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结构光检测点云精简与重构参数自动调节方法

仪器仪表学报 2022年第8期43卷 122-130页

作者：李茂月赵伟翔马康盛王飞哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

针对薄壁叶片的点云扫描采样会产生特征消失、三角重构会产生孔洞现象的问题,提出一种改进的点云精简以及重构的方法。首先,根据法向量夹角阈值和欧氏距离提取叶片外轮廓;其次,计算点云的平均曲率和高斯曲率,设定阈值对点云划分子集,采... 详细信息

针对薄壁叶片的点云扫描采样会产生特征消失、三角重构会产生孔洞现象的问题,提出一种改进的点云精简以及重构的方法。首先,根据法向量夹角阈值和欧氏距离提取叶片外轮廓;其次,计算点云的平均曲率和高斯曲率,设定阈值对点云划分子集,采用索引空间法对点云数据进行精简;然后,采用贪婪算法针对距离阈值系数和三角形参数对叶片点云进行实验分析,得出没有孔洞的贪婪三角参数经验值;最后对距离阈值系数和点云平均间距拟合出关系式,实现贪婪重构的参数自动调节。实验结果表明,在总体精简率为90%左右时,相较于另外两种方法,标准偏差分别下降了26.45%和19.92%,外轮廓尺寸平均偏差分别下降了79.81%和47.97%。按照提出的方法设置重构参数,重构质量良好,对薄壁叶片实现在机智能加工检测具有良好的应用参考。

关键词：点云精简三角重构索引空间参数调节薄壁叶片

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薄壁件铣削加工颤振的图像特征提取与识别

吉林大学学报（工学版） 2022年第2期52卷 425-432页

作者：李茂月刘硕田帅肖桂风哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

目前,针对薄壁件铣削加工过程中的颤振识别问题,普遍采用传感器信号进行判别与预测,而没有建立颤振特征与加工表面的相关联系。本文利用图像处理与模式识别技术,通过铣削表面图像实现薄壁件加工状态的精确辨识与预测。首先,设计了混合... 详细信息

目前,针对薄壁件铣削加工过程中的颤振识别问题,普遍采用传感器信号进行判别与预测,而没有建立颤振特征与加工表面的相关联系。本文利用图像处理与模式识别技术,通过铣削表面图像实现薄壁件加工状态的精确辨识与预测。首先,设计了混合滤波方案,实现了采集图像的预处理;然后,通过改进的局部二值模式和灰度共生矩阵提取图像的颤振纹理特征,并以K近邻分类算法对铣削加工过程中采集的图像进行预测和识别。实验结果表明:该模型辨识的准确率为95.5%,算法平均运行时间为0.069 s。实验结果验证了该方法具有较高的辨识准确率,同时满足颤振预测及检测的实时性需求,对薄壁件铣削加工状态的识别及智能加工具有良好的指导意义。

关键词：图像识别铣削颤振薄壁件局部二值模式混合滤波

基于虚拟视野的结构光条纹投影像素精准映射方法

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仪器仪表学报 2023年第8期44卷 63-73页

作者：李茂月张明垒吕虹毓徐敬之哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

针对像素尺寸差异、相位误差等导致相机与投影仪同名点像素坐标匹配错误、有效像素点缺失问题,提出一种基于虚拟视野的改进包裹相位-坐标映射方法。首先,对不同重叠视场下的条纹信息进行分析,确定较优投影模式;其次,设计两组高低频率的... 详细信息

针对像素尺寸差异、相位误差等导致相机与投影仪同名点像素坐标匹配错误、有效像素点缺失问题,提出一种基于虚拟视野的改进包裹相位-坐标映射方法。首先,对不同重叠视场下的条纹信息进行分析,确定较优投影模式;其次,设计两组高低频率的横纵条纹,提取低频相位极值计算虚拟投影视野、高频周期对真实和虚拟视野逐级编号,实现视野小范围匹配;最后,改进包裹相位坐标映射方法和相位差阈值判别准则,逐编号求解投影像素坐标,获得像素间的精准映射关系。实验结果表明,相位中相同像素区间的包裹相位均方根误差,相较于连续相位降低了78.6%。在平面和复杂表面实验中,有效像素数量相较于传统匹配增长了9.21倍和9.43倍,像素误匹配坐标比例由传统相位匹配的80.55%、59.4%降低至14.26%、12.56%,为自适应条纹测量技术中像素同名点匹配提供了可行的解决方案。

