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基于多层骨架模型的行李托盘快速检测算法

激光与光电子学进展 2023年

作者：罗其俊李政高庆吉中国民航大学机器人研究所

民航自助行李托运系统需自动检测行李是否加装托盘。针对已装载行李的遮挡托盘目标检测问题，提出一种基于多层骨架模型的行李托盘快速检测算法。为准确描述托盘特征，通过空托盘的三维点云模型，构建托盘的边框骨架模型与平面点线模型... 详细信息

民航自助行李托运系统需自动检测行李是否加装托盘。针对已装载行李的遮挡托盘目标检测问题，提出一种基于多层骨架模型的行李托盘快速检测算法。为准确描述托盘特征，通过空托盘的三维点云模型，构建托盘的边框骨架模型与平面点线模型。在线检测时，首先，采用设计的带状特征描述和提取方法，抓取托盘边框点云，并采用提出的点线引力势能自适应迭代算法，实现平面点线模型的快速粗配准，完成托盘判别。然后在粗配准的位姿约束下，采用基于随机采样一致性的点云迭代最近点配准，实现边框骨架模型和点云模型的精确配准，得到托盘的精确位姿。大量实际行李托盘检测的对比试验，验证了算法的有效性，在托盘遮挡70%以内时，可保持94%的正确率，同时，检测速度超过典型算法6倍以上。

关键词：图像处理三维目标检测行李托盘骨架模型点云配准

基于多域映射与多约束骨架模型的多功能制造装备布局方案求解

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基于多域映射与多约束骨架模型的多功能制造装备布局方案求解

作者：靳启航湖南大学

学位级别：硕士

随着社会的飞速发展,科技水平的快速进步,制造业领域对多功能集成制造装备的需求日益增加。布局设计在制造装备的研发过程中影响着其整体空间结构、工艺动作的空间协调与工作性能、装置所占空间的利用率和制造加工的生产率,是提高其生... 详细信息

随着社会的飞速发展,科技水平的快速进步,制造业领域对多功能集成制造装备的需求日益增加。布局设计在制造装备的研发过程中影响着其整体空间结构、工艺动作的空间协调与工作性能、装置所占空间的利用率和制造加工的生产率,是提高其生产效率与操作使用的重要阶段。因此,多功能制造装备的布局方案求解对提高装备的研发水平非常关键。但综合分析多功能制造装备的相关研究现状后发现,目前装备所具有的功能范围存在局限性,专注于冷加工工艺或增材制造范畴,缺乏对功能范围的扩展以及对多种、多类型功能的集成;多功能制造装备的布局设计存在诸多难点,空间结构的相互约束多、工艺动作干涉凸显,耦合关系复杂,布局方案求解困难。目前热加工工艺以输入能量集中、热影响区小、强度高等特点在工业制造中占据重要地位。因此,考虑将增材制造、热加工工艺和冷加工工艺相结合,扩展多功能制造装备的功能范围。其中,增材制造利用3D打印功能,热加工工艺利用焊接功能,冷加工模式利用减材加工功能,以这三种功能集成的多功能制造装备为研究对象,探索其布局方案求解方法,建立其功能层次结构,提出布局方案配置求解和布局方案形态图建立的逻辑与方法,对多种布局方案进行评价和优选。主要内容包括如下四个方面:(1)基于功能分解模型的制造装备功能结构建立。分析多功能制造装备的模块定义,建立模块的抽取原则,保证模块抽取结果的合理性;以系统功能分解模型为基础,采用功能结构树模型抽取3D打印机、焊接机床、减材加工中心的功能模块;以此为基础,构建多功能制造装备的功能模块树;利用功能模块的类型,建立功能模块与布局结构模块映射库,为后续求解复合制造需求下的装备布局配置方案奠定基础。(2)基于多域映射与多色集合理论的布局配置方案求解。利用功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)映射与公理化设计理论相结合,建立布局求解的推理模型;利用资料分析和凝练经验信息建立布局结构模块信息库,为后续布局单元层次关系拓扑结构的建立提供信息支持;以构建的推理模型为基础,建立功能域-运动域-布局结构模块域相互映射的布局单元层次关系拓扑模型,实现功能到结构的映射,有利于布局配置方案的求解;结合多色集合理论建立布局多色模型,利用多色集合理论中的围道布尔矩阵对布局单元层次关系拓扑结构形成数学描述与推理运算,推理求解布局配置方案原理解,为后续布局形态图的建立提供方案组成。(3)基于多约束下装配体骨架模型的布局形态图建立。构建正向设计与布局约束相结合的布局方案形态图求解逻辑,分析自顶向下设计过程与布局约束问题的相关性,以此为基础,建立布局结构模块组建逻辑;进而明确构建装配体骨架模型的重要性,以树形图特殊化方法建立布局结构模块拓扑结构关系,以多体系统低序体阵列和位姿图模型建立布局结构模块的装配序列和空间位置关系,以树形图特殊化、多体系统低序体阵列和位姿图模型为基础,进一步建立多功能制造装备的装配体骨架模型构建流程,为后续布局结构模块的自动装配提供空间约束信息;基于Creo自动装配技术与骨架模型约束信息相结合,建立布局配置方案的三维模型,构建布局方案形态图,将布局方案可视化,为后续布局方案的优选提供形象化参考。(4)多功能制造装备布局方案优选决策。建立布局方案评价指标体系构建原则,保证评价指标体系建立的合理性,有利于准确评估所要评价的布局方案;分析布局方案求解所处概念设计阶段的特点以及对多功能制造装备特有的要求,确定评价指标;基于指标体系构建原则与确定的评价指标,建立布局方案评价指标体系;为了区分各指标间的重要程度,采用熵值法和模糊层次分析法相结合的赋值方法,计算评价指标体系各层级指标权重;为了确定各布局方案对于评价指标的优秀程度,采用灰色模糊综合评价法对方案进行评价,结合指标权重,计算优秀方案序列,决策最优方案,为后续研发工作的顺利进行提供基础。

