基于双通道空洞卷积神经网络的手势识别

为了提高手势识别过程中识别率,提出了一种基于双通道卷积神经网络(CNN)的识别算法。首先,对原始手势图像进行预处理,得到手部边缘图像;然后,分别选取手势图像和手部边缘图像作为CNN的两个输入通道;最后,在全连接层进行特征融合,并用SoftMax分类器对输出结果进行分类。通过实验证明:该算法能有效提高手势识别率,达到99.6%,增强了CNN的泛化能力。

船舶小组立特征柔性测量系统

传统的船舶小组立零件上特征测量多采用人工测量,该方法精度低,不便于数据的记录,也不符合数字化造船的理念。基于此情况提出一种视觉测量系统,该系统由嵌入式线激光传感器与小组立焊接机器人组成。在测量特征时,随着焊接机器人带动传感器到被测特征上方,对特征进行扫描并计算出特征的尺寸。该系统适用于小组立工件中各类特征的测量,对工件的摆放姿态无任何要求。为了验证该系统的可行性及精度,面向小组立中的圆槽孔特征,分别在实验室用小尺寸标准件测量以及在船厂现场搭建环境用实际工件进行测量,实验表明该方法测量标准件时尺寸误差小于0.05 mm,重复测量结果极差小于0.02 mm;在现场测量时,长宽测量误差小于2 mm,距离测量误差小于3 mm。该测量系统能够满足船舶现场的加工制造精度要求,同时能够减少人工参与提升检测效率。

套管螺纹接头连接性能的接触有限元分析

根据套管螺纹接头的结构和受载特点,基于接触问题的有限元混合法和面向对象的程序设计思想,建立了套管接头螺纹旋合接触的有限元分析模型,编制了相应的有限元分析程序,并以此对3种载荷条件下载荷在各螺牙上的分布进行了分析研究,结果表明,载荷分布的不均匀性对套管螺纹接头的连接性能有重要影响。

螺距误差对套管螺纹载荷传递特性的影响

根据套管螺纹接头的结构和受载特点，在先期建立的套管接头螺纹旋合接触的有限元分析模型和分析程序的基础上，研究了因加工误差而造成套管接头内、外螺纹螺距不一致时对其载荷传递特性的影响；给出了在内、外螺纹具有不同的螺距配合时，载荷在套管接头各扣螺纹上的分布规律曲线，为设计时合理选择套管接头内、外螺纹的螺距公差提供了依据．

基于法向恒力跟踪的船板打磨轨迹在线调整方法

机器人对船板零件自由边进行打磨时,初始打磨轨迹基于船板零件的三维几何模型生成。由于该三维几何模型与实际的船板零件存在一定偏差且船板刚性较大,文章设计了基于法向恒力跟踪控制的机器人打磨轨迹在线动态调整方法以保证自由边打磨质量。通过力位感知技术实时采集机器人打磨工具与待打磨船板零件之间的接触力信息;基于重力补偿与法向力分解算法,建立法向恒力跟踪下基于位置的阻抗控制模型以实时修整机器人的打磨轨迹,使其实时跟踪待打磨零件自由边。仿真结果表明:该方法可以很好地实现打磨轨迹的在线动态调整,使得调整后的打磨轨迹能够满足要求,保证船板零件自由边的打磨质量。

面向对象的接触问题的有限元分析

工程实际中接触问题是十分普遍的，本文基于接触单元法，采用面向对象的程序设计技术，实现了物体弹性接触的有限元分析，并提出了一种求解刚度方程的改进方法，可对零件接触表面接触载荷的分配与分布、因接触引起的应力分布变化及变形情况进行有效地研究。

