一、自由曲面非接触测量技术的研究(英文)（论文文献综述）
连高歌[1]（2021）在《多焦距仿生复眼成像系统研究》文中进行了进一步梳理随着微加工设备及工艺技术的不断提高和发展,微米尺寸光学器件的制备和应用成了一个重要研究领域,光学成像系统也朝着微型化、集成化和高性能的方向发展。受启于自然界节肢动物的复眼结构,国内外的学者把目光聚焦在了仿生复眼成像系统上。复眼成像系统具有小体积、多通道、大视场的特点,不仅能够观察多方位的信号,并对移动物体做出快速响应,而且还能根据各子眼之间接收到的信号差异计算出目标的空间位置,这使得复眼系统在空间导航、监控安防、医疗监测、信息提取等领域有着巨大的应用前景。近年来,研究人员提出了许多仿生复眼成像系统的设计和制备方案,一些设计方案能够实现优异的成像性能,却依赖于复杂的制备工艺或庞大的系统体积。采用曲面多焦距复眼透镜和平面图像传感器作为系统成像结构的设计,易于实现小型化集成,从而大大降低了系统制备装配的难度,但尚不能实现高精度多焦距复眼透镜的快速制备。这些都是仿生复眼成像系统在小型化集成的实际应用中,亟待解决的问题。本论文针对仿生复眼成像系统小型化集成和大视场成像的实用需求,从成像系统的多焦距结构设计、多焦距子眼的制备、曲面复制转移技术、多图像大视场拼接等方面开展研究。提出了一种多焦距曲面复眼的设计方法和非接触式热压、弹性模具转制结合的制备方法,完成了仿生复眼成像系统的小体积封装集成,满足了实时目标拍摄、同步图像拼接的需求。本文的具体研究工作如下:1)针对仿生复眼成像系统小型化集成中出现的制备难、体积大等问题,提出了一种采用多焦距子眼校正像曲面的复眼结构设计,在不添加其他光学结构基础上,以多焦距复眼单透镜实现了曲面复眼直接与商业级平面图像传感器直接适配,并通过建立多焦距复眼透镜模型,设定相关参数的约束条件,指出制备的关键和难点。随后研究了提升系统成像质量以及对其进行性能评价的方法,搭建了一套完整的复眼性能测试平台。2)针对多焦距复眼设计要求子眼曲率在一定范围内精确可控的问题,提出了一种基于非接触式热压的微透镜阵列制备方法,精确控制热压过程中微透镜曲率,即从研究聚合物流变机理和非接触式热压过程出发,分析影响透镜成型的工艺参数,通过设定聚合物填充高度解决了目前采用压差和压印时间控制透镜成型,无法获得高精度透镜曲率的问题。基于此方法,制备了焦距在0.16mm～6.25mm范围内精确可控的子眼透镜,并且在直径100-400mm的范围内,透镜高度在15μm-30μm有很好的一致性,适用于多焦距子眼的精确快速制备。3)针对多焦距复眼在曲面成型时,曲面成型曲率可控和子眼形貌转移复制精确的要求,提出了采用弹性模具转模、压差辅助成型的曲面转移复制方法,并通过实验得出曲率半径在15mm～100mm范围内可控,且子眼直径最大复制形变率不超过4.2%,实现了精确可控的曲面转移复制成型。基于此方法,制备曲面曲率为16.5、子眼焦距在0.23mm～2.09mm的多焦距复眼,并分析选用了匹配的图像传感器,完成了仿生复眼成像系统的制备,该系统最大分辨率为14lp/mm,视场角接近110°。4)针对仿生复眼成像系统的多焦距子眼成像拼接问题,研究了目前主流的几种特征点提取算法,分析了不同算法在提取特征点时的原理与特点,选取了在特征点提取时具有最优的尺寸、旋转不变性的SIFT算法,并采用了RANSAC算法优化关键点匹配正确率,以及渐入渐出融合的方式减少图像之间的缝隙和色彩亮度差异。还对成像系统进行了初步标定,为以后实现目标三维探测,进行了初步的探索。最后完成了仿生复眼成像系统的结构封装和程序封装,实现了实时目标拍摄、同步图像拼接的功能,但体积仅有29.01mm×29.18mm×43.46mm。
熊宇龙[2]（2021）在《复杂曲面的快速交互拾取与测量特征分类算法及应用研究》文中认为随着复杂曲面在汽车、船舶、航空航天等领域的广泛应用,对含有复杂曲面零部件的质量检验成为产品设计制造过程中必不可少的一个阶段。近年来,对零部件进行高效率、高质量的检测需求与日俱增。因此,如何对含有复杂曲面的零部件进行高效且高精度的自动化检测成了迫在眉睫的问题。为了解决上述问题,本文实现了一种复杂曲面的快速交互拾取算法,并研究基于CAD模型的测量特征分类方法。本文的主要研究内容如下:（1）实现了一种复杂曲面的快速交互拾取方法。对导入的CAD模型可沿鼠标路径自由进行的曲面拾取,并保证拾取的准确性和低延时性;（2）提出并实现了一种基于区域生长法的复杂曲面测量特征分类算法。该方法根据线激光扫描测头的测量特性和复杂曲面的形成方式,将曲面分为扫掠方向和扫掠引导线方向,并将与种子曲面有相似特征的相邻曲面进行合并,最终形成符合测量方式的特征类;（3）实现了基于特征的激光线扫描测量路径规划方法。根据特征分类的结果并结合激光线扫描测头的扫描原理和相关约束,计算出每一类中扫描测头在空间中的扫描位置和扫描方向,并将其首尾相连形成最终的扫描路径;（4）提出一种虚实位置统一的方法,将上位机软件中的工件坐标系与现实中机器人末端的坐标系统一起来,并在仿真软件中对路径进行碰撞检测,最终将路径生成机器人可执行文件,并通过实验进行验证。
