基于ArcEngine的等高线质量检查方法研究

等高线的精准描绘是地图绘制的关键问题。本文针对地图生产中等高线与高程注记点,研究可能出现的矛盾类型,引入基于等高线和高程注记点的不规则三角网检查方法与放射检查方法,以期为生产实践提供参考。基于ArcEngine组件库和C#语言,开发了等高线质量检查程序,并用实例数据对其检查结果的准确度进行了验证。研究结果表明:等高线节点构建不规则三角网进行点线矛盾的检查方法具有较高的精度,可满足项目生产需求。

基于改进萤火虫算法的永磁同步电机多模态优化设计

永磁同步电机的结构参数选择往往是多模态、非线性的优化问题,同时其结构优化设计又存在计算分析时间过长、计算效率过低、收敛慢等问题。文中针对此类问题提出了一种基于改进萤火虫算法的新型多模态优化算法。改进萤火虫算法主要引用了等值线概念并通过克里金(Kriging)代理模型自适应确定子计算区域,从而获得多个全局最优解和局部解,并且引入单纯形法和改进停止条件以提高算法效率。此外,研究了分层余一法用于检验代理模型精度。最后,将其应用到永磁同步电机的结构优化中,使齿槽转矩成功降低了38.33%。

布料包装设备中翻折机构的结构设计与运动分析

为解决中小型染整企业需要机械设备实现布料包装的问题,利用公理化设计理论,根据用户需求解析其布料包装设备中翻折机构的功能要求和结构设计要素。通过耦合设计分析提出符合独立性公理的机构设计方案。选取右侧由曲柄滑块机构与凸轮机构串联而成的六杆机构作为设计对象,利用位移矩阵法得到曲柄滑块机构尺寸,解析滑块位置与曲柄转角的关系。同时,分别选用等速运动规律和正弦加速度运动规律设计推程阶段廓线和回程廓线。此外,对翻折机构进行运动仿真得到翻折板的角位移、角速度和角加速曲线。研究表明,翻折板的运动特性满足设计要求并符合实际需求。

基于线结构光扫描的工件高精度三维测量方法

为了提高工业中对复杂轮廓工件的测量精度和效率,设计了一套高精度非接触三维测量系统,并提出了一种基于线结构光扫描的工件轮廓三维测量方法。首先,利用高精度相机和三轴移动平台采集线结构光图像。然后,通过基于差分区间的灰度质心算法,精确而高效地提取出线结构光中心线,并生成原始点云模型。接着,对采集到的点云数据进行必要的点云滤波和精简预处理。最后,将预处理后的点云数据与CAD模型精确配准,进行工件表面轮廓的测量与误差评定。实验结果表明:测量工件轮廓高度的绝对误差小于0.07 mm,相对误差小于0.5%。所提出的三维测量系统及方法测量误差较低,能够实现工件的高精度三维测量,具有一定的工业应用价值。

基于ZYNQ的线激光轮廓传感器设计

为了直接获取工件轮廓点云,设计一种基于ZYNQ可编程芯片的线激光轮廓传感器。以ZYNQ芯片为核心处理器,设计传感器的图像采集与处理硬件电路。根据相机畸变模型,通过双线性插值法矫正各像素点的灰度值,研究基于法向迭代的灰度重心法以提取激光条纹中心线,结合相机参数和激光光平面方程的标定,计算相机坐标系下激光条纹中心点的三维坐标。在ZYNQ芯片中实现上述算法的并行加速,进行工件轮廓扫描测试。结果表明:该传感器可得到工件的三维轮廓点云。

基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法

因工作环境的复杂性,变电设备成为智能电网中故障频率最高的装置之一,易发生设备接地故障、保险熔断故障、绝缘材料老化等问题,为提高电网变电设备三维自动化运检精度,提出基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法研究。采集电网变电设备三维图像,获取电网变电设备三维图像初始轮廓点,筛选变电设备轮廓点,依照顺序连接提取出的关键轮廓点,得到变电设备三维图像轮廓线,结合形态学滤波算法,对图像进行开、闭运算,依据轮廓线的闭合情况,分割出目标图像与背景图像,提取包括HOG特征与LBP特征的变电设备目标图像特征,经过特征融合后,构造最优分类超平面,制定电网变电设备三维自动化运检规则,判定变电设备运维情况,最终实现变电设备的三维自动化运检。实验数据显示:该方法识别出变电设备的正常与异常状态,在不同实验工况背景下,应用提出方法获得的变电设备运检精度达到了96%。提高了变电设备的自动化运检的识别及运检精度,满足现今变电设备的运检需求。

