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基于3D视觉的大型复杂工件检测与测量系统关键技术研究

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基于3D视觉的大型复杂工件检测与测量系统关键技术研究

作者：胡财荣广州大学

学位级别：硕士

在汽车、飞机和船舶的生产制造过程中,除了直接生产产品本身外,还存在许多大型复杂的辅助型工件用以支持和促进生产制造过程。例如汽车制造过程中会使用到滑橇、吊具等大型复杂的辅助工件。这些大型复杂的辅助工件是生产过程中提高效率... 详细信息

在汽车、飞机和船舶的生产制造过程中,除了直接生产产品本身外,还存在许多大型复杂的辅助型工件用以支持和促进生产制造过程。例如汽车制造过程中会使用到滑橇、吊具等大型复杂的辅助工件。这些大型复杂的辅助工件是生产过程中提高效率、确保质量的重要角色。需要制定定期的检测计划,对其尺寸精度进行检测。如果检测发现辅助工件的尺寸有偏差,进行相应的调整与校准,以确保整个制造过程的顺利进行。这些大型复杂的辅助工件有些需要对其身上的特定点进行测量,有些则需对其进行整体形貌测量。由于被测物体的尺寸较大、被测点位分布在各个不同的位置与朝向,因此导致检测非常复杂困难。在进行检测时,人工检测主观性强、难以应对复杂工件且误差率高重复性差。传统的三坐标测量仪、激光跟踪仪等测量虽然被广泛使用,但难以同时满足高效和高精度测量的严格要求。为此本文以汽车涂装车间所使用的汽车滑撬作为检测对象,结合单目结构光三维视觉、六轴工业机械臂以及点云处理技术设计开发了一套适用于大型复杂工件的检测与测量系统。该系统通过六轴工业机械臂带动结构光视觉设备到达各个检测工位获取工件表面点云信息,结合点云配准、拼接处理技术对大型复杂工件进行检测与测量。本文主要研究内容如下。首先,针对传统人工、三坐标测量仪、激光干涉仪等检测方法难以满足高效高精度检测的问题,研究了基于格雷码及四步相移结构光的光栅投影三维成像测量原理,并选取投影光机以及相机等硬件搭建单目结构光三维视觉测量设备,实现了对工件表面的三维点云信息的快速采集。之后对采集点云数据进行KD-Tree拓扑结构的建立,对由于背景以及环境光产生的冗余点云信息采用直通滤波以及统计滤波的方法对其去除。从保障点云原始精度的角度出发,改进传统体素降采样算法会丢失点云原始信息的问题,使用近邻搜索的方法保留点云原始信息。其次,对系统中三维视觉设备的立体标定以及机械臂和三维视觉设备结合的位姿标定进行研究,利用机械臂大臂展,高灵活性以及结构光三维视觉设备高精度快速采样的优势,提出一种多位姿扫描采样与全局高精度拼接融合的检测策略,通过位姿标定的数据将获取点云进行粗匹配,以此来代替传统提取点云FPFH特征的粗匹配过程,并根据机械臂的重复定位误差,将重复点的距离进行欧氏距离的限定,以此对点对之间的距离进行约束来进行ICP迭代的精匹配,并对匹配的算法进行改进。最后获取汽车滑橇完整的三维点云数据。再次,本文在其重建点云模型的基础上提出了一套针对滑橇关键部分点位检测的测量方法。人工选取所需要检测的工件点位模型,系统会基于点云的全局点对特征对待检测工件模型在拼接后的全局点云数据上进行配准定位并进行检测。本方法简化了工件检测测量中计算对象的设计逻辑,对不同的检测需求具有一定的扩展性。最后,以汽车涂装车间滑橇作为检测对象,基于Visual Studio 2019平台,结合Open CV以及PCL等开源库,将本文所提出的相关关键技术算法进行集成开发出一套大型复杂工件检测与测量系统,并最终在现场进行实例化部署验证。

