镂空重构手法在服装设计中的创新应用

为了打破镂空工艺对材料、技术的使用界限,丰富其在服装设计中的创新应用,通过梳理服装中镂空构型的起源与发展,在镂空重构概念界定的基础上,结合已有案例归纳分析镂空重构的3类实现手法:连接点式镂空、重塑线式镂空以及剪切面式镂空。以连接点式镂空手法为例,进一步探究镂空重构手法在服装设计中的创新实践:一是镂空构型材料层面的创新,将环保理念融入服装设计,实现废弃物升级利用;二是造型表现技术层面的创新,结合立体塑形进行服装造型表现的拓展实践,并对镂空重构手法在服装设计领域的应用前景作了展望。

基于点云的航发叶片分割及打磨轨迹规划方法

针对航发叶片打磨过程中点云分割效果差和轨迹规划中曲面拟合所带来的计算量大的问题,提出了一种基于点云的航发叶片分割及打磨轨迹规划方法,旨在改善点云分割效果并降低计算量。通过结构光相机采集待打磨叶片点云,进行滤波等预处理,并对随机采样一致性(Random Sample Consensus,RANSAC)平面分割算法进行改进,提升算法效率。设计一种结合点云颜色信息的区域生长分割算法,实现叶片待打磨区域的稳定分割。提出一种直接基于点云的三重截面法,配合B样条曲线拟合算法生成预打磨轨迹,并基于等残高算法优化行距,完成打磨轨迹规划。经实验验证,平面分割算法相较于传统方法效率提升40.25%,数据处理效率大大提高。此外,通过改进的区域生长分割算法,叶片打磨轨迹规划效率得到明显提高,其实现效果显著增强。

改进的3D-BoNet算法应用于点云实例分割与三维重建

为了更好地利用点云数据重建室内三维模型,本文提出了一种基于3D-BoNet-IAM算法的室内场景三维重建方法。该方法通过改进3D-BoNet算法提高点云数据的实例分割精度。针对点云数据缺失问题,提出了基于平面基元合并优化的拟合平面方法,利用拟合得到的新平面重建建筑表面模型。在S3DIS和ScanNet V2数据集上验证3D-BoNet算法的改进效果。试验结果表明,本文提出的3D-BoNet-IAM算法比原始算法分割精度提高了3.3%;对比本文建模效果与其他建模效果发现,本文方法的建模效果更准确。本文方法能够提高室内点云数据的实例分割精度,同时得到高质量的室内三维模型。

基于偏移补偿模型的大曲率复杂芯模编织牵引轨迹优化控制方法

针对大曲率复杂芯模编织过程中机器人示教困难、织物编织角不稳定等问题,提出一种基于偏移补偿模型的编织牵引轨迹优化控制方法。首先基于不稳定编织阶段收敛距离的变换,建立预成型编织点预测模型;其次对芯模进行离散化处理,调整每一段离散芯模的轴线垂直通过动态编织点平面,修正每段芯模编织进给长度,利用芯模变截面过程的不稳定编织阶段进行芯模姿态调整,同时调整不稳定阶段牵引速度以更快达到稳定编织状态。试验结果表明,该轨迹优化方法能有效避免大曲率复杂芯模预成型体的纱线堆积和编织角波动范围大的问题,能够提高预成型体编织质量。

基于M估计算法的三维点云平面拟合方法研究

通过激光传感器获取的三维点云难免混入噪声和异常点,导致点云平面的拟合精度降低。为解决该问题,本文提出了一种结合M估计样本一致性(MSAC)算法和主成分分析(PCA)法拟合点云平面的方法。该方法首先通过MSAC算法去除点云数据中的异常点,获得较为理想的点云平面,然后使用PCA方法对保留的点云数据进行平面拟合,以获取更加精确的点云平面参数。使用电池托盘作为被测物,应用3D线激光轮廓传感器扫描被测物并将点云数据传输到计算机进行处理。通过设定的仿真数据和电池托盘点云数据进行实验,发现本文方法与随机采样一致性(RANSAC)结合PCA、最小平方中值(LMedS)结合PCA的方法相比,在耗时接近的情况下,能够显著降低异常点对点云平面拟合的影响,获得更精确的平面拟合参数。对两个部分的电池托盘点云滤波处理后进行平面拟合时,能够发现本文方法与其他两种方法相比,标准差分别降低了28.6%和22.5%%、24.0%和29.0%,该方法具有较高的平面拟合精度和实用性。

