船体分段测量数据配准技术研究与应用

船体分段测量数据配准是用于控制精度尺度的技术,用于船体分段建造过程,十分实用。船舶制造质量的主要评价参数之一是配准偏差值,这个数值为后续的建造提供定量的数据。船舶制造的精度管理的目的主要是使用数据分析手段把被动的管理转变为主动的管理。     

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PointNet++的船体分段合拢面智能识别方法

船体分段合拢面的精度检测是分段总组合拢过程中的重要环节。在船体分段合拢面的精度检测方面,三维扫描仪相对全站仪有着巨大优势,但三维扫描仪在扫描过程中会记录很多与合拢面无关的点。文章对三维扫描仪扫描出的点云数据进行合拢面的智能识别;采用深度学习理论对PointNet++点云网络进行改进,使用CAD模型导出的点云数据构建有标注的船体分段点云数据集,进而使用Adam优化算法对网络进行优化训练。最终,网络模型对分段合拢面的识别在验证集上获得精确率73%、召回率90%的效果。     

基于PointNet++的船体分段合拢面智能识别方法

船体分段合拢面的精度检测是分段总组合拢过程中的重要环节。在船体分段合拢面的精度检测方面,三维扫描仪相对全站仪有着巨大优势。然而,三维扫描仪在扫描过程中会记录很多与合拢面无关的点,因此本文对三维扫描仪扫描出的点云数据,进行合拢面的智能识别。通过采用深度学习理论对PointNet++点云网络进行适合本文的改进,使用CAD模型导出的点云数据构建有标注的船体分段点云数据集,进而使用Adam优化算法对网络进行优化训练。最终网络模型对分段合拢面的识别在验证集上获得精确率73%,召回率90%的效果。     

基于角速率匹配法的船体变形实船测量技术研究

针对船体变形测量技术大多处于理论仿真的局限性,提出了基于实船试验的船体变形测量技术,考虑到测量速度的需要及静态变形角缓慢变化的特征,推导了基于角速率匹配法"准静态"模型。采用Kalman滤波技术对Mochalov模型和"准静态"模型下的变形角进行了估计,从实船试验的角度验证了船体变形的产生原因,拓展了"准静态"模型适用范围,进一步分析了舵操作对船体变形角的影响。试验结果表明,"准静态"变形角对缓变静态变形角跟踪效果良好,提高了静态变形角的测量精度,为光纤陀螺船体变形测量技术的实际应用奠定了坚实的基础。     

全站仪测量船体分段表面精度方法研究

由于对精度控制大多只关注船体分段的主尺度精度,而忽视了船体分段的外表面精度。基于此,研究提出了一种采用全站仪对边测量法,以基准点为导向进行垂直扫描船体外表面的简易方法,并采用软件生成三维模型与设计模型对比,据此检验建造的船体分段外形的精度。     

三维激光扫描技术在船体建造中的应用

通过将采用三维激光扫描仪测量系统测量得到的数据与采用全站仪测量系统测量得到的数据相比较,验证三维激光扫描仪测量系统的测量精度能达到船体建造精度的要求。三维激光扫描仪测量系统对船体分段制造和分段总组的测量结果表明,该系统的测量效率远高于全站仪测量系统,在船体建造精度控制方面具有重要的推广意义和应用价值。     

船体分段测试及数据处理技术

本文研究基于计算机的船舶数字化技术,重点分析船舶组合曲线设计方法,给出船舶基于计算机的数字化设计过程,探究船舶分段测试方法。着重介绍全站仪的结构及其在船舶分段测量中的应用,同时对船舶测量数据的配准算法进行研究。最后阐述船舶分段测试的数据处理方法,并结合PID神经网络对本文提出的船舶分段测试的数据处理方法进行分析。     

基于PSO-BP神经网络的船体分段任务包工时定额模型

为解决船体分段任务包工时定额的计算过度依赖线性公式而忽略工时定额与工艺参数之间的非线性关系的问题,提高工时定额计算的效率和精确度,将PSO-BP神经网络技术应用到船体分段任务包工时定额中。通过对影响船体分段中间产品额定工时的工艺参数进行分析,建立多输入单输出的PSO-BP神经网络模型,并应用实际数据对PSO-BP神经网络进行训练,测试仿真结果与实际值之间的误差在允许范围内。验证结果表明,采用PSO-BP神经网络建立船体分段任务包工时定额模型,能对任务包作业工时进行准确预测。     

全站仪在船体分段合拢中的应用

随着造船精度要求的不断提高,全站仪取代了传统造船测量工具,广泛运用于船体分段建造,船体合拢以及主机安装等方面的精确定位和数据测量,成为造船测量的一种重要设备,在现代船舶建造中扮演着重要的角色。该文基于全站仪的工作原理,结合物探船典型分段建造和合拢现场,研究了全站仪在船体分段合拢中的应用。     