闫晓燊[3]（2020）在《电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术研究》文中认为气膜冷却孔是提升航空发动机效率、可靠性及耐高温性能的关键,气膜冷却效果受气膜孔轴向、孔径及空间分布等几何特征影响较大。但是,由于叶片的铸造偏差、电火花加工误差等因素,部分气膜孔几何特征存在不达标的情况。因此,如何在涡轮叶片的曲面上,对数量多、孔径小、轴线方向多变的气膜孔进行几何特征测量检测,成为了国产航空发动机制造的重点和难点。为此,本文围绕电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术展开研究,研发基于三维激光点云的检测系统,主要包含传感器标定、检测轨迹规划和点云数据处理三个模块,并通过实际检测实验,验证系统的有效性。以线激光传感器为测量头,五轴机床为运动平台,搭建检测样机,从而实现气膜孔几何特征检测。传感器标定模块,其功能是标定传感器零点位置和光束方向矢量,以实现检测系统多坐标系下的坐标转换。针对传统标定算法中存在的非线性方程组求解难度大、依赖特定标准件以及受初值影响大等问题,研究了基于运动学建模及平面几何约束的标定算法,构建超静定线性方程组,从而实现传感器标定。标定精度为0.012mm,满足测量需求。轨迹规划模块,其功能是规划扫描轨迹,对潜在的硬件碰撞、光束干涉进行检测及规避,从而确定准确、高效、安全的轨迹。针对激光扫描中存在的测量范围小、角度要求严、检测点数多以及硬件碰撞、光束干涉等问题,研究检测方向和坐标分布、基于点云扫描体的碰撞检测及规避、基于点云监测的光束干涉检测、基于检测方向二次规划的光束干涉规避等算法。并通过VERICUT软件进行仿真验证,最终准确、高效及安全地获取点云数据。点云数据处理模块,其功能是通过点云分割、轴向提取、孔径拟合及交点位置计算等方式,确定气膜孔几何特征参数。针对点云提取分割中存在的鲁棒性低等问题,研究基于扫描线拟合残差的分割算法,将三维点云降维为二维扫描线,并借助拟合残差实现目标分割;针对轴向提取中存在的法矢量精度低、点云数量少以及平面拟合误差大等问题,研究基于改进高斯映射变换的轴向提取算法,借助效果评价函数、高斯映射补全以及随机一致性采样,实现轴向提取;针对孔径提取中存在的计算效率低、受初值影响大等问题,研究基于轴向投影的孔径拟合算法,将三维气膜孔径转化为二维圆环直径,并就投影后的噪点滤波,提出基于误差概率统计的变力度迭代滤波算法,从而实现孔径的定性检测;针对气膜孔位置,通过计算轴线与曲面的交点坐标,进而确定气膜孔空间分布。此外,基于仿真点云及电火花小孔加工样件,验证算法的原理可行性及实际操作性。通过气膜孔实际检测实验,验证系统检测效果,分析精度影响因素。基于实测点云,借助Geomagic验证算法精度;通过静态、半动态以及全动态检测实验,对传感器测量精度、叶片装夹误差、平台定位误差进行解耦分析。数据表明,检测系统轴向、位置及孔径检测精度分别为0.405°、0.038mm与0.024mm。从而,为气膜孔轴向及位置的定量检测及孔径的定性预筛检测,提供一种有效可行的技术方案。
王金星[4]（2020）在《逆向工程在人工下肢设计中的应用研究》文中认为由于在现代的制造业中,产品推陈出新的速度有了很大的提升。同时随着社会的发展各种意外事故的发生,导致很多人在事故中有着不同程度的精神创伤以及身体损伤:比如下肢损伤,严重的需要面临截肢才能活命。然而传统的人工下肢制造方法基本上都是通过统一的标准化设计而制造的,从设计到制造周期比较长,并且无法满足人们在心理上深层次的需求。逆向设计是一个基于原有物体模型结构等特征的创新设计或者是改良设计的过程。这种方法不仅保留有原有模型的结构特征,也能够舍弃不合理的部分从而优化产品的功能,同时逆向工程技术还能够提高设计人员的工作效率来缩减产品的开发时间。文章中以逆向工程技术为基础,首先介绍了逆向工程软件-Alias的基础理论以及在设计过程中的应用,接着阐述了逆向工程技术的相关原理和人工下肢与逆向工程设计的关系,以及在逆向设计过程中的数据采集、数据处理以及模型重建等重要技术手段。文章中把逆向工程技术作为产品设计中的一个重要设计手段。将它应用在人体下肢的设计之中,同时逆向工程技术在其他领域也都有着应用,如交通、航天、汽车、电器等行业。希望在今后的社会发展中,逆向工程技术能够在人工下肢设计这个领域有更好的发展,使其具有一定的现实意义和价值。