关键词：大型工件检测结构光点云处理三维测量

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成分及环境对镍基高温合金氧化行为的影响

稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1897-1908页

作者：陈阳胡觊翀黄海亮烟台大学精准材料高等研究院山东烟台264005

镍基高温合金在恶劣环境下具有优异的力学性能和耐高温性能。镍基高温合金的氧化行为高度依赖于材料的固有性能和氧化膜性能,而氧化膜性能主要取决于合金元素的种类和含量。大气成分、温度、应力、熔融盐等各种环境参数是直接影响材料... 详细信息

镍基高温合金在恶劣环境下具有优异的力学性能和耐高温性能。镍基高温合金的氧化行为高度依赖于材料的固有性能和氧化膜性能,而氧化膜性能主要取决于合金元素的种类和含量。大气成分、温度、应力、熔融盐等各种环境参数是直接影响材料氧化行为的基本因素。综述了合金元素和服役环境对镍基高温合金氧化行为的影响。铝、铬和钴是有利元素,可以形成致密、结合力强的氧化膜,以保护基体。钛、钼、铌、钨、钽的添加一般被认为会削弱抗氧化性能,但最近的研究有不同的观点。讨论了镍基高温合金的氧化机理,并对镍基高温合金的未来发展进行了展望。

关键词：氧化行为镍基高温合金合金元素服役环境

模糊信息下企业多层级网络安全投资的优化策略

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系统工程理论与实践 2024年

作者：王韧许豪王嘉睿刘娟胡锡亮湖南工商大学财政金融学院湖南工商大学理学院

面对数字化转型与信息化发展带来的复杂网络安全问题，不少企业开始尝试多元化安全防御策略，力求获得充分网络安全保障. 本文从企业内各部门间、企业与企业间的多层级关联视角出发，在网络风险相关信息模糊的条件下，构建了多关联... 详细信息

面对数字化转型与信息化发展带来的复杂网络安全问题，不少企业开始尝试多元化安全防御策略，力求获得充分网络安全保障. 本文从企业内各部门间、企业与企业间的多层级关联视角出发，在网络风险相关信息模糊的条件下，构建了多关联企业多层级网络安全投资优化模型. 在此基础之上，通过运用灵敏度分析方法及轮换更新算法，对包含多个模糊参数的模型进行确定性转化，并求得最优均衡解. 研究表明: 通过灵敏度分析能有效识别模型中的关键模糊参数，即其他企业部门的传染风险给本企业所造成的损失; 适当收缩其模糊区间可以显著提升模型的总体满意度，这为企业在模糊信息下制定网络安全投资策略提供了有效借鉴. 另外，企业制定适当的网络安全目标能有效遏制网络风险环境的恶化，减少企业间的过度逐利行为，有利于市场维持在可接受水平下的稳定均衡状态，因此，企业应合理规划其财富效用目标，以促进多层级网络中参与主体共同获益. 最后，将参数模糊信息情景与其确定情景进行对比，验证了本文模型的有效性及稳定性.

关键词：模糊信息多层级灵敏度分析网络安全投资优化

软弱围岩大变形隧道初期支护围岩稳定性及结构安全性分析

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公路 2024年第5期69卷 477-482页

作者：吕海亮郝建财吴立辉中交一公局海威工程建设有限公司北京市101119

以某隧道工程为依托,针对软弱围岩大变形隧道的围岩条件及相关支护参数,建立三维数值分析模型,对施工全过程进行力学分析,对隧道结构受力情况及软岩做出稳定性评价,建立“隧道预支护一初期支护一围岩相互作用体系”,为确立合理的隧道支... 详细信息

以某隧道工程为依托,针对软弱围岩大变形隧道的围岩条件及相关支护参数,建立三维数值分析模型,对施工全过程进行力学分析,对隧道结构受力情况及软岩做出稳定性评价,建立“隧道预支护一初期支护一围岩相互作用体系”,为确立合理的隧道支护方案提供技术支持,对隧道相关的施工参数进行了优化,提高施工经济效益。

