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基于聚焦法的主动投影三维重建技术

激光与光电子学进展 2024年

作者：陈家乐张旭华智捷上海大学机电工程与自动化学院

基于聚焦法的三维重建技术是一种可以通过单目相机获取物体三维特征的技术，使用聚焦评价算子来计算图像清晰度是其中一个重要环节，针对聚焦评价算子严重依赖被测物体表面纹理这一问题，本文提出一种在显微镜中主动投影图案的方法，通... 详细信息

基于聚焦法的三维重建技术是一种可以通过单目相机获取物体三维特征的技术，使用聚焦评价算子来计算图像清晰度是其中一个重要环节，针对聚焦评价算子严重依赖被测物体表面纹理这一问题，本文提出一种在显微镜中主动投影图案的方法，通过光学系统设计实现投影图案与物体纹理共聚焦以增强图像纹理。然而在实验中发现该方法存在投影图案聚焦面与相机聚焦面不重合、投影图案场曲问题，针对这些问题本文提出了一种调节相机聚焦面高度、深度补偿的方法以矫正误差，并验证了该方法的有效性。通过对有无主动投影图案的对象进行对比实验，结果表明该方法能够显著提高光滑表面三维重建精度和完整度，并根据结论介绍了该方法的适用场合。

关键词：聚焦法三维重建主动投影成像场曲矫正

一种基于位平面和位运动估计的视频数据压缩算法

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复旦学报（自然科学版） 2024年第1期63卷 115-121,133,I0002页

作者：王铖伃严利民上海大学机电工程与自动化学院上海200444 上海大学微电子研究与开发中心上海200444

高分辨率和高刷新率使得带宽传输的压力加倍。通常,视频压缩被用来解决这个问题。但传统的视频压缩方法不根据位平面进行编码和解码,会增加存储区域的成本。因此本文首先介绍了一种位恰可察觉失真(BJND)模型,计算了结合视点因子的位平... 详细信息

高分辨率和高刷新率使得带宽传输的压力加倍。通常,视频压缩被用来解决这个问题。但传统的视频压缩方法不根据位平面进行编码和解码,会增加存储区域的成本。因此本文首先介绍了一种位恰可察觉失真(BJND)模型,计算了结合视点因子的位平面恰可察觉失真模型的阈值,并将亮度因子和纹理因子的恰可察觉失真(JND)阈值映射到位平面上,综合得出了位恰可察觉失真模型。然后提出了一种基于位运动估计算法的视频压缩方案。该方案使改进后的搜索范围不仅包括时间维度,还包括灰度维度。根据人眼的视觉特点和概率统计分析,方案新增了补充匹配块来替代残差数据,从而保证了压缩比的恒定性。实验结果表明,所提方案对低5位平面压缩具有最佳的综合效果,压缩比为1.38,数据传输量恒定,且恢复后的图像与原始图像并无明显差异,更加符合人眼的直观感受。

关键词：视频压缩恰可察觉失真模型位平面运动估计算法

基于A^(*)算法的四面体机器人路径规划研究

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机械传动 2024年第2期48卷 42-47页

作者：王宇斌沈振军王昱宸陈冬冬上海大学机电工程与自动化学院上海200444

针对四面体机器人在三角网格地图中的可避障路径规划问题,提出了一种基于A^(*)算法的四面体机器人路径规划方法。基于机器人的运动原理,分析了机器人的运动轨迹为三角形网格;基于三角网格地图,提出了机器人位姿表示方法;在此基础上,提... 详细信息

针对四面体机器人在三角网格地图中的可避障路径规划问题,提出了一种基于A^(*)算法的四面体机器人路径规划方法。基于机器人的运动原理,分析了机器人的运动轨迹为三角形网格;基于三角网格地图,提出了机器人位姿表示方法;在此基础上,提出了基于A^(*)算法的机器人路径规划方法。利用Matlab软件对四面体机器人的路径规划进行仿真试验,验证了方法的可行性与准确性,为四面体机器人深空陆巡探测奠定了重要基础。