“一平面三点”双探头超声定位局部麻醉下经会阴前列腺mpMRI-TRUS多模态AI影像融合靶向穿刺的应用初探

目的探讨“一平面三点”双探头超声定位局部麻醉下经会阴前列腺多参数磁共振-经直肠彩超(mpMRI-TRUS)多模态人工智能(AI)影像融合靶向穿刺的安全性和有效性。方法回顾性分析2023年1—9月湖南师范大学附属第一医院(湖南省人民医院)收治的134例可疑前列腺癌(PCa)患者的临床资料,所有患者均采用“一平面三点”双探头超声定位局部麻醉下行经会阴前列腺mpMRI-TRUS多模态AI影像融合靶向穿刺活检,由同一名医生应用视觉模拟评分(VAS)和视觉数字评分(VNS)评估患者前列腺穿刺活检时(VAS-1和VNS-1)和术后1 h(VAS-2和VNS-2)的疼痛度和满意度,记录患者围手术期临床资料和穿刺活检有临床意义前列腺癌(csPCa)阳性检出率。结果患者VAS-1为(1.60±0.68)分,VAS-2为(1.13±0.55)分;VNS-1为(2.84±0.41)分,VNS-2为(3.74±0.44)分,手术时间(16.12±3.35)min。靶向穿刺活检病理结果提示csPCa阳性检出率为65.67%(88/134)。根据前列腺影像报告和数据系统(PI-RADS)v2.1评分进行亚组分析,PI-RADS v2.1评分中2、3、4和5分患者的csPCa阳性检出率分别为23.08%(6/26)、52.94%(18/34)、62.50%(15/24)和98.00%(49/50)。穿刺术后20.90%(28/134)患者出现肉眼血尿,4.00%(5/125)患者出现尿潴留,经对症治疗后缓解。所有患者均未出现会阴穿刺区域血肿、尿路感染、血精、迷走神经反应和感染性休克等并发症。结论“一平面三点”双探头超声定位局部麻醉下经会阴前列腺mpMRI-TRUS多模态AI影像融合靶向穿刺为可疑PCa患者提供了一种安全且耐受性好的确诊手段,具有较高的csPCa阳性检出率,值得临床进一步推广应用。

基于投影光瞳分布的星地激光通信波前探测

为了解决星地自由空间光学通信系统中的提前角问题,采用了一种基于光强传输的新型波前探测技术——投影光瞳面分布(Projected Pupil Plane Pattern,PPPP),并通过实验室实验验证了该技术的可行性。PPPP基于TIE光强传输公式,根据不同传输距离下光强分布的变化反解出大气湍流引起的波前畸变。由于PPPP采用的是上行通信激光本身的后向瑞利散射,其测量的大气湍流方向与通信卫星方向一致,因此可以有效解决星地激光通信中的提前角问题。实验模拟了1 m口径的地基望远镜作为上行激光发射装置和后向散射光斑成像设备,通过等效高度分别为10 km和17 km的上行激光后向散射光斑图像来实现对10 km以下大气湍流的波前探测。实验采用的波前畸变模拟装置包括空间光调制器和透明塑料片,实验结果表明,对不同的波前畸变PPPP和通用的夏克-哈特曼波前探测器可以实现相似的波前重构,两者重构相位的残差约为初始相位的30%。

文脉整体观下的建构法则——以巴瓦工作室为例

文脉整体观追求一种多样性、多种类元素之间均衡的相间与交错地看待事物的角度。着重关注在整体环境中各元素之间按不同规律、秩序、意图相互循环调和,形成复杂而有序、浑然一体又韵律生动的现象。从现代主义发展浪潮中走出来的巴瓦的作品带着强烈的独特性与地域性,本研究希望通过文脉整体观视角,将“点线面体”建筑形式的构成要素作为分析巴瓦工作室文脉的基本词语,从而为分析建筑的文脉提供一种构建法则。

基于群落建筑特征统计值的建筑关键平面优化提取

为了解决在复杂建筑形体的倾斜摄影点云平面分割中,常规的RANSAC平面分割与提取导致的过分割问题,本文结合倾斜摄影群落建筑点云特点,提出一种基于群落内建筑特征统计值的单体建筑关键平面RANSAC优化分割与提取方法。首先,根据群落内建筑平面距离和夹角统计值来合并平面;其次,根据坡度统计值优化竖直平面;再次,根据平面点密度统计值和特征结构进行平面滤除与优化;最后,实现建筑关键平面的优化提取。经验证,该方法对单体建筑的底平面、墙面及屋面等关键特征平面信息的提取准确率为95.80%,召回率为96.21%,能够实现关键特征的精确提取,为后续建筑信息模型自动化构建提供基础数据。

