智能三坐标测量中的检测信息识别与获取技术发展

智能三坐标测量中的检测信息主要包括公差信息和几何信息,其识别与获取是实现计算机辅助设计技术与三坐标测量机集成的关键因素。介绍了智能三坐标测量技术的概念和基本原理,回顾了检测信息获取的发展历程和主要研究工作,基于当前全三维数字化设计技术的发展状况,讨论了一种基于模型定义的检测信息识别和获取方法。结合当前所承担的研究课题,针对通用三维设计软件下建立的零件模型,给出了检测信息识别与获取流程和实现结果。     

基于地质统计学的采空区储量估算

采空区是固体矿产开采过程中已被开挖的所留下的采场、硐室等,采空区的储量编录是矿山储量动态管理的基本要求,准确的储量计算结果可有效指导矿山后续的生产工作,提高经济效益,但目前国内各矿山大多采用简单的几何计算方法求取采空区储量,无法准确、客观地评估矿山的资源储量情况,为了精确估算采空区储量,以新疆某矿区为例,首先分析了适合建立采空区的三维模型方法,以及固体矿产储量估算中采空区建模的2种方式:剖面法和中段法;建立模型后,将基于地质统计学建立的矿体三维模型和采空区模型进行布尔求交,根据切割后模型,体积加权计算采空区储量;最后通过实例对比采空区和剖面法三维矿体模型求交结果的储量信息,验证了基于地质统计学计算储量结果更为接近实际勘探储量,这对于矿山的数字化动态管理,矿山开采具有指导意义。     

金属矿采空区精密探测与三维建模技术

传统的金属矿采空区探测方法只能开展对空区的二维探测,难以准确获取采空区三维空间形态、实际边界和体积大小,运用CMS空区精密探测系统及Surpac等数字化软件工具,在对柿竹园多金属矿的采空区进行现场探测的基础上,用探测数据建立采空区的可视化三维模型,获得采空区的三维空间形态、空间位置、实际边界,精确计算出采空区的体积和顶板面积,实现对采空区的三维精密探测,为矿山实施对空区的安全管理和控制、进行空区周边矿柱资源的有效回收提供参考.图6,表3,参10.     

复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法

利用三维激光扫描技术对采空区进行探测以建立三维可视化模型,从而准确获取其三维空间位置和形态,是矿山采空区事故隐患综合治理工作中的重要环节.但由于采空区形态复杂,往往需要从多个方位对其进行多次探测才能准确获取采空区完整的三维形态.如何对多次探测点云数据拼合后的散乱点云构建三角网格模型,是实现复杂采空区三维探测建模的关键.本文提出了采空区激光扫描拼合散乱点云数据球面投影三角剖分生长算法,首先选定球心将原位点云投影到球面上得到投影点云,然后对投影点云进行三角剖分,最后将投影点云三角网空间拓扑关系还原到原位点云,从而构建复杂采空区三角网模型.为了有效实现算法,研究了球面投影参数设定、XYZ三向单元栅格点云搜索策略、三角形生成规则、优势顶点边界切分策略、边界闭合策略、不规则三角形优化策略等多种方法.实际应用表明,所研究的算法能够生成优质的采空区三角网模型,为实现复杂采空区三维精确建模及可视化管理提供了重要技术支持.     

采空区体积三角网模型四面体算法改进及应用

 准确获取采空区体积是矿山实施空区周边资源安全开采的重要基础性依据,也是矿山实施空区处理及其灾变监控的重要基础性工作。针对传统采空区三角网模型四面体算法易出现重叠计算的问题,本文以采空区三维激光探测系统(CMS)获取的原始数据为依据,在自主研发的采空区三维探测建模软件生成的采空区三角网模型的基础上,改进了传统采空区三角网模型四面体算法,提出了以激光探头为中心点连接所有三角网的四面体累积求和算法,实现对采空区体积的精确求解。算法首先确定了四面体求解的中心点,通过中心点与三角网模型中的所有三角片面连接形成四面体,然后运用四面体的有向体积相加实现对采空区体积的求取。实际应用表明,改进后的采空区体积四面体算法具有精度高、适用性好等优点。     

EasyMap3D中模型的构建方法及现实意义

在论述三维地层信息管理系统意义的基础上,对地层、断层、巷道、陷落柱、采空区等地质体和人工构筑体的三维描述方法进行了介绍,同时对煤矿三维地层信息系统（EasyMap3D）的系统构成、数据组织、系统功能做了概述,指出该系统的开发对准确解释地质信息,提升矿山企业安全生产能力,提高矿产资源利用率具有重要的意义。     

