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基于体素点云的机器人激光定向能量沉积路径规划研究

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基于体素点云的机器人激光定向能量沉积路径规划研究

作者：蔡子豪华南理工大学

学位级别：硕士

机器人激光定向能量沉积增材制造技术具有高功率、高成形效率和高成形自由度的特点,适合于模具、汽车、航空航天等领域的大尺寸复杂零件制造。然而,在成形大尺寸零件过程中出现的分层塌陷问题一定程度上限制了该技术的广泛应用。通过合... 详细信息

机器人激光定向能量沉积增材制造技术具有高功率、高成形效率和高成形自由度的特点,适合于模具、汽车、航空航天等领域的大尺寸复杂零件制造。然而,在成形大尺寸零件过程中出现的分层塌陷问题一定程度上限制了该技术的广泛应用。通过合理分割模型与路径规划,可避免单次扫描路径过长造成热量累计过多的情况,从而能有效解决该成形问题。为此,本文提出了基于体素点云的机器人定向能量沉积的路径规划算法,在体素模型的基础上,以点云数据对模型进行存储,进一步简化模型的表达方式,降低模型表达的数据量,合理规划扫描路径,获得抑制外观塌陷的路径规划方法。为了获得体素点云数据,采用遍历网格模型三角面片的方式,针对每一个三角面片进行构建包围盒处理,通过判断包围盒内的目标点的投影点是否在三角面片内以及目标点与三角面片的距离是否处于设定值之间,判定是否将目标点判定为体素点云。通过将网格模型的所有三角面片体素点云化后,网格模型转化为了表面体素点云。为了获得内部充满点云的体素点云,采用将三维点云降维至二维栅格的思想,将每一层三维点云转化为二维的栅格地图,并根据栅格地图的状态进行每一层的点云填充。为了实现点云数据的分割,利用正交设计试验确定CPC分割算法的最优参数,并结合点云库的工具程序,对网格模型经过程序转化的点云数据进行分割。利用分割结果,对表面体素点云进行分割、封闭、填充处理,实现网格模型的分割和体素点云化。基于点云边界提取算法和栅格地图的思想,开发了两种路径规划算法:“回”字形扫描路径和正交“之”字形扫描路径。“回”字形扫描路径是以点云边界提取算法为基础,通过不断提取一层体素点云的边界,并针对边界确定一个打印方向,即可实现“回”字形扫描路径的规划。同时为了保证扫描路径的多样性,利用每一层栅格地图的边界进行“之”字形路径的判定,并实现层与层之间的正交路径规划。然后利用Robot Studio对路径进行可视化验证。进一步地依据机器人的特点,以整体打印由外向内的思想,拼接不同区域的路径,对整体路径进行一个重组,实现对扫描路径的划分。最后综合以上内容,针对典型阀门模具模型进行基于体素点云的机器人定向能量沉积分区成形。阀门模具模型整体成形效果较好,验证了该路径规划算法的可行性。

关键词：激光定向能量沉积机器人三维点云体素路径规划

基于深度图像的机械臂抓取位姿估计与轨迹优化研究

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基于深度图像的机械臂抓取位姿估计与轨迹优化研究

作者：蔡子豪广东工业大学

学位级别：硕士

机器人抓取是智能机器人在不同场景下实现各种复杂任务的基础,具有重要的研究价值。目前,结合视觉的机械臂抓取方案已在各个领域得到了广泛的应用,相比传统的抓取任务,在非结构化环境进行抓取因无法提前获知物体的几何模型和摆放方式,... 详细信息

