三维激光扫描技术在大型舱容测量中的应用研究

大型舱容标定对于不同货物密度、船体强度和倾斜度等配载情况下的容积修正和及时的容积表更新都具有重要意义。为实现大型复杂船舱的精确、快速容积标定,利用三维激光扫描技术获取船舱内外完整的点云数据,经过点云配准、点云滤波、点云空洞修补等预处理后,对点云进行自动、半自动分割,再利用NURBS曲面重建方法构造出完整的船舱整体结构三维模型。设计出一套船舱构件模型库和基于NURBS曲面的曲面求交、曲面三角剖分和容积计算方法,并利用ObjectARX开发出一套基于AutoCAD平台的船舱模型重建和容积计算系统。提出的方法和系统在实船实验中的结果表明,数据处理效率高,相对误差小于0．2％。     

船舶舱室点云模型重构技术研究

针对大型船舶舱室结构复杂的特点,采取先整体后局部、由外到内的分割策略,利用三种不同的方法对船舱内外点云进行分割,并进一步提取点云特征,再根据不同的船舱内部部件设计出区域生长曲面重建流程,并将曲面块拼接为实体,实现大型船舶舱室曲面模型的重构。     

船舶舱室点云模型重构技术研究

针对大型船舶舱室结构复杂的特点,采取先整体后局部、由外到内的分割策略,利用三种不同的方法对船舱内外点云进行分割,并进一步提取点云特征,再根据不同的船舱内部部件设计出区域生长曲面重建流程,并将曲面块拼接为实体,实现大型船舶舱室曲面模型的重构.     

利用影像测量技术实现舱容积测量的研究

提出了基于立体视觉的影像测量方法通过研制不规则栅格LED发射系统,在物体表面形成激光投射特征,解决了船舱内缺乏纹理难以实现影像测量的难题。利用立体视觉匹配、多摄站数据间的自动拼接以及三维重建技术最终实现船舶舱室的容量计量。     

温度传感器布设技术在船舱室内设计中的应用

为提升舱室通风效率,保证噪声隔离效果,进行温度传感器布设技术在船舱室内设计中的应用研究。简化船舱中的不规则结构、小型部件和复杂装置、滑油系统和辅助装置,构建船舱三维模型,使用ANSA软件对模型网格进行划分,基于温度传感器布设技术对舱内测温点分布进行仿真与计算;引入3D求解器与Double Precision,在船舱三维模型中,分析船舱室内测温点分布的具体位置,进行船舱室内设计。仿真实验结果表明,各舱室通风效率均较高,且具有良好的噪声隔离效果。     

基于法向一致性的船体板架结构点云识别

船舶智能制造、数字孪生等技术的发展提出了从测量数据逆向重构船体结构模型的需求。由于三维激光扫描数据量巨大，点云特征识别和逆向建模是研究热点之一。由于常规的识别算法在非均匀分布和形状复杂的点云中存在明显的误差，因此提出基于表面法向一致性和高斯混合模型的板架结构识别方法，并应用于船舱三维点云的逆向建模。算法经过试验验证可行，能够可靠的实现船舱点云中平面特征提取，并应用于船舱逆向建模软件的实现。     

基于三维扫描的卧式罐容量计量方法

基于三维扫描点云数据计算卧式罐容量的计量方法,可解决传统卧式罐容量计量方法效率低、工作强度大、精度差等问题。该方法利用三维激光扫描仪获取卧式罐的空间点云数据,然后对点云数据进行预处理并对预处理后的数据进行建模,应用“三角形面积积分法”和“截面积高度积分法”计算软件计算不同液位高度对应的卧式罐容积值。通过与传统计量方法——容量比较法和几何测量法测量结果进行比较,验证了该方法的可行性。基于三维扫描的卧式罐容量计量方法,测量精度能够满足卧式罐计量标准要求,容积检定工作效率也大幅度提升。     

基于三维点云的船舱数字建模方法

运用三维激光扫描仪采集船舱点云空间数据,通过SCENE软件对点云数据进行去噪、平滑、压缩和拼接等数据清洗处理,保证建模精度和效率。将预处理合格的点云数据导入Geomagic Studio软件,建立点云封装模型,通过人工划分面片区域,提取模型空间轮廓线,进行曲面拟合得到船舱三维数字模型。误差分析表明,模型数据的精度满足预期要求。基于三维点云的船舱数字建模方法能够缩短现场测量时间,快速处理测量数据,提高船舶舱容计量工作效率。     

VR技术在船舶舱室三维图像重建中的应用

为了实现对船舱舱室的三维视景重构,提出基于VR技术的舱室三维图像重建技术,采用锐化模板匹配动态增强技术和帧点扫描技术,实现对船舱室的三维立体图像扫描和特征提取,结合像素匹配模型和滤波抑制方法,实现三维图像的不规则点滤波和修正处理。通过光场边缘轮廓检测和模板分块融合匹配,结合VR视景重建技术,实现对舱室的三维图像重建。仿真结果表明,采用该方法进行舱室三维图像重建,有效解决舱物理结构复杂导致的结构不规则和空间表达能力不好的问题,具有很好的视景重构性能。     

获取舰船液舱数字表面模型的数字立体摄影测量方法

采用非接触测量方法—数字立体摄影测量技术获取舰船液舱的数字表面模型(DSM)。摄影测量可在瞬间获取被测目标最大信息,得到大量点的三维坐标。介绍了纹理点投影,立体相机的组成,旋转(水平360°竖直90°)摄影的方式以及纹理点匹配得到点的三维坐标形成DSM的全过程。实验数据显示某船舱的DSM,论证了本文方法的可行性。     

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。     

船用质谱仪电磁兼容结构设计

船用质谱仪作为舰艇舱室气体测量的主要设备,其电磁兼容性能的好坏直接关系到舰艇舱室环境检测的准确性,对艇员的正常生活和工作,甚至舰艇的作战能力都会产生很大的影响.本文依据电磁兼容的基本原理,从屏蔽和线缆敷设2个方面对船用质谱仪进行电磁兼容结构设计,使仪器满足GJB151B《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》的相关规定,从而保证仪器在复杂的电磁环境下测量的准确度、可靠性和稳定性.     