基于RGB-D深度图像的船体板架非结构面模型重建方法北大核心CSCD

[目的]为准确、快速地重建船体板架非结构面三维形状,便于船体结构变形的高精度高效率测量,设计一种基于RGB-D深度图像的模型重建方法。[方法]首先通过随机抽样一致性算法与最小二乘法相结合的方式剔除点云集中的异常数据,再利用RGB彩色图像棋盘格标靶位置信息对结构多视角点云进行配准;其次将结构物面进行区域网格划分并对点云进行聚类,运用最小二乘法原理对每个网格点云子集进行空间曲面拟合,实现点云融合,在此基础上采用高阶面元实现船体结构外板表面的三维重建;最后,通过试件重构模型与激光扫描点云进行对比,验证模型重建方法的精确性。[结果]结果显示,试件三维重构模型较激光扫描点云随机点的均方根误差为1.02 mm,建模精度满足船舶建造工程需求,同时结构RGB-D深度图像数据获取时间相比于激光扫描可忽略不计。[结论]研究表明,提出的模型重建方法能够准确高效地完成船体板架非结构面三维重构,为船体结构变形测量提供了有力的数据支撑。     

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.     

多用途船舷部分段制造工艺研究

随着造船技术的进步,船台(船坞)的建造周期不断缩短,因此船体建造对中间产品――分段的精度要求越来越高。本文对20000DWT多用途重吊船的舷部分段建造工艺进行研究,并对分段完工后主要精度指标的实际测量数据进行分析,证实该工艺满足精度要求,利于后续的搭载定位精度控制,为其它双壳多用途散货船[1]的带舱口围舷部分段施工工艺提供了技术指导。     

一种船体分段测量点云自动匹配的算法

为了能准确分析船体分段的建造误差,给出合理的建造精度评价,船体分段测量点数据与CAD模型的精准匹配是关键。针对目前船舶测量点数据的特点,提出一种以全站仪测得的船体分段测量点集为处理对象,自动进行测量点数据与CAD模型匹配的算法。该算法基于四元数理论对测量点集进行旋转和平移调整使匹配结果最优。实例表明,该算法效率高,不采用迭代方法求最优解,不用对测量点进行初始匹配,直接进行自动匹配,可准确地评价船体分段建造精度,为后续装配提供依据。     

船舶建造中一种先进的精度控制方法

本文推荐一种基于先进的确保船体结构高度准确的新船建筑概念，并举出以先进的三维测量系统作为精度控制手段，在船体分段装配和大合拢过程中检查分段准确程度的实际范例。     

船体建造精度控制方法研究

船体建造推行精度控制技术是确保船体建造质量、实施科学生产管理、缩短造船周期、提高造船生产技术的重要手段。根据船体分段建造的特点,对开工前的精度计划、作业中的现场精度控制、施工现场精度数据的收集和反馈分析,在此基础上建立了符合船体分段建造要求的精度管理体系。     

船舶水下外形实时自动测量系统研究与应用

介绍了国内首套实时自动的船舶水下部分形状测量系统。该系统基于单波束与多波束测距技术,测量船舶的船体外形轮廓各点所在的位置,从而推算出船舶水下部分的外形。此外,对系统进行了实验验证及误差分析。实测结果表明,船舶水下部分外形测量系统可实现30 m内的船舶外形量测,并且精度在范围内。     

一种带多约束的船体分段点集数据分析方法

为了达到船体分段建造的精度要求,船体分段的测量点集与设计点集的数据分析技术是关键。在船舶领域中,传统的点集数据分析方法没有考虑多种船舶约束,因此数据分析出来的结果与实际结果相差较大。针对此情况,提出一种考虑多种船舶约束的数据分析方法。首先采用基于高斯混合模型(GMM)的相干点漂移法(CPD)算法,获得数据分析初值;然后利用权值向量实现对不同方向上精度要求的误差分配,同时把垂直度、平面性和水平度等多种工程约束引入数据分析的多优化目标函数中,通过调整多约束权值,求解出更合理的数据分析结果。实例表明,该方法在满足多种船舶约束的情况下,可获得更合理的数据分析结果,为后续的合拢搭载提供一定依据。     

基于深度学习的船体曲板多视角三维重建方法

船体曲面外板加工成形是船舶建造精度控制的重要环节，传统曲面外板加工精度检测主要依靠样板和样箱，实现曲板成形自动化检测的关键是快速、精准地重建曲板三维曲面。提出一种基于深度学习的曲板摄影测量方法，该方法通过PatchmatchNet推断深度图得到曲板稠密点云，对稠密点云拟合二次曲面，基于拟合曲面去除曲板表面法线方向上的噪点，并基于主成分分析法（PCA）和最近点迭代法（ICP）对稠密点云和设计曲面进行自动配准，通过实例分析三维重建方法、图像数量、图像拍摄范围等对重建点云精度的影响。结果表明：曲板多视角三维重建精度小于2mm，满足船体外板加工精度要求，可为实现船体曲板精度自动化测量提供了参考与借鉴。     

最大相关熵的船体分段扫描数据配准算法

三维扫描数据和工艺模型间的配准定位是船舶建造精度管理与控制的关键,采用常规的配准算法难以有效抑制粗差对位姿定位精度的影响.为实现快速、准确配准,给出合理的建造精度评价,提出一种基于最大相关熵的鲁棒性点云配准算法,以削弱粗差对配准精度影响.该算法的核心是将高斯核函数引入到配准学习中.通过构建以高斯核函数为核心的稳健估计模...