短线法节段梁预制拼装中的控制点空间坐标变换的实现方法研究

短线法梁段预制拼装在桥梁施工中的应用越来越广泛。利用已浇筑梁段的控制点坐标,通过空间坐标变换,辅以误差修正,可以精确地计算出梁段匹配位置,从而进行下一梁段预制。笔者以厦漳跨海大桥北汊南引桥工程为实例,讨论实现控制点坐标空间坐标变换的方法,为梁段短线预制安装提供指导。

基于空间坐标旋转变换方法的太阳影子长度变化建模

本文建立太阳影子长度随时间变化的数学模型,分析影子长度关于时间参数的变化规律。将长杆作为研究对象,将杆影轨迹随太阳照射角度不断变化的问题抽象为空间几何问题,提出了基于空间坐标旋转变换的杆影轨迹建模方法。以杆所在位置建立基本坐标系,采用空间坐标变换的方法计算太阳在不同偏转角度下的光线方向向量,并计算出不同时刻下杆顶的投影点坐标。原有坐标系进行空间三维坐标变换,求出杆子的投影点在最终坐标系下的坐标。运用MATLAB仿真求解出杆影轨迹,并与杆影长度的经验公式对比分析,表明该建模方法准确可靠。并给出具体的案例进行分析。最后根据"北京时间"的发布不在北京的结论进行经度订正,得到太阳影长随时间变化曲线不关于中间时刻对称的结论。

便携式三坐标测量仪测点空间坐标计算及测球半径补偿研究

论述了便携式三坐标测量仪的测量原理、测点空间坐标计算及测量仪测球半径补偿计算。研究结果可以直接应用到多关节臂测量仪的计算和补偿,为研制多关节臂便携式测量仪提供了理论基础。

坐标变换在构件相贯线计算中的应用研究

本文讨论应用空间坐标变换计算构件相贯线的方法。该方法的特点是构件在本地坐标系内进行坐标取样和交点处切面计算,再通过空间坐标变换到统一坐标系后应用矢量法计算交点(相贯线上的点),避免了使用复杂的交线方程式,同时避免了使用复杂方程描述时在接近临界点难于均匀取样,并且容易发生取样密度不适时出现断点或突变点的问题,应用本文算法绘制出的相贯线均匀连续平滑。此算法可推广应用于计算其他构件表面的相交线。

基于BIM的复杂空间异形钢拱桥拱肋施工校核研究

复杂异形拱桥拱肋的空间姿态控制是保证工程质量的关键问题之一,对其设计图纸参数、实际施工中的各点位坐标的校核是保障施工质量的前提。本文针对以上问题,引入BIM技术与数学建模,提出了一种复杂空间异形钢拱桥拱肋的校核方法。文章首先完成了对钢拱肋设计图纸拱轴线节点坐标的数学建模校核,在此基础上以Tekla软件建模辅助校核拱段尺寸,然后对施工中拱段监测点坐标进行了数学建模校核,最后在Tekla中模拟施工,建立实际工程模型,拟合实际拱轴线分析整体误差。同时本文将该方法应用于武汉某大桥,证实了该校核方法的实际可行性。

地形三维场景实时变换及可视化方法研究

地形数据的三维可视化技术一直是3DGIS领域一项重要的研究技术。从地形实时渲染的需求出发,提出大地坐标系下的多分辨率地形组织模型,并对可视化过程中的坐标空间变换方法进行研究,提出一种适合大区域地形可视化的坐标空间变换方案,使可视化的三维地形场景尽可能真实反映其自然的分布形态,使影像纹理、地物与地形之间进行精确的映射与匹配。

多股螺旋弹簧的空间曲线模型研究

通过分析多股螺旋弹簧的成形原理及结构参数,分别采用空间坐标轴变换、坐标轴角度关系、欧拉角度变换三种不同方法建立了多股螺旋弹簧钢丝中心曲线数学模型。以三股钢丝为例,根据建立的空间曲线数学模型和给定的多股螺旋弹簧参数,使用MATLAB软件绘制了多股螺旋弹簧曲线,并利用参数化建模软件Pro/E完成了多股螺旋弹簧的三维实体建模。结果表明,该模型完全符合多股螺旋弹簧的实体模型,为进一步研究多股螺旋弹簧内部的力学特性和研究其动态设计理论提供了重要的理论依据。