关键词：多功能制造布局方案求解骨架模型多域映射功能模块

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基于骨架模型的快速布线方法

计算机集成制造系统 2012年第11期18卷 2391-2397页

作者：郭伟刘艳芳赵辉徐向阳北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 中国运载火箭技术研究院北京100076

为提高三维布线的效率,提出一种在骨架模型中进行快速自动布线的方法。首先定义布线实体模型中的支架、电连接器、电子设备的属性;然后收集布线基准特征并创建骨架模型;最后在网络路径中根据线缆的属性和连接关系实现线缆的自动生成和... 详细信息

为提高三维布线的效率,提出一种在骨架模型中进行快速自动布线的方法。首先定义布线实体模型中的支架、电连接器、电子设备的属性;然后收集布线基准特征并创建骨架模型;最后在网络路径中根据线缆的属性和连接关系实现线缆的自动生成和装配。通过对某系统线缆敷设的应用实验表明,根据电连接器节点数据表与三维模型的连接关系,该方法能够自动完成三维布线,方便地实现各种连接器的变更,自动生成线缆分支图及各种线缆的信息报表,明显提高布线效率;生成的线缆圆滑,与真实线缆非相似,得到的线缆长度结果对工程制造有重要的指导意义。

关键词：骨架模型快速布线网络路径三维布线

基于交互式骨架模型的玉米根系三维可视化研究

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农业工程学报 2007年第9期23卷 1-6页

作者：赵春江王功明郭新宇陈立平王纪华国家农业信息化工程技术研究中心北京100089

植物根系可视化交互设计对于提高虚拟植物生长研究整体水平意义重大。该文提出一种植物根系逐部位交互式精确设计方法,并在玉米根系建模中予以应用。通过分析玉米根系结构特征并建立其拓扑结构,采用交互式骨架模型确定其整体结构,设计... 详细信息

植物根系可视化交互设计对于提高虚拟植物生长研究整体水平意义重大。该文提出一种植物根系逐部位交互式精确设计方法,并在玉米根系建模中予以应用。通过分析玉米根系结构特征并建立其拓扑结构,采用交互式骨架模型确定其整体结构,设计密度函数确定分支数量和分布,利用模板技术衍生相似部位,利用带参数随机L系统产生一级侧根及根毛,对玉米根系各组成部位逐个精确建模,然后拼接形成完整的玉米根系。本系统综合可视化设计多种方法,交互性、真实感都比较好,既可展现玉米根系各组成部分细微特征,又可表现玉米根系整体特征。本系统研究和设计方法具有一定通用性,对其它可用轴线表示其拓扑结构的相似植物可视化建模也有一定借鉴意义。

关键词：玉米根系拓扑结构交互式设计骨架模型密度函数带参数随机L系统

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个性化虚拟人体模型骨架生成方法

计算机辅助设计与图形学学报 2004年第1期16卷 67-72,78页

作者：杨长水王兆其高文陈益强中国科学院计算技术研究所数字化技术研究室北京100080

采用基于自动化骨架匹配和可视化骨架编辑的方法 ,可以方便地完成个性化的骨架建模首先定义一个标准的虚拟人骨架模板 ,通过骨架模板与人的几何模型的自动匹配 ,得到初始的骨架模型 ;然后利用可视化的骨架编辑工具 ,就可以很容易地生... 详细信息

采用基于自动化骨架匹配和可视化骨架编辑的方法 ,可以方便地完成个性化的骨架建模首先定义一个标准的虚拟人骨架模板 ,通过骨架模板与人的几何模型的自动匹配 ,得到初始的骨架模型 ;然后利用可视化的骨架编辑工具 ,就可以很容易地生成个性化的虚拟人骨架实验表明 :该方法可以快速、简单地生成精确的个性化的骨架模型。

