计算测量问题与求解方法初探

计算测量是指对复杂测量过程进行建模计算并通过测量仪器在一定观测条件下获得观测数据,然后通过逆问题精确求解以获取待测参数的一种测量方法。提出计算测量的基本概念和特点,指出其本质是一种基于模型的测量,是一个典型的逆问题求解过程。探讨了计算测量的可测量性、测量误差分析与精度评定、测量优化配置、正向模型快速准确数值计算、待测参数鲁棒快速提取等基础科学问题及其普适求解方法,强调现代数学理论与工具在求解相关问题的重要性和必要性。给出计算测量的若干研究实例,表明计算测量可望为批量化制造过程中的在线测量提供一种快速、低成本、非破坏性的精确测量新途径。

基于计算机辅助半自动测量的颅内动脉瘤形态学参数与动脉瘤破裂相关性分析

目的评估计算机辅助半自动测量的动脉瘤三维形态学参数与动脉瘤破裂风险的相关性。方法回顾性连续纳入2019年10月至2022年10月于首都医科大学宣武医院神经外科收治的破裂多发动脉瘤患者。采用计算机辅助半自动测量方法测量入组患者动脉瘤形态学参数(包括动脉瘤直径、最大径、宽度、瘤颈宽度、体积、入射角、载瘤动脉直径、表面积、波动指数、非球形指数),计算动脉瘤长宽比、宽颈比、纵横比和尺寸比,并记录动脉瘤位置信息。将多发动脉瘤中破裂责任动脉瘤纳入破裂组,其余动脉瘤纳入未破裂组。采用单因素分析及多因素二元Logistic分析评价破裂组和未破裂组形态学参数及动脉瘤位置信息的差异。结果56例破裂多发动脉瘤患者共126个动脉瘤纳入分析。在形态学方面,直径>5 mm[51.8%(29/56)比15.7%(11/70),P<0.01]、最大径>6 mm[57.1%(32/56)比25.7%(18/70),P<0.01]、入射角>107°[57.1%(32/56)比35.7%(25/70),P=0.016]、宽颈比>1.1[50.0%(28/56)比30.0%(21/70),P=0.022]、纵横比>1.1[46.4%(26/56)比25.7%(18/70),P=0.015]和尺寸比>1.9[57.1%(32/56)比10.0%(7/70),P<0.01]在破裂组与未破裂组之间差异均有统计学意义;在动脉瘤位置方面,破裂组动脉瘤主要位于颈内动脉后交通段[39.3%(22/56)]和大脑中动脉[23.2%(13/56)],而非破裂组动脉瘤主要位于大脑中动脉[28.6%(20/70)]和颈内动脉非后交通段[27.1%(19/70)],两组动脉瘤位置分布差异有统计学意义(P=0.003)。多因素Logistic回归分析结果表明,尺寸比>1.9为动脉瘤破裂的独立危险因素(OR=11.62,95%CI:2.40~56.15;P=0.002)。在动脉瘤位置方面,颈内动脉后交通段动脉瘤的破裂风险高于颈内动脉非后交通段动脉瘤(OR=19.25,95%CI:2.19~169.51;P=0.008)。结论对于多发性颅内动脉瘤,动脉瘤的三维形态学参数中尺寸比>1.9是动脉瘤破裂的独立危险因素,颈内动脉后交通段动脉瘤的破裂风险明显高于颈内动脉非后交通段动脉瘤。

斜极化雷达辐射发射指标测量与计算方法研究

本文提出了一种斜极化雷达辐射发射指标的测量与计算方法.采用接收天线正交的两次组合测量,可快速测量与计算得到任意未知角度斜极化雷达各频点的信号真实幅值,进而计算得到斜极化雷达的谐波和乱真抑制度.分别采用接收天线一组X轴对称角度和0°三个极化方向的三次频域组合测量可快速测量与计算得到任意斜极化雷达每个频点的准确极化角度.提出的测量与计算方法可有效避免目前国军标中雷达辐射发射指标测量方法针对斜极化雷达时的不足,且测量效率高,误差小,试验结果证明了提出方法的正确性和准确性.

