螺旋锥齿轮虚拟加工过程算法

为了解决目前螺旋锥齿轮切削仿真中存在的仿真速度慢、精度低、过程不稳定和缺乏独立性等问题,以螺旋锥齿轮齿面成形过程为研究对象,运用“层片切割算法”进行三维实体几何模型动态仿真以及三维切削实时仿真．该算法主要包括建立切削坐标系、刀具数学模型、刀具坐标系的转换模型、层片分割模型、求交计算模型以及相邻切削位置特征点的取舍模型．以此为基础开发的螺旋锥齿轮虚拟加工软件采用Windows作为开发平台,以Visual C＋＋6．0（VC）作为基础编程语言,利用OpenGL图形库进行图形显示并将齿轮模型数据以规定格式输出．经验证,该算法求交速度快、结果精确,相关开发软件可靠准确．     

Delphi螺旋锥齿轮成形铣削仿真算法

针对螺旋锥齿轮成形铣削原理,在Delphi+OpenGl环境下,根据机床、刀具和齿轮之间的位置关系和切齿过程,建立了齿轮和刀具内刀面、外刀面的数学模型,推导齿轮和刀具的求交算法。依据三角片的连接原理,通过建立点链表和辅助链表的数据结构以及两者之间的关系,得出刀具、齿轮的三维实体模型,开发螺旋锥齿轮成形铣削仿真软件.该软件在Delphi环境下运行,生成独立可执行文件.可真实地模拟切削过程,为后续的螺旋锥齿轮的数字化制造奠定坚实的基础.     

基于改进多尺度ASM和非刚性配准的4D-CT左心室分割

64排及以上多层螺旋CT(MSCT)能提供含有时间信息的四维CT成像数据,可用于动态心、肺等功能的分析.为此提出了基于改进的多尺度ASM和非刚性配准的分割方法,从心脏MSCT四维数据集中提取左心室腔和心肌.该方法根据MSCT层片间的特点,采用改进的特征点标记方法对收缩末期的左心室进行形状建模,在基于改进的模型定位和搜索算法基础上,运用多尺度ASM算法实现三维数据集上的分割.通过互信息量的Demons非刚性配准方法,利用膨胀末期的分割结果实现对其余心相上的左心室配准分割.在256排MSCT四维心脏数据集上的实验表明,该方法对血腔的分割结果和手工分割结果的平均相似度在95%以上,心肌的平均相似度在88%以上.     

螺旋锥齿轮切齿调整参数的精确反调

针对螺旋锥齿轮齿形误差难以精确修正的问题,在国产3906型齿轮测量中心上,采用坐标测量法获得了螺旋锥齿轮的齿面形状;提出进行齿深控制的锥齿轮测量齿面切齿调整参数非线性最小二乘优化反调方法,并建立了反调优化的数学模型;采用该方法对磨齿后的某弧齿锥齿轮小轮进行反调计算,结果表明该方法能较为精确地获取锥齿轮副的切齿调整参数.     

快速成形件与CAD模型间包含关系的一种通用实现方法

为削弱台阶效应对快速成形件形状和尺寸精度的影响,提出一种实现层片尖顶偏差各种分布形式的通用方法.首先,将CAD模型在当前分层点和下一分层点的水平截面投影到同一水平面上,对其求交和求并以获取投影截面的内、外轮廓边界;其次,用过内点作旋转极径的方法将内外边界适度混合,提取当前层片的扫描轮廓.结果表明,该方法能够实现层片尖顶正偏差、负偏差和正负偏差值不等的混合偏差分布,满足不同应用目的的成形件层片尖顶的分布要求,拓展了层片尖顶混合偏差分布的内涵.     

基于NURBS方法的转子表面造型技术

采用双三次NURBS方法对某型号转子进行几何造型,对造型过程中出现的曲面延伸、求交和裁剪等问题进行了研究.根据叶片的形状特征,以曲线的几何形式为基础,提出了一种简单实用的曲线曲面延伸方法,实现了切矢量连续的叶片型面的延伸.对于两相交面分别为自由曲面和解析曲面的求交问题,提出了一种简化的跟踪算法,实现了转子叶片型面和圆台面的准确求交和裁剪,从而实现转子精确的几何造型.     

