为实现复杂环形锻件外形自由曲面的特征点提取奠定基础。最后,应用本文提出的复杂环形锻件外形轮廓自由曲面特征提取方法,分别通过实验室试验和现场测量对比试验的方法对复杂环形锻件外形轮廓自由曲面的特征提取效果进行验证。首先对复杂环形锻件试验工件进行加热,并对处于高速旋转、高震动下的热态环形锻件进行激光扫描以获取其外形轮廓扫描点云,然后依次对点云信息进行消噪、动态误差跟踪补偿及特征提取实验,进而,基于环形锻件实际生产现场分别与两种不同的特征提取算法进行实验对比。研究表明,本文提出的基于拓扑同胚变换的复杂环形锻件自由曲面特征提取达到了预期的效果,方法准确可行。

蒲筠果,朱良,徐翔[9](2019)在《鞋楦的反求设计与快速成型加工》文中研究表明探讨了反求工程和快速成型技术在鞋楦的模型设计与成型加工中的应用,利用Shining-3DScanner扫描设备对鞋楦进行数据采集,通过软件GeomagicStudio对采集的数据进行拼接、精简封装和修补优化,将处理后的数据导入逆向工程软件Geomagic Design X完成了鞋楦曲面优化重构,最后利用快速成型技术对鞋楦进行了成型加工。

韩燕华[10](2019)在《温度对混凝土热学力学特性影响的宏细观研究》文中认为基础设施互联互通是“一带一路”建设的优先发展领域,由于“一带一路”跨越国家多地区广,自然气候、地形地质、经济文化等方面具有多样性、复杂性和不确定性等特点,沿线国家气候变化对基础设施的影响应作为基础设施建设中考虑的重要问题。环境温度变化影响水泥的水化作用速度和各项性能发展水平,细观组成的不均匀性使得混凝土的强度和变形更加复杂,变化幅度和性能指标离散性增大,且随着时间和环境条件的变化,混凝土材料的热、力学性能也会发生变化。因此,围绕环境温度对混凝土热、力学性能的影响和发展规律等关键问题开展相应研究工作,对“一带一路”基础设施建设具有非常重要的理论指导和现实意义。论文以甘肃省兰州地区的气温统计资料为例,基于宏观、细观层次,从全过程(浇筑-养护-成熟)的角度,围绕复杂环境温度下混凝土热、力学性能演化规律及影响机理这一关键科学问题开展室内试验和数值模拟研究。通过力学试验分析环境温度对混凝土强度形成的影响,建立考虑温度因素的混凝土强度数学模型;利用工业CT扫描仪,从细观层次揭示不同温度、龄期、荷载时混凝土内部结构的演化和强度发展的特点,再应用MatchID软件和计算机图形学原理的算法将不同时刻的CT扫描切片图像转换为位移、应变云图,揭示混凝土试件内部结构的受力变形规律;通过混凝土绝热温升试验,运用反演分析手段获得各组成材料的热学参数,深入研究了热学参数对其内部温度时空分布的影响规律。论文的主要研究内容及成果如下:(1)根据甘肃省兰州市多年气温过程实测数据,概化为3个典型的混凝土养护温度历程环境,将混凝土立方体试件分别在这三种温度历程环境下养护;利用MTS万能试验机进行多个特征龄期(1d、3d、7d、14d、28d)的单轴压缩试验,研究试件受力变形过程及破坏形态;根据试验结果,分析养护温度对混凝土力学性能的影响规律,研究温度历程环境与混凝土强度成长过程的关系,建立基于等效龄期概念并考虑温度效应的混凝土抗压强度预测模型。(2)利用工业CT扫描仪分别对在概化的温度历程环境下养护和标准环境养护的混凝土试件进行扫描,根据CT扫描图像结果,进行混凝土试样的三维重构以及孔隙空间分布、特征的统计,分析环境温度对混凝土成长过程中的微结构影响及其演化过程,揭示温度-内部微结构-抗压强度之间的关系,进一步认识混凝土在复杂的赋存环境温度下的强度演化机理。(3)基于计算机图形学原理并应用MatchID软件对混凝土试件的CT扫描切片图像进行处理,可以较准确地得到混凝土试件在加载压缩试验过程中的位移场与应变场,为探究混凝土内部变形过程探索了一条途径;根据该方法得到的混凝土试样全域位移云图和应变云图,深入分析了轴向荷载作用下混凝土内部结构受力、变形、破坏的演化过程,进而剖析了环境温度对混凝土力学性能的影响。(4)开展混凝土绝热温升试验,在试件内部布设多个温度传感器,测试水化过程中试样的内部温度分布及变化过程,以期分析温度的空间梯度与水化程度的关系,并推导了基于水化度概念的混凝土水化热模型;根据测点的实测温度,利用BP方法反演了混凝土材料的热学参数,最后运用有限元软件实现了混凝土内部温度场的精细模拟和验证。(5)以混凝土试件的CT图像为基础,重点考虑骨料、水泥砂浆、界面过渡区和孔隙等微结构,利用三维重构技术建立了相应的三维数值分析模型;运用有限元分析软件分别进行混凝土温度场和单轴压缩过程的数值模拟,并与试验结果相比较,验证建模方法的可行性,为数值模拟方法分析混凝土材料热、力学性能提供了借鉴的思路和途径。

