基于空间坐标转换模型的多视图尺寸完备性检查

尺寸完备性检查一直是 CAD/ CAPP/ CAM领域研究的重要问题 ,但由于视图表达的多样性和尺寸标注的灵活性 ,尺寸完备性检查一直都未得到很好的解决 .文中建立了空间坐标转换模型 ,将工程图中计算机内部的屏幕坐标转换为与之唯一对应的空间坐标 ,并通过尺寸虚拟分解 ,将复杂的非线性尺寸标注分解为多个线性尺寸标注 ;在此基础上 。

手机内置加速度传感器数据的空间坐标转换算法

手机内置加速度传感器坐标系固定于设备自身,其采集的数据因手机姿态的改变而不断发生漂移,受此影响即使同一运动过程,加速度数据也难以同前一个时刻保持一致。为解决该问题,提出利用空间坐标转换算法将加速度数据从手机坐标系映射至惯性坐标系,从而确保数据在手机任意姿态下均能准确反映实际的运动状态。为验证该方法的有效性,设计一种手机传感器数据在线采集与实时处理新方法,实现Matlab中数据动态特征的实时观测及算法性能的在线评估。利用此方法,在旋转实验中分别测试方向余弦与四元数两种算法的可行性,并在计步器实验中进一步测试四元数算法性能。实验结果表明,基于方向传感器数据的方向余弦算法因测量范围限制,不能实现全方位空间坐标转换;而基于旋转矢量传感器数据的四元数算法则能够实现全方位转换,且转换后的加速度对步态识别率达到95%以上,较准确地反映了实际运动状态。

不同空间域坐标转换方法研究

我国工程测量项目的数据成果一般统一在西安80坐标框架下,GPS以其高精度、高效率等优势在控制测量、地籍测量、新增地物补测等有着重要应用,即涉及到不同空间域WGS-84坐标与西安80坐标的转换。本文通过大区域测区与小区域测区的坐标转换实例,对比不同空间域坐标转换方法的选择、公共点数量对转换精度的影响,得出在大区域坐标转换中,应采用七参数法且合理选择较多数量的公共点;在小区域坐标转换中,采用四参数法进行坐标转换优于七参数法,且公共点数量合理。

以曲面逼近为基础的空间坐标转换方法

本文现已WGS-84至西安及WGS-84至北京的坐标转换为例,结合实际需要提出了以曲面逼近思想为基础的七参数坐标转换方法,对此方法的误差特点及适定范围进行了模拟、计算与深入分析,最终认定此方法无需大地高数据,使用简便.

基于Matlab的七参数空间坐标转换研究与实现

分析了七参数空间坐标转换模型和Matlab语言在矩阵运算方面的优势。在此基础上开发实现了七参数空间坐标转换程序。简要介绍了利用Matlab语言开发此程序的一点体会。

空间直角坐标转换的非线性模型与解法

本文简要介绍了空间直角坐标转换的七参数模型和布尔莎模型,针对线性布尔莎模型不适用于大旋转角度空间直角坐标转化的问题,阐述了一种非线性布尔莎模型,并详细推导了参数解算过程,仿真模拟实验结果表明:非线性布尔莎模型具有较高的参数解算精度和稳定性,且适用于任意旋转角度的空间直角坐标转换。

测量塔法沉管隧道沉放测控中三维坐标转换的一种新方法

沉管隧道管节沉放测控中,现有的测量塔法获取实时管节特征点坐标的方法,是先测量待沉放管节上多个塔标点实时坐标,再利用坐标转换方法求解管节特征点实时坐标。在研究测量塔法管节沉放测控原理的基础上,本文提出了一种仅测量两个塔标点三维坐标结合管节的两个倾角数据计算管节特征点实时坐标的方法,该方法实现了管节独立坐标系与施工坐标系两个空间直角坐标系间的转换,具有不受坐标系间旋转角度值大小限制和模型简单的优点。推导了该方法的数学模型,并利用AutoCAD模拟数据进行计算实验,证明了本文方法的正确性。