动态采煤沉陷区预回填施工控制模式研究

鉴于传统采煤沉陷区“先稳沉后治理”方式存在治理滞后的问题和国家对于生态环境保护的愈加重视,动态采煤沉陷区预治理的理念和思想越来越成为业内共识。对于预治理为农业用地或建设用地的动态采煤沉陷区场地而言,一项基础性工作就是需要对上述场地进行预先回填以满足该场地对于设计使用标高的要求。动态采煤沉陷区内预回填工程的传统控制模式是通过施工高程进行控制,且施工高程随着地表动态沉陷呈降低趋势,即不同沉陷时刻对应不同的施工高程。由于预回填工程的实际施工时间往往滞后于勘察设计时间,施工时如果仍采用勘察设计时间节点所确定的施工高程,则会造成最终稳沉后场地实际高程与原预期规划高程出现偏差。为解决传统的以高程控制预回填工程施工模式存在的问题,提出了以土方回填厚度控制预回填施工的新思路,分析推导了地表各点不同情况下土方预回填厚度的计算公式,为绘制土方回填等厚线平面图提供理论依据。研究表明:在地下工作面开采计划和地表规划高程不变的情况下,以填厚控制预回填工程的施工模式克服了以高程控制的不足,该方法具有预回填土方厚度不随时间变化的特点,对于动态采煤沉陷区预治理设计和施工具有一定的适用性。

一种断层面约束下的Delaunay三角剖分与等值线生成算法

传统等值线算法在生成等值线图时,往往采用先生成等值线后抠除断层多边形的方法,或者采用先抠除断层多边形再直接生成等值线的方法。这两种方法均忽略了断层处的层位信息,因而在断层面附近的精度达不到现代油气资源勘探的要求。对断层面与解释层位交点进行精细处理,通过对断层数据的细分加密得到断层面的精确控制点序列,使用Clough-Tocher插值方法进行插值,获得断层面处层位点的高程,提高等值线在断层面处的精度。研究断层面约束的Delaunay三角剖分,设计光滑等值线快速生成算法。形成断层面约束下的层位等值线自动生成技术模块。结果表明,该方法不仅提高等值线绘制的精度,同时也有效降低等值线查找的复杂度,提高了计算效率。

注塑模具随形水路自动化设计

作为一种新颖的水路结构,随形水路在模具工程中的应用日益广泛,然而其设计过程却极为繁琐。针对随形水路传统设计方法存在的复杂耗时且易出错的问题,结合地貌学中等高线的形成原理,提出了一种随形水路自动生成方法。该方法通过偏置模具成型面与等距的分层面相交从而形成各层的随形水路中心线,连接各层的中心线,并对整个曲线链进行光顺处理得到轨迹线,最终沿轨迹线扫描形成冷却管道。以NX为平台,开发了随形水路自动设计系统,实现了本文提出的全部算法。实例验证表明,该方法大幅度缩短了随形水路的设计时间,提高了设计质量,具有较高的实际应用价值。

基于去辊道背景实现工件位姿识别

针对工业辊道高干扰环境中识别无序摆放工件时存在的识别准确率低与耗时长等问题,提出一种新型去背景提取工件最小包围轮廓方法(RBEC)去获取辊道上无序摆放工件的角度和位置信息。首先,用滤波后的背景图像与工件图像进行像素相减去除阴影与大部分干扰背景;其次,通过提出的辊道残留去除算法除去图像背景中残留的滚筒边缘;最后,采用形态学闭运算连通只剩工件区域的像素点并通过提取该区域的最小包围轮廓信息获取辊道上的工件角度和位置信息。在实际工业环境中的工件分拣平台上进行实验,其结果可满足位姿识别需求,且RBEC法计算简单,鲁棒性高,相较于SIFT法和SURF法,RBEC法计算时间分别降低88.7%和83.0%,角度误差分别下降了45.9%和44.5%。

