基于点云配准的集装箱船模拟绑扎方法

针对目前集装箱船堆箱绑扎精度验证时,因测量条件恶劣和工装繁重而影响造船工期的问题,通过使用点云配准方法求解舱口盖箱角和绑扎眼板的位姿,并基于此提出集装箱的模拟绑扎方法。该方法通过在大场景船舱点云中提取相对较小的箱角和眼板特征进行点云配准,并求出其实际位姿,同时建立相应的数学模型解算出绑扎余量和集装箱间隙等参数,判断绑扎杆的干涉情况。最后,现场绑扎试验表明,模拟绑扎计算值与试验结果较为相近,有望在未来替代传统的人工绑扎验证方法,实现集装箱船建造过程中的集装箱绑扎数字化模拟验证。     

基于舱室三维重建模型的舱容计量技术研究

快速高效的舱容计量技术对国内外液货公平贸易、舰船的续航力与自给力以及国防建设具有十分重要的意义。针对传统的舱容计量方法存在的效率低、精度差等缺点,提出了一种基于舱室三维重建模型来实现舱室容量计量的新方法。探讨分析了该方法中所存在的关键技术问题,通过对比试验验证了该方法的可行性与可靠性。     

基于深度约束的水下稠密立体匹配

  目的  针对水下双目图像特征点稀疏、极线约束模型失效等难题,提出一种基于自适应深度约束的水下图像特征匹配(ADC-UFM)算法。  方法  结合FAST算子与SIFT描述子,提高图像匹配精度;提出基于水下折射因子的特征匹配约束模型（MCM）,有效剔除误匹配点;提出自适应阈值选取（ATC）方法,最大限度地保留复杂水下环境下的图像特征信息。  结果  实验结果显示,ADC-UFM算法优于现有的SIFT,SURF和UCC-SIFT等典型方法,匹配准确率可达85.2%,满足实时匹配需求。  结论  研究成果可为基于双目视觉系统的水下三维重建提供关键技术支撑。     

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％。     

特涂舱中锈点区焊补工艺研究及应用

在化学品船试航返航后,对特涂货油舱锈点进行检查,对于出现锈点区域进行打磨,按特涂要求,当打磨区域深度大于0.5 mm时,需要进行补焊.为了减少补焊对背面油漆影响和提高修补质量,经过查阅相关资料分析,采用焊条电弧焊和手工钨极氩弧焊2种方法修补较为合适.文章为了找出更为合适的修补焊接方法,对以上2种方法进行焊接试验,测试焊...     

基于三维激光点云的船体型线测绘研究

基于全站仪的测绘方法量程小,对于船体型线拼接接口处数据处理误差较大,因此设计一种基于三维激光电云的船体型线测绘方法。首先对三维激光点云数据进行预处理,不同视角下的舰船点云数据会出现重复造成误差,得到误差模型,在实际测绘中将误差考虑进去,使点云建模更精准,利用K-D树方法完成临近点云的搜索,并实现点云配准,将配准完毕的点云输入到软件中,得到舰船模型,实现体型线测绘。为验证测绘方法的有效性,设计对比实验。实验结果表明,设计方法测绘得到的各个测点挠度与基于全站仪测绘方法得到的测点挠度相比,更接近真实情况,验证了设计方法的有效性。     

基于点云匹配的船体分段对接特征辨识方法

船体分段合拢对接过程中,需要对合拢面结构对接特征进行位置测量.目前采用的全站仪测量方法依赖人工放置标靶,难以覆盖合拢面上所有对接特征,且安全性低.随着三维激光点云扫描技术的发展,现阶段已经能够对船体分段进行大范围高精度的三维点云扫描采集.因此,提出一种在三维点云中有效辨识合拢面结构对接特征的方法,将船体分段点云与理论设计模型间进行层次化的匹配,自动识别得到扫描点云中的对接特征.最后在实际点云数据上进行了试验,验证了所提方法的有效性.     

基于物质点法的动能弹丸毁伤效应研究

为了分析不同头部形状动能弹丸侵彻921钢靶的侵彻性能,采用无网格物质点法对该问题进行了研究。基于弹丸侵彻921钢靶的试验条件,利用物质点法建立了数值模型,对弹丸侵彻921钢靶的运动过程进行了仿真模拟,并与试验结果进行了对比分析,验证了数值模型的有效性。物质点法能够很好的模拟弹丸侵彻过程,为研究该问题提供了新的研究方法。在此基础上,分析了平头弹丸、半圆头弹丸、锥头弹丸侵彻921均质钢靶板和加筋钢靶板的毁伤效应。研究结果表明,在一定初速度范围内,半圆头弹丸侵彻性能要比锥头弹丸侵彻性能好,平头弹丸最差。加筋靶板结构较均质靶板结构有更优良的抗侵彻性能。     

腐蚀疲劳点蚀演化及腐蚀疲劳裂纹成核机制研究

作为一种不可逆的热力学过程,腐蚀疲劳的点蚀演化伴随着体系能量的耗散。文章基于热力学原理,对腐蚀疲劳点蚀演化过程中的能量问题进行探索性研究。引入双变量点蚀模型,建立点蚀演化过程中体系热力学势函数,推导了点蚀形状参数在演化过程中的变化方程,并分析了体系应变能、表面能和电化学能对点蚀演化形貌的影响机制及规律。根据裂纹成核位错机理建立了腐蚀疲劳裂纹成核临界条件的能量准则,并与应力强度因子准则进行比较,分析结果验证了能量准则的合理性。     