关键词：虚拟视野光学测量正弦条纹包裹相位像素映射

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单目结构光测量中参数自适应标定方法

红外与激光工程 2022年第8期51卷 351-363页

作者：李茂月肖桂风蔡东辰赵伟翔哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080

针对结构光测量时手工调节相机参数易导致图像质量的随机性,进而导致标定精度的下降及调参环节重复繁琐的问题,提出了一种结构光测量的相机标定自适应调参方法。首先,设计了一套相机自动调参装置,根据三个调参环调节时的图像变化机理,... 详细信息

针对结构光测量时手工调节相机参数易导致图像质量的随机性,进而导致标定精度的下降及调参环节重复繁琐的问题,提出了一种结构光测量的相机标定自适应调参方法。首先,设计了一套相机自动调参装置,根据三个调参环调节时的图像变化机理,选取标定板面积占比、图像清晰度及图像对比度三个参数,分别定义焦距调节环、对焦环及光圈调节环。其次,为实现相机的高精度标定自适应参数调节,针对传统Brenner函数的缺陷,通过一种改进的Brenner自动阈值函数,实现对图像清晰度的精确快速对焦,并对标定板图像感兴趣区域的前景与背景进行分割,计算图像对比度,根据标定的重投影误差,确定标定相机的最优调节区间,以自适应调参搜索控制方法进行标定参数调节。最后,为提高自适应标定调参时电机的搜索定位速度,建立了调参函数模型,并通过物距及像素长度自适应计算焦距。三维测量调参实验表明,相比于手工标定,基于提出的调参方法能在5 s内实现自动调参,且重投影误差减少66.57%。

关键词：结构光测量自动调参清晰度评价自动曝光相机标定

基于结构光在机测量的变形薄壁件点云配准方法

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光电子．激光 2022年第11期33卷 1148-1157页

作者：李茂月田帅刘硕赵伟翔哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080

结合点云局部特征和Octree优化搜索,提出了用于薄壁零件加工过程测量的三维变形点云自动配准的算法,并有效计算出位移偏差量。首先,对薄壁零件点云模型进行数据预处理,去除主体中的无效点和噪声点,计算点云的法向量、3个特征元素作为PPF... 详细信息

结合点云局部特征和Octree优化搜索,提出了用于薄壁零件加工过程测量的三维变形点云自动配准的算法,并有效计算出位移偏差量。首先,对薄壁零件点云模型进行数据预处理,去除主体中的无效点和噪声点,计算点云的法向量、3个特征元素作为PPFNET(point pair feature net)特征学习方法的输入,利用最大池化层将变形的局部特征聚合到全局特征中,通过全局和局部特征描述符的深度学习,找出无序点云间的对应关系,完成点云粗配准过程;然后,提出一种基于迭代就近点算法(iterative closest point,ICP)的改进精配准算法,通过增加阈值限定,过滤加工变形时颤振影响,使配准精度达到了98.58%,配准效率提高了10%;最后,采用Hausdorff进行距离计算,使用Cloud-Compare进行位移偏差分析,分析结果与实验结果比较表明,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)为2.32%。在机测量模拟结果表明,所提方法满足在机检测加工变形的实时性和测量精度要求。

关键词：点云配准薄壁零件加工变形特征描述符位移偏差

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自动驾驶中周围车辆识别与信息地图构建技术

汽车安全与节能学报 2022年第1期13卷 131-141页

作者：李茂月吕虹毓河香梅徐光岐于伟哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

为提高自动驾驶时单传感器对周围车辆识别成功率及工程实用性,提出了一种基于相机图像与激光雷达信息相融合的车辆识别和地图构建方法。对相机与激光雷达进行了联合标定和时间配准。对图像中的车辆阴影与激光雷达检测信息进行提取,获得... 详细信息

为提高自动驾驶时单传感器对周围车辆识别成功率及工程实用性,提出了一种基于相机图像与激光雷达信息相融合的车辆识别和地图构建方法。对相机与激光雷达进行了联合标定和时间配准。对图像中的车辆阴影与激光雷达检测信息进行提取,获得两者间的坐标关联度特征,并根据其阈值范围确定周围是否存在车辆。将相机图像信息与激光雷达检测信息进行融合,构建周围车辆的信息地图,进行了实验验证。结果表明:采用坐标关联度特征对两传感器采集的信息进行融合,车辆识别的正确率比用D-S证据理论法结果高4.25%;本车辆信息地图,可以在安全的前提下实现基于三阶Bessel曲线的超车轨迹行驶。

关键词：自动驾驶车辆识别地图构建信息融合时间配准

考虑力致变形影响的薄壁件铣削多点接触稳定性预测

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机械工程学报 2022年第17期58卷 309-320页

