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航空叶片三维点云数据的各向异性去噪及保边缘精简研究

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航空叶片三维点云数据的各向异性去噪及保边缘精简研究

作者：任永潮河北工业大学

学位级别：硕士

叶片作为航空发动机的核心部件之一,因其具有数量多、形状复杂、制造成本高,易损坏等特点,已成为航空维修业的重点修复对象。叶片数字化模型逆向重建是叶片自动化焊接修复技术路线中的重要环节,高精度的叶片三维点云数据是叶片逆向重建... 详细信息

叶片作为航空发动机的核心部件之一,因其具有数量多、形状复杂、制造成本高,易损坏等特点,已成为航空维修业的重点修复对象。叶片数字化模型逆向重建是叶片自动化焊接修复技术路线中的重要环节,高精度的叶片三维点云数据是叶片逆向重建的前提和基础。然而,由于受测量设备自身缺陷以及测量环境的影响,使得测量得到的叶片大规模点云数据含有噪声,影响着点云数据的精度。另外,庞大的点云数据使点云曲面重建工作耗时长,运算效率低。因此,研究高精度的点云去噪技术和精简技术对航空叶片的焊接修复至关重要。在点云去噪方面,传统各向同性点云去噪算法易导致模型的过光顺和局部特征丢失,去噪后的模型失真;在点云精简方面,传统点云精简算法易导致特征点的过删减,使得精简后的模型产生孔洞和边缘特征缺损。针对上述两种问题,分别对各向异性点云去噪算法和保边缘特征的点云精简算法进行研究。通过对采样点局部几何特征分析,提出一种各向异性扩散滤波的三维散乱点云平滑去噪算法。采用张量投票算法计算采样点的张量矩阵,并求解其特征值和特征向量。利用张量矩阵的特征值设计扩散张量的特征值,保证在不同特征方向的扩散速率能自适应调整。将重构的扩散张量与三维各向异性扩散滤波方程相结合,实现点云模型的各向异性去噪。通过对不同含噪点云模型进行去噪实验,实验结果证明所提点云各向异性去噪算法能够在去除噪声的同时保留模型的特征细节。通过对点云法向和曲率进行估计,提出一种基于法向和曲率双阈值的点云边缘点提取算法,实现对边缘数据点的精准提取。在此基础上提出一种保边缘特征的点云精简算法,通过将数据点分为边缘数据点和非边缘数据点进行精简,保留全部边缘数据点以防止边缘轮廓的丢失。利用超体素聚类算法对非边缘点进行聚类分析,采取聚类中心代替整个聚类簇的原则实现非边缘数据点的精简。将边缘点和精简后的非边缘点合并得到精简后的点云模型。对不同点云模型进行精简实验,实验结果证明所提点云精简算法在实现冗余数据点精简的同时能够保证点云模型的边缘轮廓不缺损。通过利用所提点云去噪算法和点云精简算法对实测的航空发动机叶片点云数据进行实验分析,经去噪和精简后的叶片点云模型能够较好的保留叶缘等高曲率尖锐特征。实验所得航空叶片模型的平均偏差为0.115mm,其结果满足焊接修复的工艺要求。

关键词：航空叶片三维点云各向异性去噪保边缘精简边缘点识别

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基于法向修正与位置滤波的散乱点云去噪算法

传感器与微系统 2023年第2期42卷 130-134页

作者：戴士杰东强季文彬李慨任永潮贾瑞河北工业大学机械工程学院天津300130 河北省机器人感知与融合重点实验室天津300130

为解决传统点云去噪算法易造成模型的过光顺和局部失真问题,提出一种基于法向修正与位置滤波的散乱点云去噪算法。首先利用主成分分析(PCA)算法初估点云法向,对采样点的邻域点法向进行双边加权,利用加权后的邻域点法向之和估计原采样点... 详细信息