山岭隧道地上地下一体化三维建模方法

针对山岭隧道地上地下一体化三维建模效率低、数据融合难度大的问题,提出一套基于BIM+GIS+倾斜摄影技术的建模方法。以武汉市黄龙山隧道为例,首先,按用途和施工工序对山岭隧道构件进行分类,利用Revit和Dynamo软件,采用参数化建模+自适应拼接的方法构建隧道三维结构模型;其次,通过无人机采用倾斜摄影技术获取地表影像,构建三维实景模型;通过影像匹配和滤波技术处理点云数据,生成数字高程模型(DEM),并结合钻孔数据,采用插值法和约束分区的方法构建三维地质模型;最后,基于MapGIS实现隧道结构模型、地表三维实景模型、三维地质模型的集成。该方法可以优化模型管理方式,减少数据信息的丢失,实现隧道工程信息的集成与共享。     

基于点云数据的采空区三维建模算法

为有效实施对采空区的控制和安全管理,需要准确掌握矿山采空区的体积、空间三维形态和实际边界。通过三维激光扫描技术可获取采空区表面点云数据,结合矿山采空区自身空间几何特点,提出伪极点-Crust建模算法。其基本思路为:在三维Delaunay三角剖分的基础上,给出伪极点的概念,以伪极点代替传统Crust算法中的极点,减小数据存储量;同时结合奇异四面体判别准则,确保采空区模型的准确性;通过使用模型内外检测算法和伪极点-Crust图抽取算法,建立采空区三维模型。用VC++实现该算法,对安徽铜陵冬瓜山铜矿采空区建模进行试验。研究结果表明:采用该算法建模快速,结果准确;该算法同样适用于实测巷道建模、采场验收、计算机几何造型、逆向工程和虚拟现实技术等。     

单台Kinect快速获取完整三维模型的方法研究

随着3D打印技术的发展,快速、高效地获取三维模型成为亟需解决的问题.本文提出一种基于Kinect获取物体完整三维模型的方法.通过搭建合适的硬件和软件环境,利用Kinect设备从不同角度对物体进行全方位的旋转扫描,并结合Skanect软件记录物体扫描建模的全过程.实验结果表明,本文方法成本低、效率高,能够快速重建物体的三维模型,有利于推动3D打印技术的进一步发展.     

基于结构光图像法的三维曲面重构技术

提出了一种基于编码结构光的新型三维重构技术的原理和系统的标定方法．这种技术以条纹变形作为物体三维信息的加载和传递工具，以CCD摄像机作为图像获取器件，通过计算机软件处理，对颜色信息进行分析、解码，通过已标定的系统计算来获取物体的三维面形数据．对该系统进行了理论分析，并以石膏像模型为对象进行了具体实验，得到了较满意的结果．     

精准三维激光探测结合可视化建模的采空区稳定性分析

精准地掌握复杂采空区的三维形态及其空间的相对位移,是进一步开展空区稳定性可靠分析的前提。以中核赣州某铀矿区为背景,利用BLSS-PE矿用三维激光扫描和测量系统, 对该采空区进行三维探测分析并对三维探测所得数据信息进行数字化处理转换,应用DIMINE建立采空区的三维空间模型,经过数字化处理后实现了与FLAC^3D模型的无缝耦合,从而形成了三维数值运算模式。研究结果表明： 818-2#采场在开挖后最大主应力增加且最大值出现在采空区顶底板,最小应力基本保持不变,上下盘虽出现拉应力,但低于围岩抗拉强度; 818-2#采场最大水平位移和最大垂直位移均较小,且随着采场的逐步回采采空区围岩出现塑性区,但面积较小。因此,空区整体上呈稳定状态。研究成果为矿山地压管理和综合治理提供了有力的依据。     

基于校园网的教学大纲管理系统的设计与实现

本文结合实际应用,详细阐述了基于校园网的教学大纲管理系统的设计与实现。该系统较好地实现了大纲文档的数据库化、网络化管理,教师只需在网络上输入大纲各项基本信息,系统自动生成格式统一的Word、PDF、SWF格式的文档,并且可以在网络上进行查询、浏览及下载,减轻了教师大纲排版、格式设置及后期管理的工作量,具有一定的实用性、先进性和推广价值。     

基于SuperMap的民政地理信息系统的设计与实现

以城市电子地图为基础数据,利用Visual Basic 6.0开发语言和SQL Server 2000关系数据库设计并实现基于SuperMap的民政地理信息系统.该系统具有地名管理、行政区划界限管理、门牌管理、城市地名、web信息发布、系统维护等功能,能够实现对城市地名及民政相关信息(道路、地形、水系等)的图形化存储与检索,以及信息的发布与浏览.     