关键词：四面体机器人 A~*算法路径规划三角网格

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风电齿轮箱滑动轴承脱黏缺陷超声检测

轴承 2024年第9期 92-99页

作者：郑宽朱琦吴晨晨李青松王文上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为了解决铜-钢双金属浇铸成型工件在界面处出现的脱黏缺陷问题,以风电齿轮箱滑动轴承为研究对象,利用Comsol Multiphysics有限元软件建立了双金属浇铸成型工件超声检测仿真模型并进行数值模拟,分析超声波在不同缺陷尺寸下的传播特性;通... 详细信息

为了解决铜-钢双金属浇铸成型工件在界面处出现的脱黏缺陷问题,以风电齿轮箱滑动轴承为研究对象,利用Comsol Multiphysics有限元软件建立了双金属浇铸成型工件超声检测仿真模型并进行数值模拟,分析超声波在不同缺陷尺寸下的传播特性;通过接触式超声检测试验和水浸超声检测试验分析了缺陷波振幅与缺陷尺寸的关系,并对缺陷进行定量表征。结果表明:缺陷波及底波的振幅变化均与缺陷尺寸存在线性关系,C扫描成像能够检测缺陷的相对位置及大小,仿真与试验结果具有良好的一致性。

关键词：滑动轴承风电轴承脱黏数值模拟超声检测

基于循环神经网络的2-DOF软体机械臂运动建模与控制

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上海大学学报（自然科学版） 2024年第3期30卷 522-531页

作者：丁卫郑云钟宋义杨扬上海大学机电工程与自动化学院上海200444

因现有软体机械臂材料刚度小、模量不稳定,导致建模与控制难度大.提出一种基于循环神经网络(recurrentneuralnetwork,RNN)的方法,用于二自由度(two-degree-of-freedom,2-DOF)软体机械臂的运动建模与控制.使用动作捕捉仪采集不同气压、... 详细信息

因现有软体机械臂材料刚度小、模量不稳定,导致建模与控制难度大.提出一种基于循环神经网络(recurrentneuralnetwork,RNN)的方法,用于二自由度(two-degree-of-freedom,2-DOF)软体机械臂的运动建模与控制.使用动作捕捉仪采集不同气压、负载下的位置坐标,并将其导入门控循环单元(gated recurrentunit,GRU)神经网络模型进行训练.当调节超参数至网络结构最优时,测试集准确度可达98.87%.在此基础上,构建气压与负载到末端位置的映射函数.实验结果表明,本方法可将机械臂的控制精度提升至6»8 mm,显著降低了软体机器人的控制与建模难度.

关键词：循环神经网络门控循环单元模型软体机械臂建模与控制

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水下软体蛇三维转向机构设计及仿真

现代电子技术 2024年第14期47卷 115-121页

作者：孟亚莉崔文龙史航上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为了解决当前水下软体机器蛇实现三维转向的问题,设计一种水下软体机器蛇三维转向机构。通过ABAQUS有限元仿真软件进行验证,利用仿真数据标定了机构变形时,方位角与载荷压力比、弯曲角与基准压力和压力比之间的关系,从而建立了将载荷压... 详细信息

为了解决当前水下软体机器蛇实现三维转向的问题,设计一种水下软体机器蛇三维转向机构。通过ABAQUS有限元仿真软件进行验证,利用仿真数据标定了机构变形时,方位角与载荷压力比、弯曲角与基准压力和压力比之间的关系,从而建立了将载荷压力与弯曲角度和方向相关联的开环控制模型。利用控制算法控制三维转向机构,能够在空间内实现任意角度的转向。仿真结果证实,该设计在任意角度转向控制方面表现良好,0°~60°范围内的弯曲角最大误差仅为1.31071°,方位角最大误差仅为3.60489°。在控制仿真中,弯曲角和方位角的最大误差率分别为2.185%和1.001%。仿真结果证明了该设计的可发展性,为软体水蛇三维转向的实现提供了理论支撑。

