基于凸包的棋盘格角点自动识别与定位方法

采用Harris方法提取角点,应用对称算子剔除棋盘格外圈角点与伪角点,基于灰度梯度方法精确提取棋盘格亚像素角点。在此基础上,提出了基于凸包的棋盘格角点分层识别与自动定位方法,实现了棋盘格角点物像坐标的自动匹配,从而可实现摄像机自动精确标定。实验结果表明,该方法具有较高的精度与可靠性,适合于摄像机在线自标定。

线结构光条纹中心的全分辨率精确提取

激光条纹中心的提取是线结构光坐标测量系统的关键技术之一,本文对条纹中心的高分辨率精确提取进行了研究。首先,基于阈值法全分辨率提取条纹初值中心;然后,在条纹初值中心域应用灰度梯度与Bazen方法计算条纹法向,最后在法线方向精确获取光条纹能量中心。采用分辨率为768×576的相机,应用V形检测块进行对比实验,结果表明:提取的中心点分辨率为1 086点,比传统方法增加了42.5%,且无冗余点;中心点到由中心点拟合的直线的平均距离最小,分别为0.294与0.306 7 pixel;条纹法向计算精确,计算时间为75.8 ms。该方法避免了被测体表面曲率变化大、提取中心密度小等问题,提取的精度与鲁棒性高,满足在线精确测量要求。

精确提取线结构光条纹中心方法

线结构光三维坐标测量中,光条纹中心的精确快速提取直接影响测量精度与效率。提出了基于光条纹图像方向与重心法相结合的方法,首先用阈值法获取条纹中心初值,然后,通过光条纹图像的灰度梯度,计算条纹法线方向,最后,在法线方向用重心法提取光条纹重心。实验结果表明,该方法能快速精确地提取光条纹中心,精度达到亚像素级。

一种线结构光视觉传感器手眼标定方法及仿真

研究线结构光视觉传感器安装于多关节测量臂平台上形成复合式测量系统的手眼精确标定,提出了将传感器测量坐标建于激光测量面,通过变姿态测量固定标定点的手眼标定方法。利用机器人运动构型与标定点在传感器的坐标,推导了手眼标定模型。设计标准球为标定靶标,提起球心为标定点。建立了标定仿真模型,基于机构仿真分析平台-InteMech设计了一套仿真试验,试验验证了方法的可行性与有效性。

线结构光视觉传感器直接标定方法

分析了传感器测量模型,推导了摄像机畸变模型下的像坐标与像素坐标变换关系,在此基础上,提出了一种基于二元五次多项式拟合的线结构光视觉传感器物像标定模型。在数控平台上,利用锯齿形标定块获取一组标定点,应用最小二乘方法实现参数标定。标定与测量实验表明:本方法实现简单,精度较高,满足测量要求。

驾驶员在环的电驱动系统模拟试验台研究与开发

为实现电动汽车电驱动系统参数标定和动态性能测试,研究并开发了基于驾驶员与电驱动系统双在环的动态模拟试验台。以PXI为实时仿真系统,利用Carsim与Lab VIEW建立了电动汽车实时车辆动力学模型及台架控制模型。试验结果表明,该试验台可验证电驱动系统动态性能,具有较高的精度和实时性。

性能需求驱动的电动汽车动力系统参数优化

为有效提高电动汽车的综合性能,提出了一种基于质量功能展开和正交试验法的动力系统参数综合设计与优化方法.首先,基于质量功能展开建立了满足顾客需求的车辆性能与技术特性的耦合模型,应用粗糙数和灰色关联法确定各技术特性的加权因子;然后,基于正交试验法,以车辆综合性能最优为目标构建了动力系统参数优化设计模型,应用灰色关联法获得车辆综合性能指标系数,进而确定最优解,并对各因素进行灵敏度分析;最后,基于Matlab平台建立了电动汽车动力系统参数的设计优化模型,并以某款电动汽车为实例进行了仿真优化.仿真结果表明,优化后的车辆综合性能提升了32.3%,证明了文中方法的有效性.

基于Modelica的电动汽车制动系统建模仿真与参数优化

基于多领域统一建模语言Modelica建立了电动汽车整车模型及真空助力制动系统模型,提出了基于车辆数据采集系统VBOX-3i的测试方法,并通过对电动中巴车的实车路况测试验证了仿真模型的准确性。在此基础上,利用正交试验法对真空助力制动系统参数进行了优化匹配。采用优化匹配参数后,降低了约14.2%的真空制动系统能耗。

线结构光视觉传感器设计优化

线结构光视觉传感器的结构参数直接决定传感器测量精度。本文基于透视原理和坐标变换理论建立了线结构光视觉传感器的测量模型,并由此推导了传感器误差模型,分析了结构参数对传感器精度的影响及传感器像面误差分布。在对各参数综合分析的基础上,给出了传感器设计流程,推导建立了传感器设计约束方程,实现了传感器结构参数的自动与优化设计。

数控激光扫描测量系统

概述了激光非接触测量在逆向工程中的应用,介绍了数控激光扫描测量机的组成与实现原理,分析了测量的流程,重点讨论了激光扫描测量机的标定、圆台校准以及测量与软件系统的实现。