汽车门盖冲压外板翻边高度测量计算方法研究

门盖的冲压外板翻边高度直接影响着门盖总成包边后的表面质量和尺寸精度。在生产中,必须精确测量翻边高度,以确保产品质量。文章总结了目前采用的手工测量、按切边测量和按距离测量三种翻边高度测量计算方法存在的问题,结合生产工艺重新定义了翻边高度,并建立了新的数学计算方法。通过利用ATOS Scanbox光学测量设备,实现了该方法并得到准确的翻边高度测量和计算结果。同时通过对ATOS测量软件进行二次开发,实现了该方法计算过程的自动化。新的翻边高度计算方法不但实现翻边高度的准确测量,且相较于手工测量,在新车型项目期间可节约人工工时200 h,提升了质量优化的效率。

有砟轨道区段接触网吊弦测量计算分析

铁路交通作为现代化交通工具的重要组成部分,其安全性和可靠性对于运输系统的正常运行至关重要。在铁路系统中,接触网作为电气化牵引的关键设施,承担着为列车提供电能的重要任务,而接触网吊弦作为接触网的核心组成部分,其合理性和稳定性直接关系到接触网的正常运行和列车牵引的安全性。本文旨在对有砟轨道区段接触网吊弦进行测量计算分析,以深入了解吊弦的状态和性能,并为进一步的接触网维护和改进提供理论支持。

计算心理测量视域下的学生数字素养测评

定期开展数字素养发展监测与评估是提升全民数字素养的基础和前提。当前,学生数字素养评价主要沿用“依据规则给潜在特质赋值”的经典测量观,以标准化测试及自陈式量表为主要测评工具,存在评价内容有限、评价方法片面等问题。计算心理测量理论为破解学生数字素养评价难题提供了新的理论和方法支持。它主张综合运用心理测量学、计算机科学等多学科的研究方法,将评价嵌入真实情境任务中,激发并追踪主体与情境之间的交互,通过多源异构数据采集与分析,实现过程性评价。计算心理测量视域下的学生数字素养测评框架基于自上而下理论驱动和自下而上技术驱动相结合的推理链,在以证据为中心的设计思想指导下,构建复杂的任务情境获取细粒度数据,并利用数据挖掘技术从海量细粒度数据中提取证据,进而实现精准评价。以此框架开展的面向小学高年级学段的数字素养测评实践表明,该测评范式有助于形成从数字素养“能力模型”到“测量模型”的闭环推理链,在经过多轮次迭代优化后,可形成高质量的学生数字素养测评任务、可靠的学生数字素养证据和稳定的学生数字素养测量模型。

45°分型“O”型密封圈压模的加工与测量技巧

结合了实际工作,从成型刀具的设计、加工技巧、测量转化等方面进行了阐述。说明了如何灵活运用数控车床和普通车床加工小型压模的型腔,从而达到降低加工成本,提高模具质量的目的。

基于轴向应力波理论的冲击能量测量方法及应用

研究一种基于轴向应力波理论的冲击能量测量方法,将冲击能量的测量转换为对应力波的测量,进一步开发了电锤冲击能量的计算机辅助测量系统。系统采用定制长度与直径以及对杨氏模量和质量密度进行标定的测试杆,使用精确的应变片和惠斯顿电桥、微信号放大电路、高速ADC数据采集卡和相应的冲击能量测量软件进行实验。实验结果表明:测量方法与应用提升了电动工具冲击能量的智能化测量水平,测量数据准确可靠。

计算机测量脊柱颈曲的临床意义

目的：测量国人颈段脊柱颈曲以及伸屈活动度。方法：采用计算机图像处理技术，对２８０例正常成人动态条件下颈段脊柱侧位Χ线片的颈曲和各椎体间相对转动角进行测量。结果：中间位颈曲正常值的范围为１２～３３°，颈段脊柱屈伸活动度正常值范围为６５～９８°。屈伸运动中，各椎间活动度以Ｃ５～６活动度最大。随着年龄的增长，颈曲和屈伸活动度均呈逐步减少的趋势。结论：颈椎退行性变与椎间活动度有关。颈椎退变可使颈曲和颈椎屈伸活动度减少。

