多光谱生物发光断层成像的光源形状重建

生物发光断层成像(bioluminescence tomography,BLT)是一种利用生物体表面光强测量值重建内部光源分布的光学分子影像技术,为研究常用光传输模型对BLT重建光源形状的影响,该文在相同的模拟测量值条件下,对比研究了辐射传输方程的三阶简化球谐近似(third-order simplified spherical harmonics,SP3)模型和扩散近似(diffusion approxima-tion,DA)模型对光源形状的拟合能力。此外,为了减小重建问题的不适定性,重建中结合了多光谱测量数据和稀疏正则化方法。数字鼠模型上的仿真实验结果表明,基于SP3模型的多光谱BLT重建方法,在不同深度下的不同尺寸的单、双光源重建中均可以更为准确地重建光源的中心位置和形状。     

光力学在航空领域的一些应用

实验手段,特别是光测技术,在解决航空领域的某些特殊问题中起很重要的作用.用云纹干涉法测量了残余应力分布,并由此确定增加疲劳寿命的工艺参数.用投影栅线法和数据拼接,测量了航空发动机燃烧室大型部件的三维形状,为数字加工提供了基本数据.发展了测量残余应变的数字散斑相关技术,并研究了残余应变与疲劳循环次数的相关性,为剩余寿命估计提供了依据.     

拟人多关节假手动力学的计算机模拟

本文主要讨论确定假手各关节转角(广义坐标)的变化规律,提出了一种反馈补偿算法。这种算法的实质是利用计算机来进行假手几何模型的数值求解。研究表明,该方法具有速度快、精度高等优点,可以广泛适用于不同参数、不同结构的假手计算。     

溶液折射率及色散系数与浓度关系的椭偏测量研究

研究利用椭圆偏振法快速准确测量葡萄糖溶液浓度.首先基于椭偏测量的原理和液体宏观尺寸厚的特点,建立了溶液的单界面反射分析模型,针对该模型设计了由椭偏参量求解溶液折射率的算法.为了快速检测,该算法合理地忽略了葡萄糖溶液在短波段的消光系数并仍能够准确地测量出折射率.接着,利用该模型,对不同浓度的葡萄糖溶液的椭偏参数进行了测量.从椭偏参数拟合出了葡萄糖溶液的折射率,根据柯西公式,利用最小二乘法得到了折射率与柯西色散参数、溶液浓度之间的函数关系.然后用模型分析了葡萄糖溶液的光吸收对本测量方法的影响,进一步说明了模型的可靠性.最后,将实验拟合结果与参考文献值比较,发现此方案和棱镜全反射法和激光干涉法测量得到的折射率吻合得相当好,说明椭偏测量法具有较高准确度.     

高斯曲率弹性模量对哑铃形开口膜泡形状的影响

基于自发曲率模型,研究了高斯曲率弹性模量(kg)对哑铃形开口膜泡形状的影响.通过打靶法数值求解开口膜泡在确定边界条件下的欧拉 拉格朗日方程,计算不同kg下膜泡的平衡形状.对两类特征形状研究了kg对膜泡平衡形状的影响.对于口径较大的形状,它可以看成是一个球形和另一个部分球形用细小脖子连接起来的形状,kg对这类膜泡形状的影响主要体现在中间连接处半径rc的变化上;而对于口径较小的接近闭合状的哑铃形膜泡,kg对这类膜泡的影响体现在其开口处形状的变化上.     

装药形状对两端开口钢筒结构变形规律的影响

采用数值模拟与爆炸实验相结合的方式,研究了装药形状对两端开口圆柱钢筒结构变形规律的影响.采用显式动力分析软件LS-DYNA,并选用Johnson Cook模型模拟钢筒的动态变形,研究了方形、球形和柱形等不同形状装药对无加固圆柱钢筒塑性变形的影响规律,对比实验得到的残余变形测量结果,验证了钢筒计算模型和参数设置的有效性.同时,研究了不同长径比柱形装药对混凝土加固圆柱钢筒结构的影响.结果表明,在相同的装药量下,结构塑性变形与装药的几何形状密切相关.采用大长径比的装药形状,两端开口圆柱钢筒的环向变形明显增大.在设计防护结构时,必须高度重视装药形状对结构变形的影响.     