中巴车铝合金立柱截面多目标优化

立柱是轻量化中巴车身的核心构件,其综合力学性能取决于型材截面形态。提出一种基于响应面的截面特征参数多目标优化方法,首先进行6063铝合金材性试验及立柱构件的拉伸和弯曲试验,测得材料的力学性能参数、立柱轴向和侧向的极限承载力。试验结果表明立柱构件的侧向受力能力远小于轴向受力能力。为提高立柱综合性能,采用最优拉丁超立方试验设计分析,选取敏感度大的截面特征参数作为设计变量,以质量、最大变形位移、最大应力的最小化为综合设计目标,建立多目标优化的数学模型。基于Kriging算法构建最大变形位移和最大应力的响应面仿真模型,应用多目标遗传优化算法(MOGA)全局寻优得到最优解。优化方案最大变形减小0.62%、最大应力减小11.06%、质量减小12.48%。

基于UML的机械系统仿真平台的设计与开发

概述了UML技术及其在软件工程中的广泛应用,采用UML和组件技术对机械系统仿真平台进行了分析设计,给出了系统平台结构的组件图与类图,设计开发的一个原型系统具有很好的规范性和可重用性。

双轴驱动纯电动汽车制动能量回收策略研究

针对双轴驱动纯电动汽车回馈制动最优能量回收,建立双轴驱动电机利用效率最优优化模型,基于电机的map特性,构建电机利用效率最大化的转矩分配模型,获得了前后电机转矩的最优分配规律。基于上述规律,以ECE法规及理想制动力分配等安全性因素为约束,生成了一种新型再生制动力矩分配策略。利用Matlab/Simulink建立仿真模型。仿真结果表明:该再生制动控制策略在循环工况下能量回收效率达到80.94%,比基于I线制动力分配的能量回收策略与前轴电驱最大制动能量回收策略分别提高了5.61%、9.88%。

工程制图教学改革探讨

针对非机械类工程制图课时少、内容多的特点,对教学内容与教学方式作了适当调整。压缩画法几何的教学内容,建立以"体"为中心的教学方法。采用CAI课件教学为主,兼顾传统的教学方式,构建CAD教学与实验平台。

约束机械系统自动建模公式化矩阵组装方法

针对约束机械系统的运动方程组系数矩阵的组装 ,推导出适合于计算机自动建模所有矩阵组装公式 ,提出了分块贡献法 ,并将其转化为算法 。

工程制图研究性教学改革探索

本文基于改变工程制图以培养工程师为目的的知识传授型传统教学方式,探索培养学习与研究能力的研究性教学的目的,对工程制图教学内容、方法与考核方式进行了改革探索。

基于测量臂构型的单点残差修正方法

测量臂杆件和关节的弹性变形与臂的摆放构型相关,会影响臂的测量精度。提出了一种基于测量臂构型的单点测量残差修正方法。通过分析测量臂在某一构型下的关节角度与测量臂末端点坐标偏差值之间的映射关系,再根据有序摆放构型下单点测量坐标相对平均坐标的变化曲线,利用不同构型下的关节角度和相应的坐标变化值建立了残差修正数据库,进而应用该数据库对测量臂任意构型下的末端坐标值进行修正。实验证实了其有效性和正确性。

基于标志点的测量数据自动拼接方法

为了对测量数据进行自动拼接,提出了一种新的数据拼接方法。该方法根据标志点的空间拓扑关系,先利用关系匹配自动找出对应的标志点对,以降低数据拼接的操作复杂性;同时应用Rodrigues参数表示位姿变换矩阵,并引入中间参数进行分步求解。数据拼接实例的拼接结果表明,该方法计算过程简单、稳定性好。

基于动态规划的电动汽车加速过程优化控制

为提高纯电动汽车能量利用效率,针对电动汽车加速过程,提出了基于动态规划算法的优化控制策略.建立了基于效率图的电机及驱动系统模型和锂离子动力电池组美国新一代汽车合作伙伴计划(PNGV)等效模型,以及整车能源和动力系统的效率模型;构建了整车动力性和经济性的多目标价值函数,采用动态规划算法获得加速过程中优化的电机控制指令路径.基于Matlab平台对城市通勤电动汽车(ECUV)车型进行仿真,结果显示,百公里加速时经济性最优的加速路径能耗降低了22.42%,说明优化的路径能有效提高整车效率减少能量损耗,优化方法可行.

纯电动汽车转矩控制策略及仿真

研究纯电动汽车转矩优化控制问题。针对传统纯电动汽车转矩控制方法存在控制模式单一、动力性和经济性较差等缺点,提出驱动模式识别的纯电动汽车转矩优化控制方法。将整车驱动行驶时工作模式划分成三种驱动模式,建立了驱动模式模糊识别器。根据驱动模式识别结果,运用线性计算、转矩补偿和动力总成效率寻优方法分别制定了三种驱动模式下的转矩优化控制策略。仿真结果表明,所研究的转矩优化控制方法能准确识别驱动模式,优化了整车驱动转矩,显著提升了整车的动力性和经济性。