一种优化的船体外板三维点云数据提取方法

针对水火弯板机检测系统中船舶外板三维点云数据自动提取过程存在边缘噪点、板下贴合垫木识别效率低以及外板边缘拟合等问题,提出一种优化DBSCAN聚类算法,首先根据现场加工环境精简点云,利用网格划分来建立外板点云拓扑模型,然后根据DBSCAN密度聚类算法搜索出外板点云,最后采用最小二乘法进行边缘拟合。结果表明,该算法能有效识别外板边缘,提取出外板点云。     

大曲率帆形板水火弯板火路生成算法研究与实现

目前帆形板水火弯板工艺参数的确定是水火弯板研究的热点之一。在深入研究成形曲面与检测曲面之间差异的基础上提出大曲率帆形板水火弯板火路坐标参数生成方法,该方法将成形曲面与检测曲面在同一坐标系下进行对比,获取成形曲面特征曲线与检测曲面相应特征曲线的交点坐标;对于横向未成形,则交点坐标点的连线为下一步火路坐标,对于纵向未成形则布置在交点坐标附近。最后通过实验的方法验证了该方法的可行性,可望在帆形板水火弯板火路坐标预报中得到实际的应用。     

三维激光扫描技术在船用水火弯板测量中的应用

介绍基于三维激光扫描技术的船用水火弯板测试原理和测试过程。利用高斯曲率作为评价依据,通过逐一对比船用外板肋骨线实测数据和设计数据来计算并评价曲面成形度,进而完成对水火弯板的成形检测。通过试验证明该技术方法能有效完成水火弯板成形检测和评价,并能辅助控制成形误差。     

船体外板水火加工成型技术

大型复杂船体外板水火加工成形(水火弯板)技术是造船生产中技术含量很高的一种曲面钢板成形工艺方法,目前被世界各国造船厂普遍采用。它首先把钢板在辊床上加工成筒型,然后对钢板边缘(或中间)用氧乙炔焰进行线状加热到红热状态后再浇水急剧冷却,使钢板发生局部收缩变形,形成所需要的三维曲面。由于这种钢板     

信息物理融合系统在水火弯板成型复杂曲面检测中的研究

针对水火弯板成型复杂曲面检测难度大且精度低的问题,提出了一种新型水火弯板板形检测方法,并引入信息物理融合系统的思想及相关技术,构建具有外板加工实时检测、外板成形协同检测等功能的水火弯板板形检测系统。研究该检测系统旨在达到水火弯板板形检测过程中通信、计算、控制三者融合的目标,从而大幅提高水火弯板板形检测过程的自动化程度。     

基于参数曲面表达的帆形船体外板展开方法

本文提出了一种基于参数曲面表达的帆形船体板曲面的平面展开方法.该展开方法以三角网格平面逼近船体曲面和3D网格点摊平后出现开裂角为基础,展开过程可分为三个阶段:定义初始导向单元条,初始展开形状确定和展开形状优化.本文所提出的展开方法符合帆形船体板水火弯板变形特点,可以提供水火弯板成形收缩量,并已在实际的船体板曲面展开中得到验证,计算结果与船厂计算的收缩量数据基本相同.     

船舶电网系统三维点云数据聚类提取

传统船舶电网系统中三维点云数据提取采用逐一提取的方式,造成三维点云数据提取效率不高,为此提出船舶电网系统三维点云数据聚类提取方法。构建三维点云数据聚类提取模型,使用网格空间索引将三维点云数据进行空间标记,并划定数据空间范围,采用八叉树空间数据聚类方法,对三维点云数据进行聚类处理,以STBIRCH理论为基础,进行三维点云数据特征计算,实现三维点云数据提取。实验数据表明,设计的船舶电网系统三维点云数据聚类提取方法比传统提取方法的提取效率高出20%,并具备极高的有效性。     

船体曲板成型在线检测技术与系统应用介绍

针对船舶制造过程中曲板成型工艺,分析了不同检测方法的优缺点,提出了基于主动双目激光三维扫描的船体曲面成型检测方法,建立了主动双目视觉测量的应用流程,研制了一套基于主动双目激光三维扫描的船体曲面成型检测原型系统,实现了水火弯板过程中船体曲面的在位检测、偏差计算与显示.     

基于 GPU 的 Harris 图像特征提取

船用钢板的加工制造主要采用水火弯板的加工过程,随着三维测量技术的发展,现代工业系统主要采用视觉测量技术,它针对目标钢板的纹理特征不明显的特点,提出了一种点阵结构光的方法来测量钢板的三维形状.通过对钢板投影一些点阵,采用基于 GPU 的 Harris 加速角点检测算法提取投影特征点.实验结果表明,对于分辨率为995＆#215;646大小的图像加速比提高了26.36倍.     

