再论三维Douglas-Peucker算法及其在DEM综合中的应用

相对于笔者在已发表论文中所提出的一般性方法,本文在算法上有了进一步的改善或扩展。结果表明,这些措施在保证综合效果的前提下,可以大大提高DEM的综合速度,从而为海量DEM数据的全局动态式综合提供了现实的可能性。

“双创”导向与“工程教育认证”要求下机械CAD/CAM技术课程标准建设——以宿州学院为例

在《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》指引下,抓住"双创"导向与"工程教育认证"要求下的专业课程标准建设发展内涵,把握应用型高水平大学建设锲机,分析了机械CAD/CAM技术课程的特点,论述了传统教学质量标准存在的问题,讨论了建立"双创"导向与"工程教育认证"要求下课程标准的重要性,阐述了建设满足"双创"导向与"工程教育认证"要求下课程标准的必要性。尝试在课程标准中引入3D打印技术实验,并进行了具体实践,取得了一定的实践成效,为同类院校和同专业其他课程满足当前形势要求下的课程标准建设提供借鉴。

AGI-T3在输水隧洞超前地质预报中的应用

针对传统超前地质预报设备造价昂贵、占用施工时间长,数据处理复杂等问题,研究一种高效经济的新型地质预报成像系统AGI-T3,将AGI-T3与TSP203plus用于千岛湖配水工程石毛畈主洞岩体完整性探测,阐述了AGI-T3观测系统布设方式、数据处理流程及与TSP203plus的差异,分析了AGI-T3原始数据特性及岩体破碎区对应的AGI-T3异常特征。结果表明:AGI-T3采用绕射扫描叠加与共反射面元叠加(CRS)相结合的偏移技术进行三维成像,从而避免了动静校正带来的误差。AGI-T3采用F-K滤波与负速度对比扫描相结合的方法拾取反射层,一定程度上提高了三维成像的精度。隧洞实际开挖表明,两种地震反射技术均能较好的反映掌子面前方岩体完整性变化特征,破碎岩体对应AGI-T3异常纵波波速偏低、反射层密集或存在强负反射层面,在TSP成果中表现为波速、密度及静态杨氏模量呈现极小值。AGI-T3探测分辨率较TSP203plus偏低,波速曲线与偏移成果局部一致性较差,但其有效预报范围内对波阻抗显著变化的界面探测灵敏度较高,且地震波激发方式多样化。研究成果作为一种便捷型中长距离预报系统有一定的推广价值。

一种基于双目视觉和Halcon的高效机器人手眼标定方法

针对机器人在标定过程中追求快速、简捷、高效的特点,提出一种基于双目视觉和Halcon的高效机器人手眼标定方法。基于张正友棋盘格标定法和OpenCV中亚像素角点检测算法完成对双目相机内外参数的获取,对比运用不同的立体匹配算法和三维重建生成具有三维坐标的立体空间点云,从而得到相机坐标系下目标的位置坐标,之后取机器人坐标下的10组末端位置坐标以及相机坐标系下对应的10组位置坐标后,借助Halcon视觉软件的vector_to_hom_mat3d算子求解出相机和机器人坐标系的转换矩阵,完成机器人手眼标定。经过实验验证,该标定方法平均误差为3.58 mm,满足一般机器人工作要求,并且相比传统的手眼标定无需借助复杂的标定工具,且计算过程简捷高效。

基于压缩感知的激光复合成像超分辨三维重构方法

三维重构的图像分辨率一般较差,为获得更精确的三维重构图像,基于压缩感知设计激光复合成像超分辨三维重构方法。计算随机目标下重建距离的条件分布概率,获得能量方程,对其进行正则化处理,同时得到列向量以及稀疏矩阵的解析解,构建区域相似度目标方程;基于压缩感知技术重建超分辨率图像像素,得到相应的测量矩阵,两个点集三维坐标之间的关系式,计算两个点集的最小目标误差函数,获取点集间对应的判定条件,设计激光复合图像三维重构算法。在选定的实验图上选择三个点位,对比这三个点位在该方法以及另外三种方法下的重构效果,实验图像显示,压缩感知方法的精度明显优于其他三种方法。在像素均方根误差的计算中,压缩感知算法在三个点位下的误差值分别为1.64、2.28、3.17,均小于其他方法,证明该方法的像素误差更小,精度更高。