关键词：软体蛇形机器人三维转向 ABAQUS 有限元仿真开环控制模型载荷压力参数标定

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生物质挤压成型数值模拟及模孔参数优化

机械设计与制造 2024年第7期 260-264,268页

作者：王秀梅郭智勇饶家凯上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为研究生物质挤压成型过程中物料的变化规律,针对生物质材料在压实过程中逐渐变化的特性,以弹塑性理论为基础,通过一种修正的Drucker-Prager Cap材料本构模型,借助有限元分析软件ABAQUS及其二次开发子程序VUSDFLD模拟物料单向压制过程,... 详细信息

为研究生物质挤压成型过程中物料的变化规律,针对生物质材料在压实过程中逐渐变化的特性,以弹塑性理论为基础,通过一种修正的Drucker-Prager Cap材料本构模型,借助有限元分析软件ABAQUS及其二次开发子程序VUSDFLD模拟物料单向压制过程,并验证该模型的准确性。对环模单模孔的制粒过程进行模拟研究,设计正交试验获得模孔参数对成型密度以及比能耗的影响规律,进而对模孔参数进行优化分析。结果表明:修正的Drucker-Prager Cap本构模型能够准确的模拟生物质材料的挤压成型过程;增大锥孔深度以及锥孔锥度均可提高物料的成型密度和比能耗,以成型密度和比能耗为评价指标,最优参数组合为锥孔深度7mm,锥度60°。

关键词：生物质修正的Drucker-Prager Cap本构模型有限元分析二次开发参数优化

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主动电磁轴承支承的高速电动机总成热平衡分析

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轴承 2024年第7期 28-35页

作者：王鹏鹏孙进华李栋杰张钢上海大学机电工程与自动化学院上海200444

以一台由主动电磁轴承支承的某型卧式离心鼓风机为研究对象,对其电动机总成的电磁场进行仿真,得到电动机和主动电磁轴承的损耗分布,根据该鼓风机的三维模型提取空气域,分析不同风冷散热方式下冷却空气在其内部的流动情况,再运用Fluent... 详细信息

以一台由主动电磁轴承支承的某型卧式离心鼓风机为研究对象,对其电动机总成的电磁场进行仿真,得到电动机和主动电磁轴承的损耗分布,根据该鼓风机的三维模型提取空气域,分析不同风冷散热方式下冷却空气在其内部的流动情况,再运用Fluent对电动机总成温度场进行仿真,将得到的温度场仿真结果与试验结果进行对比,结果表明:电动机、径向主动电磁轴承、轴向主动电磁轴承的铜损耗率最高分别为768180,124590,281700 W/m^(3);双口直接通风加水冷散热和单口混合通风加水冷散热的仿真结果与试验结果的最大误差分别为4.15%和5.48%,单口混合通风加水冷的散热效果更好,验证了单向磁-热耦合温度场分析方法的合理性。

关键词：滑动轴承磁力轴承电动机温度场能量损耗散热有限元分析

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以色列铁穹防空系统性能研究与作战分析

现代防御技术 2024年

作者：赵佳钏姚张奕陈国良李博雅金天燚上海机电工程研究所

对以色列铁穹防空导弹系统的发展情况进行梳理，在简要介绍铁穹系统的组成、功能特点的基础上，重点分析了Tamir导弹的总体方案、气动特性、探测制导及战斗部设计方案。并对铁穹系统部署以来的作战应用情况进行整理，通过对铁穹系统效... 详细信息

对以色列铁穹防空导弹系统的发展情况进行梳理，在简要介绍铁穹系统的组成、功能特点的基础上，重点分析了Tamir导弹的总体方案、气动特性、探测制导及战斗部设计方案。并对铁穹系统部署以来的作战应用情况进行整理，通过对铁穹系统效能展开分析，对单营套铁穹系统面对火箭弹饱和攻击的拦截能力进行分析。最后结合铁穹系统的发展路径对国外近程防空导弹系统的技术发展趋势进行了总结。

关键词：铁穹系统塔米尔导弹导弹总体设计抗饱和攻击系统性能作战分析