二、复杂轮廓曲面非接触三维数据测量的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、复杂轮廓曲面非接触三维数据测量的研究(论文提纲范文)

(1)基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 内膛检测研究现状
        1.2.2 管道机器人研究现状
    1.3 身管内膛检测技术难点及发展趋势
        1.3.1 身管内膛检测技术难点
        1.3.2 火炮身管内膛检测关键技术
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 本章小结
2 身管内膛检测系统
    2.1 系统组成及工作原理
    2.2 内膛检测系统
        2.2.1 定位系统设计
        2.2.2 传动系统设计
        2.2.3 控制系统设计
    2.3 内膛检测系统工作流程
    2.4 本章小结
3 身管内膛几何参数特征曲线数据处理
    3.1 基于内膛几何参数特征曲线数据处理
        3.1.1 粗大误差处理
        3.1.2 基于小波变换的测试数据降噪处理
    3.2 基于非均匀有理B样条插值的身管内膛参数计算
        3.2.1 曲线的数学描述
        3.2.2 基于非均匀有理B样条的膛线参数计算
        3.2.3 身管内膛瑕疵点的参数计算
    3.3 本章小结
4 基于Delaunay三角剖分算法的身管内膛三维重构
    4.1 曲面重建的方法
    4.2 基于Delaunay三角剖分的曲面重建
        4.2.1 三角剖分的定义
        4.2.2 Delaunay三角剖分准则
    4.3 Delaunay三角剖分算法
        4.3.1 逐点插入法
        4.3.2 分治法
        4.3.3 三角网生长法
    4.4 基于Delaunay三角剖分算法的三维重构
    4.5 本章小结
5 内膛参数检测实验及数据分析
    5.1 身管内膛曲线校正处理
    5.2 身管膛线误差分析
        5.2.1 标定规的误差分析
        5.2.2 不同采样周期的数据误差分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(2)复杂曲面测量数据点云处理与重建技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三维测量系统研究现状
        1.2.2 散乱点云数据处理研究现状
        1.2.3 点云曲面重建研究现状
    1.3 研究内容与组织结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 本文结构
第二章 复杂曲面数据点云获取与预处理
    2.1 复杂曲面数据点云获取方法与设备
        2.1.1 三维扫描测量系统原理及特点
        2.1.2 实验数据采集方案与流程
    2.2 散乱点云数据结构与特征
        2.2.1 点云数据格式及分类
        2.2.2 散乱点云邻域及快速搜索
    2.3 散乱点云降噪
    2.4 散乱点云的旋转平移
    2.5 散乱点云有序化
        2.5.1 网格类点云数据有序化
        2.5.2 线性类点云数据有序化
        2.5.3 排序算法实例化验证分析
    2.6 本章小结
第三章 散乱点云逆向网格重建
    3.1 散乱点云拼接与配准
        3.1.1 散乱点云拼接
        3.1.2 散乱点云配准
    3.2 散乱点云法向量及曲率
    3.3 基于平面投影和隐式函数法的曲面网格重建
        3.3.1 基于平面投影法的曲面网格重建
        3.3.2 基于隐式函数法的曲面网格重建
    3.4 孔洞边界识别及径向基函数孔洞修复
        3.4.1 孔洞边界识别及标记
        3.4.2 基于径向基函数的孔洞修复
    3.5 本章小结
第四章 点云数据处理及曲面重建系统设计与实现
    4.1 数据处理及曲面重建系统开发环境
    4.2 数据处理及曲面重建系统框架设计
    4.3 复杂曲面数据点云预处理
        4.3.1 复杂曲面数据点云去噪
        4.3.2 复杂曲面数据点云精简与压缩
    4.4 复杂曲面数据点云拼接及精度分析
    4.5 复杂曲面数据点云重建与孔洞修复
        4.5.1 复杂曲面数据点云曲面重建
        4.5.2 复杂曲面重建结果及精度分析
        4.5.3 复杂曲面中三角网格孔洞修复
    4.6 复杂曲面测量数据点精度分析
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 课题展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

