基于3D形状轮廓测量仪和静电压痕仪的印文形成方式检验技术研究

目的探索印文形成方式鉴定的新技术,用显微检验法未观察到明显的混色现象时,如何综合运用各种检验技术,形成对于印文形成方式的内心确信。方法使用3D形状轮廓测量仪检测法和静电压痕仪检验法。结果使用3D形状轮廓测量仪检测,发现激光打印印文高度差均为正值,3D轮廓图像显示印文高度均高于基准面;喷墨打印印文高度差均为负值,3D轮廓图像显示印文高度均低于基准面。运用静电压痕检验法,激光打印印文与喷墨打印印文静电压痕仪显现结果均为白色,且多数可检见打印机机械压痕。结论从三维形态探索印文形成方式具有理论价值,符合鉴定实践要求。

PS／PMMA共混物薄膜的旋涂法制备及3D轮廓仪检测

采用旋转涂膜法在亲水性玻璃基底上制备了不同溶液浓度及不同质量分数的聚苯乙烯(PS)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混物薄膜,通过3D轮廓仪观测并分析了溶液浓度、质量分数对薄膜厚度、平均粗糙度的影响.结果表明:相同质量分数的共混物溶液所制得的薄膜,溶液浓度越大,平均厚度也较大,这是由于在旋涂过程中,对于同样体积的溶液,浓度较大的溶液挥发溶剂后残留的溶质量较多.相同浓度的共混物溶液所制得的薄膜,其平均厚度随着PS质量分数的增大而呈先减小后增大的趋势,在PS质量分数为30 wt%附近为最小,主要是由于PMMA的支链都是短链,能够较为容易地填充PS的空隙,从而形成共混状态,同时,PS分子支链上的苯环和PMMA分子的酯基都是极性疏水基团,因此在共混时有相互吸引作用.各浓度下PS/PMMA共混物薄膜的平均粗糙度随着溶质中PS质量分数增加呈先增大后减小的趋势,在PS质量分数为50 wt%附近其粗糙度都达到最大,这可能是由于PS和PMMA中的极性疏水基团相互吸引,使得分子链折叠隆起,导致薄膜的平均粗糙度增大,而PS质量分数约为50 wt%时,这种相互作用点较多,作用较强.同等情况下溶液浓度越大,所制备的共混物薄膜平均粗糙度越大,原因可能是溶液浓度较大时,分子链之间距离更近,能够有效引起分子链折叠隆起的相互作用点也更多.

图像3D轮廓提取

针对现有3D轮廓提取方法计算量大、图像立体匹配难、图片中含有大量噪音的问题,提出了一种利用早期认知视觉系统提取图像3D轮廓的方法。早期认知视觉是连接早期视觉和认知视觉的中间平台,通过早期认知视觉系统提取出图像的2D基元,2D基元是图片小块,有丰富的语义信息包括位置,方向,相位和三色值;再由两个立体图像的相一致的2D基元配对来构建3D基元,通过3D基元的共面性和共色性得到图像的3D轮廓。在Ubuntu10.04下,通过输入立体图片对,对这种方法进行了实验,实验结果表明图像的3D轮廓能完好地提取出来,有效地保留图像的必要信息并具有强抗噪性。

SCDZ133智能型隧道多功能作业台车及其施工技术

为了解决隧道钢拱架安装、装药、通风管路铺设、测量等常规性工作中存在的安装不到位、劳动强度大、效率低、效果差等问题。文章经过大量调研并结合中国铁建重工多年隧道产品研发经验,研发出具有自主知识产权的SCDZ133智能型隧道多功能作业台车。该设备具有先进的液压系统、独特的滑移装置与机械手装置、良好的机动性和多工况适用性、多功能特性以及自动定位及轮廓扫描特性,解决了隧道钢拱架安装、装药、测量等安装不到位、劳动强度大以及效率低等施工难题。同时,结合设备优势和隧道钢拱架施工经验,首创“322”钢拱架安装施工技术,大大地提高了施工质量与施工效率,推动了隧道钢拱架安装技术与方法的发展。

循环冲击层理煤岩动力学行为及破坏规律研究

为研究复杂地况下含特征层理煤岩的动态力学行为,采用50 mm分离式霍普金森压杆实验系统,对含层理(0°、30°、45°、60°、90°)煤岩进行动态三轴循环冲击实验研究,并结合3D轮廓扫描仪量化其断裂界面,分析层理效应和围压效应对煤岩动态力学特性及其损伤破坏规律的影响。研究表明:围压的施加使煤岩应力-应变曲线出现弹性后效现象;较无围压状态,抗压强度提高3.9~4.2倍,失效应变增大2.59~3.05倍。随着层理角度的增大,煤岩的动态抗压强度、弹性模量和能量透射率均呈现先降低后升高的U形分布,在层理角为45°时均达到最小值;能量吸收率和断面粗糙度呈现先增大后减小的∩形分布,损伤变量呈现N形分布,在层理角为45°时达到最大值。煤岩的损伤破坏特征随层理角度的变化可概括为张拉破坏(0°)-剪切破坏(30°、45°和60°)-劈裂破坏(90°)的演变过程,所得特征规律可为实际复杂环境下煤层气资源安全高效开采提供理论支持。