关键词：隧道工程初期支护软弱围岩大变形安全性稳定性

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国产雪茄烟叶关键生产技术研究进展

中国烟草学报 2024年

作者：胡婉蓉李东亮四川中烟工业有限责任公司烟草行业雪茄烟技术创新中心

近年来，雪茄烟生产技术在国产雪茄烟叶品种、栽培、晾制、发酵及工艺设备等方面取得了显著成效。本文梳理了上述雪茄烟关键生产技术领域近5年的研究进展，并对雪茄烟关键核心技术的未来研究方向进行了展望。

关键词：雪茄烟叶品种栽培晾制烟叶发酵工艺设备

布立冈型螺旋纤维仿生复合材料动静态力学行为

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兵工学报 2024年

作者：杨帆秦子尚李达诚胡兆财解维华孟松鹤北京宇航系统工程研究所哈尔滨工业大学航天学院强度与结构完整性全国重点实验室

节肢动物外骨骼中发现的布立冈结构已被证实是提升其动态力学性能的关键。借助结构仿生概念开展纤维增强复合材料微结构设计有望为高性能航天材料提供创新解决途径与思路。通过制备不同构型的层合板材料，借助霍普金森压杆、力学试验机... 详细信息

节肢动物外骨骼中发现的布立冈结构已被证实是提升其动态力学性能的关键。借助结构仿生概念开展纤维增强复合材料微结构设计有望为高性能航天材料提供创新解决途径与思路。通过制备不同构型的层合板材料，借助霍普金森压杆、力学试验机等试验技术对比研究了布立冈型仿生材料与准各向同性铺层材料的动静态力学行为。试验结果表明：随着应变率的提高(≮1 850 s-1)，小螺旋角能够将其韧性提升至少17.4%；准静态压缩下其能量吸收能力达到21.25 J/g，相比准各向同性构型提升至少42.4%，这些都可以归因于布立冈构型试样所展出的塑性强化能力。落锤冲击仿真与试验结果进一步表明，仿生构型能够获得极佳的能量耗散与冲击防护特性。

关键词：仿生复合材料布立冈结构霍普金森压杆试验结构仿生力学性能

密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床与蒸发岩的成因关系

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岩石矿物学杂志 2024年第4期43卷 1012-1033页

作者：田力丹宋玉财庄亮亮黄钢中国地质科学院地质研究所北京100037

MVT铅锌矿床的形成与蒸发岩关系密切,但在蒸发盐矿物发生溶解或转变为其他矿物而“消失”时,人们常忽视其曾经存在。本文基于前人研究,对蒸发岩的转变、识别特征及其与MVT铅锌成矿流体来源、硫来源及储矿构造三个方面的关系进行综述。其... 详细信息

MVT铅锌矿床的形成与蒸发岩关系密切,但在蒸发盐矿物发生溶解或转变为其他矿物而“消失”时,人们常忽视其曾经存在。本文基于前人研究,对蒸发岩的转变、识别特征及其与MVT铅锌成矿流体来源、硫来源及储矿构造三个方面的关系进行综述。其中,MVT矿床迁移铅锌的盆地卤水主要来自蒸发海水,少量来自蒸发岩的溶解,区域上蒸发岩的发育可指示该区具有成矿流体的发育条件。铅锌金属硫化物中的硫均来自于硫酸盐还原作用,而石膏和硬石膏等蒸发盐矿物是硫酸盐的重要提供者。蒸发岩溶解垮塌利于形成角砾岩与垮塌空间,铅锌矿化可赋存于角砾岩内或其邻近岩层中;盐底辟构造会形成有利于流体聚集和矿质沉淀的构造/化学圈闭,铅锌矿化赋存于底辟体顶部冠岩、边部过渡层和围岩、直立的底辟角砾筒或侧向底辟形成的穹隆体顶部。此外,蒸发盐矿物的假晶、残留的蒸发盐矿物是“消失”蒸发岩存在的直接证据,钠长石和方柱石、正延性玉髓/燧石、富碱土元素双锥状石英等,可指示蒸发岩曾经存在;蒸发岩溶解垮塌构造具有顺地层延伸长等特点,盐底辟构造具有穿层及角砾来自下部层位等特点,是可以协助识别蒸发岩的相关构造。可以看出,区域地层记录有蒸发沉积环境是MVT铅锌成矿必要条件,蒸发岩溶解垮塌和底辟构造是重要找矿目标。