(3)基于图形和图像的人体胸腰部曲面建模研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 人体测量研究
        1.2.2 人体曲面建模研究
        1.2.3 人体特征部位截面曲线研究
    1.3 研究目的、内容及框架
        1.3.1 研究目的及意义
        1.3.2 研究内容及框架
    1.4 创新点
第二章 人体曲面建模关键技术研究
    2.1 引言
    2.2 数据预处理模块关键技术
        2.1.1 图形点云数据的预处理
        2.1.2 图像数据的预处理
        2.1.3 图形与图像数据预处理方式的对比分析
    2.3 形体特征的提取模块关键技术
        2.2.1 特征点提取
        2.2.2 特征线提取与拟合
        2.2.3 基于图形与图像的形体特征提取对比分析
    2.4 曲面建模模块关键技术
        2.4.1 曲面拟合重建
        2.4.2 点云网格重建
        2.4.3 基于图像的曲面重建
        2.4.4 基于图形与图像的曲面重建对比分析
    2.5 曲面准确度评价模块关键技术
    2.6 人体建模流程模块的归结与展望
        2.6.1 局限性
        2.6.2 未来发展趋势
    2.7 本章小结
第三章 基于特征点的人体胸腰部特征横截面定位提取算法
    3.1 引言
    3.2 点云数据获取
    3.3 点云预过滤算法设计
    3.4 特征横截面提取
        3.4.1 特征线和特征区域的人体工效学定位
        3.4.2 胸围横截面位置确定
        3.4.3 腰围横截面位置确定
        3.4.4 胸下围横截面位置确定
    3.5 本章小结
第四章 胸腰部特征曲线分段拟合算法
    4.1 引言
    4.2 MATLAB Curve Fitting Tool工具箱
    4.3 曲线预拟合
        4.3.1 预拟合思路
        4.3.2 预拟合仿真及结果
    4.4 特征曲线的分段拟合算法
        4.4.1 分界点确定算法设计
        4.4.2 分段拟合算法设计
        4.4.3 拟合曲线的整体组合
    4.5 本章小结
第五章 人体胸腰部曲线模型验证
    5.1 引言
    5.2 基于长度的拟合度检验
        5.2.1 前中与前胸拟合误差分析
        5.2.2 后中与后胸拟合误差分析
        5.2.3 侧胸误差分析
    5.3 基于图像处理技术的拟合曲线轮廓检验
        5.3.1 图像边缘提取算法分析
        5.3.2 人体轮廓提取
        5.3.3 拟合曲线与图像外轮廓的对比分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