为解决传统点云去噪算法易造成模型的过光顺和局部失真问题,提出一种基于法向修正与位置滤波的散乱点云去噪算法。首先利用主成分分析(PCA)算法初估点云法向,对采样点的邻域点法向进行双边加权,利用加权后的邻域点法向之和估计原采样点的高精度法向;利用采样点与邻域点的平均距离及距离偏差在采样点法向上投影的标准差控制滤波参数的取值,使滤波参数能随采样点的局部几何特征自适应变化;最后将修正后的法向和参数自适应的高斯核函数结合,构建新的点云滤波模型。实验结果表明:修正后的法向偏差均方根为0.0624 rad,滤波后的点云数据的最小平均误差为0.0167 mm,最小均方根误差为0.4636μm,最大误差为0.0332 mm。该算法有效地避免了模型的过光顺和特征细节失真。

关键词：散乱点云保特征去噪法向修正位置滤波

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基于2D靶标的摄像机与转台中心轴同步标定方法

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传感器与微系统 2019年第7期38卷 23-27页

作者：吕海东任永潮戴士杰王志平河北工业大学河北省机器人感知与人机融合重点实验室天津300130 中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津300130

针对旋转拼接系统分步标定摄像机和转台中心轴时容易造成误差累计的问题,提出一种基于2D靶标的摄像机与转台中心轴同步标定方法。该方法利用转台旋转调整2D靶标位姿,通过同一组实验数据完成摄像机与转台中心轴两个标定过程。实验结果表... 详细信息

针对旋转拼接系统分步标定摄像机和转台中心轴时容易造成误差累计的问题,提出一种基于2D靶标的摄像机与转台中心轴同步标定方法。该方法利用转台旋转调整2D靶标位姿,通过同一组实验数据完成摄像机与转台中心轴两个标定过程。实验结果表明:四视角点云拼接试验中,标准球拼接后,重建模型直径与实际直径偏差均值为0. 1293 mm;航空压气机叶片拼接后获得模型厚度与叶片实际厚度偏差的均值为0. 1192 mm,平均偏差率为4. 47%,满足叶片焊接轨迹规划需要。实际应用证明:该方法简化了系统标定流程,在不降低三维点云测量与拼接精度的前提下,提高了系统标定效率。

关键词：光学测量点云拼接摄像机标定中心轴标定同步标定

大概念统摄下跨学科项目式教学设计与实践——以“探究硅太阳能电池的发电原理”为例

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化学教学 2025年第1期 50-55+69页

作者：马任永刘学超江合佩裴会莲山东省平原县第一中学山东省庆云县第一中学厦门市教育科学研究院

发展光伏发电是我国推进节能减排工作的重要举措。以“探究硅太阳能电池的发电原理”为项目主题，在“结构决定性质”大概念的统摄下，通过分析硅晶体导电的原理、优化硅晶体的导电性能、制备硅太阳能电池板等活动，建构从“原子结构、... 详细信息

发展光伏发电是我国推进节能减排工作的重要举措。以“探究硅太阳能电池的发电原理”为项目主题，在“结构决定性质”大概念的统摄下，通过分析硅晶体导电的原理、优化硅晶体的导电性能、制备硅太阳能电池板等活动，建构从“原子结构、晶体结构、电子配对、精硅提纯、pn结制备”等角度认识物质性质的思维模型，从化学视角认识改变硅晶体结构对其导电性能的影响，加强学生对化学学科社会价值的认识，培养学生化学学科核心素养。

关键词：中学化学大概念项目式教学核心素养硅太阳能电池

绝经后女性维生素D水平与生殖特点和运动膳食情况的关系

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中国组织工程研究 2025年第5期29卷 1021-1025页

作者：王东阳杨巧慧林欣潮北京中医药大学东直门医院北京市100010

背景:研究证明绝经后骨质疏松症与女性生殖特点和运动膳食有关,但是鲜有研究证明女性生殖特点及运动膳食是否对绝经后女性维生素D有影响。目的:探讨北京市绝经后女性维生素D水平与女性生殖特点和运动膳食情况的关系及其影响因素。方法:... 详细信息