郭晓忠[5]（2020）在《云平台下的齿轮三维测量关键技术研究》文中提出齿轮传动是现代机器中最常见的传动方式,是传动系统的重要零件,具有传动效率高、承载能力大、传动精确、使用寿命长等特点。随着制造业的发展,现代机械产品对齿轮的精度要求不断提高,齿轮测量理论和方法也持续更新换代。迄今,齿轮测量方法主要有坐标测量法、综合误差测量法和整体误差测量法等,其中坐标测量法和综合误差法较为常见,代表仪器为齿轮测量中心、单啮仪和双啮仪。随着激光测量技术的发展,齿轮光学测量发展取得了突破,激光三角测量原理及其传感器逐步应用到齿轮测量领域,与传统测量方法相比,齿轮光学测量速度快,能够获取齿面全部几何信息,齿轮点云测量成为新兴的测量方式。齿轮光学测量在国内外均处于理论研究和科研试验阶段,还未有相应的测量标准和操作规范,没有成熟的工业产品,只能作为传统测量方式的补充,大量基础理论和工程技术需要解决。近年来,齿轮测量领域的信息化程度有了较大的发展,“工业4.0”掀起了全球制造业转型,云计算、大数据、机器学习以及人工智能的快速发展为此次制造业革命注入了新的动力并开拓了新的领域。齿轮测量领域目前的信息化程度低,数据分散且利用率低,目前国内外还未有针对齿轮测量领域的测量云平台。本文通过理论和技术创新,以研究齿轮三维测量理论为基础,构建齿轮三维测量装置,并将其深度融合到齿轮测量云计算平台中,提出齿面三维误差计算方法;研究并制订齿轮全生命周期数据交互格式标准,促进齿轮设计、制造、测量和在役阶段的数据交互。本文主要研究内容如下:（1）根据齿轮三维测量理论,提出了齿轮三维测量数据预处理原理和误差计算方法。提出了基于结构光传感器的齿轮三维测量原理,分析了结构光传感器对齿轮测量的过程和缺陷;提出了齿轮三维点云数据预处理流程,主要包括基础坐标转换、齿轮数据拼接、重采样、分片、滤波、去除孔洞等操作,研究了二维高斯滤波等多种方法对点云数据的滤波作用和效果;通过提取圆柱齿面啮合迹线建立了齿距和齿向误差计算模型,沿齿廓方向扩展齿廓误差计值范围建立了齿廓误差计算模型,构建了齿轮三维点云测量方法和坐标测量方法的比对方法;研究了齿面三维点云误差的统计学方法,提出了圆柱齿轮齿面点云误差的统计学分布规律;研究了齿轮三维表面形貌的计算理论和方法。该项研究为齿轮三维测量提供了理论基础。（2）基于高精度气浮转台和线结构光传感器构建了齿轮三维点云测量装置。根据精密气浮转台和线结构光传感器的几何特点和相对运动规律,建立了齿轮三维测量系统标定模型,提出了基于局部样本椭圆拟合的线结构光传感器标定方法。该方法使用了带约束的椭圆局部几何样本拟合方法,即基于代数距离和几何距离的双重最小二乘的迭代方法,解决了传感器标定过程中的关键数学问题。分析了齿轮三维测量的速度和点云数据量的影响因素。设计和开发了“Measure Flow”的测试测量实施流程框架,基于通用框架开发了点云测量软件。（3）研究了基于微服务技术的分布式齿轮测量云平台系统。本文首先提出了“齿轮云测量”的概念,建立和完善了云测量的构建理论和技术体系;研究了基于微服务的分布式系统在工业云计算领域的应用,提出了工业设备计算机系统与分布式系统的对接和改造方法;研究了测量云平台的指令和数据通信问题,提出了多协议融合通信机制;基于Spring Boot开发了分布式齿轮测量云平台,集成了齿轮测量基础设施（高精度气浮转台）和现有的齿轮测量仪器（齿轮双啮测量仪、齿轮三维点云测量系统、齿轮单啮仪等）,融合异构齿轮测量数据,对齿轮进行综合测量分析;（4）研究了齿轮测量数据交互接口标准。为解决齿轮设计、制造、测量和在役等各个阶段的数据交互过程中存在的格式繁杂和缺乏自动化工具的问题,提出了基于XML语言的可扩展齿轮描述语言的齿轮测量数据交互接口标准,建立了可分发、可扩展的Schema文档体系,提供了跨平台和多语言自动化交互工具。集成齿轮测量数据交互接口标准和工具,使用测量云平台与外部系统进行数据交互。验证了云平台和齿轮测量数据交互接口标准体系的正确性。（5）研发构建了完整的实验装置和方案,综合验证了以上研究内容。选取常用的汽车变速箱直齿圆柱齿轮进行测量,按照前述的点云数据预处理方法数据处理后分析计算了齿轮误差,误差计算结果与传统测量方式比对验证了测量装置和数据处理方法的正确性;开发了齿轮测量云平台,综合测试和验证了云平台测量流程和稳定性;设计了基于齿轮数据交互格式标准的齿轮数据传输实验,验证了数据转换接口的正确性。