一种快速的直线和Bezier曲线求交算法

提出了一种快速的直线和Bezier曲线求交算法,该算法在求交之前先作预处理,收缩求交范围,尽量避免无效的求交计算,从而减少了计算量,提高了求交速度.     

基于多层次自注意力机制的U-Net图像分割算法

针对U-Net图像分割在下采样过程中会丢失过多信息且在上采样过程恢复效果不佳,从而导致图像分割精度降低的缺陷,提出了一种基于多层次自注意力机制的U-Net图像分割算法。该多层次自注意力机制在每一层上采样层前均嵌入自注意力模块,将上采样层的输入与缩放的原图拼接后处理成模板图,再与原本的输入信息融合后输出到上采样层。该算法不仅能通过拼接原图的自注意力模块进一步提供更多细节信息,还能利用上采样层的特征选择功能减少拼接原图带来的背景噪音,提高模型的分割精度。最后,在PASCAL VOC数据集和DeepFashion2数据集的基础上进行了人体分割和服装分割实验。实验结果 证明,该方法 能较好地改善图像的分割性能,从而证明了其正确性和有效性。     

一种新的基于内包围盒技术的光线跟踪加速算法

目的提高光线跟踪算法中求交测试的效率。方法针对内包围盒方法在光线跟踪中仍存在大量面片需要与光线进行求交测试的不足,以内包围盒对角线中点为分割点建立两个子包围盒,并对新产生的子包围盒递归采用上述分割方法。结果提出了一种新的基于内包围盒技术的光线跟踪加速算法。结论新算法比改进前的算法减少了无效求交测试,加速了光线跟踪。     

快速成型中基于STEP的直接分层算法

在研究了平面与基本曲线、曲面和参数曲线、曲面的求交算法后，提出了快速成型中基于STEP的CAD模型直接分层算法，避免了STL中间文件的转换，分层后得到层片的精确轮廓表示，并具有通用性好的优点．根据基本曲线／曲面和参数曲线／曲面的不同特征，采用不同的方法来求它们与平面的交点及交线，以提高算法的稳定性和效率．     

基于自适应形状先验的快速图像分割算法

 针对传统GrabCut算法在GMM迭代参数估计阶段时间复杂度较高,当图像中含有噪声或遮挡物时容易发生分割错误的问题,提出一种结合多阶抽样GMM与自适应形状先验的图像分割算法.该算法首先根据采样数定理对像素点进行均匀多阶抽样,依据样本点估计GMM参数;然后加入形状先验项约束图像分割过程,同时对形状先验约束比例采用自适应方法进行控制,获得最终分割结果.针对形状仿射变换,运用SURF与RANSAC进行处理,使本文算法更加灵活.实验表明,本文算法分割结果更加准确,效率更高.     

曲面加工刀具轨迹的仿真技术研究

本文针对数控铣削加工中刀具的走刀轨迹进行研究,对毛坯体建模时,采用的是三角面片离散法,实现了3轴数控铣床实体切削加工时离散矢量与刀具扫描体的几何求交算法,建立了铣削运动模型,通过不断更新毛坯数据信息来模拟刀具的切削过程,从而生成加工轨迹和走刀路径。以Visual C＋＋6．0为编程环境,用OpenGL作为图形开发工具,动态仿真刀具加工曲面的加工轨迹和走刀路径。     

一种基于多尺度描述的异形粘连纤维分割方法

针对异形纤维的形状特征,在分水岭算法结果的基础上,提出一种结合多尺度描述方法标记异形粘连纤维轮廓特征点对其进行分割的方法,并采用自适应滑动窗口策略在保留正确的分割线的同时消除多余的分割线.试验结果表明,该算法能够准确分割粘连的异形纤维.     