作者：王志学刘献礼李茂月王力翚 Steven YLIANG 于福航哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨职业技术学院哈尔滨150076 瑞典皇家理工学院斯德哥尔摩25175瑞典佐治亚理工学院乔治•W•伍德拉夫机械工程学院亚特兰大30332美国

薄壁件具有弱刚性的特点,因此在加工过程中极易诱发颤振,同时由于铣削力的存在,导致工件的变形不可避免。力致变形的存在导致径向切深的改变,从而造成切入和切出角的变化,最终影响了加工的稳定性。同时,在侧铣过程中,薄壁件动力学参数... 详细信息

薄壁件具有弱刚性的特点,因此在加工过程中极易诱发颤振,同时由于铣削力的存在,导致工件的变形不可避免。力致变形的存在导致径向切深的改变,从而造成切入和切出角的变化,最终影响了加工的稳定性。同时,在侧铣过程中,薄壁件动力学参数沿刀轴方向变化明显,所以在建立动力学模型时,需要同时考虑力致变形和多点接触的影响。首先,对铣削力进行了建模,并考虑了铣刀螺旋角的影响;其次,提出了一种变形量迭代提取的方法,借助Workbench软件提取了不同轴向切深处由于铣削力导致的工件变形并进行了拟合。然后,对工件进行了模态分析,提取了工件的模态振型并进行了拟合。最后,将刀-工接触域沿刀轴方向进行了离散,计算了各节点处的振型和由于铣削力导致的工件变形,综合这些因素建立了考虑力致变形的多点接触动力学模型。最后以钛合金(Ti6Al4V)为研究对象,进行了实验验证,并与未考虑力致变形的多点接触动力学模型进行了对比,证明了本文所提模型的优越性。

关键词：铣削颤振力致变形多点接触薄壁件钛合金

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血清尿酸水平对老年2型糖尿病患者的影响

山东医药 2022年第31期62卷 72-74页

作者：李茂月山东省泰山医院内分泌科山东泰安271000

目的探讨血清尿酸(SUA)水平对老年2型糖尿病(T2DM)患者的影响。方法选取65岁以上T2DM患者120例,根据SUA分为T2DM合并高尿酸血症组(T2DM+HUA组)与单纯T2DM组,各60例;同期另选60例性别、年龄与T2DM患者匹配的健康体检者作为正常对照组... 详细信息

目的探讨血清尿酸(SUA)水平对老年2型糖尿病(T2DM)患者的影响。方法选取65岁以上T2DM患者120例,根据SUA分为T2DM合并高尿酸血症组(T2DM+HUA组)与单纯T2DM组,各60例;同期另选60例性别、年龄与T2DM患者匹配的健康体检者作为正常对照组。计算各组BMI,测量收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)、糖化血红蛋白(HbA1c)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、血清超敏C反应蛋白(hs-CRP)、血清同型半胱氨酸(Hcy)、血清肌酐(Scr),计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。结果单纯T2DM组、T2DM+HUA组BMI、SBP、FPG、HbA1c、FINS、HOMA-IR、TC、TG、LDL-C、HDL-C、hs-CRP、Hcy、Scr与对照组比较差异均有统计学意义(P均0.05)。结论老年T2DM患者SUA水平升高可加重其胰岛素抵抗,促进炎症反应及糖尿病并发症的发生。

关键词： 2型糖尿病老年人尿酸高尿酸血症

五轴铣削薄壁件的温度特性及对表面形貌影响的研究进展

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计算机集成制造系统 2017年第8期23卷 1629-1640页

作者：李茂月王久强哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080

五轴铣削薄壁件时温度的变化会影响加工工件表面的形貌,而表面形貌又会影响零件的使用性能。综述了五轴铣削加工薄壁件时温度的测量方法,包括直接和间接测量;介绍了利用ANSYS、AdvantEdge等软件进行温度仿真的方法。表面形貌若不规则,... 详细信息

五轴铣削薄壁件时温度的变化会影响加工工件表面的形貌,而表面形貌又会影响零件的使用性能。综述了五轴铣削加工薄壁件时温度的测量方法,包括直接和间接测量;介绍了利用ANSYS、AdvantEdge等软件进行温度仿真的方法。表面形貌若不规则,加工完成的薄壁件则无法稳定工作,而在众多影响表面形貌的因素中,温度是最复杂多变且难以控制的,因此单独研究了其影响规律。薄壁件表面在高温条件下会对表面形貌产生优劣两方面影响,因此应将薄壁件的铣削温度控制在一个合理的范围内。

关键词：温度特性表面形貌薄壁件五轴铣削研究进展