韩冬辰[6]（2020）在《面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略研究》文中研究表明建筑信息模型（BIM）正在引发从建筑师个人到建筑行业的全面转型,然而建筑业并未发生如同制造业般的信息化乃至智能化变革。本文以BIM应用调研为出发点,以寻找限制BIM生产力发挥的问题根源。调研的众多反馈均指向各参与方因反映建筑“物理”的基础信息不统一而分别按需创建模型所导致的BIM模型“林立”现状。结合行业转型的背景梳理与深入剖析,可以发现是现有BIM体系在信息化和智能化转型问题上的直接表现:1)BIM无法解决跨阶段和广义的建筑“信息孤岛”;2)BIM无法满足建筑信息的准确、全面和及时的高标准信息要求。这两个深层问题均指向现有BIM体系因建成信息理论和逆向信息化技术的缺位而造成“信息-物理”不交互这一问题根源。建成信息作为建筑物理实体现实状态的真实反映,是未来数字孪生建筑所关注而现阶段BIM所忽视的重点。针对上述问题根源,研究对现有BIM体系进行了理论和技术层面的缺陷分析,并结合数字孪生和逆向工程等制造业理论与技术,提出了本文的解决方案——拓展现有BIM体系来建构面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略。研究内容如下:1)本文基于建筑业的BIM应用调研和转型背景梳理,具体分析了针对建成信息理论和逆向信息化技术的现有BIM体系缺陷,并制定了相应的“信息-物理”交互策略;2)本文从建筑数字化定义、信息分类与描述、建筑信息系统出发,建构了包含BIM建成模型、“对象-属性”分类与多维度描述方法、建筑“信息-物理”交互系统在内的建成信息理论;3)本文依托大量案例的BIM结合建筑逆向工程的技术实践,通过实施流程和实验算法的开发建构了面向图形类建成信息的“感知-分析-决策”逆向信息化技术。研究的创新性成果如下:1)通过建筑学和建筑师的视角创新梳理了现有BIM体系缺陷并揭示“信息-物理”不交互的问题根源;2)通过建成信息的理论创新扩大了建筑信息的认知范畴并丰富了数字建筑的理论内涵;3)通过逆向信息化的技术创新开发了建成信息的逆向获取和模型创建的实验性流程与算法。BIM建成模型作为“信息-物理”交互策略的实施成果和能反映建筑“物理”的信息源,将成为其它模型的协同基础而解决BIM模型“林立”。本文聚焦“物理”建成信息的理论和技术研究将成为未来探索数字孪生建筑的基础和起点。
黄光灿[7]（2020）在《辊筒模具直线度与圆度在位测量技术研究》文中指出应用辊筒模压技术加工的微结构功能表面近年来已广泛应用于液晶显示器、太阳能电池等产品中。辊筒模具是辊筒模压机床的关键零部件,它的表面微结构精度决定着辊筒模压机床加工的微结构功能表面的精度和品质。高精度辊筒模具加工离不开高精度的测量。由于辊筒模具一般质量大,不便于离线测量,而在位测量时,机床导轨的直线度误差和主轴回转误差又会影响到测量精度,所以需要采用误差分离方法进行在位测量,辊筒模具形状在位测量技术是辊筒模具实现高精度加工的关键技术。为了更好的提高测量效率、测量精度以及降低测量成本。本文基于逐次两点法、多测头误差分离法和平行三点法误差分离方法开发新的测量系统对辊筒模具直线度和圆度进行高精度在位测量。该测量系统利用柔性铰链的极高分辨率和重复性以及音圈电机的高频率响应特性以实现多测头扫描测量功能。通过所研究的测量方法和测量系统开展了辊筒模具直线度和圆度在位测量实验,验证了所研究方法的有效性。论文的主要研究工作包括:首先,分析现有辊筒模具在位测量技术的误差分离方法。对逐次两点法和多测头误差分离方法测量辊筒模具直线度的原理进行分析,提出了单测头剪切扫描测量方法。分析研究平行三点法测量辊筒模具圆度的原理,进而提出了单测头平行三点法。其次,设计并搭建了在位测量平台。设计了以柔性铰链和音圈电机组成的剪切平台。同时,设计了测量平台控制系统,实现对测量平台的整体控制。针对所研究的在位测量方法和设计的测量平台,分析测量误差来源。应用MATLAB编程仿真分析各类误差对直线度和圆度测量造成的影响,验证了整个测量系统的可行性。最后,通过调试优化测量系统,开展辊筒模具在位测量实验,测量了直线度和圆度的误差及重复性误差。通过直接扫描测量方法测量辊筒模具直线度和圆度实验以及通过测量自由曲面工件实验,验证了本文研究的测量方法和测量系统能实现高精度在位测量。