计算机辅助多环境下运行的容貌正侧面软组织测量分析系统的开发及应用 Ⅱ.广东籍汉族正常成人容貌正面软组织特征测量分析

利用自行研制的计算机辅助多环境下运行的容貌软组织测量分析系统，对男女各半，共１５０名广东籍汉族正常成人容貌正面软组织特征进行了测量分析，并就有共同测量项目与四川、山东二省汉族成人进行了比较。结果表明：１．广东籍汉族正常成人容貌正面软组织特征有性别差异，男性下面高、中下面高之和、外眦宽、鼻翼宽、左右颧颊颏下角大于女性，中面宽与下面高比值小于女性。２．汉族正常成人容貌正面软组织特征存在地域差异。３．自行设计的１７项测量项目中有４项反映容貌正面软组织特征中表现出性别差异。

风电场风资源测量与计算的精度控制

根据多个复杂地形风电场观测操作实践和大量观测数据的计算分析,提出了对观测数据和计算质量精度控制的主要措施,包括:复杂地形测风站布设的5个原则,仪器的合理选型和设置;对由于测风仪固有的系统误差和缺测数据的插补订正可能引起的计算误差进行了定量估算,通过对大量实测数据的对比计算显示:①目前普遍采用的进口风速计的相对偏差在1.6%～5.25%之间,由此可导致轮毂高度附近的年平均风功率密度误差在5%以上,最大达13.8%;②在季风气候区、复杂地形和风的年变率较大的地区,进行缺测数据插补订正时,应选取同季或同一主导风向的数据作为插补订正的基础数据,否则可能导致其平均风功率密度相对误差达20%～50%。

正常汉族青年人微笑特征的计算机测量研究

目的:研究汉族正常青年人的微笑特征,为正畸临床提供参考。方法:在头颅定位仪辅助定位下,利用数码相机采集90名18～24岁学生(男44人,女46人)正面休息位及微笑位照片,进行计算机辅助测量分析,得到29项有关微笑特征的测量指标。结果:正常牙合男女面部软组织特征有显著差异,软组织动态变化无明显差异;下唇上缘与上切牙切缘距、微笑线比率及左上中切牙临床冠长三项反映微笑时唇齿关系的指标,男女之间有显著性差异;微笑类型具有性别差异。结论:姿势性微笑位是研究微笑的标准像位;微笑特征中的部分指标显示出性别差异,因此男女应分别进行研究;正常牙合女性的中位微笑更接近理想微笑的标准。

通过旋转操作和计算基测量实现几率量子隐形传态(英文)

提出一种利用部分纠缠粒子对作为量子通道实现量子隐形传态的方案。在此方案中,若发送者施一旋转操作于被传态的粒子并对该粒子和她拥有的部分纠缠粒子对之一实施计算基测量,则该粒子所处的未知量子态被传送给接收者,其态的保真度为1,成功几率与部分纠缠粒子对的两个Schmidt系数有关。此方案可推广到隐形传送N粒子的未知量子态。

利用计算机辅助测量技术测量料堆体积

给出了一套利用计算机辅助测量技术测量料堆体积的完整方法，包括料堆现场拍照、将照片输入计算机进行立体重建和体积计算．提供了一套完整的体积计算算法，包括：原始数据点的整理、建立三角网、等高线插值、搜索等高线、判断等高线关系、拟合等高线、计算等高线面积和计算体积8个步骤．在算法的基础上，开发出了系统原型，并通过一个料堆实例，验证了算法的可行性和正确性．