关键词：蒸发岩 MVT矿床卤水硫源溶解垮塌构造盐底辟构造

生成式人工智能的数据治理与“囚笼”——基于行业主体自我监管的回应型研究

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征信 2024年第2期42卷 46-57页

作者：胡裕岭姚浩亮华东政法大学刑事法学院上海201620

以ChatGPT为代表的生成式人工智能自面世伊始即引人瞩目,数据、算法、算力作为推动生成式人工智能前行的“三驾马车”对其重要性不言而喻。然而,生成式人工智能引发的数据之殇,如数据泄露、数据垄断等亦挑战着传统数据治理框架。在智能... 详细信息

以ChatGPT为代表的生成式人工智能自面世伊始即引人瞩目,数据、算法、算力作为推动生成式人工智能前行的“三驾马车”对其重要性不言而喻。然而,生成式人工智能引发的数据之殇,如数据泄露、数据垄断等亦挑战着传统数据治理框架。在智能时代,基于应用场景的分散治理、基于风险预防的事前治理、基于公权主导的硬性治理均难以满足治理与发展的双重需要。行业主体基于其专业性、及时性、协同性等灵活优势理应在智能时代的数据治理中发挥积极作用,却饱受自监自管、缺乏动力等诟病。目前,新加坡的问责制协同治理模式、美国的软法治理模式均反映着行业主体自我监管的可行性,且证实了自我监管并非完全自治。因此,以自我监管为着力点,从微观、中观、宏观三个角度构建数据治理新范式有其现实意义。

关键词： ChatGPT 生成式人工智能数据治理自我监管

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直纹面面齿轮共轭小齿轮的滚齿加工研究

西安交通大学学报 2024年第7期58卷 160-169页

作者：彭先龙吴易凯胡锡文徐磊刘忠亮西安科技大学机械工程学院西安710054 中国核电工程有限公司北京100840

针对直纹面面齿轮与圆柱齿轮不满足共轭关系而限制其在小传动比应用场合的情况,提出与直纹面面齿轮共轭的小齿轮及其滚齿加工方法。首先建立了直纹面面齿轮及其共轭小齿轮的齿面方程,获得共轭小齿轮相比圆柱齿轮的齿面偏差形貌;随后推... 详细信息

针对直纹面面齿轮与圆柱齿轮不满足共轭关系而限制其在小传动比应用场合的情况,提出与直纹面面齿轮共轭的小齿轮及其滚齿加工方法。首先建立了直纹面面齿轮及其共轭小齿轮的齿面方程,获得共轭小齿轮相比圆柱齿轮的齿面偏差形貌;随后推导了阿基米德齿轮滚刀的齿面方程,并根据滚齿加工运动坐标系和啮合原理建立了圆柱齿轮的数学模型;在滚齿加工圆柱齿轮的运动基础上,通过增加滚刀的径向移动和工件的附加转动使滚刀切削刃逼近共轭齿面,附加运动由泰勒多项式表示,通过建立敏感矩阵方程并采用奇异值分解法迭代求解方程获得附加数控运动多项式系数,最后获得数控加工齿面;为评价直纹面面齿轮副的传动性能,进行了齿面承载接触分析,并与传统面齿轮-圆柱齿轮副进行了对比。研究结果表明:相同参数下,直纹面面齿轮副与传统面齿轮副的承载性能基本相同,完全能够代替传统面齿轮副传动;数值算例和仿真加工对该方法的验证表明,其数值算例误差不超过1μm,仿真结果误差不超过6μm,证明了该方法的可行性和准确性。

关键词：直纹面共轭小齿轮齿面偏差敏感矩阵滚齿加工齿面承载接触分析