快速成形中STL模型的自动修复方法与软件研究

STL数据模型是当今商用RP系统广泛采用的CAD到RP的数据接口，已成为RP工业界的事实标准。由于STL数据格式本身的缺陷、CAD造型过程中的人为错误以及CAD模型表面三角化方法所存在的问题，致使得到的STL文件所表示的面化数据模型常出现错误，导致RP后续的切片、加工过程不能正常进行。在分析STL模型常见错误的基础上，提出了相应的自动诊断和修复的方法，基于VisualC++6.0研制开发了STL模型自动修复的软件系统。

基于STEP的非均匀自适应分层方法

现有的自适应分层方法,通常对整个零件采用同一个最大的尖顶高度要求,实际上,大多数零件由于表面的重要程度不同,而需要不同的尖顶高度要求。对零件的不同表面采用不同的尖顶高度要求,可以进一步提高自适应分层的效率。为此,提出了一种在CAD系统外直接对STEP标准CAD模型进行非均匀自适应分层的方法,CAD系统与分层系统之间的数据交换采用STEP中性文件的格式。选择好零件的制作方向后,用户可根据零件表面的重要程度指定不同的尖顶高度要求,然后系统自动对CAD模型进行自适应分层。最后给出了分层实例,并对结果进行分析。

套管螺纹全参数化几何模型的建立

根据圆锥螺旋面形成理论，推导出了构成ＡＰＩ圆套管螺纹四段圆锥螺旋面的方程，建立了套管螺纹全参数化的几何模型，以此模型研制了接箍和套管内外螺纹旋合过程的计算机仿真系统，可用于研究套管螺纹设计参数的变化对接箍和套管内外螺纹旋合几何接触性能的影响。

套管螺纹全参数化几何模型及旋合仿真

根据圆锥螺旋面形成理论，推导出了构成ＡＰＩ圆套管螺纹四段圆锥螺旋面的方程，建立了套管螺纹全参数化的几何模型，以此模型研制了接箍和套管内外螺纹旋合过程的计算机仿真系统，可用于研究套管螺纹设计参数的变化对接箍和套管内外螺纹旋合几何接触性能的影响。

基于符号匹配的形位公差代号的标注方法

形位公差是机械图样中的重要技术要求之一，由于其标注形式的多样性，因此在计算机绘图软件中难以采用统一的模型进行描述。本文运用了一种基于符号匹配的形位公差代号的标注方法，较好地解决了这一问题，并以此方法编写了一个形位公差代号的标注模块，在实际应用中取得了很好的效果。

组合碟簧的计算机辅助设计系统

根据碟形弹簧组合设计的特点，应用计算机辅助设计、数据库及计算机绘图技术，形成了一个碟形弹簧组合设计的计算机辅助设计系统。系统根据输入参数形式的不同，采用不同的设计准则，可以多种形式输出设计结果参数、组合设计装配图、碟簧零件工作图及特性曲线。

基于图像法的点云数据边界自动提取

提出了一种反求工程中基于图像法的点云数据边界特征的自动提取方法 ,采用图像处理中梯度求解方法 ,对点云中每一点处的法矢和曲率进行估计 ,通过阈值得到候选边界点 ,再利用曲率极值法得到最终边界点 .通过这些边界点可以进一步拟合边界曲线 ,达到对点云数据进行自动分片的目的 .该方法具有较强的可操作性和实用性 。

反求工程中散乱点云数据的自动分割与曲面重构

提出了一种在反求工程中对散乱点云数据进行自动分割与曲面模型重构的方法.建立了散乱点云数据之间的拓扑信息,对点云数据进行三角剖分重构网格曲面模型.基于网格曲面求解点云数据的曲率极值,提取边界点云,进一步拟合成边界曲线.利用边界曲线将整个点云自动分割,每一片点云采用二次曲面或自由曲面进行拟合,对于二次曲面可以根据参数自动确定曲面类型,最终得到完整的CAD模型.用一个鞋跟模型的实例证明了该方法的有效性.