已加工表面热源模型研究及磨削温度场数值模拟

为了利用浅磨模型对磨削温度场进行数值模拟,基于圆弧热源模型、砂轮和工件接触表面直角三角形热源,采用温度匹配法进行了反传热分析,建立了已加工表面热源分布形状的计算方法。该方法不需预先假设已加工表面热源的分布形状,即可根据具体的磨削条件,获得相应的热源分布形状,解决了以往已加工表面热源的分布形状常被假设为直角三角形、三角形、抛物线和椭圆等形状,但上述假设都是基于特定的磨削条件,不能普遍适用于所有磨削工况的问题。采用有限元法建立了磨削温度场的数值仿真模型(浅磨模型),计算了工件的磨削温度场,采用热成像仪测量了磨削温度场,结果表明:已加工表面热源的分布形状随着磨削条件而改变,磨削温度场的模拟结果与测量结果具有很好的一致性,磨削区已加工表面最高温度的模拟值与测量值之间相对误差在0.8%~9.5%之间,建立的浅磨模型可以准确地模拟工件的磨削温度场。     

一种应用于反射表面厚度测量的新方法

讨论了垂直入射与斜入射两种方式的主动式三角法的测量原理,提出在被测物面为反射表面的情况下,用斜入射主动式三角法进行距离和厚度的测量．分析了被测物表面细节形状的变化对测量结果的影响,以及在厚度测量时消除这种影响的方法     

基于弹性铰链的仿人型肌电假手设计

截肢患者需要外形与人手相似、重量轻、体积小,并且具有人手大部分抓取功能和适当操作功能的假手,基于对人手骨骼结构和功能的分析,提出了一种仿人型肌电假手设计.该假手具有5只手指和4个自由度,分别由4个独立的驱动器进行控制;手指的关节基于弹性铰链进行设计,相邻的指骨间通过螺旋弹簧连接;除拇指外,每只手指均为单自由度,关节之间的运动通过腱驱动耦合实现;驱动系统设计安装在手掌内,具有紧凑的结构,对各个手指的运动灵活控制.通过对手指的运动学分析以及对假手功能的模拟证实,该假手能够实现日常生活中大部分的手势和抓取功能.     

η跃迁形状因子:合理近似的类时和类空实验数据的综合分析（英文）

通过合理的近似,用类时和类空实验数据对η的跃迁形状因子进行了模型无关的综合分析.最近A2合作组提供的衰变道不变质量谱的测量使我们能够提取最新、最精确的形状因子斜率和曲率参数,并讨论了新分析对混合参数的影响和VPγ耦合.     

Operational Gesture Segmentation and Recognition

Gesture analysis by computer is an important part of the human computer interface (HCI) and a gesture analysis method was developed using a skin-color-based method to extract the area representing the hand in a single image with a distribution feature measurement designed to describe the hand shape in the images. A hidden Markov model (HMM) based method was used to analyze the temporal variation and segmentation of continuous operational gestures. Furthermore, a transition HMM was used to represent the period between gestures, so the method could segment continuous gestures and eliminate non-standard gestures. The system can analyze 2 frames per second, which is sufficient for real time analysis.     