智能车辆3-D点云快速分割方法

针对于智能车辆环境感知实时性要求,研究一种基于3-D全景式激光雷达的点云快速分割方法。采用带地面状态变化判断的分块直线拟合算法来去除背景地面数据,生成前景点云图像并利用机器视觉算法进行聚类分割。建立并利用坐标映射模型计算出定向包围体参数。在3组基于城市道路环境的测试集下,该方法同栅格法相比能够较好地降低过分割与欠分割错误率,其中车辆分割准确率约为95%,行人分割准确率约为85%,且耗时不受场景复杂度影响,能够较稳定控制在55ms/帧左右。

椎动脉型颈椎病患者狭窄椎动脉与正常椎动脉的血流动力学差异

目的建立椎动脉型颈椎病患者狭窄血管与正常血管的有限元模型,分析血流动力学差异。方法选取1名经临床证实为椎动脉型颈椎病患者,行螺旋CT扫描得到DICOM格式的CT断层图像,利用Mimics10.01,Geomagic Studio9和有限元分析软件ANSYS11.0对数据进行分析。结果得到正常及狭窄椎动脉有限元模型,经血流动力学分析后得出:正常血管血流形式为层流,流量、剪切力随心脏博动规律分布,狭窄椎动脉缩窄区两端出现涡流及血液淤滞区,狭窄前区剪切力最大,而在狭窄后区剪切力最小,狭窄后流量减小。结论椎动脉型颈椎病患者狭窄血管与正常血管的血流动力学方面存在巨大差异,血流动力学的研究为椎动脉型颈椎病治疗方案制定及预后评估提供了理论依据。

弱目标运动参数的三维频域估计

具有不同平移运动速度的目标和背景图像在三维频域中形成两个分别与目标和背景运动参数有关的能量聚积平面，提出了用霍夫变换检测这两个平面、确定背景和目标的运动参数的方法。该方法可用于连续多帧图像情况下在低信噪比时估计运动目标的参数。

离心通风机整机模拟中内部泄漏和漩涡损失分析

应用计算流体动力学的商用软件之一Numeca,采用准确可靠的数值计算方法对某型离心通风机不同工况下的流场做了整机三维数值模拟,并分析了内泄漏损失、蜗壳内及蜗舌处的漩涡分布。不仅减少了昂贵的试验费用,同时也避免了测试仪器对内流场扰动的影响。

某型军用电源装备的增强现实训练系统研究

针对虚拟训练系统真实感不足,操作环境要求严格,研究了增强现实(augmented reality,AR)系统模型。首先对采集的图像进行阈值分割和边缘检测等前处理,其次运用图像雅可比矩阵算法和奇异值分解法,解决了图像特征的提取与匹配,物体结构的三维重构等关键问题,实现了增强现实系统模型的虚实物体注册。研究表明,该方法可行,效果明显,为军用装备系统创新设计提供了理论依据和技术支持。

新型手性伪麻黄碱衍生物的合成

首次利用单一构型的伪麻黄碱作为亲核试剂与手性5-（s）．烷氧基-3，4-二卤-2-（5H）-呋喃酮在室温下反应，合成了4种新的单一构型的含手性中心的伪麻黄碱衍生物，产率68％-85％。这是对以往相关研究作了进一步的补充，使得麻黄碱和手性5-（S）-烷氧基-3，4-二卤-2-（5H）-呋喃酮反应体系的工作趋于完善。所有化合物均经IR、HNMR、CNMR、HRMS确证，为室温下方便地制备含单一构型的手性伪麻黄碱衍生物提供了一条新途径，也为新型麻黄碱类药物的开发打下基础。