机器人抓取是智能机器人在不同场景下实现各种复杂任务的基础,具有重要的研究价值。目前,结合视觉的机械臂抓取方案已在各个领域得到了广泛的应用,相比传统的抓取任务,在非结构化环境进行抓取因无法提前获知物体的几何模型和摆放方式,导致抓取位姿稳定性差、抓取成功率低的问题广泛存在;此外,机械臂简单完成对指定物体的抓取已经不能满足目前的需求,尽可能提高工作效率和减少运行时的冲击,使机械臂高效、平稳完成抓取任务同时也是亟待解决的问题。因此机械臂稳定、自主实现抓取任务的研究存在巨大挑战且具有重要的理论意义与实际应用价值,故本文针对机械臂对未知物体抓取位姿生成方法及其轨迹优展开研究,主要研究内容如下:1.针对在非结构化环境中机械臂对未知物体抓取困难的问题,提出一种有效的抓取位姿生成方法,首先把深度相机安装在机械臂末端的连杆上,控制机械臂使相机从不同视角获取点云并进行拼接,得到较为完整的物体点云后对其几何信息进行分析,有效在物体上生成合适的抓取位姿。最后通过设定的指标对实际输出的抓取位姿进行评价并在任务空间输出最佳的抓取位姿。实验表明该方法能使机械臂对未知物体表现出较高的抓取成功率。2.针对在机械臂多物体抓取任务中效率提升及轨迹平滑等问题,首先基于TSP问题对物体抓取顺序建立数学模型,并利用遗传算法对其进行寻优,然后通过五次B样条在关节空间进行轨迹规划,最后同时考虑轨迹的时间和冲击两个指标,采用NSGA-Ⅱ对轨迹进行优化,得到算优化解集。实验表明,通过该方法能有效生成高效的物体抓取次序,并以时间较短的平滑轨迹执行任务。3.针对在机械臂抓取任务中抓取位姿估计与轨迹优化算法的验证,搭建基于ROS操作系统的实验平台。以Sawyer机械臂作为实验对象,结合二指夹持器与深度相机,实现对几何尺寸和摆放方式未知的物体抓取任务并进行轨迹优化实验。实验数据表明,本文方法在单物体和多物体场景中均能以高成功率实现物体抓取,并在多物体抓取场景中,得出高效的抓取顺序后能以时间、冲击最优的平滑轨迹完成任务。

关键词：机械臂抓取深度相机点云信息抓取位姿生成轨迹优化

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数字营销背景下媒体广告经营及代理商洞察

国际品牌观察（媒介） 2023年第6期 60-63页

作者：蔡子豪中国传媒大学广告学院

当前,企业面临的经营环境、消费环境、媒介环境均发生了深刻变化。在全球经济复苏放缓大背景之下,消费者总体消费意愿仍然审慎,广告主预算投入随之下降。媒体广告经营持续分化,效果导向的数字媒体更加受到广告主欢迎,媒体闭环能力进一... 详细信息

当前,企业面临的经营环境、消费环境、媒介环境均发生了深刻变化。在全球经济复苏放缓大背景之下,消费者总体消费意愿仍然审慎,广告主预算投入随之下降。媒体广告经营持续分化,效果导向的数字媒体更加受到广告主欢迎,媒体闭环能力进一步增强。代理服务商逐渐从“中介者”转向“整合者”,不断拓展业务范围、升级服务能力、兼并壮大自身。

关键词：中介者媒体广告经营媒介环境消费意愿升级服务数字媒体广告主代理商

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数字营销背景下媒体广告经营及代理商洞察

国际品牌观察 2023年第14期 60-63页

作者：蔡子豪中国传媒大学广告学院

当前，企业面临的经营环境、消费环境、媒介环境均发生了深刻变化。在全球经济复苏放缓大背景之下，消费者总体消费意愿仍然审慎，广告主预算投入随之下降。媒体广告经营持续分化，效果导向的数字媒体更加受到广告主欢迎，媒体闭环能力...