毛喆[8]（2020）在《飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究》文中进行了进一步梳理数字化测量技术集成于飞机装配是实现飞机全数字量、高精度、高效率装配过程的关键技术之一。数字化测量技术目前已广泛应用于飞机装配中,但鉴于装配环节多、协调性复杂等因素,两者之间的融合度较低,应用效果逊于预期。为此,本文以飞机装配过程中的现实需求为出发点,展开飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究。全文研究内容如下:（1）构建了装配几何特征三维测量模型。分析了飞机装配过程中的关键测量特征,并将其向下分解为具备可测性的装配几何特征,研究了待测特征与测量设备的适配性,提出了测量信息快速提取和标注方法。（2）提出了零部件装配关系匹配方法。研究了零部件待测特征的表达形式,将其转化为数据库可存储的模式,并作为装配关系匹配依据,开发了法向匹配法、重叠性匹配法和包围盒匹配法等装配关系匹配算法,结合静电场理论实现曲面装配关系的精确匹配。（3）研究了大尺寸零部件测量点差异性规划方法。构建了精确表达待测特征的参数模型,基于参数模型提出了融合测量不确定度和曲率特性的布点方法,建立了完整、高效的测量点规划策略。（4）在上述研究的基础上,基于CAA技术开发了三维测量模型快速构建系统,并以翼盒实验件为应用对象,验证了该系统的有效性。
田清廉[9]（2020）在《面向实测模型的几何特征识别与重构技术研究》文中指出为提高飞机装配精度和质量,以实测点云数据逆向重构的实测模型取代传统理论模型的飞机虚拟装配分析技术正在成为一种趋势。然而飞机零部件复杂多样,现有逆向工程软件的实测模型重构工作量大、效率低,极大地影响飞机虚拟装配分析周期。为此,本文研究了面向实测模型的几何特征识别与重构技术,提出了一种基于重构模板的几何特征识别和重构策略。本文的主要研究内容如下:（1）分析飞机装配零部件理论模型的几何特征,介绍了基于重构模板的几何特征识别与重构策略,并研究了各类几何特征重构模板的构建方法,为实现几何特征的自动识别与重构提供依据。（2）研究了基于重构模板的大规模散乱点云数据预处理方法。通过空间栅格法建立点云拓扑关系,实现点云k近邻快速搜索,并在此基础上计算点云法向量和曲率信息,再通过几何特征重构模板对点云数据粗分割。（3）研究了粗分割点云的几何特征识别与重构方法。圆孔特征根据点云k近邻分布、欧氏聚类和椭圆拟合法识别边界特征点,然后投影特征点到支持面上拟合圆。蒙皮边界曲线根据重构模板的法平面集合提取边缘特征点,之后拟合B样条曲线。曲面特征采用基于面的区域生长方法分割点云,由重构模板确定分割种子点和初始曲面分割参数,最后分别拟合规则曲面和自由曲面。在上述研究的基础上,本文开发了面向实测模型的几何特征识别与重构软件,基于该软件的重构实例验证了本文理论方法的正确性和实用性。
王向飞[10]（2020）在《基于点云数据的复杂曲面重构和焊缝打磨轨迹规划》文中研究说明机器人打磨由于具有适应性强,自由度高,加工灵活等优点,逐渐取代了手工打磨。目前机器人打磨轨迹规划主要采用人工示教和离线编程的方法,这些方法所生成的轨迹主要依据的是理论模型。由于理论模型和实际模型尺寸存在一定差异性,因此基于理论模型的轨迹无法考虑同批次零件形状的微小差异。本文针对复杂曲面的焊缝余高打磨的轨迹规划问题,通过对扫描零件表面的点云数据滤波,分割,曲面重构,实现待打磨焊缝区自动识别和机器人打磨轨迹生成,提高机器人打磨自动化程度及效率。搭建基于点云数据的机器人焊缝自动打磨系统。包括机器人系统,打磨系统,数据采集系统和数据分析系统。开发不同系统间的通信接口,实现了系统集成和点云数据同步采集。为了确定扫描仪坐标和机器人坐标之间的关系,开展机器人和扫描仪手眼标定实验,确定了手眼矩阵中的旋转矩阵和平移向量。研究了油箱焊缝的点云数据采集和高效处理算法。采用编码的八叉树进行邻居点快速检索,采用统计剔除和边界扩展方法去除离群点。通过加权最小二乘法对点云数据进行滤波,降噪。为了实现点云数据的分割,采用主成分分析的方法计算曲面的法向量,通过高斯线检测的方法识别点云数据的分割线。对于分割的区域内部,采用连续变换的方法进行填充。基于连续变换,同时获得填充后点的参数坐标,实现点云数据的精简。开展了油箱焊缝曲面重构的方面的研究。采用B样条模型建立焊缝曲面的参数方程;借助最小二乘法求解曲面方程的控制点;利用梯度下降方法优化方程的节点向量。为了提高模型的精度,提出了一种自洽拟合的方法,交替求解控制点和优化节点向量,来减小拟合误差。通过对焊缝特征的提取,并将焊缝中心线叠加到曲面,实现模型的快速重构。最后,基于模型重构的研究成果,开发出了焊缝打磨轨迹规划的软件系统。该软件系统能够自动完成点云数据的读取,预处理,分割,焊缝特征提取和曲面重构等功能。根据生成的曲面模型和焊缝特征,采用基于曲率的轨迹插补方法,可以将打磨轨迹转化成ABB机器人可以直接执行的RAPID程序。通过对油箱焊缝打磨工艺验证试验,说明该软件系统可以现扫描-模型重构-轨迹规划的全过程,具有很高的应用价值。