面向三维参数化女性人台构建的胸部特征数据测量方法

为了在计算机中实现三维参数化人台的显示与调节，并能真实地反映人体各围度曲线的变化，本文通过三维激光非接触式人体扫描仪，对300余名在校女大学生进行测量，获取了大量的人体长度和围度方向的测量数据．通过对胸部测量数据的统计分析，选择了能够反映女性胸部形状和形态的5个水平截面，提取了影响曲线围度形状的特征点．对特征点坐标与身高及反映胸部体型的参数进行了多元线性回归分析，得出构成胸部各围度曲线的特征点坐标变化规律，实现了女性参数化人台胸部曲线的真实模拟．     

一种采用单照相机的三维人体测量方法

非接触式三维人体自动测量是现代化人体测量技术的主要特征,也是今后人体测量的趋势所在.在分析国内外非接触式三维人体测量方法的基础上,提出一种采用单照相机的三维人体测量方法.首先通过在单照相机前加一套镜面组合系统,进行实时拍照,获得一张同时记录人体的正面和侧面的照片;然后通过基于图像的人体特征区域和特征参数提取得到人体尺寸信息(尺寸、轮廓点和轮廓线).试验结果验证了此方法的可行性.     

一种基于电容检测的密闭管道人体掉人探测方法

为克服现有人体探测技术的局限性,提出基于电容检测的密闭管道人体掉入探测方法。首先,研究基于电容检测的人体探测方法的基本原理;其次,提出测量电路理论模型,并利用仿真验证模型的可行性;最后,设计适合现场应用的实际测量电路,搭建模拟密闭管道环境的实验平台。实验表明当人体落入密闭管道时,该测量方法能够快速有效的探测到人体。     

气动人工肌肉驱动仿人灵巧手的结构设计

研究一种气动人工肌肉驱动的多指仿人灵巧手的结构设计. 通过分析正常人体解剖学,针对人类手掌的外形结构、驱动形式及运动规则,设计了一种5指仿人灵巧手. 该灵巧手有5个手指、19个自由度,在外观和功能上与人手接近;手指采用气动人工肌肉驱动,以柔索传动. 实验结果表明,该仿人灵巧手具有很好的柔顺性,并且整体外形和手指关节的运动范围均能达到拟人的效果.     

Human Body Modeling and Posture Simulating Based on 3D Surface Scan Data

This paper presents a new approach for modeling the human body by considering the motion state and the shape of whole body. The body model consists of a skeleton kinematic model and a surface model. The former is used to determine the posture of the body, and the latter is used to generate the body shape according to the given posture. The body surface is reconstructed with multi-segment B-spline surfaces based on the 3D scan data from a real human body. Using only a few joints parameters and the original surface scan data, the various body postures and the shape can be generated easily. The model has a strong potential of being used for ergonomic design, garment design, virtual reality environment, as well as creating human animation, etc.     

人工种植牙的应力分析

阐述了用全息光弹性法对人工种植牙及牙槽骨的应力分析，给出了植体与牙槽骨之间的界面应力分布和应力集中的研究结果，为人工种植牙的选型提出了建议。     

关于人体部位识别的一种模糊算法

提出了一种运用模糊逻辑算法,把“星形骨架”法和apar区域方法结合起来,通过定义适合度函数识别人体部位。这种方法充分利用了人体部位的形状特征和各块之间的位置关系,提高了识别人体部位的准确度。实验证明此方法是有效的。     

一种测量任意形状物体上冲击载荷的分析方法

本文分析了任意形状物体上的冲击载荷的测量过程 ,提出了一种能够降低噪音扩张的分析方法     

使用微多普勒信息识别伪装人体目标动作的新方法

为了有效识别垂直遮障伪装后的地面人体目标动作类别,首先使用具有全天候探测、可穿透障碍物能力的多普勒雷达获取人体目标微多普勒信号,再将微多普勒信号经短时傅里叶变换后获得的时间、频率和功率三维信息图形作为数据源,并使用点描述算法获取三维形状特征用于分类。使用20组人体目标的4个不同动作实测数据,分别采用多层感知器结构的人工神经网络方法和超核支持向量机方法对动作特征进行分类。通过比较实验证明,提出的方法可以更高效地进行人体目标动作分类。