基于GA和SVM的水火弯板焰道布置优化方法

水火弯板是目前船舶建造中普遍采用的曲型外板加工方法,由于机理复杂,其加工过程参数确定往往依赖于工人的加工经验,难以实现标准化和规范化。文章提出基于遗传算法(GA)和支持向量机(SVM)的水火弯板焰道布置优化方法,以成形曲面和设计曲面之间的形状误差最小为优化目标,将焰道布置优化问题分解成计算最小形状误差和搜寻最佳匹配位置两个问题,并分别运用嵌套GA和SVM来实现这两个问题的求解。实例验证表明该方法能快速高效确定最优的加热线布置方案。     

基于深度相机的船舶小构件打磨装置视觉识别算法设计

基于深度相机，针对船舶小构件智能打磨装置的视觉识别系统进行算法模块设计，确定视觉识别系统的模块框架与模块功能，并基于OpenCV库与PCL库，利用C++程序语言对模块功能进行算法实现。同时搭建算法试验平台，对模块算法进行验证，完成包括相机位姿估计与坐标变换、工件点云分割、工件质心提取、工件边缘提取在内的算法功能实现，为船舶小构件智能打磨装备提供准确全面的视觉数据，保证智能打磨装备的上料及打磨作业顺利执行。     

基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统

详细介绍了研制开发的基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统的主要组成与工作原理 ,该系统的成功应用 ,对研究水火弯板成形加工规律、实现水火弯板的机械化及自动化提供了支持     

基于多站位点云数据的大面积甲板平面度计算方法

大面积、长距离精度测量和数据处理成为舰船建造精度控制技术的发展方向。基于多站位下全站扫描仪测量甲板平面度获得的点云数据，提出一种平面度高效计算方法。利用全站扫描仪多站位下获得的点云数据及公共点坐标（标靶）进行解算，求出坐标系转换参数，完成坐标系统一；利用最小二乘法完成平面拟合，旋转拟合面求出平面度结果。采用MATLAB仿真验证该计算方法的准确性和有效性，表明其适用于大面积甲板平面度测量。     

基于朴素贝叶斯分类器的水火弯板焰道点判定方法研究

针对现今造船业中水火弯板自动化加工难以确定焰道的现象,提出一种基于朴素贝叶斯分类器的水火弯板焰道点判定方法,旨在解决水火弯板焰道点的判定问题,进而辅助水火弯板焰道的生成。此方法通过经验参数和历史数据构建焰道点的朴素贝叶斯分类器,再利用构建的分类器对待测点进行类别概率计算,最后完成焰道点分类。实验表明,该判定方法对待测点的分类正确率高达87.4%,能够对焰道点进行有效分类判定。     

Design of convex hull plate forming by pure line heating

This paper presents a ship-hull plate forming way by pure line heating. The heating lines forming the required bending angle is determined by curvature analysis method. Heating along the calculated heating lines results in bland plate with initial transverse curvature. Then, the plate with desired convex shape can be obtained by heating in the longitudinal edge. This is the whole forming process by pure line heating. This paper presents a method of plane development for ship-hull plate with B-spline surface representation, and provides the shrinkage heating lines in the forming process. This forming way would facilitate temperature control and make plate forming automatically easy.     

基于插补原理的船体复杂曲面加热线布置方法

船体曲面成形技术是船舶加工过程中重要的环节。如何更好更快实现船体复杂曲面加工,一致以来备受国内外学者的关注。本文借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行了优化设计,得到了圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板的加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析四种加热线下钢板变形情况,并通过实验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明：(1)插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约75%以上。(2)对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致。(3)实验了四种曲面加热线,并将有限元预测位移与实验进行对比,二者误差在6%以内,有限元计算与实验结果基本吻合。该方法降低加工时间,提高加工效率。     

船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统设计

针对船体小组立结构件，基于三维点云数据，利用点云和图像处理算法，完成船体小组立结构件的三维扫描、焊缝识别和焊缝拓扑结构分析。基于片体智能化焊接流水线，构建船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统。该系统具备对一般筋板类型结构件与交叉类型结构件的焊前扫描、焊缝识别、机器人焊接路径规划和机器人焊接作业生成等功能，经实际验证，可为片体智能焊接流水线实现船体小组立结构件智能化焊接提供准确的视觉信息与作业信息。     

船体曲板的双目视觉测量方法

针对船舶制造现场工作环境较为复杂和船体曲板为大尺度板的情况,提出基于结构光辅助扫描的计算机双目视觉测量方法。使用张正友标定法计算摄像机的内部参数和外部参数,在图像中根据颜色空间和形态学处理初步提取激光线,根据基于海森(Hessian)矩阵的Steger算法得到亚像素级的激光中心线,根据极线匹配方法计算激光点坐标并根据二阶偏导数筛选边缘点。该非接触测量方法精度较高、适用性较好,可满足船舶制造的曲板检测要求。