轮廓与特征点结合的雷达海图匹配定位

为了实现雷达定位自动化,提高雷达定位的精度,针对电子海图信息和雷达信息匹配定位进行了研究。采用轮廓相似度概略定位与轮廓特征点匹配定位相结合的方法,克服单一匹配容易误匹的现象,达到提高定位精度,保证实时性的目的。详细论述了雷达回波图象轮廓特征点集和电子海图图像轮廓特征点集的建立方法,轮廓相似度的计算和概略定位方法,特征点集匹配集的确定和平差求最或然船位的方法。通过示例验证了研究的可行性及在各种定位条件下的定位准确性。     

交互式电子技术手册开发平台的研究

IETM不仅实现了技术手册的数字化和智能化,而且它遵循相关标准,从根本上为实现数据的互操作和共享,实现数据的网络集成提供了可能。随着装备信息化程度日益提高,对IETM通用的制作编辑、发布和运行平台的需求日益突出。目前,有关IETM通用开发平台设计的文章比较少,针对该问题,在分析IETM创作过程和功能需求的基础上,提出了IETM开发平台的基本组成和工作流程,并重点对其信息数据结构给予定义,为IETM开发平台的软件实现奠定了基础。     

高精度电涡流测微系统的研究

在介绍电涡流传感器工作原理及系统构成的基础上,提出了一种基于矩形域最小二乘曲面拟合算法进行温度补偿的方法,利用DSP进行数据的采集和处理,通过建立温度间距频率之间的数学模型,实现了电涡流测微系统在高精度微位移测量领域中的应用。实例表明所建模型是合理的,该方法是行之有效的。     

高精度随动系统的智能积分PDF级联控制研究

以一种高精度随动系统作为研究对象,建立了直流伺服电机驱动的随动系统的数学模型,并提出了智能积分串级伪微分反馈控制算法,推导出了控制参数的计算公式.试验结果表明,智能积分串级伪微分反馈控制算法可以完全满足高精度随动系统对控制算法严格的要求,在其它控制领域具有广阔的应用前景.     

船体肋骨成型检测型线配准算法

船体肋骨数字化检测系统在进行船体肋骨完工检测时,需要进行肋骨型线测量点云与理论点云的数模配准。为改善配准效率和精度,提出一种船体肋骨型线配准算法,具体步骤包括点云粗配准、第一次ICP配准、测量点云偏置和第二次ICP配准。该算法已应用到船体肋骨成型数字化检测设备中,能够提升肋骨成型检测效率和精度,是实现船体构件加工成型智能制造的重要环节。     

基于DSP的高精度数据采集系统设计

介绍了TMS320VC5509A型DSP为控制核心高精度数据采集系统。文章对ADC信号采集电路、CF卡数据存储电路、自启动电路、TL16C752B数据传输电路进行了设计方法并给出了相应的软件设计方案和程序流程。     

多平台传感器系统配准误差研究

针对多传感器数据融合中的传感器系统配准问题,基于扩展卡尔曼滤波原理,推导了直角坐标系下的多传感器系统配准误差滤波算法,通过仿真计算表明,该算法计算量小,可有效滤波传感器系统配准过程中的误差,对保证后续的数据融合准确性具有重要意义.     

高精度随动系统的变结构控制

陀螺稳定平台控制系统是控制平台框架系统快速跟踪陀螺仪的高精度随动系统,是保证平台正常工作和精度的重要系统。用传统的PID调节器可以满足工作在系统线性区的要求。由于放大器、电机等存在饱和特性,因而在系统启动和随大的干扰产生大偏角时,系统将进入非线性区,PID调节器将难以满足稳定性的要求。滑模变结构控制器对非线性具有很好的适应性,对系统启动初始偏角没有限制要求,本文将应用变结构控制的方法对平台的控制系统进行设计。     

高精度压力筒试验系统

基于密闭液体的体积变化与压力变化之间呈反比的特性，研制了一种高精度压力试验系统。系统由容积为1．642m^3压力筒、强制改变密闭液体体积的机械系统和计算机控制系统组成。该系统的压力控制范围为11MPa，静态控制精度为0．005MPa，系统频宽为0．1Hz。     

船舶肋骨线型高精度拟合方法

船舶肋骨线型拟合的精度直接影响数控肋骨冷弯机弯制的精度,传统“用单条三次曲线拟合一整根肋骨线型”的方法具有无法严格经过所有给定点、误差分析无依据和未考虑曲率半径等缺陷。为避免这些缺陷,将整根肋骨看成多个分段,每个分段是一个独立的三次曲线,且参数数量正好等于已知数数量,使参数的解静定。针对由考虑曲率半径产生的非线性优化问题,将分段函数的处理从全局坐标系转换到局部坐标系,将分段的待求解参数从4个降维至2个,便于指定参数的初始解。利用坐标变换,将局部坐标系的结果转换回全局坐标系,拟合后的肋骨线型满足：严格经过所有给定点;曲率半径以高精度逼近给定值,误差的数量级为10^-5。     

水雷气密检测方法的高精度改进

介绍了工业上常用的几种密封（泄漏）检测方法,同时对比常见的几种水雷气密检测方法和不足,引入了用氢气检漏仪对水雷战斗准备中气密检测进行改进,从而显著提高检测精度,简化检测手段,大大提高水雷战时保障速度。