基于轮廓关键点形状上下文描述的BIM模型版本对比方法

在工程全生命周期过程中,需求、参与方、工况等因素的变化使得BIM模型变更频繁,模型校审工作量巨大,校审的基础是识别不同版本之间模型的差异。针对模型中的结构化信息,可采用文本比较的方式。对于非结构化的几何信息,提出了基于轮廓关键点和表面描述点进行形状上下文描述的方法。该方法首先通过计算获得模型的轮廓线,其次采用轮廓线均匀采样和表面泊松盘均匀采样的方式获取关于模型的特征描述,最后对模型统计特征进行定量比较。相较于目前主流的随机采样方法,该方法不仅能通过较少的采样点获得对模型的稳定描述,提高对比效率,且对模型结构改变十分敏感,同时也可以抵抗因曲面细分或简化带来的影响。本文方法在某水电工程的部分非标准化构件中进行实验验证,在模型差异化对比方面取得了良好的效果。

直线段检测算法在机载LiDAR建筑物轮廓线提取中的应用

针对机载LiDAR点云数据提取建筑物轮廓线耗时多且精度不高的问题,本文提出了一种基于直线段检测(LSD)的机载LiDAR建筑物轮廓线提取方法。该方法首先对已分类的建筑物点云进行栅格化得到二值图;然后对二值图进行膨胀、腐蚀操作,消除二值图中因栅格化产生的空洞;最后利用LSD算法进行直线检测获取规则的建筑物轮廓线。经过实测数据的验证,本文方法可以检测到亚像素级的建筑物轮廓线,与传统的Canny算法相比能够提高约50倍的效率。

基于脑电实验的口罩分割线设计对脸部审美情绪的影响

为了探析口罩分割线应用规律,寻找最符合青年群体审美要求的口罩结构设计方法,统一使用黑色非织造织物,制做八款口罩。运用事件相关电位实验,测试实验者观看八款口罩图片时脑电诱发状况。结合脑电客观实验和主观评价数据,运用多因素重复测量方差的方法对Event-related potential研究范畴中由口罩刺激图片引起的P300成分峰值进行综合分析。结果表明:在口罩廓形方面,上轮廓无纵向分割线,整体采用横向综合性分割线结构的口罩评分更高,更受青年群体青睐;在脑电成分诱发方面,P300成分的诱发机制偏向于情绪产生的程度,而非刺激物种类,较深的喜爱情绪或较深的厌恶情绪均会引发类似趋势的P300峰值。

地形特征线的判定因子及提取算法

地形特征线构成了地形起伏变化的骨架线,其中的山脊线和山谷线对于地形地貌的研究具有重要意义.根据山脊线和山谷线的特性,首先,提出确定地形特征线起点的4个判定因子(张角因子α、距离因子S、标志因子β_(1)和β_(2)),基于DP算法所提取的地形特征点判别特征线起点.其次,提出一种将特征点判断与方位加权法相结合的地形特征线提取算法,以特征点为中心把4个象限划分成若干个区域,通过一定的判断准则从区域内提取出符合条件的点,以此法来追踪山脊线和山谷线.编写相应程序验证所提算法的正确性和有效性,结果表明,当α<165°、S<6倍等高距、β_(1)=1且β_(2)=0时,所提取的地形特征线与实际地形相符合.