背景:研究证明绝经后骨质疏松症与女性生殖特点和运动膳食有关,但是鲜有研究证明女性生殖特点及运动膳食是否对绝经后女性维生素D有影响。目的:探讨北京市绝经后女性维生素D水平与女性生殖特点和运动膳食情况的关系及其影响因素。方法:选取2017年9月至2018年5月北京市多个城区的17个社区现场问卷调查的727例46-75岁绝经后女性作为研究对象,问卷内容包括受试者的基本信息和月经史、绝经史、妊娠史、运动膳食情况等。采用电化学发光免疫分析仪及其配套试剂测定25-(OH)D水平;使用双能X射线骨密度检测仪测定腰椎(L1-L4、整体)和双髋关节(股骨颈、整体)的骨密度和T值;观察维生素D与生殖特点和运动膳食的相关性,并进行维生素D的影响因素分析。结果与结论:①维生素D正常组136例(18.7%),维生素D不足组389例(53.5%),维生素D缺乏组202例(27.8%);平均维生素D水平为(15.60±5.85)ng/mL。②随着维生素D水平的升高,不同部位的骨密度值及T值也随之升高。③维生素D水平与初潮年龄、月经持续天数、绝经阶段、运动情况、饮食类型、饮食偏好均呈正相关(P0.05)。④多因素有序Logistic回归分析结果显示,喝奶制品频率对绝经后女性维生素D值存在正向相关(P<0.05),且奶制品是维生素D水平的保护因素。⑤调查结果说明,北京市绝经后女性维生素D水平普遍不足、骨密度值普遍低下,维生素D水平与部分生殖特点、运动膳食情况存在关联,且其中喝奶制品是其保护因素。因此可以通过开展相关骨质疏松的健康教育,对绝经后女性膳食情况进行调整加以干预,增加体内维生素D含量,以期增加骨密度值,减少绝经后骨质疏松患病率。

关键词：北京市绝经后女性维生素D 生殖特点运动膳食骨质疏松

双碳目标下农业净碳排放时空演变及趋势预测研究

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农业与技术 2025年第1期45卷 102-109页

作者：郑雨潮田秀杰哈尔滨商业大学经济学院黑龙江哈尔滨150000

基于重新构建的碳源指标体系测算全国30个省市(不包含西藏)的农业净碳排放,通过重心移动模型和莫兰指数探讨其时空特征,并使用ARIMA-LSTM模型对其趋势进行预测。研究发现:1997—2021年中国农业净碳排放量处于下降态势但存在年际波动,中... 详细信息

基于重新构建的碳源指标体系测算全国30个省市(不包含西藏)的农业净碳排放,通过重心移动模型和莫兰指数探讨其时空特征,并使用ARIMA-LSTM模型对其趋势进行预测。研究发现:1997—2021年中国农业净碳排放量处于下降态势但存在年际波动,中国农业净碳排放强度呈现下降趋势,从结构上讲,2008年前畜牧业碳排放占比最大,但逐年下降,2008年后与农作物种植碳排放占比相近,农业能源碳排放和农地利用碳排放以2019年为节点分别占比最小;按照单碳源主导型、双碳源主导型和碳源均衡型以及单碳汇主导型、双碳汇主导型和碳汇均衡型等方式划分,可以从碳源类型差异和碳汇类型差异2个角度将30个省市各划分为7种地区;西南地区对农业净碳排放的拉动作用较为明显,农业净碳排放在“西北-东南”方向上越来越集聚,且其重心除1998年外均位于湖北省和重庆市内。农业净碳排放呈现空间聚集分布,高值聚类区主要分布在华东和中南地区,低值聚类区则位于华北和东北地区;中国农业净碳排放将于2035年达到-2804.43万t,农业实现碳中和;2025年农业净碳排放强度相比于2020年下降68%,2030年相比于2005年下降96.37%,农业于“十四五”和“十五五”期间可以实现碳排放控制目标。

关键词：农业净碳排放重心转移空间集聚农业碳中和 ARIMA-LSTM模型

4UM-900B型可调马铃薯收获机设计与试验

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农机化研究 2025年第3期47卷 111-115,137页