当前，企业面临的经营环境、消费环境、媒介环境均发生了深刻变化。在全球经济复苏放缓大背景之下，消费者总体消费意愿仍然审慎，广告主预算投入随之下降。媒体广告经营持续分化，效果导向的数字媒体更加受到广告主欢迎，媒体闭环能力进一步增强。代理服务商逐渐从“中介者”转向“整合者”，不断拓展业务范围、升级服务能力、兼并壮大自身。

关键词：

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数智时代广告研究的新内涵与新范式

国际品牌观察 2022年第28期 66-68页

作者：方泽宏蔡子豪

数智时代，广告的内涵和外延不断变化，催生了计算广告、精准广告等各种新概念，也带来了广告伦理、国际品牌传播等各个领域的新命题。分论坛由中国传媒大学广告学院教授、博导初广志主持，与会专家围绕着如何重新认识广告、如何调整研...

数智时代，广告的内涵和外延不断变化，催生了计算广告、精准广告等各种新概念，也带来了广告伦理、国际品牌传播等各个领域的新命题。分论坛由中国传媒大学广告学院教授、博导初广志主持，与会专家围绕着如何重新认识广告、如何调整研究范式等话题分享见解。

关键词：

汽车前端冷却模块热应变与其车载寿命等效研究

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汽车与新动力 2023年第6期6卷 55-60页

作者：蔡子豪陈方方尉武杰浙江正信车辆检测有限公司浙江台州317200

使用Ansys软件分析了冷却模块产品的温度场和应变分布,并预测失效位置;同时,在试车场内和试验台架上对测点位置进行了耐久工况应变测试。利用雨流统计法处理应变数据,得到应力幅和循环次数的关系,并使用S-N曲线和Miner法计算了试验工况... 详细信息

使用Ansys软件分析了冷却模块产品的温度场和应变分布,并预测失效位置;同时,在试车场内和试验台架上对测点位置进行了耐久工况应变测试。利用雨流统计法处理应变数据,得到应力幅和循环次数的关系,并使用S-N曲线和Miner法计算了试验工况造成的损伤。使用损伤等效的方式,在某冷热循环条件下,确定了等效到试车场总损伤的循环次数。试验验证确认了实验室条件下热疲劳与试车场实际工况的等效性良好。尽管需要进一步探究温变速率对试验结果的影响,但其疲劳寿命的研究在工程领域已经具备一定的应用可行性。研究提供了可靠的方法和依据,可用于评估产品的热疲劳性能。未来的研究可以集中在温变速率对热疲劳的影响方面,以提高该方法的工程应用性。

关键词：冷却模块热疲劳 S-N疲劳曲线 Miner法则韦布分布疲劳等效

臭氧——活性炭工艺用于市政污水厂提标改造试验研究

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能源与环境 2023年第5期 107-109页

作者：冯慧桃蔡子豪张超刘军北京建工环境发展有限责任公司北京100101 昆山建邦环境投资有限公司江苏苏州215300

采用臭氧—活性炭工艺处理某市政污水厂三级出水,主要研究对COD的去除效果。停留时间在45 min时,臭氧氧化反应基本完成,停留时间增加至60 min时,COD去除率变化不大;在停留时间为45 min时,臭氧氧化的投加投加量比值O3/C约为1.54;臭氧多... 详细信息

采用臭氧—活性炭工艺处理某市政污水厂三级出水,主要研究对COD的去除效果。停留时间在45 min时,臭氧氧化反应基本完成,停留时间增加至60 min时,COD去除率变化不大;在停留时间为45 min时,臭氧氧化的投加投加量比值O3/C约为1.54;臭氧多级投加效果优于单机投加,且前端投加量需大于后端投加量,即投加量递减,去除效果更好。活性炭对臭氧出水COD的去除率,在35%~50%之间波动,均值在40%左右。

关键词：臭氧活性炭市政污水厂 COD去除率

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门静脉肝窦血管性疾病的疾病特点与诊疗进展

肝脏 2023年第2期28卷 148-151页

作者：蔡子豪诸葛宇征南京大学医学院附属鼓楼医院消化内科江苏210000

门静脉肝窦血管性疾病(PSVD)的概念最早于2017年由欧洲肝病学会血管性肝病研究小组提出,是对特发性非肝硬化性门静脉高压症(INCPH)概念做出的重要补充,但PSVD涵盖范围更广,更便于临床应用。PSVD患者的临床表现具有高度异质性,当伴有门... 详细信息