钢丝绳隔振器弹性元件空间曲线模型分析

提出并设计了新型钢丝绳隔振器及其弹性元件钢丝绳绳圈,为了探索隔振器刚度与隔振器结构参数之间的关系,对钢丝绳绳圈进行了研究。分析了钢丝绳绳圈的成形原理,采用空间坐标轴变换方法建立了7×7不锈钢钢丝绳绳圈钢丝中心曲线数学模型。根据建立的空间曲线数学模型和确定的结构参数,使用MATLAB软件绘制了钢丝绳绳圈钢丝中心曲线,并利用参数化建模软件Pro/E完成了钢丝绳绳圈的三维实体建模。通过研究得到了钢丝绳绳圈的空间曲线模型,发现了芯绳中心线上任意一点被其法平面所截截面不是一般研究文献中所假设的圆形或者椭圆,而是不规则截面,研究结果为进一步研究钢丝绳隔振器的动静态特性以及其结构参数对上述特性的影响打下了重要基础。

利用GPS精确测定的摄影机坐标和方向

本文论述了在车载或机载摄影测量过程中 ,摄影机坐标和方向的测定方法 ,利用三台GPS接收机测定汽车或飞机在摄影运动过程中的姿态 ,由于摄影机与三台接收机的关系类似一个刚体 。

大地高误差对坐标系转换精度的影响

卫星大地测量直接获取地面点的三维坐标,解决了传统作业中平面和高程分开建网的问题。但获得的三维坐标基于全球大地坐标框架(WGS84或IRTF),不能直接应用于实际的工程项目中,需要通过椭球变换实现坐标系转换。由于基于本地坐标框架(局部椭球)的大地高较难得到,椭球变换参数只能近似求得。分析大地高误差对坐标系转换精度的影响,并用实例证实此影响在局部范围内是可以忽略的。

大型转子空间位置测量及自定位加工方法的研究

针对大型转子的加工环境,在传统加工方法基础上提出了一种使用直线位移传感器测量转子外圆,输出位移信号,经处理形成位移曲线,建立转子实际轴线数学模型,根据数学模型计算转子各加工位置坐标,最后修正数控程序,实现对大型转子装夹精度测量及自定位加工的方法。

空间坐标系变换的函数梯度描述方法

为了将空间坐标系变换由静态的、不随时间发生变换的情况推广到动态的、随时间发生变换以及任意角度发生变换的情况,基于单位四元数构造的旋转矩阵和罗德里格矩阵的完全等价性,揭示出空间坐标系(空间直角坐标系)变换与函数梯度的数学关系,推导出由函数梯度表示的空间坐标系变换的数学公式,在理论上说明了用函数梯度描述空间坐标系变换的方法。研究表明,在数学意义上,空间坐标系变换的本质是"场",可以用"场"的概念统一以任意角度发生旋转变换的空间坐标系变换特例,为进一步研究空间坐标系随时间发生连续变换的情况或以新的思路为运动载体定姿奠定了理论基础。

基于改进DenseNet模型的电压暂降故障识别方法

为了解决电力系统中常见的电压暂降故障的识别问题,文章提出了一种基于改进DenseNet模型的识别方法。首先,将电压信号从时域空间转换到频率空间,并对瞬时电压进行空间坐标变换,将三维静止坐标系转换到二维静止坐标系。其次,将二维坐标矢量轨迹图、电压瞬时波形图和频率空间图像作为改进DenseNet模型的输入,并对这些图像进行二值化处理。最后,在过渡层中引入注意力机制,帮助DenseNet模型更好地集中注意力于关键的特征,在全局平均池化层增加自适应池化功能,以适应处理任意尺寸的图像。实验结果表明该方法能够有效地识别电压暂降故障。

基于热力图和注意力机制的单目6D姿态估计算法

基于二阶段坐标解耦的单目6D姿态估计方法具有稳定、高效和训练速度快的特点,但在精度上还存在改进空间.提出了一种利用高斯热力图坐标回归和融合注意力的单目6D姿态估计算法.该算法在ResNet34骨干网络中引入融合注意力模块,使网络能够更好地学习物体的表面特征和空间信息;基于可微分空间坐标变换对平移量计算网络进行改进,能够更准确地预测坐标平移量.该算法使用基于密度层次化的聚类方法,建立点云的哈希索引,对所预测的3D点云进行约束,同时有效减少离群的3D采样点.在训练阶段,该算法使用合成渲染图像对LineMod数据集进行扩展,为网络训练提供丰富数据.实验结果表明,该方法的ADD(-S)指标和2D投影误差指标分别达到了93.27%和98.81%,相比基准方法CDPN分别提高了3.41%和0.79%,与PVNet和DPOD等比较新颖的算法对比显示出综合优越性.