一种简单高精度的线结构光传感器标定方法

线结构光三维视觉测量是获取物体表面三维数据的主要方法之一,传统的线结构光标定结果完全依赖提取光条纹特征点的数量,实际操作中无法保证提取足够多的特征点来拟合平面。针对这一问题,设计1种新的线结构光标定方法,将相机中心与结构光光条纹中心的任一特征点连成直线,不需求得光条纹中心线所有点的坐标,只需找到光条纹与棋盘格格边的交点;将其作为光条纹的特征点,控制特征点的数量,基于一次拟合特征点在像素坐标系下的直线方程,再联立直线方程与棋盘格平面方程,得到相机坐标系下的特征点坐标,依次求得3条及以上光条纹的中心坐标;利用多条不重合的直线拟合平面,采用二次拟合的方法提高标定精度。通过实验室搭建的线结构光单目相机对本文方法进行标定实验,结果表明:特征点到光平面的平均距离为0.052 mm,该距离在标定误差范围内,本文方法可有效解决因特征点较少而导致标定误差大的问题。

国土空间“点线面体能”图元解读及规划应用认知

国土空间规划作为支撑生态文明时代国家空间治理的重要工具,迫切需要建立多尺度、多功能和多结构的混合传导体系。本文分析了国土空间规划“点线面体能”图元表达,对五维要素的制图内涵进行了深入解析,并以此为基础探索了国土空间五维要素与五级规划相互关联的空间嵌套模式,以期实现不同层级规划“点线面体能”多元混合的空间传导体系,最终构建出多中心、网络化、集约型和开放式的国土空间发展新格局。

基于NGO-DBSCAN的岩体结构面智能识别

结构面的准确识别与提取,对于岩体工程稳定性分析和评价具有重要意义。本文提出一种基于NGO—DBSCAN算法的岩体优势结构面智能识别方法。在密度聚类算法的基础上融合北方苍鹰优化算法,旨在提高算法的鲁棒性和结果的准确性,减少人工调参工作量。首先,通过k最近邻算法和主成分分析法进行邻点共面性测试分析;其次,采用核密度估计法寻找主方向;最后,基于NGO-DBSCAN算法实现岩体结构面的智能识别。案例结果表明:本文提出的方法不仅能够精准地识别出平滑的结构面,还能有效检测出破碎的小结构面,甚至包括那些表面粗糙度较大的面,并与众多研究者的识别结果呈现出较高的一致性。

城际铁路道岔及配套交叉渡线设计研究

城际铁路是构建城市综合交通运输体系的重要环节,其“高密度、小编组、公交化”的特点对道岔提出高平顺性和高可靠性的要求。60 kg/m钢轨12号可动心轨辙叉单开道岔及配套交叉渡线在城际铁路领域的用量较大、适用范围较广。为此,文章针对城际铁路60 kg/m钢轨12号可动心轨辙叉单开道岔及其配套交叉渡线设计展开研究,内容包括单开道岔平面线形设计、5.0 m间距交叉渡线平面线形设计,以及道岔区轨道刚度均匀化设计,并在设计时尽量采用成熟技术,增强部件的通用性,以方便养护维修及运维管理。希望能够弥补城际铁路道岔产品类型的不足,形成适用于速度200 km/h及以下线路的60 kg/m钢轨12号道岔产品,为日后城际铁路道岔的选型设计提供参考和借鉴。

基于三维成像声呐的无人艇水下目标检测

针对无人艇水下目标探测过程中声呐图像受干扰多、单个目标可能分裂为多个亮斑等问题,开展了基于三维成像声呐的无人艇水下目标检测技术研究。首先,考虑水面无人艇水下目标检测跟踪识别的需要,建立了三维点云图像模型;然后,提出了基于随机抽样一致性(RANSAC)平面拟合的海底检测算法,以完成三维点云图中海底平面提取与分离,通过基于欧式聚类的三维点云检测技术和多特征数据关联技术等手段提高了目标的检测概率;最后,在湖上进行了试验,试验结果验证了该算法对水下目标检测识别的有效性。

基于小平面区域特征的文物碎片重组算法

针对非薄壁文物碎片重组复原过程中,因碎片边缘或断裂面磨损而导致拼接误差大的问题,提出了一种基于小平面区域特征的文物碎片拼接算法。首先根据区域增长分割把碎片的三维点云分割出许多小平面,建立以小平面作为拼接的特征区域,根据特征描述找到初始相似的小平面区域对,然后灵活应用几何约束+随机采样一致性(RANSAC)约束策略的方法,消除误匹配;最后通过4PCS(4-Points Congruent Sets)算法进行碎片的粗对齐,再根据迭代最近点算法(ICP)实现碎片的精确拼接。实验结果表明:小平面的特征描述简单,且有较强的稳健性,采用两级约束策略的方法较好的解决了误匹配问题,提高了磨损碎片拼接的成功率,同时有效减少渗透现象。