门静脉肝窦血管性疾病(PSVD)的概念最早于2017年由欧洲肝病学会血管性肝病研究小组提出,是对特发性非肝硬化性门静脉高压症(INCPH)概念做出的重要补充,但PSVD涵盖范围更广,更便于临床应用。PSVD患者的临床表现具有高度异质性,当伴有门静脉高压时易与肝硬化患者相混淆,因此提高对该病临床特征的认识、完善疾病的诊疗流程对临床医生十分重要。

关键词：门静脉肝窦血管性疾病门静脉高压肝硬化

吡咯生物碱相关肝窦阻塞综合征68例肝静脉压力梯度与多普勒超声参数的关系

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中华消化杂志 2022年第9期42卷 589-595页

作者：蔡子豪肖江强张明张峰张玮殷芹韩浩诸葛宇征南京大学医学院附属鼓楼医院消化内科南京210000 南京大学医学院附属鼓楼医院超声医学科南京210000

目的探究吡咯生物碱(PA)相关肝窦阻塞综合征(PA-HSOS)患者的肝静脉压力梯度(HVPG)与多普勒超声参数的关系。方法回顾性分析2017年2月17日至2020年4月22日至南京大学医学院附属鼓楼医院就诊的68例行HVPG检测和多普勒超声检查的PA-HSOS患... 详细信息

目的探究吡咯生物碱(PA)相关肝窦阻塞综合征(PA-HSOS)患者的肝静脉压力梯度(HVPG)与多普勒超声参数的关系。方法回顾性分析2017年2月17日至2020年4月22日至南京大学医学院附属鼓楼医院就诊的68例行HVPG检测和多普勒超声检查的PA-HSOS患者的临床资料[包括HVPG、鼓楼严重度评分(DTSS)、进食PA后出现PA-HSOS相关症状至确诊时间(以下简称确诊时间)等]和多普勒超声参数[门静脉主干内径(PD)、峰值门静脉流速(PPV)、脾静脉主干内径(SD)、峰值脾静脉流速(PSV)]。绘制受试者操作特征曲线(ROC)确定HVPG预测抗凝无应答的最佳截断值,采用二元logistic回归分析抗凝无应答的独立危险因素,采用Kaplan-Meier生存曲线分析不同HVPG的PA-HSOS患者的预后生存率,采用一元线性回归分析不同HVPG患者,DTSS轻、中、重度患者,以及确诊时间>1个月与≤1个月患者的HVPG与PD、PPV、SD、PSV的相关性。统计学方法采用卡方检验。结果ROC分析显示,HVPG预测抗凝治疗无应答的最佳截断值为20.165 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。多因素分析显示高HVPG(HVPG>20.165 mmHg)是预测抗凝治疗无应答的独立危险因素[OR(95%置信区间)=6.039(1.466~24.869),P=0.013]。Kaplan-Meier生存曲线显示高HVPG患者预后生存率低于低HVPG(HVPG≤20.165 mmHg)患者(78.4%比96.8%),差异有统计学意义(χ^(2)=4.74,P=0.030)。一元线性回归分析显示,68例PA-HSOS患者的HVPG与PPV呈负相关(r=-0.330,P=0.006);高HVPG患者的HVPG与PD、SD均呈正相关(r=0.540、0.341,P=0.001、0.039);DTSS轻度患者的HVPG与PSV呈负相关(r=-0.519,P=0.019);DTSS中度患者的HVPG与PPV呈负相关(r=-0.400,P=0.014);确诊时间≤1个月患者的HVPG与PPV呈负相关(r=-0.391,P=0.010)。结论HVPG可以辅助判断PA-HSOS患者抗凝有无应答及其疾病预后,多普勒超声参数在一定条件下可以辅助判断PA-HSOS患者的HVPG升高程度。

关键词：吡咯生物碱肝窦阻塞综合征肝静脉压力梯度超声抗凝治疗