差异层间速度分析在三维地震储层物性评价中的应用

在讨论差异层间速度分析原理以及岩石物性对地震纵波速度影响程度的基础上，将差异层间速度分析法引入到三维地震储层物世分析之中，并使其达到定量化。该方法在辽东湾地区锦州１５－２构造下第三系沙河街组砂层中发现了储集物性有利的部位，并指明东下段中部砂体的储集性能较差。

绕旋转体复杂三维流动的实验研究

本文叙述了一个椭球体模型在风洞实验研究中所得到的一些主要结果,包括各种流态显示,截面速度分布、力的测量以及边界层性质的测量等。除油流结果外,其它结果都表明椭球体模型背风面上的流动是不对称的。

车辆—路面空间耦合振动模型及其动力响应分析

为准确模拟行驶车辆作用下刚性路面的动力响应,建立车辆—路面空间耦合振动精细化分析模型。车辆采用质点—弹簧—阻尼器空间整车模型,混凝土刚性路面采用弹性地基板有限元模型,采用改进的谐波叠加法考虑路面平整度的三维空间分布,利用车轮和路面的位移协调方程将车辆振动和路面振动联立求解。实例分析表明,所建立的车—路耦合振动模型能够真实地反映车辆和路面间的空间几何耦合关系和力学耦合关系;在三维路面不平度的激励下,车辆和路面的动态响应均表现出明显的空间分布特性;与瞬态动力分析方法相比,利用考虑路面不平度空间分布的车—路耦合振动模型对混凝土路面进行车辆动力响应分析时,路面弯沉和板底应力有明显增大。

基于三维激光扫描与无人机倾斜摄影技术的古建筑重建

针对古建筑三维重建中传统技术很难同时兼顾高精度三维信息快速获取和多角度真实地物纹理特征准确采集的难题,提出联合三维激光扫描与倾斜摄影测量技术的古建筑三维重建新方法。新方法充分结合了两种技术的优势,利用特征点匹配算法来实现多源数据精确融合,从而实现古建筑室内外完整三维模型的构建。以中国传统村落渐山村李氏家庙为例,通过该方法构建的三维模型与实际激光测距仪测量数据比较,其相对中误差为5 mm,且建模效率相对于传统方法也有大幅提升;此外,将构建的模型以不同比例尺进行3D打印与室内外展示,进一步验证了建模数据的可用性;表明该方法将为古建筑文化遗产的修复与保护提供重要技术支持。

区域一体化发展的空间重构与凝聚核的形成——以宁镇扬一体化为例

创新驱动、空间重构、经济带崛起与全方位开放升级背景下,宁镇扬一体化发展面临重要战略机遇,助力其在江苏省域、长三角城市群、长江经济带乃至全国等不同层级空间格局中的定位重构。宁镇扬已在空间创新生产力、核心城市凝聚力、基础设施支撑力及政策协同力等方面形成一定的一体化发展优势,但突出短板在于"凝聚核"的空洞化。在充分认识区域发展特征及比较优势基础上,本文提出完善"3D"行动框架,以强化创新协同导向的"凝聚核"形成,推动宁镇扬一体化发展进程升级。

基于点云数据的牙齿表面重建算法

由三维扫描仪对牙齿进行扫描,得到散乱的点云模型,首先通过构建K-D树的方法对每个点进行K邻域搜索;然后根据这种邻域关系,利用最小二乘原理拟合平面,估算出每个点的法向量信息;接着确定点云边界,选取极值点作为初始点并建立种子三角形;最后采用基于多约束的局部最优三角网格生长算法,从种子三角形开始,以边为扩展条件,逐层搜索点并建立新的三角形;在此过程中添加了四个约束条件,能够较好的选取扩展点并对已存在的三角形边向外扩展,从而形成互相邻接的三角形网格,实现了牙齿表面的重建.