岩石平面应变状态辨识特征与精度控制

水工隧洞等地下工程围岩可视为处于平面应变状态,为了认识岩石平面应变状态辨识特征,开展了系列离散元岩石力学试验。首先,阐述岩石平面应变试验的意义及问题;然后,通过实验室单轴结果标定一类花岗岩参数,从“数据”和“损伤”两方面分析了岩石平面应变状态的辨识特征;最后,探索了岩石平面应变试验侧限装置的精度控制阈值。结果表明:(1)通过分析平面应变压缩下岩样轴向应力、侧限墙应力、裂纹发育趋势,给出了3个特征数据点,揭示了岩石从损伤到破裂的阶段性变化过程;(2)平面应变压缩过程中的3个特征点界定了试样裂纹发育的演化规律;裂纹从零星分散发育到局部化发育,然后开始深化连通直到试样破裂;(3)建议岩石平面应变试验的侧限装置的位移允许值取单轴峰值点对应的单向侧应变,在该阈值控制下获得的“半平面应变状态”的特征点与“完全平面应变状态”的特征点基本吻合。

蜂窝夹层结构芯子剪切模量的实验方法

蜂窝夹层结构凭借其优良的力学性能在航空、船舶制造和车辆碰撞防护领域得到了广泛应用。蜂窝夹层结构剪切性能的测量一直是工程人员重点关注的问题,测量蜂窝夹层结构芯子剪切模量时常采用平面剪切实验方法,但对于大厚度蜂窝夹层结构平面剪切实验实现难度大,为改善这一问题,分别采用理论预测分析、平面剪切实验和三点弯曲实验的方法对蜂窝夹层结构芯子剪切模量进行测量,对比3种测量方法的差异性。利用等效板理论进行理论分析,得出芯子剪切模量的理论预测值;依据ASTM C273和ASTM C393试验标准,对蜂窝夹层结构开展了平面剪切实验与三点弯曲实验,利用ABAQUS有限元软件对平面剪切实验和三点弯曲实验分别进行了模拟仿真。结果表明:利用最小势能原理和最小余能原理进行理论分析,可以得出芯子剪切模量的预测值,预测结果误差在16%左右;平面剪切实验的测量结果较为精准,当蜂窝夹层结构厚度增大无法提供剪切试验台实验时,可以使用平面剪切有限元仿真方法获取;三点弯曲实验方法测量误差结果在10%左右,通过对三点弯曲试验的有限元模拟分析,研究三点弯曲实验中跨距深度比对试件剪切模量测量的影响,调整三点弯曲跨距深度比a/d为5时,误差能降低到4%以内。

基于三维标定板的相机-激光雷达联合标定方法

相机内参及相机与激光雷达外参标定是两者融合感知的前提,为解决平面标定方法存在的过拟合问题,并提高相机与低线束激光雷达的外参标定精度,提出一种基于三维标定板的相机内参及相机/激光雷达外参的联合标定方法。首先通过三维标定板校准相机内参以解决内参标定过程中的过拟合问题;然后设计了一种基于线曲率的平面提取方法来提高单帧点云的平面提取精度;最后通过图像与激光点云中对应的平面特征计算两个传感器之间的外参。实验结果表明,所提方法相比平面标定方法能得到更精确相机内参,与velo2cam_calibration算法相比,外参标定的平均平移误差减少了39.4%,平均旋转误差减少了37.1%。

动态场景下基于双重特征约束的视觉惯性SLAM算法

针对传统视觉惯性算法在动态物场景下特征误匹配造成轨迹精度低的问题,提出一种动态场景下平面约束和双重特征误匹配剔除的改进视觉惯性SLAM算法。首先,采用改进Plane-Recover算法分割动态场景中静态平面区域,构建损失函数优化静态平面区域分割效果。其次,采用双重特征误匹配判断方法,通过平面约束策略得到正确面特征匹配,同时利用RANSAC与三焦张量算法结合的策略,提高点特征匹配准确度。在真实场景下进行验证,实验结果表明所提算法与VINS-mono算法相比轨迹精度平均提高20.82%,验证了所提算法可有效提升动态场景下的轨迹精度。

疫情背景下构建“点线面体”结构的线性代数线上课程

从以学生为中心的现代教学理念出发,介绍了具有“点线面体”结构的线性代数线上课程,分析了精细的碎片化教学资源、“纸上板书”式的教学模式及多样化的教学方法的优势,旨在疫情时期和后疫情时代,更好地开展混合式教学,促进个性化和创新型人才的培养.