基于PointNet++的煤场点云分割与识别方法

为了实现煤场环境下的实时监控与安全监测,对煤场环境应用了一种基于PointNet++的目标分割与识别的方法。利用二维激光扫描仪做直线运动的装置采集三维点云数据,通过设置目标安全距离,采用基于欧氏距离的点云分割算法对原始点云进行分割,调用训练好的PointNet++网络对分割后的目标点云进行识别,对识别结果进行判断,并分析目标物体的工作状态是否安全。实验结果表明:煤场环境典型物体点云的分割精确率与召回率均大于90%,目标识别准确率达到98%,验证了基于PointNet++点云分割与识别方法的可行性。

数控加工中非圆曲线的最小二乘圆弧逼近

提出了一种利用最小二乘圆弧逼近非圆曲线的方法。首先建立数学模型,逼近圆弧不一定通过曲线上每个给定点,但曲线拟合误差的平方和可达到最小。通过误差比较,删除大量型值点,在满足精度的前提下,可使拟合圆弧段数最少,从而减少CAD系统与CNC系统的数据传送。

基于优化的六自由度工业机器人NURBS轨迹规划

针对机器人在运动过程中遇到较大振动和冲击问题,为进一步提高轨迹规划的精度,减轻振动和冲击,延长机器人使用寿命。以实验室REBOT-V-6R机器人为研究对象,分别采用三次多项式、三次B样条和三次NURBS在基于最短路程原则下对机器人轨迹进行规划。规划结果表明,采用三次NURBS规划的运动轨迹速度、加速度光滑,连续没有突变,机器人轨迹精度较好,运动性能优于三次多项式样条和三次B样条。

基于非均匀有理B样条曲面重构汽轮机扭曲叶片

为了准确高效地构造汽轮机叶片曲面,采用三次非均匀有理B样条拟合叶片表面.分别采用向心参数法和累积弦长参数化法计算叶片横截面和纵向的节点矢量,根据求得的控制顶点网格和节点矢量建立叶片精确的数学模型,并给出其矩阵表达形式.经实例验证表明:所建立的叶片数学模型完全满足精度要求,对提高叶片的设计质量和进行叶片动力特性分析具有实用价值.

复杂曲面数控加工刀具轨迹的生成技术

复杂曲面的数控加工中,刀具的运动轨迹是影响加工质量和效率的一个重要因素。本文讨论了刀具轨迹的生成方法、步长计算、行距确定和干涉检测与处理等关键问题。

基于NURBS插补算法的汽轮机叶片数控加工

为了提高汽轮机叶片的加工精度,文章通过分析汽轮机叶片的结构特点,采用一种NURBS曲线插补算法对其进行插补仿真。文章所采用算法由两部分组成:速度规划和参数计算。首先速度规划采用简化的五段S曲线加减速控制方法,保证了叶片在高速加工过程中加速度的连续,使机床运行平稳,然后利用牛顿迭代法来计算插补参数,得到更精确的插补参数,进一步提高了叶片的加工精度和加工速度。汽轮机叶片的插补仿真表明,该算法有高的稳定性和运算精度,并且使机床振动减小,速度波动小,保证了叶片的高质量加工。

NURBS曲线数控加工中的一种逼近方法

根据自由曲线上测得的型值点,通过反求工程,构建了NURBS曲线,并详细分析了采用伸缩步长法直线段逼近NURBS曲线的过程,对逼近误差进行了分析,表明其满足加工曲线的要求。该计算方法简单,逼近精度较高。

基于密切曲率法的汽轮机叶片数控加工

为了提高汽轮机叶片数控加工的质量和效率，用2×3次非均匀有理B样条方法，建立了叶片的数学模型，推导了其三维点和法矢量矩阵表达式，实现了叶片的数字化表示。在此基础上利用密切曲率法，即采用中凹的盘形铣刀取代传统的球头铣刀，在每一次行程中，使刀具轴线绕工件的旋转轴线按特殊的规律摆动，使得在垂直于进给方向的法截面中，刀尖轨迹的包络面的法截线与理论曲面的法截线具有相同的1阶～2阶导数，从而在保持精度不变的前提下，使实际行程次数得以大幅度地减少，提高加工效率。

六自由度机器人运动学仿真及轨迹规划

为减小机器人运动过程中的振动和冲击,延长机器人使用寿命,提高轨迹规划的精度,以六自由度工业机器人为研究对象,针对采用五次多项式样条规划的轨迹因加加速度有突变而导致的轨迹精度不高的问题,采用五次和七次非均匀B样条对机器人轨迹进行规划。机器人的运动学建模和轨迹规划的仿真通过MATLAB平台实现。仿真结果表明,采用五次和七次非均匀B样条规划的运动轨迹速度、加速度光滑,加加速度连续没有突变,机器人轨迹精度较好,运动性能优于五次多项式样条。

板类零件数控切割的自动编程

利用ＣＡＤ系统与ＮＣ连接自动编程的方法，研究了工业锅炉板类零件数控切割。通过对ＡｕｔｏＣＡＤ状态下的零件图形进行处理，读取图形交换ＤＸＦ文件中的几何信息，可以自动确定切割路线和自动编制数控加工程序。结果表明，该方法可以大大提高编程的可靠性、数控切割效率及自动化水平。