(4)基于线结构光的曲面测量方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要研究工作及章节安排
第二章 线结构光三维测量理论基础
    2.1 线结构光三维测量方法介绍
    2.2 相机成像模型
    2.3 线结构光测量模型
    2.4 双目线结构光测量方法
    2.5 本章小结
第三章 曲面测量系统方案设计与标定
    3.1 系统方案设计
        3.1.1 系统整体结构设计
        3.1.2 系统测量流程
    3.2 硬件实验平台选型与搭建
        3.2.1 主要硬件选型
        3.2.2 硬件实验平台搭建
    3.3 测量系统标定
        3.3.1 典型相机标定方法分类
        3.3.2 张氏标定法原理介绍
        3.3.3 相机标定实验与分析
        3.3.4 线结构光平面标定实验与分析
    3.4 本章小结
第四章 线结构光条纹中心提取
    4.1 线结构光条纹图像预处理
        4.1.1 感兴趣区域提取
        4.1.2 图像滤波
        4.1.3 图像分割
    4.2 常用光条纹中心提取算法
        4.2.1 阈值法
        4.2.2 灰度重心法
        4.2.3 Steger算法
    4.3 改进的光条纹中心提取算法与实验分析
    4.4 本章小结
第五章 点云数据处理与分析
    5.1 点云去噪
    5.2 点云配准融合
        5.2.1 点云配准基础知识
        5.2.2 基于k-d tree加速的ICP算法与配准实验
    5.3 点云精简
    5.4 曲面重建
    5.5 本章小节
第六章 测量系统软件开发与实验分析
    6.1 测量系统软件设计
        6.1.1 软件开发平台与工具
        6.1.2 软件功能结构与界面设计
    6.2 实际测量与结果分析
    6.3 误差来源分析
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)基于车载激光雷达的地铁隧道形变分析及研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 研究内容及结构安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 章节安排
第二章 轨道检测车介绍
    2.1 车体模块简介
    2.2 激光雷达模块简介
    2.3 其他传感器简介
    2.4 数据采集模块简介
    2.5 本章小结
第三章 激光雷达扫描数据预处理
    3.1 隧道断面坐标转换
    3.2 隧道断面点云数据坐标获取
    3.3 点云数据的预处理
        3.3.1 大尺度噪声的剔除
        3.3.2 小尺度噪声的剔除
    3.4 数据预处理效果对比
    3.5 本章小结
第四章 地铁隧道点云数据的拟合成像
    4.1 隧道断面曲线拟合
        4.1.1 B样条曲线原理及性质
        4.1.2 三次B样条曲线原理及性质
        4.1.3 三次B样条曲线拟合
        4.1.4 基于三次B样条的隧道断面曲线构建
    4.2 隧道轮廓曲面的三维建模
    4.3 本章小结
第五章 地铁隧道形变分析及现场测试数据分析
    5.1 地铁隧道形变分析方法
    5.2 地铁隧道整体收敛形变分析
    5.3 地铁隧道局部形变分析
        5.3.1 基于MDP算法的二维隧道断面局部形变分析
        5.3.2 基于MDP算法的三维隧道曲面局部形变分析
    5.4 实验验证与结果分析
        5.4.1 隧道区间段整体收敛性分析
        5.4.2 隧道局部形变分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 主要创新点
    6.3 不足及展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文