二、自由曲面非接触测量技术的研究(英文)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自由曲面非接触测量技术的研究(英文)（论文提纲范文）
（1）多焦距仿生复眼成像系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 仿生复眼系统的国内外研究状况 |
| 1.2.1 仿生复眼系统的发展状况 |
| 1.2.2 复眼制备工艺的研究状况 |
| 1.3 论文主要研究内容和结构 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 论文结构 |
| 第二章 仿生复眼成像系统的多焦距结构设计研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 生物复眼的结构功能与视觉特性 |
| 2.2.1 生物复眼的结构功能及分类 |
| 2.2.2 生物复眼的成像特性 |
| 2.3 仿生复眼系统的成像结构设计 |
| 2.3.1 仿生复眼成像系统结构设计方案及可行性分析 |
| 2.3.2 多焦距复眼透镜的设计 |
| 2.3.3 复眼透镜与图像传感器的匹配 |
| 2.3.4 仿生复眼成像系统的实用化难点分析 |
| 2.4 成像结构的像差分析 |
| 2.4.1 像差理论 |
| 2.4.2 像质评价 |
| 2.5 复眼透镜的性能表征方法 |
| 2.5.1 复眼的焦距 |
| 2.5.2 复眼的焦平面光强分布 |
| 2.5.3 复眼的视场角测试 |
| 2.5.4 光学性能测试平台 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于非接触式热压的多焦距子眼制备工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚合物成型流变机理简述 |
| 3.2.1 聚合物的温度依赖性 |
| 3.2.2 聚合物的时间依赖性 |
| 3.2.3 时温等效原理 |
| 3.3 非接触式热压的制备工艺研究 |
| 3.3.1 工艺过程分析 |
| 3.3.2 实验路线 |
| 3.3.3 实验设备 |
| 3.4 非接触式热压制备多焦距子眼 |
| 3.4.1 热塑性聚合物材料特性分析 |
| 3.4.2 不同直径的等高复眼透镜制备 |
| 3.4.3 结果与讨论 |
| 3.5 带有光阑的复眼透镜制备 |
| 3.5.1 lift-off法制备光阑集成式的复眼透镜 |
| 3.5.2 蒸镀转印法制备光阑集成式的复眼透镜 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多焦距仿生复眼成像系统的制备及表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 精确可控的曲面转移复制成型技术研究 |
| 4.2.1 直接热塑变形技术 |
| 4.2.2 转模弹性形变技术 |
| 4.2.3 基于弹性模具的球壳透镜热压制备 |
| 4.3 多焦距仿生复眼成像系统的制备 |
| 4.3.1 成像系统的参数确定 |
| 4.3.2 成像系统的制备 |
| 4.4 多焦距仿生复眼成像系统的表征 |
| 4.4.1 多焦距曲面复眼表征 |
| 4.4.2 多焦距仿生复眼成像系统的表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 仿生复眼成像系统的拼接算法研究与封装 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿生复眼成像系统的标定 |
| 5.2.1 小孔成像模型 |
| 5.2.2 张正友标定法 |
| 5.2.3 复眼成像系统的标定 |
| 5.3 仿生复眼成像系统的拼接算法 |
| 5.3.1 几种常用的图像提取方法介绍 |
| 5.3.2 SIFT算法的不变性 |
| 5.3.3 基于SIFT特征提取的优化拼接算法 |
| 5.4 仿生复眼成像系统的封装 |
| 5.4.1 复眼成像系统的结构封装 |