荷叶表界面微结构特征及液滴撞击动力学实验研究

针对荷叶面超疏水现象及液滴碰撞界面的现象开展了相关力学实验研究。该研究基于显微镜、3D轮廓扫描仪等光学测试技术,在自主搭建了液体撞击高速摄影实验平台进行了液滴碰撞荷叶界面的动态力学实验。实验研究表明:荷叶表界面结构从中心区域向边缘区域微观乳突结构分布密集、平均高度、粗糙度、接触角角度等从内向外依次呈现减少趋势;当水滴从30 cm高度自由滴落至荷叶表面从中心区域向边缘区域,中心区域水滴首先呈现飞溅-汇聚-成球,依次向外呈现部分水滴形成星状飞溅、后收缩且不完全弹起或弹起部分在空中形成不规则形状,水滴在中心区域相比较边缘区域反弹高度低于中间区域,中间区域接触角略高于边缘区域等特征。

论基于NX UG的倒角工艺

分析了倒角过程中的工艺参数,研究了倒角的四种计算机辅助编程方法:采用相切方法进行三维模型的平面倒角、采用对中方法进行三维模型的平面倒角、采用轮廓3D方法进行三维模型的空间曲线倒角、采用相切方法借助二维曲线进行平面倒角,然后对后两种方法进行了实验验证。这四种方法适用于不同的机械加工场合,通过研究和总结,为生产实践提供了四种实用的倒角加工方案。

现代三坐标测量机的开发(英文)

开发了一种高精度三维坐标测量机,它包括一套激光测头系统和高性能的伺服机构,具有精确控制、定位优化、三级减速近似、在线位置修正和光滑算法等功能.实验结果表明,在6400mm×2100mm×1500mm的整个测量范围内,测量精度优于30μm;在区域范围内,测量精度优于8μm,采样速率超过1000点/min.该测量系统的测量效率很高.另外,还可以用于测量软材料表面.

CNC圆雕工艺参数对木制部件表面粗糙度的影响

CNC圆雕技术已被广泛应用,但业界对加工参数方面的研究比较少,大部分工人多是依靠自己的经验来设定参数,产品加工质量评定方法准确度不高。为探寻适合实木CNC圆雕雕刻加工规律,优化实木的数控雕刻加工质量,通过正交试验L_(16)(4~5)试验方案,针对树种、锥度球头刀刀尖直径、进给量及加工速度的工艺参数对木制部件表面粗糙度的影响进行试验研究,采用3D激光轮廓扫描仪对加工的木制部件的表面粗糙度进行检测。结果表明:刀具路径进给量的大小对圆雕制品的表面粗糙度、加工效率的影响较大;刀尖直径对部件表面加工质量及设备的加工效率有一定的影响;试验中所选择的加工速度对部件的表面粗糙度影响较小,树种对加工速度的影响主要取决于树种的构造及密度,对于密度低、纤维韧性好的树种,可适当提高加工速度,减少进给量来提高其表面加工质量。

CNC平面浮雕工艺参数对木制部件表面粗糙度的影响

计算机数字控制机床(CNC)平面浮雕雕刻是批量加工实木家具及实木工艺品的普遍方式,在实际生产加工中,大多凭借工人的经验,没有精确的数据设定参数,加工过程会增加损耗.通过正交试验L25(56)分析树种、刀尖直径、雕刻深度、X轴进给速度、路径间距、纤维方向与X轴夹角对雕刻质量的影响,利用3D激光轮廓扫描仪检测加工的木制部件表面粗糙度.结果表明:路径间距对浮雕产品的表面粗糙度和加工效率影响较大,其次是纤维方向与X轴夹角、刀尖直径,进给速度和雕刻深度对加工表面粗糙度影响较小.

面向大规模场景的三维线段检测算法

为了实现大规模重建场景的三维轮廓高效提取,提出了一种基于重投影的三维线段检测算法.在基于二维线段检测器的线段检测与基于运动恢复结构的重建基础上,根据摄像机矩阵对空间点云进行重投影;通过弱匹配关系寻找最佳重投影线段,并利用重投影索引推断出三维线段;最后通过对空间短线段进行延伸获得三维轮廓线,并采用空间点云的平面聚类消除重投影引起的线段误匹配.实验结果表明,该算法能取得较好的视觉效果,同时具有较高的计算效率.