(6)基于多激光传感器的接触轨几何参数测量技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号和缩略词说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 接触轨几何参数检测系统总体方案设计
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 用户需求分析
        2.1.2 系统功能要求
    2.2 接触轨几何参数检测方案设计
    2.3 硬件选型
        2.3.1 工控机选型
        2.3.2 激光位移传感器选型
        2.3.3 光电编码器选型
    2.4 软件设计
    2.5 本章小结
第三章 数据采集系统设计
    3.1 数据采集系统总体方案设计
    3.2 采集系统各模块设计
        3.2.1 同步触发模块
        3.2.2 STM32单片机及最小系统
        3.2.3 A/D转换电路
        3.2.4 串口通信电路
        3.2.5 电源模块
        3.2.6 采集板设计
    3.3 基于点式激光位移传感器的轨距测量
        3.3.1 轨距计算原理
        3.3.2 轨距检测实验
        3.3.3 基于Gocator传感器的轨距测量改进方案
    3.4 本章小结
第四章 数据处理及特征点提取
    4.1 数据预处理
        4.1.1 去噪处理
        4.1.2 简化数据
        4.1.3 平滑处理
    4.2 走行轨轨距测量特征点提取
    4.3 接触轨测量特征点提取
    4.4 本章小结
第五章 软件设计与实验
    5.1 软件总体功能设计
    5.2 上位机软件开发原则
    5.3 上位机软件系统开发平台
    5.4 上位机软件主界面
    5.5 软件功能实现
        5.5.1 数据输入功能实现
        5.5.2 标定模块
        5.5.3 触发方式
        5.5.4 数据处理
        5.5.5 曝光模式
        5.5.6 数据管理模块
    5.6 实验研究
        5.6.1 实验设计
        5.6.2 走行轨轨距测量与分析
        5.6.3 接触轨导高测量与分析
    5.7 实验结论
    5.8 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果
致谢

(7)高效铣削加工表面形貌分布特性及其仿真方法(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究目的及意义
    1.2 已加工表面形貌国内外研究现状
        1.2.1 切削过程中振动研究现状
        1.2.2 已加工表面形貌研究现状
        1.2.3 已加工表面形貌仿真方法研究
        1.2.4 已加工表面形貌的检测与表征研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 铣削加工表面形貌的变化特性
    2.1 立铣刀铣削加工表面形貌实验方案
    2.2 铣削加工表面形貌分布特性的表征
        2.2.1 已加工表面形貌取样方法
        2.2.2 已加工表面形貌结构识别方法
        2.2.3 已加工表面形貌分布特征参数的提取与行为序列构建方法
    2.3 铣刀刀齿误差与已加工表面形貌的关联特性
    2.4 铣削振动与已加工表面形貌的关联特性
    2.5 本章小结
第3章 铣削加工表面形貌仿真方法
    3.1 铣削振动影响下铣刀及其刀齿切削行为表征
        3.1.1 振动作用下铣刀及其刀齿切削运动关系
        3.1.2 铣刀切削边界条件识别
    3.2 已加工表面形貌单元解算方法
        3.2.1 误差影响下刀尖点位移
        3.2.2 刀齿瞬时位置角解算
        3.2.3 铣刀切削刃微元划分
    3.3 铣削加工表面形貌仿真方法
    3.4 已加工表面形貌分布特性解算方法的验证
    3.5 本章小结
第4章 加工表面形貌分布特性及其影响因素分析
    4.1 铣刀刀齿误差对加工表面形貌的影响分析
        4.1.1 铣刀刀齿误差方案设计
        4.1.2 铣刀刀齿误差对已加工表面形貌的影响
    4.2 切削参数对加工表面形貌的影响分析
        4.2.1 铣削加工表面形貌正交方案设计
        4.2.2 切削参数对已加工表面形貌的影响
    4.3 铣削振动对加工表面形貌的影响分析
        4.3.1 铣削加工表面形貌实验方案设计
        4.3.2 铣削振动对加工表面形貌的影响
    4.4 本章小结
第5章 铣削加工表面形貌分布控制方法
    5.1 铣削加工表面形貌分布一致性设计方法
        5.1.1 铣削加工表面形貌分布设计目标及设计变量
        5.1.2 铣削加工表面形貌分布约束条件
        5.1.3 铣削加工表面形貌分布一致性评判方法
    5.2 铣削加工表面形貌分布一致性工艺设计
    5.3 铣削加工表面形貌实验验证
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢

(8)基于拓扑同胚变换的复杂环形锻件自由曲面特征提取方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 自由曲面概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 基于点云几何属性分析的自由曲面特征识别方法
        1.3.2 基于点云网格拓扑结构分析的自由曲面特征识别方法
        1.3.3 基于点云邻域关联分析的自由曲面特征识别方法
    1.4 点云特征提取方法亟待解决的问题
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 复杂环形锻件点云数据的构建
    2.1 引言
    2.2 复杂环形锻件点云数据的获取
    2.3 基于卡尔曼时分复用滤波的复杂环形锻件点云动态偏差跟踪研究
    2.4 基于参数三次埃尔米特插值的复杂环形锻件点云偏差补偿研究
    2.5 本章小结
第3章 复杂环形锻件自由曲面的拓扑同胚变换模型建立
    3.1 引言
    3.2 复杂环形锻件基于流形的拓扑自由曲面构建
        3.2.1 复杂环形锻件点云信息拓扑空间的构建
        3.2.2 复杂环形锻件拓扑自由曲面构建
        3.2.3 复杂环形锻件拓扑自由曲面流形研究
    3.3 复杂环形锻件拓扑自由曲面同胚映射构建
    3.4 复杂环形锻件同胚变换自由曲面拓扑性质的研究
        3.4.1 拓扑变换自由曲面光滑性分析
        3.4.2 同胚变换自由曲面定向性分析
    3.5 本章小结
第4章 复杂环形锻件自由曲面的拓扑同胚变换特征提取
    4.1 引言
    4.2 拓扑同胚变换自由曲面切丛模型构建
    4.3 拓扑同胚变换自由曲面切丛模型曲率和极值研究
    4.4 拓扑同胚变换自由曲面特征点识别研究
    4.5 本章小结
第5章 复杂环形锻件自由曲面特征提取方法的实验研究
    5.1 引言
    5.2 实验装置与对象
    5.3 复杂环形锻件自由曲面特征提取实验过程
    5.4 复杂环形锻件自由曲面特征提取实验对比与分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(9)鞋楦的反求设计与快速成型加工(论文提纲范文)

一、鞋楦数据采集
二、数据处理
    1. 数据拼接
    2. 数据精简和封装
    3. 模型修补优化
三、曲面重构
    1. 领域组分析
    2. 创建四周轮廓曲线
    3. 创建顶部曲面
    4. 创建底顶部曲面
四、快速成型加工
五、小结

