结合分割逼近和粒子群法的燃气轮机叶片轮廓度误差计算

阐述了燃气轮机叶片复杂曲面轮廓度误差计算的关键问题,采用非均匀有理B样条曲面描述了燃气轮机叶片,定义了燃气轮机叶片复杂曲面轮廓度误差并建立了相应的数学模型.采用分割逼近法计算测点到曲面的最小距离,以提高数据处理速度;结合粒子群和分割逼近法,通过六维坐标变换迭代,使叶片的理论模型计算与实际轮廓测试达到最佳匹配,最终获得燃气轮机叶片轮廓度误差.结合分割逼近和粒子群法来计算燃气轮机叶片轮廓度误差,理论上可以收敛于全局最优解,符合最小区域法的评定标准.该算法易于计算机实现,非常适用于三坐标测量仪.     

基于有序点集距离的形状匹配算法

针对基于豪斯多夫距离的匹配算法存在时间复杂度高、较难处理部分匹配和无法精确对位等问题,提出了一种改进的基于有序点集距离的形状匹配算法.该算法利用轮廓点集的有序性,动态计算点集之间的匹配关系.算法首先计算曲线的轮廓点曲率,并根据匹配代价作出匹配矩阵,然后基于匹配矩阵的连通情况来判断2幅图像是否匹配,最后依据最短连通路径附近的像素点分布来确定最终的匹配点.实验证明,本算法能加快匹配速度,较好地处理部分曲线匹配,并能确定匹配轮廓点到点的一一对应关系.     

基于形状不变特征和三维几何参数的工件识别方法

该文提出一种扁平工件识别新方法。首先根据图象平面和工作台平面之间的变换计算出工件轮廓点的近似三维坐标,并根据这些近似三维坐标计算出有关的几何参数,然后利用几何参数和工件物体的形状不变特征,采用分层匹配的方法进行识别。根据文中方法设计并实现了一个由单个摄像机构成的工件识别系统,实验结果表明该方法是可行且有效的。     

以轮廓曲线为特征的断裂面匹配

现有断裂面匹配算法主要适用于表面粗糙特征丰富的断裂面,对于表面光滑特征稀少的断裂面不能正确匹配。针对这一问题,提出一种以断裂面轮廓曲线为特征的匹配算法。该算法首先将区域生长算法和边界跟踪算法相结合,在沿碎块棱边分割出断裂面的同时又得到了封闭且序列化的轮廓顶点;轮廓曲线的匹配,先采用角点距离矩阵进行粗匹配,排除了大部分不匹配的曲线对,再根据轮廓曲线所有顶点的曲率和挠率,采用改进的Hausdorff距离进行细匹配;最后,根据匹配的轮廓曲线,采用四元数法计算三维变换将碎块对齐,通过跨界切矢连续检测且误差最小的碎块对为最优匹配。在断裂面粗糙和光滑且材质不同的多个碎块上进行了实验,结果表明该算法能较好实现特征稀少或丰富的断裂面的匹配。     

一种基于特征点的二维碎片匹配算法

提出了一种基于特征点的二维碎片轮廓匹配算法,有效地减少了匹配过程中的计算量。先对图像轮廓进行提取和去噪,计算轮廓曲线的曲率后选取特征点。接着计算特征片段的弧长与弦长比值,作为曲线特征进行匹配。实例表明,该方法提高计算的效率和匹配的成功率。     

叶身型线轮廓度评定方法研究

针对传统方法配准时求解基准变换速度缓慢和精度差等问题,提出了一种叶身型线基准误差求解方法。首先采用非均匀有理B样条曲线的矩阵形式对叶身型线进行拟合,利用区间搜索的方法寻找实测点所对应理论轮廓上的最近点及偏差;其次运用二维最近点迭代的解析形式,计算基准变换的旋转量和初始平移量,然后对初始平移量加微小扰动,以最短距离均值为优化目标,采用自适应权重粒子群算法重新计算平移量;最终计算叶身型线实测点变换基准后的偏差,得到实测轮廓的轮廓度。实验结果表明,该方法基准变换向量误差在0.006左右,相对于采用进化算法直接计算变换参数速度提高了40%左右。所提算法适用于三坐标测量叶身型线数据后对叶身型线进行评价,能够有效减小由于基准不重合对偏差计算的影响,避免叶身型线加工质量误判。     

基于微粒群算法的叶片曲面形状误差评定

以涡轮机叶片型面的形状误差评定为例,利用NURBS曲线插值构造出截面设计曲线,提出一种四控制点法构造与测量点最近的NURBS截面设计曲线,建立了计算曲面形状误差的数学模型,并应用微粒群算法计算测量点到曲面的最短距离,实现了曲面形状误差的评定。通过与传统的BFGS和DFP优化方法的计算结果进行比较,表明该方法能快速准确地计算叶片曲面的形状误差。     

基于相对坐标ICP的室内场景三维重建算法

针对不同视角下多帧点云数据的坐标中心不统一的问题,提出了一种基于相对坐标ICP(iterative closest point)的室内场景三维重建算法.该方法首先基于Kinect传感器获取场景的彩色图像和深度图像,并利用SIFT(scale-invariant feature transform)特征匹配点对计算相邻帧的坐标变换矩阵;然后由ICP算法建立以初始点云数据为中心的相对坐标关系进行帧间匹配;最终基于上下层配准点云数据,将配准后的点云数据与对应的颜色纹理信息融合,得到可视化的室内场景三维重建模型.实验结果表明,本文方法对于室内场景三维重建有较好的效果,具有一定的理论和实际应用价值.     

风力机叶片三维模型的计算机绘图法

根据风力发电机组叶片的结构特点,在三次样条插值函数拟合叶片翼型曲线的基础上,提出一种利用计算机建立叶片截面与三维模型的程序设计方法.该方法应用插值拟合理论求解叶片截面翼型曲线离散点的坐标,应用点的坐标变换理论求解各离散点空间实际位置的坐标,应用三维几何建模理论建立叶片模型.最后给出一个仿真实例.     

径向剃齿刀最小宽度的求解

在利用单自由度啮合原理推导出径向剃齿刀齿面方程的基础上,提出了一种径向剃齿刀最小宽度求解方法．采用弦截法计算出刀具各端截面所对应的被剃齿轮齿面上的剃削痕迹的参数值,根据各参数的物理意义及其取值范围可反推出径向剃齿刀轴截面的极限位置,两个极限位置坐标之差即为径向剃齿刀最小理论宽度．考虑到径向剃齿刀的加工特点,给出了径向剃齿刀实际宽度的计算方法．