基于点云数据的复杂型面数字化检测技术研究

针对设计制造流程中复杂型面检测难的问题,建立了由数据获取、点云与计算机辅助设计模型匹配及偏差分析组成的数字化测量系统。采用格雷码加相移技术的三维非接触式光学测量技术,获取了待测零件的表面数据。为满足光学三角法要求,在测量机构中采用了定制光栅,提出了具有小扰动的改进最邻近点迭代算法进行点云与计算机辅助设计模型的准确匹配。在偏差分析中采用多分辨率层次分析法对测量点云与计算机辅助设计模型进行比较,为设计人员及时提供了精度分析数据,使设计制造检测成为一个反馈系统。以某型号轿车车灯配光镜为例,验证了该系统的可行性。

FDM工艺过程中丝材的粘结机理与热学分析

分析了熔融堆积成形(FDM)工艺中挤出丝材的温度随时间、路径的变化规律,通过对丝材物理模型的合理假设,建立了挤出丝材温度场的数学模型,并根据Stratasys商用机FDM2000所使用的ABS-P400丝材的热学参数,结合聚合物的粘结机理,验证了模型的合理性.

组合碟簧的计算机辅助设计

根据碟形弹簧组合设计的特点，应用计算机辅助设计、数据库及计算机绘图技术，形成了一个叠形弹簧组合设计的计算机辅助设计系统。系统根据输入参数形式的不同，采用不同的设计准则，可以多种形式输出设计结果参数、组合设计装配图、碟簧零件工作图及特性曲线。

髋臼骨关节面形态特征的研究

髋臼骨关节面生物形态特征的研究将有助于通过建立更为精确的髋臼三维模型来分析髋关节的生物力学性能 ,具有重要的临床意义。但在以往的研究中 ,髋臼骨关节面大多被简单认定为一球面。本研究通过三维激光扫描获取髋臼的三维形态数据 -点云数据 ,运用反球工程技术结合优化拟合算法 ,分别用球面和旋转椭球面逐步逼近原始的髋臼骨关节面 ,获得最佳的髋臼骨关节面匹配模型 ,分析比较此二项匹配模型间的匹配误差。对 15例髋骨的统计测量结果表明 ,旋转椭球面的匹配误差显著小于球面的匹配误差 ,其中拟合球半径平均值为 2 4 .37±2 .2 2 mm,拟合旋转椭球面长轴 (髋臼左右方向 )平均值为 2 6 .0 2± 2 .76 mm,短轴 (髋臼前后方向 )平均值为 2 4 .17± 2 .16 mm。该项研究首次对髋臼骨关节面形态作了定量的分析 ,有助于我们对髋臼骨形态的重新认识 。

快速成型技术在鼻赝复体制作过程中的应用

目的介绍一种新型的利用计算机辅助设计和快速成型技术进行义鼻外形仿真的方法及效果。方法应用自主研发的三维光学测量系统分别取得患者鼻缺损区外形和志愿者鼻外形,生成点云。基于计算机辅助设计原理,应用逆向工程图像处理软件,将志愿者的鼻外形图像数据提取修饰并拼接于患者面部缺损区,完成义鼻图像设计后,利用快速成型设备加工形成树脂义鼻。结果在软件中将志愿者鼻与患者缺损区拼合后,患者面部完整,比例协调。经快速成型制作的树脂义鼻外形高度仿真,在患者面部贴合良好。结论计算机辅助设计和快速成型技术能仿真重建鼻患者缺损区义鼻形态,并辅助颌面部赝复体的设计和制作。

熔融堆积成型中的原型翘曲变形

以熔融堆积成型过程中原型的变形为研究对象,分析变形产生的根源及其作用机理,建立了成型过程中原型的翘曲变形模型,并定量地分析了各种因素,包括堆积层数、断面长度、环境温度和材料的线收缩率对原型变形的影响程度。分析结果合理地解释了熔融挤出堆积成型过程中的一些现象,据此提出了减小原型翘曲变形的相应措施,实际应用效果较好。