基于钻孔信息的地层数据模型研究

为了建立城市三维数字地层信息管理系统 ,提出了一种适合工程地质和岩土工程学科特点的地层数据模型———基于钻孔信息的地层数据模型 .该模型采用了面向对象的方法 ,因此其数据结构的类层次关系、模型的构造过程等条理清晰 ,而且能与面向对象的编程语言有机结合 .同时 ,该模型借助于Delaunay三角网来构造二维和三维拓扑关系 ,大大简化了三维形体之间复杂的拓扑关系 ,而且借此可以处理地层数据模型中的断层等突变信息 .利用这一数据模型 ,可以较好地模拟三维地质实体的真实景观     

基于B/S模式的网络版实验室管理系统

实践教学是培养学生创新精神、实践能力和科学素质的重要途径,而实验室则是实践教学的主战场,如何充分发挥实验室作用,提高实验室利用率就显得尤为重要,大学校园网日臻完善,通过开发和使用基于互联网B／S模式的实验室信息管理系统,实现实验室的网络化管理,实现实验室信息资源的时效性、开放性、共享性。     

改进TOPSIS与GA-BP耦合的采空区危险性辨析

针对目前采空区危险性辨析过程繁冗且准确性低的问题,提出了改进的TOPSIS与神经网络耦合的辨析方法.首先,为提高训练样本采空区危险性辨析客观准确性,将理想解方法(TOPSIS)进行改进,分别利用绝对理想点以及IFAHP避免了由于理想解及权重变化引起的逆序现象,并利用各辨析指标不同危险等级的区间临界值实现了TOPSIS对采空区危险性等级划分.将改进TOPSIS运用于某矿山100组采空区进行危险性辨析并验证结果.然后,为简化辨析过程,使改进TOPSIS与GA-BP神经网络有效结合,以经过TOPSIS辨析的100组样本采空区对GA-BP训练得到神经网络模型并对5组样本进行危险等级输出,结果与事实相符.研究结果不仅提高了采空区危险性辨析的客观性,并为简化辨析过程提供了新的思路,提高了工程应用性.     

基于BP神经网络的空洞型采空区稳定性评价研究

通过分析空洞型采空区稳定性的影响因素,依照BP神经网络原理,构建出适合空洞型采空区稳定性评价的BP神经网络模型。再通过收集到的空洞型采空区稳定性样本对所构建的BP神经网络进行训练,得出空洞型采空区稳定性评价BP神经网络模型,并应用检测样本测试其准确性。并以陕北讨老乌素煤矿采空区为例,应用训练好的BP神经网络模型对其进行预测评价,最终得到了与实际情况吻合的结果。     

采空区点云数据的小波平滑方法

利用3D空区探测系统(CMS)采集矿山采空区点云数据为线扫描方式,在三维重建之前对点云数据进行平滑处理是一个必要的环节.提出了一种基于小波变换的采空区点云数据平滑方法,该方法主要分为三维扫描线的降维处理和信号平滑滤波2个步骤.对采空区的三维激光扫描线,用弧长为参数进行参数方程分解,将三维空间扫描线分解到3个方向上,利用一维信号处理方法分别进行小波平滑处理,再将平滑处理后的数据重建扫描线.通过在MATLAB环境下对某采空区的一条扫描线进行了仿真实验,证明了该方法有效的解决了采空区三维激光扫描线的不光滑问题.     

基于并行工程的科学仪器共用网络实践

将并行工程作为指导理论引入科学仪器设备共用网络建设之中,拓展并行工程理论的应用领域,提出应用并行工程解决问题的方法·论述科学仪器设备共用网的建设特点和具体实施过程,开发基于PDM的数据管理系统和接口模块,确定基于并行工程的科学仪器设备共用网络设计体系·采用全文管理技术软件,保证了系统和数据安全、稳定、便于维护、可扩充、结构合理,完成了具有涵盖面广、集浏览性与知识为一体等特点的科学仪器共用网络设计,为相应的网络建设提出了新的理论依据与创新模式·