关键词：骨架匹配骨架编辑骨架模板骨架模型虚拟人骨架

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一个改进的异辛烷氧化化学动力学骨架模型

工程热物理学报 2013年第4期34卷 791-795页

作者：刘耀东解茂昭贾明庞斌大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

本文重点关注预测层流火焰速度和反应中关键组分的演变过程,采用一种实用的思路构建了一个的异辛烷化学动力学骨架模型,包含32种组分和111个反应。基于骨架模型的构建目标,将异辛烷的燃烧过程考虑为以下两个部分:一部分是详细的小分子机... 详细信息

本文重点关注预测层流火焰速度和反应中关键组分的演变过程,采用一种实用的思路构建了一个的异辛烷化学动力学骨架模型,包含32种组分和111个反应。基于骨架模型的构建目标,将异辛烷的燃烧过程考虑为以下两个部分:一部分是详细的小分子机理,它作为整个机理的"内核",详尽地描述了着火以后的反应过程和特性;另一部分是通过耦合"内核"来专门描述和控制着火特性的骨架模型。新的骨架模型分别采用激波管、喷射搅拌反应器、流动反应器、层流火焰速度和HCCI发动机进行了验证,均显示出很好的性能。

关键词：异辛烷化学反应动力学骨架模型发动机

综合运用地震反演及测井资料建立单砂体骨架模型

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石油学报 2007年第6期28卷 82-86页

作者：吕晓光张学文刘合年吴蕾 Sihman Marmosuwito 中国石油天然气勘探开发公司北京100034 中国石油勘探开发研究院北京100083

在油田开发早期阶段,首批开发钻井结束后综合应用地质、电测井和波阻抗反演成果进行了精细地层对比,识别单砂体并确定井间边界,提出了建立单一河道砂体骨架模型的方法和途径,并提取了有关宽度、宽厚比等参数。与试井解释及同类型河道砂... 详细信息

在油田开发早期阶段,首批开发钻井结束后综合应用地质、电测井和波阻抗反演成果进行了精细地层对比,识别单砂体并确定井间边界,提出了建立单一河道砂体骨架模型的方法和途径,并提取了有关宽度、宽厚比等参数。与试井解释及同类型河道砂相关露头研究成果相比较,证实了该单砂体模型具有较好的合理性。将单砂体模型应用于井间加密钻井获得了成功。以该模型为基础,建立了三维油藏模型,优化了水平井钻井设计,成功地钻穿了预测的河道砂体,水平段钻遇率达到84.7%。

关键词：单一河道砂体井间边界波阻抗反演骨架模型加密钻井水平井设计三维油藏模型

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基于骨架模型的航空发动机自顶向下关联设计

基于骨架模型的航空发动机自顶向下关联设计

基于Creo骨架模型的摆布机构自顶向下设计

2022年中国航空工业技术装备工程协会年会

作者：耿旭刘宇田静杨宁中国航发沈阳发动机研究所

为解决航空发动机研制过程中无法快速实现整机、部件系统、零部件间关联设计的问题,引入骨架模型,结合航空发动机研制特点,提出基于多层级骨架模型的自顶向下关联设计方法。以UG NX为平台,参照构型树结构层次,构建包含总体、单元体/部... 详细信息

为解决航空发动机研制过程中无法快速实现整机、部件系统、零部件间关联设计的问题,引入骨架模型,结合航空发动机研制特点,提出基于多层级骨架模型的自顶向下关联设计方法。以UG NX为平台,参照构型树结构层次,构建包含总体、单元体/部件系统、底层的多层级骨架模型,传递各构型项间的接口关系。基于上述骨架模型,开展整机、单元体、零部件模型关联设计,实现对发动机结构件的实时自动更新和快速重建。以某发动机骨架和零组件模型构建过程为例,验证了方法的可行性和有效性。

关键词：骨架模型自顶向下关联设计航空发动机构型项接口关系

来源： cnki会议评论

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染整技术 2023年第6期45卷 39-44页

作者：孙立祥杨振李荣山东中康国创先进印染技术研究院有限公司山东泰安271000

在设计新型染整设备过程中,为了了解印染设备摆布机构码放整齐的结构原理,研究曲柄摇杆式摆布机构理想的设计方法,通过分析机构的运动原理与几何图形,推导出摆布长度、摆角、摆臂半径等尺寸参数与曲柄摇杆摆布机构四杆长度之间的关系及... 详细信息

在设计新型染整设备过程中,为了了解印染设备摆布机构码放整齐的结构原理,研究曲柄摇杆式摆布机构理想的设计方法,通过分析机构的运动原理与几何图形,推导出摆布长度、摆角、摆臂半径等尺寸参数与曲柄摇杆摆布机构四杆长度之间的关系及设计计算方法。分析自底向上设计方法的不足,介绍了自顶向下设计理念的优势,并结合摆布机构的设计详细介绍了基于Creo骨架模型的自顶向下设计方法,最终完成实体零部件的设计,并且完成摆布机构的运动仿真。实践证明:利用Creo骨架模型自顶向下设计可以有效地提高设计以及更改效率,提升设计质量。

关键词：自顶向下骨架模型摆布机构曲柄摇杆