| 5.4.2 复眼成像系统的程序封装 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要研究内容 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 不足之处与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）复杂曲面的快速交互拾取与测量特征分类算法及应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景和研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 基础原理简介 |
| 2.1 本章介绍 |
| 2.2 激光线扫描测头 |
| 2.2.1 激光扫描测头测量原理 |
| 2.2.2 激光扫描测头模型 |
| 2.3 复杂曲面构造方法 |
| 2.3.1 拟合法 |
| 2.3.2 蒙皮法 |
| 2.3.3 扫掠法 |
| 2.4 参数曲面简介 |
| 2.5 等参线自适应采样原理简介 |
| 2.5.1 常见曲线采样算法 |
| 2.5.2 基于全局挠率的采样 |
| 2.5.3 基于全局曲率的采样 |
| 2.5.4 本文采用的采样算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 快速交互拾取 |
| 3.1 本章介绍 |
| 3.2 单点拾取原理 |
| 3.2.1 单点拾取算法概述 |
| 3.2.2 基于射线-物体相交测试的改进方法 |
| 3.2.3 基于SAH方法的BVH结构 |
| 3.3 快速交互拾取 |
| 3.3.1 画刷拾取 |
| 3.3.2 画刷拾取优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 测量特征分类算法 |
| 4.1 本章介绍 |
| 4.2 测量特征定义 |
| 4.3 几何实体的预处理 |
| 4.3.1 单个曲面的预处理 |
| 4.3.2 曲面间的拓扑关系构建 |
| 4.4 基于区域生长法的测量特征分类方法 |
| 4.4.1 种子曲面的选取 |
| 4.4.2 延伸方向曲面合并方法 |
| 4.4.3 并行方向曲面合并方法 |
| 4.5 分类算法的改进 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 扫描路径规划 |
| 5.1 本章介绍 |
| 5.2 等参线的计算与裁剪 |
| 5.2.1 等参线的计算 |
| 5.2.2 等参线的裁剪 |
| 5.3 虚拟采样点的获取 |
| 5.4 线激光扫描测头位姿计算 |
| 5.4.1 线激光扫描测头的位置计算 |
| 5.4.2 线激光扫描测头的姿态计算 |
| 5.5 扫描路径生成 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 仿真及实验结果 |
| 6.1 本章介绍 |
| 6.2 路径仿真 |
| 6.2.1 仿真平台介绍 |
| 6.2.2 坐标系的统一 |
| 6.2.3 机器人可执行文件介绍 |
| 6.2.4 碰撞检测 |
| 6.2.5 仿真结果 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结及展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 气膜冷却孔原理及电火花加工工艺 |
| 1.1.2 气膜冷却孔几何特征检测指标 |
| 1.1.3 气膜冷却孔几何特征检测难点及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气膜孔孔径检测研究现状 |
| 1.2.2 气膜孔位置度、轴线方向检测研究现状 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 本文研究目标及内容 |
| 第二章 检测平台线激光传感器标定算法研究 |
| 2.1 检测平台相关背景 |
| 2.1.1 检测平台硬件组成 |
| 2.1.2 检测平台测量原理 |
| 2.1.3 检测平台标定背景 |
| 2.2 基于运动学建模及平面几何约束的传感器标定算法 |
| 2.2.1 标定算法整体技术路线 |
| 2.2.2 标定算法运动学建模 |
| 2.2.3 标定算法平面几何约束 |
| 2.3 标定实验步骤及精度验证 |
| 2.3.1 标定实验步骤 |
| 2.3.2 标定精度验证及误差分析 |
| 2.4 标定自动化程序开发 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 检测平台扫描路径规划研究 |
| 3.1 扫描轨迹规划角度分析 |
| 3.1.1 扫描轨迹基本定义 |
| 3.1.2 准确性 |