(10)温度对混凝土热学力学特性影响的宏细观研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状、进展及趋势
        1.2.1 温度环境对混凝土力学性能的影响规律研究现状、进展
        1.2.2 温度环境对混凝土热学性能的影响规律研究现状
        1.2.3 细观结构到宏观性能演化机制的揭示
        1.2.4 混凝土内部热传导的研究进展
        1.2.5 当前研究中的不足
    1.3 本文主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 不同温度环境条件下混凝土抗压强度研究
    2.1 引言
    2.2 试验方案
        2.2.1 原材料和配合比
        2.2.2 养护条件
        2.2.3 试件制备
        2.2.4 主要试验设备
        2.2.5 基本力学性能试验
    2.3 混凝土抗压强度分析
        2.3.1 养护温度对混凝土抗压强度的影响
        2.3.2 早期养护对混凝土抗压强度的影响
        2.3.3 水灰比对混凝土抗压强度的影响
    2.4 考虑环境温度的混凝土强度预测模型
        2.4.1 成熟度法原理
        2.4.2 常用的几种强度预测模型
        2.4.3 考虑温度效应预测模型的建立
        2.4.4 预测模型的验证
    2.5 本章小结
第3章 基于CT图像的混凝土细观结构研究
    3.1 引言
    3.2 混凝土内部细观结构分析原理及方法
        3.2.1 扫描电子显微镜法(SEM)
        3.2.2 压汞测孔法(MIP)
        3.2.3 核磁共振法
        3.2.4 CT扫描法
    3.3 混凝土细观结构形成机制及其对宏观力学性能的影响
        3.3.1 骨料
        3.3.2 水泥浆体
        3.3.3 界面过渡区
    3.4 基于CT扫描技术的混凝土细观结构分析
        3.4.1 混凝土试件CT图像重建
        3.4.2 孔隙的空间分布及特征分析
    3.5 本章小结
第4章 基于CT扫描的MatchID算法的内部应力应变分析
    4.1 引言
    4.2 混凝土应力-应变试验
    4.3 不同加载条件下混凝土细观结构的演化
    4.4 基于CT扫描的MatchID变形算法
        4.4.1 基于CT图像的非接触式变形测量
        4.4.2 位移计算基本原理
        4.4.3 应变计算基本原理
    4.5 混凝土内部变形分析
        4.5.1 位移场计算分析
        4.5.2 应变场计算分析
    4.6 混凝土细观结构与宏观力学性能的关系
        4.6.1 混凝土变形原理分析
        4.6.2 宏观变形与内部变形比较
        4.6.3 基于CT图像灰度值分析混凝土变形
    4.7 本章小结
第5章 考虑温度影响的混凝土热学特性
    5.1 引言
    5.2 混凝土绝热温升试验
        5.2.1 原材料
        5.2.2 试验方案
        5.2.3 试验结果及分析
    5.3 非稳定温度场计算原理
        5.3.1 热传导方程
        5.3.2 初始条件及边界条件
        5.3.3 水泥水化热与混凝土绝热温升
    5.4 考虑环境温度影响的热学模型
        5.4.1 混凝土水化度
        5.4.2 导热系数取值
        5.4.3 比热取值
    5.5 混凝土的温度场反分析
        5.5.1 BP神经网络基本原理
        5.5.2 反演方法
        5.5.3 反演方案
        5.5.4 算例验证
    5.6 本章小结
第6章 基于3D重建模型的混凝土热学力学性能数值模拟
    6.1 引言
    6.2 基于CT图像的三维细观模型重建
        6.2.1 三维模型重建方法
        6.2.2 MIMICS软件构建混凝土三维模型
    6.3 混凝土温度场计算
        6.3.1 非稳态温度场有限元算法
        6.3.2 温度场计算参数
        6.3.3 混凝土温度场计算结果分析
    6.4 混凝土力学性能细观数值模拟
        6.4.1 屈服准则
        6.4.2 单元选取与参数设置
        6.4.3 加荷和求解
        6.4.4 混凝土内部变形数值模拟结果
        6.4.5 混凝土数值模拟结果与MatchID分析结果对比
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要工作及结论
    7.2 展望
参考文献
攻读博士期间的科研情况
致谢

四、复杂轮廓曲面非接触三维数据测量的研究(论文参考文献)

  • [1]基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究[D]. 马叶琴. 中北大学, 2021(09)
  • [2]复杂曲面测量数据点云处理与重建技术研究[D]. 兰旭东. 东华大学, 2021(09)
  • [3]基于图形和图像的人体胸腰部曲面建模研究[D]. 艾容羽. 青岛大学, 2020(01)
  • [4]基于线结构光的曲面测量方法研究[D]. 张光跃. 石家庄铁道大学, 2020(04)
  • [5]基于车载激光雷达的地铁隧道形变分析及研究[D]. 黄晓杰. 上海应用技术大学, 2020(02)
  • [6]基于多激光传感器的接触轨几何参数测量技术研究[D]. 高昂. 上海工程技术大学, 2020(04)
  • [7]高效铣削加工表面形貌分布特性及其仿真方法[D]. 李帅. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
  • [8]基于拓扑同胚变换的复杂环形锻件自由曲面特征提取方法研究[D]. 孔涛. 燕山大学, 2019(06)
  • [9]鞋楦的反求设计与快速成型加工[J]. 蒲筠果,朱良,徐翔. 邢台职业技术学院学报, 2019(05)
  • [10]温度对混凝土热学力学特性影响的宏细观研究[D]. 韩燕华. 武汉大学, 2019(06)

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复杂型面非接触式3D数据测量研究
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