基于两类阶梯模式的相位展开

为了加强相位展开过程的准确性和鲁棒性,提出了一种新颖的梯形相位展开算法。该算法结合了灰度和相位两种编码方式进行相位展开。基于灰度的相位展开可以通过投射不同的灰度确定不同的等级,但是当条纹周期非常小,相应的灰度差异也非常小,使相位展开出现错误。相位展开具有很强的鲁棒性,但本身计算量很大。与传统算法相比,该算法设计了两类模式快速地恢复绝对相位。第一类模式是基于灰度信息对全局调制光栅进行分割,第二类模式是基于相位进行编码,同时在第一模式中对全局调制光栅进行更加细致的分级,第二类模式变化的周期与包裹相位的截断周期一致。因为颜色能够简单而且准确地确定边界,同时相位有很好的鲁棒性,因此,能够准确地恢复绝对相位。实验结果表明:提出的算法能够准确地确定包裹相位的等级,而且能够快速地得到物体表面的三维信息。

基于矢量补偿技术精密测量三维空间曲面及逆向工程

为使测量机完成空间旋转曲面及3D轮廓面的测量,提出等分度测量法及等距测量法。关闭测针半径补偿按技术要求测量空间曲面上4个测量点,利用其中3个测量点在空间曲面上建立投影面为"正三角形"的"微型三角形",另一个测量点的投影在该正三角形中为重心点,以该测针中心坐标为其测量目标点,即方法1;也可以计算出该"微型三角形"的重心坐标为测量目标点,即方法2。应用向量计算该"微型三角形"法矢量,启动测针半径补偿做该空间轮廓的精密测量;用标准球作3D实验探讨"正三角形高"的取值;应用DEAPPL语言设计程序,一次性快速完成空间曲面上4条曲线的测量及其8个数据文件的生成,该文件组可应用于逆向工程、计量检定及曲面的分析研究和改进。按上述方法设计的程序经标准球实验,测量精度可达平均偏差0.001 mm以内,对应标准偏差在0.002 mm以内,能广泛用于高速烟机设计中对空间旋转曲面或3D轮廓面的测量及制造;在我国制造行业,能完成对叶片、叶轮的测试和反求,并为三维空间曲线面的测量提出一种新方法。

立体视觉中基于球坐标的发散式像素化分析方法

在机器人立体视觉场景恢复中,采用球坐标发散分割方法及相关操作,实现模型库均匀分割与场景发散分割很好地变换,为模型在置入场景空间中产生与真实场景相近的2.5维轮廓图像,利用该方法可为移动机器人视觉系统建立起直观的模型操作和对象匹配平台,仿真演示了采用该方法的直观视觉效果。

注塑皮纹深度测量方法探究

本文阐述了使用基恩士3D轮廓仪对汽车饰件中对外观要求的皮纹深度的测量方法。

A new algorithm of brain volume contours segmentation

This paper explores brain CT slices segmentation technique and some related problems, including contours segmentation algorithms, edge detector, algorithm evaluation and experimental results. This article describes a method for contour-based segmentation of anatomical structures in 3D medical data sets. With this method, the user manually traces one or more 2D contours of an anatomical structure of interest on parallel planes arbitrarily cutting the data set. The experimental results showes the segmentation based on 3D brain volume and 2D CT slices. The main creative contributions in this paper are: (1) contours segmentation algorithm; (2) edge detector; (3) algorithm evaluation.

基于流形学习的三维步态鲁棒识别方法

针对过去几乎都是在单目视觉的情况下进行步态识别研究的现状,提出一种基于立体视觉的步态识别方法.首先利用立体匹配技术获得人体轮廓的三维信息,并据此构造出三维人体轮廓描述子以获取人体的步态特征.接着通过平滑、去噪等预处理手段抑制噪声的影响,并采用流形学习构建低维流形进行特征降维.最后将最近邻分类器和最近邻模板分类器用于识别过程.采用该方法在PRLABⅡ立体步态数据库和不规则测试数据集ExN上进行实验,获得较高的识别率.实验结果表明,文中所提出的方法具有与行人行走路径到摄像机之间的距离无关的特点,且对于不完整的残缺步态序列、行人行为姿态的变化、携带物品和服饰变化等具有较强的鲁棒性.

小尺寸岩样单轴压缩试验尺寸效应研究

主要研究小尺寸范围(直径20~50 mm)内玄武岩岩样和青砂岩岩样尺寸效应规律,使用高精度3D轮廓测量仪观测2种岩样内部矿物颗粒的组成形式,借用CT扫描观测岩样内部孔隙大小、形状和分布情况。分析岩样尺寸变化对单轴抗压强度、弹性模量和破坏形式的影响。试验发现在小尺寸范围内:(1)不同岩样中孔隙的大小、形状和分布情况对尺寸效应变化趋势有影响,青砂岩岩样尺寸效应曲线服从指数分布,玄武岩岩样尺寸效应曲线服从对数分布,结合现有对较大尺寸岩样的研究结果,采用分段拟合的方法能够更好地反映尺寸效应的规律;(2)岩样弹性模量随直径增加呈逐渐增大的趋势;(3)岩样总体破坏形式为,随着直径的增加由劈裂破坏到单斜面剪切破坏再到X状共轭斜面剪切破坏。