长方形构件的拟合研究

介绍了空间长方形物体平整度和边长的检测方法,以及求4个直角点在测量坐标系中坐标的办法。采用全站仪观测长方形构件表面四条边上一些点的空间坐标,拟合出空间平面方程。各观测坐标至平面的距离即可反映物体表面的平整度。算出各点在平面上的投影坐标后,在平面内建立平面坐标系,运用坐标转换求得各点的平面坐标,在平面内拟合长方形上下左右4条边线的方程,再求出4个直角点的坐标,从而求得长方形四边的长度。将4个直角点的平面坐标转换回测量坐标系,这样可与直角点的设计坐标相比较。算例表明拟合结果正确。     

集装箱装载矩形货物的布局研究

针对集装箱内货物装载布局问题,提出一种利用三叉树结构表达三维矩形物体布局状态空间分解的方法.通过将布局空间依次分割,每次放入相对于当前布局空间来说是满足特定条件的最优布局块,并将该布局块定位于当前布局空间后部的左下角来完成不同大小三维矩形物体的布局方案的确定,给出试验结果.经过算例比较,说明其有效性.基于该算法,在大量数值实验的基础上,定量地表达了空间利用率、待装货物总体积和待装货物类型数三者之间的关系,对集装箱货物运输有一定借鉴作用.     

地铁隧道洞门钢环检测方法研究及软件开发

将空间圆圆心、半径的拟合分解到3个平面XOZ、YOZ、XOY上进行投影计算,3个投影面上的图形均为椭圆,由于圆心的一致性,直接转化为对投影面上椭圆中心、长短半轴的拟合计算,通过对3个投影面数据的计算分析处理可得出空间圆的圆心坐标、半径值。将该算法运用到地铁洞门钢环空间形态的检测与分析,并以MATLAB编程语言为工具,开发地铁隧道圆形洞门钢环检测数据处理与分析系统。利用该系统可对洞门钢环的空间形态进行拟合,计算钢环的三维中心坐标及半径,完成钢环安装的平整度、圆度、垂直度一系列质量评价。通过工程实例,验证此计算方法和检测系统的正确性,此成果亦可为其他工程建设中构造物的空间形态检测提供参考。     

一种机载LiDAR点云电力线自动提取和重建方法

针对机载激光雷达（LiDAR，Light Detection and Ranging）铁路电力线点云特性，尤其是水平投影近似重叠的情况，提出一种电力线自动提取的方法。结合直线拟合法、成分分析法和Hough变换法计算电力线在XOY平面走向；利用空间距离聚类方法将水平投影近似重叠的2股点云分离开来；采用Davis-Bouldin指标的最佳聚类数判定方法，自动计算电力线条数；利用K-means聚类方法将单根电力线点云提取出来；并基于二次多项式的最小二乘拟合方法确定电力线模型参数，进行三维重建。实验证明，该方法能够达到较高的拟合精度，尤其对水平投影近似重叠且有中断的点云，拟合效果较好。     

新建铁路平面横向误差计算及线位拟合研究

采用由直线单元、圆曲线单元、缓和曲线单元组成的有序链表来描述新建铁路的设计线位,在此基础上研究新建铁路构筑物中心平面横向误差的计算方法,研究基于最小二乘法拟合直线单元和圆曲线单元再解算出缓和曲线单元的新建铁路线位拟合方法.     

CATIA中铁路平面缓和曲线的建模方法

在介绍铁路平面缓和曲线参数方程的基础上,详细说明CATIA中利用law工具定义曲线参数方程的方法,并按步骤叙述使用曲线建模工具生成高精度连续平面缓和曲线的建模过程。与离散点拟合法相比,本方法生成的缓和曲线整体性强、曲线质量高,还实现了模型的参数驱动功能。作为CATIA参数化曲线建模方法的一个具体应用,对其他复杂平面曲线和空间曲线的建模也具有参考意义。     

集装箱装矩形货物的布局研究

针对集装箱内货物装载布局问题，提出一种得用三叉树结构表达三维矩形布局状态空间分解的方法。通过将布局空间依次分割，每次放入相对当前布局空间来说是满足特定条件的优布局块，并将该布局块定位于当前布局空间后部的左下角来完成不同大小三维矩形物体的布局方案的确定，给出试验结果。经过算例比较，说明其有效性。基于该算法，在大量数值实验的基础上，定量地表达了空间利用率，待装货物总体积和待装货物类型数三者之间的关系，     

流线型列车头部结构设计方法

为使列车头部结构完全吻合流线型外形,提出沿列车的纵剖面、横剖面和水平面3个方向布置平面曲梁,形成空间网格状结构形式的设计方法。通过NURBS曲面分割离散与迭代相结合的方法得到平面曲梁的主棱边;以主棱边为基础,采用三维实体几何造型技术生成平面曲梁的三维实体;采用形体的Brep法读取平面曲梁三维实体图的数据面,利用坐标轴变换,创建CAD平面图。运用NURBS曲面的求交理论及三维实体几何造型技术,在AutoCAD的ARX、I-deas的Open I-deas开发平台上开发了流线型列车头部结构设计模块;应用NURBS曲线的线段拟合理论拟合平面曲梁的轮廓曲线,并根据数控加工设备的参数,在AutoCAD的ARX开发平台上开发了流线型列车头部平面曲梁数控加工模块,在不同的数控加工设备上实现平面曲梁的数控加工。     

矩形盾构刀盘系统结构设计

在地下管廊建设中,矩形盾构空间利用率高、覆土浅和施工成本低等优点逐渐被人们重视。在对比常见矩形盾构刀盘形式的基础上,提出矩形刀盘设计方案、偏心距计算方法和矩形刀盘阻力矩计算方法,应用此计算参数完成矩形盾构刀盘及主驱动设计。分析刀具寿命,采用有限元法,进行刀盘的流固耦合分析,并对主轴的强度进行校核,验证了设计方案的可行性,以期为矩形盾构刀盘研制工作提供参考。     

线结构光视觉系统标定方法研究

在采用传统的线结构光平面标定方法时，一般采取有限个点，个别误差点的存在会导致标定过程失败。为了解决这一问题，提出线结构光视觉系统标定方法。这种方法利用多视觉下靶标图像获取摄像机内部参数和畸变系数，采用直线拟合方法扩展点的数量，并用随机采样一致性算法筛选出有效点，这些点用于计算光平面参数。开展线结构光视觉系统标定方法验证试验。试验结果表明，标定精度可达到0.317 1 mm；与传统标定方法相比，线结构光视觉系统标定方法能够增加特征点的数量，提高光平面的计算准确度，具有较好的鲁棒性和较高的标定精度。