基于VRS技术的外弹道精密测量系统研究

针对靶场外弹道测量采用的GPS单参考站差分定位技术无法满足长基线的精密定位要求的状况,提出基于虚拟参考站技术（VRS）的精密测量方案。通过对靶场VRS系统进行设计并推导出其定位的数学模型,最后分析VRS定位中的主要误差源对系统精度影响,论证了该方案可以完成导弹外弹道高精度、高可靠性和高覆盖范围的实时动态测量要求。     

舰船防火设计中军民规范的差异及借用民规的舰船防火设计方法研究

从舰船舱室防火分隔的原理出发,提出了舰船防火分隔度概念,并以此比较了军民两种防火规范的差异,获得了如下结论:不同类型船舶的舱室防火分隔要求具有较大的系统差异;同一种类船舶各种舱室的防火分隔要求具有较大的个体差异;舱室的防火分隔要求受多种因素影响,但作为防火区限界面的甲板及舱壁,主要受防火因素的影响;军用舰船和载客不超过36人的客船,在舱室防火分隔度的排序上具有一致性,为军用舰船的借用提供了基础.文中建立了基于防火分隔度概念的借用设计映射方法.该方法按照各类舱室防火分隔度的排序情况,选择有类似排序的船舶,再把该类船舶中与设计舱类相近似的舱室的防火分隔度值映射到军规中去,作为军规中该类舱室的防火分隔度值.由于在军规中增加一类舱室,对各类舱室的防火分隔度值需进行修正.按设计舱类的防火分隔度值,选择与设计舱类的防火分隔度值相邻近的两类舱室作为插值的两个点.按这两类舱室的防火分隔值,插值得设计舱类的防火分隔指标值,然后查表而得设计舱类的防火分隔等级.文中用该方法对坦克舱进行了防火设计.与常规的其他四种设计方案作比较,本文方法所得到的方案是五个方案的确定的中心,兼顾了防火、经济等诸方面的需求.     

An intelligent instrument for measuring exhaust temperature of marine engine

1 Introduction1 Thermocouple is used as a sensor on the general exhaust temperature measurement instrument on inland waterway transport ships[1]. The thermocouples available in the market have significant performance differences each other. The thermocoup…     

基于准静态法的舱段极限强度研究

随着计算机技术不断发展,非线性有限元法已成为计算和评估结构极限承载能力最有效的方法。在非线性有限元法中,有3种不同的分析方法,分别为弧长法、阻尼因子法和准静态法。准静态法最大的优势在于中心差分进行显式时间积分不存在收敛性问题,能够更好地求解复杂结构崩溃问题。该文基于准静态法开展船体舱段极限强度非线性有限元分析,比较不同时间步长条件下舱段极限强度变化趋势,研究不同材料模型对舱段极限强度的影响规律,并揭示舱段失效机理;为后期船舶结构极限强度研究提供技术支撑。     

船舶大舱图像型火灾探测器的设计及应用

船舶舱室内具有盐分高、湿度大的环境特点,而船舶大舱等高大空间又受传统火灾探测器的探测距离、热障效应气候及其它环境因素的影响,不能很好地发挥作用,因此,船舶大舱火灾自动报警系统的设计已经成为船用火灾探测报警领域的一个需要重点解决的问题。文章主要介绍了如何运用图像探测器在船舶大舱这样的复杂环境内实现早期预警。     

深海采矿平台矿物入舱自动布载

本文采用离散元方法结合放大颗粒,针对深海采矿平台矿物入舱自动布载方案进行了模拟仿真。为保证舱内矿物最终堆积形态和实际工况相似,利用墙角倾倒法对两种不同尺寸的矿物参数进行了标定。采用Johnson-Kenda1l-Roberts 理论的Hertz-Mindlin接触模型计算颗粒与颗粒、颗粒与几何体之间的碰撞关系。基于仿真计算结果,分析了不同颗粒大小和舱摇摆运动下矿物堆积的形态和堆积密度的变化。采用布料设备可方便实现舱内全方位自动布料,并提高布料效率和舱容率。     

里海远洋渔船无人机舱系统研究

针对我国远洋渔船装备落后、操纵性差、机舱环境恶劣、电站管理水平低、劳动强度大以及渔船机舱自动化水平低等问题,介绍里海远洋渔船无人机舱系统的设计与组成。通过采用主机遥控系统、电站功率管理系统、机舱监测报警系统以及网络通信等技术,将自动化、电气化、信息化和智能化控制技术等船舶前沿科技应用于实船,构建一个满足法国船级社(BV)机舱自动化最高等级AUT-UMS要求的无人机舱系统,以提高远洋渔船的操控性、安全性和可靠性,提升供电系统自动化管理水平,改善作业人员工作环境。对该自动化系统的效果和特点进行分析,结果可为我国远洋渔船自动化系统的研究提供策略和思路。     

常规潜艇舱室大气环境控制技术与研究

研究常规潜艇大气环境特点以及控制技术,介绍了大气环境控制技术的新发展和新趋势,分析常规潜艇尤其是AIP潜艇上大气环境控制技术存在的问题,提出改进措施及建议。