虚拟城市小区构建方法

目前国内外虚拟城市建设主要采用现有建模软件 ,如 3DMAX、AUTOCAD等软件 ,这些建模软件的模型 ,一般都数据量较大 ,模型类型固定 ,操作起来不灵活。本文主要综述了城市小区虚拟三维建设中各种自定义模型的建模思想和方法 ,以及自定义模型的特点。论述了三维建模中几大部分 ,地形建模、房屋建模、各种实体建模以及现有模型的导入 ,对其中涉及到的几何原理和关键技术进行了论述 。

三维激光扫描系统中目标点云的颜色复原

为建立目标表面的真实彩色三维点云数据模型,以编码标志点作为定位介质,利用目标的无色点云和彩色图像,提出一种三维点云颜色复原方法。在目标附近放置多组编码标志点,用基于激光线的三维扫描设备获取目标无色的三维点云和编码标志点信息;用彩色相机从多视角采集目标及编码标志点的彩色图像,通过Canny边缘检测及亚像素定位算法得到编码标志点的图像坐标;再利用改进的直接线性变换法由编码标志点的世界坐标值及像素坐标值求解出相机相对世界坐标系的位姿矩阵,通过相机成像模型建立点云与彩色图像像元的映射关系;最后,利用插值法计算局部点云的颜色并完成整个点云颜色的融合。采用该方法对多个模型进行了颜色复原实验,彩色三维点云的颜色空间位置偏差小于0.6 mm,重建效率为7.3×104 point/s,彩色三维点云与目标相似度高。该方法可以实现目标彩色三维点云重建,计算精度和效率均能够满足使用需求。

基于双目视觉机器人TCP校准方法研究

工业机器人末端执行器位置参数(TCP)是机器人离线编程及机器人末端工具误差校正的基础,研究快速、准确的TCP校准方法对保证工业现场环境下机器人系统顺利正常工作至关重要。以双目视觉测量为基础,结合空间坐标变换理论与机器人运动学,提出了一种应用于工业制造现场的机器人TCP参数快速自动校准方法。此方法具有非接触测量、校准速度快、精度高等优点,减少了传统接触式TCP校准过程中误差因素,并且克服了其标定速度慢,标定精度不足等缺点。结合ABB工业机器人对该方法进行验证实验,实验结果表明:对于直径为10 mm的末端工具,提出方法校准精度相对于传统接触式标定有很大的提高,可以满足工业现场高精度的、快速的TCP校准要求。

岩体裂隙多边形模拟算法研究

确定岩体内部裂隙面的几何特征是岩体力学的基本问题之一,不同于传统的裂隙圆盘模拟方法,本文采用多边形来模拟岩体裂隙面,首先对采用多边形模拟岩体裂隙面的形状、大小、位置和方向等几何特征进行深入的分析,然后运用空间坐标变换的方法,经过两次旋转变换和一次平移变换,把一个大小确定、方向水平,四条边分别平行于总体坐标系两个水平坐标轴的正方形,变换到岩体裂隙面的实际位置和方向,如果再加上结构面之间的距离因素,即可实现成组发育、具有一定统计分布特征的岩体裂隙面的计算机模拟,工程实例表明,采用多边形模拟岩体的裂隙面的算法效率较高,而且还为以后的岩石块体切割算法以及图形系统显示算法的数据结构奠定良好的基础。

考虑土壤频变特性的接地装置频域矢量有限元模型

发、变电站及输电线路的接地装置是保障电力系统供电可靠性的重要基础设施,准确计算接地装置的频域特性可为合理设计接地系统提供理论依据。为此,通过引入Visacro-Alipio土壤参数频变公式,采用麦克斯韦全波方程建立了计及土壤频变特性的接地装置频域矢量有限元模型,并采用空间坐标变换法处理了模型中无穷散流空间与有限计算资源之间的矛盾;基于提出的模型和方法,对接地网进行了仿真计算,并将计算结果与现场试验及国际公认软件包CDEGS的计算结果进行了对比,验证了该模型在低频及高频注入电流作用下计算的准确性。结果表明:空间坐标变换算法的引入,使得该模型在保障计算精度的基础上降低了计算量;考虑土壤参数频变性时,接地参数明显低于不考虑时的情况;当注入电流频率低于2 MHz时,"电感效应"起到主导作用,接地电阻随着注入电流频率增加而增大;当注入电流频率高于2 MHz时,接地参数随频率增加而基本稳定,土壤电参数的频变特性使得"电感效应"导致的接地电阻随频率增加而近似线性增加的现象有所缓和。

电流源型逆变器滑模控制策略的研究

针对三相电流源型逆变器易受非线性负载变化和外界扰动等影响,采用线性化控制技术存在系统动态响应慢、输出波形畸变等问题,提出一种变速趋近的滑模变结构控制策略,新建了三相电流源型逆变器的数学模型,并采用空间坐标变换对其简化,最后确定了系统滑模切换面,推导出变速趋近控制量。最后仿真实验结果表明该控制策略能够实现较好的逆变输出波形和较快的系统动态响应。