基于背景差分法的多运动目标检测与分割

针对图像序列中的多运动目标的检测和分割问题,本文使用基于背景差分法和相邻帧差分法对多运动目标进行了提取。以179帧图像序列为实验样本对两种方法进行了对比实验,结果显示相邻帧差分法相对于背景差分法一共丢失了159 461像素。对于提取后的运动目标,处理步骤主要为图像预处理、目标检测识别和分割。在Matlab软件中实现了基于背景差分法对多运动目标的检测识别和分割,达到了预期的要求。

基于Matlab与DMC的工业机器人轨迹规划研究与实现

以深圳市元创兴科技有限公司的REBOT-V-6R机器人为研究对象,用Matlab建立6自由度仿真界面,在仿真界面上用三次多项式对机器人末端规划一个矩形轨迹,得到机器人6个关节的运动曲线.在此基础上,提出基于DMC的开放式运动控制系统的6自由度机器人轨迹插补算法,同时介绍了在DMC上的矩形轨迹具体实现方式.实验结果表明,该方法能可靠、精确地实现机器人轨迹运动.

提高汽轮机叶片加工效率的方法

为了提高汽轮机叶片加工效率,提出改进的自动调节进给率的NURBS直接插补算法对叶片进行插补。该算法在加工曲率半径较大的叶背和叶盆时,采用较大的进给速度插补保证加工效率,在加工曲率半径较小的前后缘时,对进给率进行自适应调整,使弓高误差不超出最大允许值以保证加工精度,并保证法向加速度在允许的范围内。实验结果表明,叶片采用该插补算法在保证加工精度的前提下,最大限度地提高了叶片的加工效率。

基于区域点云的工件位姿计算方法

为了获取稳定可靠并具有代表性的特征点估计物体的位姿,根据实际工作环境采用背景差分法对图像上的物体进行图像位置粗限定,减少双目立体匹配所消耗的时间。对立体匹配获得的粗糙目标三维点云进行去噪优化处理,以获取可靠的物体三维点云集。根据点云的分布情况对目标物体进行三维的空间位置限定,获取独立物体的点云特征。通过区域点云密度分布情况估计具有代表性的局部特征点,并将其作为位姿计算的初始值,根据建立的D-D(Distance-Density)评价函数获取建立工件坐标系所需要的特征点。最后,对物体点云进行随机采样验证所建立的位姿矩阵准确性,同时与传统的选定特征点建立位姿矩阵进行误差对比。实验数据显示:通过局域局部估计优化的特征点建立的位姿转换矩阵精度更高,3个坐标轴的平均误差和为2.43 mm,验证了本文方法的可行性。

汽轮机叶片数控加工刀位轨迹的计算

为了提高汽轮机叶片数控加工的质量和效率,用2×3次非均匀有理B样条方法,建立复杂叶片的数学模型,实现了叶片的数字化表示。针对叶片横截面曲率变化大的特点,采用等参数和等弦高相结合的方法计算走刀步长,利用等残留高度法确定行距,仿真实例表明,生成的刀具轨迹能提高叶片加工精度和加工效率。

基于改进粒子群算法的白车身焊接路径优化

为优化白车身焊接路径,提高焊接效率,提出一种改进粒子群算法,在传统粒子群算法思想的基础上,将算法寻优过程分为追随和盘旋两部分.基于较近原则生成初始粒子,以减少种群规模,加快收敛速度;在追随部分,通过个体极值追随全局极值和随机原始参考值以贪婪重组的方式重新生成粒子,在增强算法局部寻优能力的同时加快算法的收敛速度;在盘旋部分,采用多次局部调序的策略,通过随机调整粒子局部排列序,保证算法种群的多样性,防止陷入局部最优解;从种群进化代数和种群个体适应度函数值实现算法各参数的自适应调节,加快收敛速度;对粒子个体采取精英保留策略,保留最优粒子.算法通过Matlab平台实现,实验仿真结果表明,提出的改进粒子群算法对于中小规模的白车身焊点旅行推销员问题(Travelling Salesman Problem,TSP)有良好的寻优能力.

模拟退火算法在并行公差优化中的应用

根据并行公差设计的特点,建立了并行公差设计的优化数学模型,该模型以总加工成本最小为目标函数,以装配功能要求、加工方法选择、加工余量公差、经济加工精度范围等为约束条件,将模拟退火算法应用于并行公差优化设计中,并给出了具体的算法流程。通过实例验证了其算法的正确性。

六自由度机器人NURBS轨迹规划研究

针对机器人在运动过程中遇到较大的冲击和振动问题,为减轻冲击和振动的影响得到平滑的线条,延长机器人的使用寿命,以实验室的六自由度机器人为研究对象,分别采用五次多项式,五次NURBS规划机器人的运动轨迹,在MATLAB平台上进行仿真验证。规划结果表明:采用五次NURBS规划的运动轨迹加速度曲线光滑连续没有突变,运动性能优于五次多项式样条。

基于AutoCAD平台的二维零件数控切割自动编程

提出了一种由AutoCAD二维图形直接生成数控火焰切割机加工代码的方法:通过提取零件图形轮廓几何数据,判断零件轮廓旋转方向和内外轮廓,确定切割顺序,自动生成数控加工代码.实验结果表明:此方法可以有效提高数控切割效率.

基于VB的多轴运动控制系统的软件开发与应用

为了满足多轴运动控制系统高效、高精度的控制要求,采用基于数字信号处理器(DSP)技术加上一个现场可编辑门阵列(FPGA)的运动控制器,搭建了多轴运动控制系统的实验平台。并利用VB软件编写了多轴运动系统的控制程序。结果表明,生成的控制界面可以对系统进行方便、灵活的运动控制。