基于空间参数转换的输电线铁塔监测分析

高精度、高效的监测对铁塔的管理与维护具有重大意义。针对目前三维激光技术在铁塔监测中存在点云数据冗杂,点云单点精度不能满足铁塔监测精度要求,同时不能准确反映铁塔整体特征变形情况等问题,提出利用三维激光扫描不同时期铁塔点云,通过采用ANSYS有限元软件荷载分析方法和优化ICP算法提取,得到同一坐标系两期铁塔重点监测部位的同名特征点,基于空间参数转换模型解算出重点监测部位的旋转参数和平移变化量,进而对铁塔进行变形分析。实验结果表明,该技术在进行实际铁塔监测中具有较高的监测效率和精度,具有较好的应用前景。

基于空间运动转换算法的通用五轴加工中心螺旋锥齿轮加工研究

螺旋锥齿轮是一种实现相交轴运动传递的基础元件,其加工技术难度大,目前只有少数国家拥有这方面的技术。本文利用空间曲面共轭原理,从锥齿轮成形方法出发,确定齿轮切齿矢量关系,并建立螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。更具刀盘与加工齿轮之间的位置关系,通过空间坐标系转换,推导出刀心坐标与刀轴矢量,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮加工机床的基本参数转化成与NC加工机床相配套的参数。利用计算机对螺旋锥齿轮数控加工进行模拟仿真,并根据五坐标数控机床后置处理原理,对仿真结果进行理论分析,得到螺旋锥齿轮数控机床的后置处理公式,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。为今后应用和推广数控齿轮机床,提高我国在相关领域的国际竞争力,提供了一定的参考价值。

坐标法测设空间曲线的研究

结合山西西龙池抽水蓄能电站引水系统空间弯管中心轴线测设实例,对空间曲线的测设放样进行相关探讨,可采用CAD三维建模、空间坐标系统转换以及空间解析法获取空间曲线的精确三维坐标,对比实测坐标对空间曲线进行精确定位。

基于环形阵列的油管损伤三维成像检测方法研究

传统的瞬变电磁套管损伤检测技术是通过采集数据来反映套管损伤情况的二次场信息,反演套管二维壁厚曲线,为套管损伤提供解释依据。为了使套管损伤解释得更加高效、直观、精准,满足井口油管三维成像的需求,建立一种基于环形阵列式的井口油管三维成像检测系统,利用探测仪器中环形阵列分布的TMR传感器,对井口油管各个方位的信息进行采集,使得采集到的数据能够描述不同深度、不同角度的损伤情况。结合套管半径、涡流扩散时间以及径向探测角度之间的关系,通过对井口三维数据的处理,实现套管内外壁三维成像,进而实现井口油管的非对称损伤解释。通过与传统的电磁探伤曲线的对比,验证了所提井口油管三维成像检测方法的有效性,为现场套管损伤解释工作提供重要依据。

空间变化PSF图像复原技术的研究现状与展望

空间变化PSF(Space-variant Point Spread Function,SVPSF)图像,即物空间各点的退化随位置的改变而改变的图像,由于其复原技术涉及到多个甚至海量PSF的提取、存储和运算,相对于空间不变PSF(Space-Invariant Point Spread Function,SIPSF)图像复原要困难得多。目前处理此类图像的主要方法包括空间坐标转换法,等晕区分块复原法,以减少数据存储量,降低计算量,提高收敛速度为目标的直接复原法等。本文回顾了这一课题的研究历史,对目前的研究工作进行了分析和总结,介绍了本实验室提出的结合GRM(Gradient Ringing Metric)评价算法的总变分最小化图像分块复原法,并提出了未来工作关注重点的展望。

砂布页轮柔性抛光表面微观形貌建模与预测

柔性抛光技术广泛应用于航空发动机整体叶盘叶片的精密加工。系统深入研究柔性抛光过程,了解抛光加工表面微观形貌生成的内涵,成为柔性抛光加工技术的重要研究内容之一。以砂布页轮为柔性磨具,通过空间几何坐标变换建立了砂布页轮表面磨粒的空间运动学模型及磨粒-工件几何学干涉模型,并研究了砂布页轮柔性变形对工件表面磨粒运动轨迹的影响。基于磨具表面形貌模型,利用MATLAB软件进行砂布页轮柔性抛光表面微观形貌生成过程仿真,并得到不同工艺参数下工件表面三维形貌及其影响规律,抛光实验结果验证了该仿真算法的正确性和有效性。