螺旋锥齿轮数控展成轨迹生成及直接插补算法

给出了螺旋锥齿轮五坐标NC展成加工运动和直接插补算法，该直接插补算法以NC原理上的最小步长逼近展成轨迹，可获最大展成运动精度，在综合考虑展成允许误差，机床动力特性及伺服驱动能力的基础上，给出了进给速度的限制修正及平滑处理算法，该算法可作为螺旋锥齿轮数控机床数控系统核心处理算法。     

一种基于平面扫描的弧段分割与多边形自动构建算法

针对多边形自动生成的传统算法在自动化和时间效率方面的不足而导致的相应商用GIS软件数据处理和时空分析能力的欠缺, 提出一种基于扫描思想的弧段分割和多边形自动生成算法。本算法具有以下特点: 面向从求交开始至生成多边形结束的完整任务; 充分利用求交过程中的有益信息, 以较小的算法复杂度和极小的计算量, 实现弧段分割和多边形自动构建; 避免了传统方法中多边形嵌套关系的计算, 并能有效地处理桥和悬边问题。实验结果表明, 与传统算法相比, 本算法在效率方面有明显的提升。     

自适应形状约束Graph cuts算法在腹部CT图像分割中的应用

针对CT图像对比度低,组织边缘模糊,器官轮廓不规则等特点造成组织器官难以分割的问题,提出了一种自适应形状约束的Graph cuts算法.首先使用基于多图谱配准的分割方法分割原始图像,将得到的初始分割结果作为形状先验加入到Graph cuts算法的能量函数中,同时根据配准分割过程得到的目标概率图自适应选择形状约束项系数,最后通过最大流最小割算法分割出CT图像中的肝脏、肾脏和脾脏.实验结果表明,该方法能够较好地分割出肝脏等组织器官,有效减轻传统图割算法分割图像时造成的过分割和欠分割现象.     

基于仿型测量数据的层切法数控加工

介绍一个集仿型加工、仿型测量、测量数据处理及数控加工一体化系统的结构、原理、功能及关键技术．依据不同的仿型测量方式连接成多面体模型,该多面体模型与层切平面求交,获得切削层轮廓,并在切削层内进行行切、环切轨迹规划．该方法可适用于多种仿型测量方式,并可用于复杂组合参数曲面数控加工的刀具轨迹生成     

模型基编码中的鼻子形状自动提取

介绍了一种简单而有效的模型基编码鼻子轮廓提取算法.该算法利用皮肤颜色图像分割、特征保留图像二值化、特征脸校验、脸部特征滤波和k-均值分类器定位复杂场景中的人脸及脸部各特征区域,提出了以圆形和非对称双抛物线建立的鼻子形状形变模板以及相应的能量函数,寻找的Powell能量最小化算法的初始参数加速了模板匹配过程,给模型基编码的人脸线框模型自动调整提供了准确的鼻子形状参数.实验表明,所提出的算法对不同人脸姿势的鼻子形状估计表现出良好的结果.     

一种形态学梯度滑降算法的研究

滑降算法是一种重要的图像分割工具,然而基于滑降算法的图像分割在很大程度上依赖于待分割图像梯度的计算.提出了一种多尺度形态学梯度滑降分割算法.该算法首先利用多尺度形态学梯度,通过大小不同的结构元素提取图像梯度特征,获得梯度图像,然后利用滑降算法进行图像分割,为了减少滑降算法的过分割现象,提出了区域面积和区域相似性规则的区域合并的方法.实验结果表明,本方法具有较好的分割效果,同时分割中结构元形状、尺度可以灵活选取,使得该方法适用范围相对比较广泛.     

一种改进的多叶准直器射野分割算法

针对多叶准直器射野分割中使用过多的子野个数和总机器跳数的问题,结合Engel算法和Luan算法的优点,提出了一种改进的多叶准直器射野分割算法.首先将射野强度矩阵按行分割,然后将每一行分割成若干个多叶准直器开口形状和机器跳数对,并将这些准直器开口形状和机器跳数对整合成相应的子野.在整合子野时,每次选取的机器跳数为所有行中最大可选取的机器跳数,从而使得每次分割时尽可能多地减少射野强度矩阵的复杂度.实验结果表明:该算法在减少总子野个数和总机器跳数的同时,能够保证每行中准直器的开口最大;与Engel算法相比,该算法所需计算时间更短.