天柱县大河边地区重晶石矿层厚度分布特征研究

大河边重晶石矿位于贵州省天柱县,其成因类型是海底喷流沉积成矿。但是,有关重晶石矿分布的分析较少,尤其是厚度等值线方面,无法支撑喷流来源中心或通道的研究。本文根据现有探槽和钻孔资料,结合相关勘探线剖面研究,对重晶石矿层进行厚度等值线分析。综合分析认为,天柱县大河边地区重晶石矿的主要控制因素为坪地断层(F_(1)),即F_(1)断层可能就是成矿物质喷流来源的主要通道,其两侧均应具较好的找矿潜力。

建筑外轮廓线算法在BIM审查中的研究应用

随着建筑信息化模型的普及,工程项目审查脱离二维图纸进行建筑信息模型审查成为发展趋势。建筑信息审查从信息数据到实际审查的数据,通常需要借助算法来完成。本研究基于Revit平台,采用RevitAPI对Revit样例模型的房间轮廓线数据,研究了凸包算法在建筑外轮廓线计算中的应用;根据凸包算法的计算思路,提出一种基于线集合数据的通用计算方法-凹包算法,并研究了凹包算法在建筑外轮廓线计算中的应用;根据建筑模型的常用建模方式,提出一种更为适合计算建筑外轮廓线的方法——基于房间信息计算方法;对比了三种外轮廓线计算方法的精确度,给出了更适合计算建筑外轮廓线的算法。

基于Surfer的芦潮港水闸附近河床变形分析

河床地形观测是水闸变形监测的重要内容,其对水闸的安全运行评估具有至关重要的作用,常规的河床变形分析,以水深测量的数据为基础,通过南方cass等软件,绘制水下地形图及断面图作为最终成果,无法做到直观、准确、全面地了解河床变化。以芦潮港水闸附近河床变形观测为例,基于Surfer软件,以等值线渲染图、典型剖面图、冲淤分析图3种分析手段相结合,详细分析了该水闸两期的河床变形情况,并对不同分析手段进行了优劣性总结,对类似的水下地形监测具有很好的借鉴意义。

三维剖切仿真在矿山景观修复工程中的应用

为了有效呈现当前矿山景观状况和景观修复效果,解决传统方法存在矿山景观三维建模和模拟修复效果不佳等问题,研究三维剖切仿真在矿山景观修复工程中的应用。收集矿山景观资料并扫描,提取矿山景观内景物关系拓扑,依据拓扑构建矿山景观三维数据模型,使用该模型分析矿山三维景观的数据分布状况。结合矿山三维景观数据分布状况,通过设置三维剖切面间距、设计三维剖切面深度和布局、绘制三维剖切面,生成三维矿山景观地表模型,对该模型实施矿山景观地貌植被叠加,获得矿山三维地貌景观,将该模型应用到矿山景观修复效果呈现过程中。实验结果表明,该模型可有效生成矿山区域地形起伏数据信息,且其生成的高程数值与实际数值极为接近,具备良好的地表网格划分能力,有效呈现当前矿山景观状况和景观修复效果,保证矿山景观修复工程的顺利开展。

软管灌装封尾机的灌装机构设计与分析

以软管灌装封尾机的灌装机构为研究对象,对其摆杆凸轮机构、膏体灌装机构等核心部件的设计进行详细剖析。并对摆杆凸轮机构的工作原理进一步阐述,根据摆杆凸轮机构的各杆长关系,利用Matlab软件对摆杆凸轮轮廓曲线进行编程拟合,再利用Inventor三维建模软件对摆杆凸轮进行建模,对比分析Matlab与Inventor动力学仿真得到的摆杆凸轮轮廓曲线以及压力角变化等参数。同时对比分析国内外膏体灌注机构的灌装精度,对其结构设计进行详细阐述。最后通过对摆杆凸轮各参数的对比分析,验证了摆杆凸轮机构设计的可靠性与正确性,同时对膏体灌装机构的设计提出了设计的思路与方法。对软管灌装封尾机灌装机构进行设计,提升设备的运行速度、稳定性及灌装精度等性能。

常顺煤矿数字化矿山测量实践

近几年,数字化技术快速发展,在矿山领域也提出了数字化矿山概念。在此背景下,对数字化矿山相关概念进行了分析,指出了数字化矿山测量技术存在精度高、安全水平高、测量效率高的优点;结合现在矿山测量技术特点提出了它在应用过程中存在的主要问题,包括等高线问题、比例尺问题、设备老旧问题,并提出了解决方案,最后将数字化测量技术应用于恒泰常顺煤矿。结果表明,采用数字化测量技术可提升测量数据的精确度,降低人工成本,提升测量效率和开采效率以及质量。