基于结构光的角焊缝空间位置检测系统

自主研发了一种基于结构光图像的角焊缝空间位置检测系统。通过调节相机和标定板的相对位置进行多次拍摄,采用L-M算法开展标定数据最优化拟合,标定相机内参和外参。在结构光图像上,逐列提取灰度主峰,并基于迭代端点拟合法进行平滑处理,利用渐进霍夫变换方法确定结构光图像的角点。基于标定获得了空间转换关系,计算角焊缝空间位置坐标并反馈给焊接机器人。测试结果显示,该方法较好地完成了三面体结构工件角焊缝的机器人位置调整,机器人焊接系统的实测最大位置偏差小于±0.15 mm。

基于罗德里格矩阵转换和牛顿迭代法的角度定位方法

在很多应用场合中,需要对物体上的某些点进行高精度角度定位,如基于干涉仪体制测向系统的外辐射校正中的找法线,需要精确地对干涉仪天线进行角度定位,找到天线的法线。针对与以上场合类似的多种应用场景,提出一种角度定位方法,该方法结合基于罗德里格矩阵的空间坐标转换和牛顿迭代法,可实现利用移动定位装置对物体上的任意点进行角度定位。相比传统的角度定位方法,该方法精度高,且可一次性完成物体的多处角度定位。

列车风管管接头间接识别定位方法

为完成移动机器人对列车风管的摘解任务,需要对列车风管管接头进行定位。针对列车风管管接头不易识别且识别定位需要一定实时性和精度的问题,利用双目视觉系统提出了一种间接识别定位方法。在目标识别中,根据列车风管的特点,基于颜色特征在HSV空间中对风管近端金属圈进行识别,提取出金属圈形心坐标;在三维重建中,利用具备较高精度和一定实时性的组合立体匹配算法对风管近端金属圈进行三维重建,得到其三维坐标后根据管接头与近端金属圈相对位置关系固定的特点,通过空间坐标转换得到管接头的三维坐标,实现列车风管管接头的定位。最后,在(200~650)mm的距离范围内进行实验验证,实验最大绝对误差为12.88mm,算法最长耗时为245ms,结果表明该方法满足要求。

视觉跟随导航参数获取算法与验证系统的设计

视觉跟随导航参数空间坐标转换环节是连结视觉环境感知与移动机器人运动控制的关键步骤。为了兼顾移动机器人视觉跟随导航参数转换的实时性和准确性,本文结合摄像机针孔模型,并加入一定约束条件与假设条件,设计了一种适用于单目视觉感知局部区域近似平面的导航参数空间坐标转换算法。同时,研究基于Visual Studio 2013结合OpenCV库开发了导航参数转换算法验证软件并进行实验。试验结果表明,本文设计的算法测量值与理论值平均偏差为23.20mm,平均标准差为11.48,最小偏差值为5.02mm,能满足一般地面移动机器人单目视觉导航的要求。

物体表面水滴运动的实时动画仿真方法

为增强实时三维雨天场景的真实感,提出一种模仿物体表面水滴运动的动画仿真方法。针对已有降维模拟方法中水滴无法离开纹理空间的问题,将水滴分为二维与三维2种类型,实现世界空间下的三维水滴与纹理空间内二维水滴的相互转换。物理仿真时将水滴视为刚体粒子,通过基于velocity-verlet的积分方法求解运动轨迹方程。渲染时依据纹理空间内的仿真数据生成高度图,并根据高斯模糊与色阶算法模拟水滴间的液体桥现象,将其转换为法线纹理渲染水滴。实验结果表明,该方法能够实时模拟物体表面的水滴运动,使得降维水滴运动模拟不再依赖于连续曲面,对比基于光滑粒子动力学的二维与三维模拟方法,模拟效率分别提高2倍与5倍以上。

数码相机定位研究

讨论了数码相机的定位问题,假设针孔镜头成像,根据射影几何的理论建立数学模型.首先,对靶标的像图形进行处理,求出其中每个图形的外切点,通过交比不变性和点的共线理论对所求的外切点进行约束从而得到最优的外切点,最后求出各个圆圆心在像平面的坐标.然后,考虑图形在成像过程中发生的"畸变",通过空间坐标变换把在像平面局部坐标的分析推广到全局的相机坐标中,最终得到相机的定位.