骨质疏松症松质骨连接性参数改变与计算机辅助测量

目的 松质骨连接性参数主要指小梁骨的节点数和游离末端数 ,是反映松质骨显微构筑的重要参数 ,而松质骨的构筑情况可直接影响其力学性能。本研究旨在观察骨质疏松症小梁骨连接性参数的改变 ,并介绍一种计算机辅助测量方法。方法 对老年人和青年人股骨头负重区与非负重区、卵巢切除后 7周大鼠椎体骨以及采用重组人生长激素治疗后的椎体标本 ,进行节点数和游离末端数的测量。并发展了小梁骨节点数和游离末端数的计算机图像自动分析系统。即采用 5 μm硬组织切片将其光镜图像输入计算机 ,用我们自行编制的程序进行分析 ,结果与人工计量方法比较 ,具有很好的相关性 (分别为 r=0 .95 ,r=0 .99)。结果 与青年人相比 ,老年人股骨头标本的节点数明显下降 ,游离末端数明显上升(均为 P<0 .0 5 ) ,卵巢切除 3个月后椎体小梁骨的节点数和游离末端数也呈现同样的变化趋势。而重组人生长激素治疗后这些参数有一定的改善 ,其中骨小梁节点数和末治疗组比较 ,其增加有统计学意义( P<0 .0 5 )。结论 骨小梁节点数的下降和游离末端的增加是骨质疏松症的主要病理特征 ,这两个参数的计测对骨质疏松症的诊断、骨折风险预测和药物疗效评定具有较大的参考价值。

计算机测量控制系统的自诊断方法

通过对计算机的过程输入、输出通道电路分析,提出了扩大量程自诊断法和相关自诊法。该方法在不需要增加任何硬件检测接口电路的基础上,即能实现对过程输入、输出通道及传感器和执行器的自诊断。实践证明该方法经济、可靠、简单、易行,可以广泛应用于计算机测量控制系统和智能仪表等。

计算机辅助Delaire头影测量分析方法的研究

目的实现Delaire头影测量分析法在WinCeph8.0软件中的计算机辅助分析,减少该法手工测量过于复杂、工作量大的不足。方法基于Delaire头影测量分析法的原理和WinCeph8.0中的编程模块,通过自定义标记点、辅助线,编写相关测量、分析程序,构建计算机辅助Delaire头影测量分析法,并对Delaire计算机辅助测量和手工测量结果做配对t检验和离散性分析。结果计算机辅助Delaire头影测量分析法能方便、快速、准确地进行标记点、辅助线描记,自动完成数据的测量计算,显示分析结果。统计分析显示Delaire计算机辅助测量较手工测量准确性更高,适合临床应用。结论本研究为Delaire头影测量分析法提供了一个方便、快捷、准确的计算机辅助测量分析平台,具有较好的临床推广价值。

计算机视觉测量系统的误差模型分析

基于相机的针孔模型 ,研究了相机光学系统产生的 4种非线性误差 ,并在有径向失真和图像中心偏移失真的情况下 ,用模拟数据对匹配误差和不同量化等级在重建过程中的传播过程和影响作了详细讨论 ,为视觉测量系统达到高精度的三维重建提供了可靠的误差模型 .

髋臼前柱螺钉内固定的最优化计算机辅助测量

目的:研究专门的最优化计算机辅助解剖测量技术,为髋臼前柱拉力螺钉内固定提供解剖学基础。方法:取骨盆CT数据40份,进行精确的三维重建得到80个半骨盆模型。根据临床手术需要,对螺钉到骨边界的加权距离进行动态采样作为最优化目标函数,在约束条件下自动迭代修改螺钉两个端点位置,达到最佳位置,并设计新的解剖测量参考体系。结果:髋臼前柱拉力螺钉的入钉点在髂前上、下棘之间切迹与坐骨大切迹连线中点上方(15.72±2.71) mm处;其进针方向与入钉点-髂前下棘连线呈(42.84±2.61)°,与入钉点-髂结节连线呈(31.96±2.58)°;螺钉骨内段长度为(101.12±7.2)mm。结论:最优化计算机辅助解剖测量是一种非常有效的新测量技术,方便设计新的解剖测量参考体系和临床手术方案。

高速汽油机示功图计算机测量系统研制

为了解决常用的测量系统采样和数据传输速度慢的问题,设计了一种高速汽油机示功图测量系统,采用计算机DMA数据传输技术,配以高速高精度A/D转换器实现在任意转速下缸内压力的测量,每循环测量720点的缸内气体压力.采用专门设计的光电轴角编码器获取曲轴转角信号和上止点信号,辅助以点火脉冲感应信号来确定信号时序.最后,对测得的示功图进行了均化处理.系统完成一次采样和数据传输的时间小于5μs,完全可以满足高速汽油机缸内压力测量的要求.