作者：任永飞林蜀云齐兴源付梅周训谦徐卫平贵州省山地农业机械研究所贵阳550001 贵州省农作物技术推广总站贵阳550001 毕节农业机械研究所贵州毕节551799 贵州师范大学贵阳550003

贵州马铃薯种植的土壤多样化,有粘性,有沙性,有板结,有疏松。为此,针对不同土壤条件下种植的马铃薯,设计了一种可调液压驱动马铃薯收获机,通过调节挖掘铲角度挖出土垡,通过振动筛振幅、频率调节进行分离,主要解决不同土壤条件下马铃薯... 详细信息

贵州马铃薯种植的土壤多样化,有粘性,有沙性,有板结,有疏松。为此,针对不同土壤条件下种植的马铃薯,设计了一种可调液压驱动马铃薯收获机,通过调节挖掘铲角度挖出土垡,通过振动筛振幅、频率调节进行分离,主要解决不同土壤条件下马铃薯粘泥脱落困难的问题。论述了整机结构与原理,并对挖掘铲安装角度、限深镇压轮深度调节和振动筛机构进行理论分析,得出数据应用于实体样机,进行马铃薯收获试验,结果表明:挖掘深度在25~30 cm条件下,挖掘铲安装角度为20°时,挖掘作业较稳定,挖净率较高、损伤率较低,且马铃薯薯土分离率随振幅与振频成正相关。研究结果对降低贵州马铃薯种植成本,推动贵州马铃薯种植机械化具有重要意义。

关键词：马铃薯收获机液压振动筛

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中国酒店业ESG体系构建——以锦江酒店集团为例

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商场现代化 2025年第2期 25-27页

作者：罗潮吴伏华浙江农林大学杭州化象文化创意有限公司

在高质量发展的背景下,我国酒店业急需构建与国际接轨同时符合本国国情的ESG评价体系。在指标的选取上,本文结合国际上主流的ESG机构、企业ESG编订指南、已公开发布的酒店社会责任报告等,构建了包含3个子目标、10个准则层和25个具体指标... 详细信息

在高质量发展的背景下,我国酒店业急需构建与国际接轨同时符合本国国情的ESG评价体系。在指标的选取上,本文结合国际上主流的ESG机构、企业ESG编订指南、已公开发布的酒店社会责任报告等,构建了包含3个子目标、10个准则层和25个具体指标的ESG评价体系。本文选取锦江酒店集团为实证研究对象,通过分析2020—2022年ESG报告获取指标数据,采用层次分析法-熵值组合赋权方法计算出权重,分析得出该集团ESG理念整体践行良好,说明本文所构建的指标体系具有一定的应用价值。本文研究还发现该集团在ESG发展中存在一系列问题,针对具体问题提出合理建议。

关键词：酒店业层次分析法指标权重锦江酒店

基于形态学构建尺度空间与谱峭度的轴承故障诊断方法

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轴承 2025年第1期 95-101页

作者：杨旭刘鹏飞程伟欣许增兵刘泽潮石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

针对高速列车轴箱轴承服役环境恶劣,故障特征难以提取的问题,提出了基于形态学构建尺度空间表征的经验小波变换(EWT)故障诊断方法。首先,提出基于形态学的尺度空间表征方法,实现共振频带边界的自适应识别;其次,将基于形态学构建的尺度... 详细信息

针对高速列车轴箱轴承服役环境恶劣,故障特征难以提取的问题,提出了基于形态学构建尺度空间表征的经验小波变换(EWT)故障诊断方法。首先,提出基于形态学的尺度空间表征方法,实现共振频带边界的自适应识别;其次,将基于形态学构建的尺度空间表征与谱峭度相结合,识别出共振频带;然后,根据所识别的频带边界构造滤波器组,对信号进行自适应分解;最后,对分解信号进行包络谱分析,识别故障特征频率,实现轴承故障的诊断。高速列车轴箱轴承振动试验结果表明,该方法能够有效提高频带划分的准确性以及计算效率,准确诊断轴承故障。

关键词：滚动轴承故障诊断小波变换形态学尺度空间峭度

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