| 3.1.3 高效性 |
| 3.1.4 安全性 |
| 3.2 初始检测轨迹规划 |
| 3.2.1 截面型线构造 |
| 3.2.2 工件检测点集确定 |
| 3.2.3 测头轨迹点集确定及G代码变换推导 |
| 3.3 硬件碰撞和光束干涉检测算法研究 |
| 3.3.1 硬件碰撞检测算法研究 |
| 3.3.2 光束干涉检测算法研究 |
| 3.4 硬件碰撞和光束干涉规避算法研究 |
| 3.4.1 硬件碰撞规避算法研究 |
| 3.4.2 光束干涉规避算法研究 |
| 3.5 规划轨迹VERICUT实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 检测平台气膜孔激光点云数据处理算法研究 |
| 4.1 气膜孔目标点云分割算法研究 |
| 4.1.1 目标点云分割算法研究现状 |
| 4.1.2 基于扫描线拟合残差的目标点云分割算法技术思路 |
| 4.1.3 目标点云分割算法步骤 |
| 4.2 基于点云数据的气膜孔轴线方向提取算法研究 |
| 4.2.1 基于改进高斯映射变换的轴线方向提取算法 |
| 4.2.2 基于提取效果评价函数的法矢量求解精度提升算法 |
| 4.2.3 基于误差敏感方向的高斯映射变换补全算法 |
| 4.2.4 RANSAC随机抽样一致性平面拟合算法 |
| 4.3 基于点云数据的气膜孔孔径大小提取算法研究 |
| 4.3.1 基于轴向投影的气膜孔孔径提取算法技术思路 |
| 4.3.2 点云数据轴向投影变换推导 |
| 4.3.3 基于误差概率统计的变力度迭代滤波算法 |
| 4.4 基于点云数据的气膜孔空间位置提取算法研究 |
| 4.4.1 基于轴线位置与曲面拟合的气膜孔空间位置提取算法技术思路 |
| 4.4.2 气膜孔轴线空间位置确定 |
| 4.4.3 涡轮叶片二次曲面拟合 |
| 4.5 气膜孔点云数据特征参数提取算法实验验证 |
| 4.5.1 原理可行性验证 |
| 4.5.2 实际操作性验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 电火花加工气膜孔几何特征检测实验 |
| 5.1 涡轮叶片气膜孔电火花加工 |
| 5.1.1 气膜孔电火花加工机床及相关参数设置 |
| 5.1.2 气膜孔电火花加工工艺过程 |
| 5.2 检测平台实验验证 |
| 5.2.1 静态检测实验 |
| 5.2.2 半动态检测实验 |
| 5.2.3 全动态检测实验 |
| 5.2.4 点云处理算法精度对比实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（4）逆向工程在人工下肢设计中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 逆向工程技术的发展趋势 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第2章 人工下肢逆向设计的相关理论研究 |
| 2.1 逆向工程技术阐释 |
| 2.1.1 逆向工程技术的概念 |
| 2.1.2 逆向工程技术的应用领域 |
| 2.1.3 常用的逆向工程技术软件 |
| 2.1.4 逆向工程技术的应用 |
| 2.2 逆向工程设计的基本流程 |
| 2.2.1 正向工程设计的基本流程 |
| 2.2.2 逆向工程设计的基本流程 |
| 2.3 逆向工程设计的系统组成 |
| 2.3.1 测量三维模型的硬件组成 |
| 2.3.2 逆向工程设计的软件组成 |
| 2.4 测量设备的工作原理 |
| 2.4.1 接触式测量法 |
| 2.4.2 非接触式测量法 |
| 2.4.3 影响数据测量的因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 逆向设计的数据处理技术分析 |
| 3.1 点云基本内容概括 |
| 3.1.1 点云概念 |
| 3.1.2 点云的存储格式 |
| 3.2 点云数据处理流程 |
| 3.2.1 数据精简 |
| 3.2.2 去除噪点 |
| 3.2.3 数据分割 |
| 3.3 曲面重构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于逆向工程技术的人工下肢设计应用 |
| 4.1 人工下肢逆向设计的前期研究 |
| 4.1.1 人工下肢基本介绍 |
| 4.1.2 人工下肢的分类 |
| 4.2 人工下肢逆向设计流程 |
| 4.3 逆向设计过程 |
| 4.3.1 点云数据采集 |
| 4.3.2 点云数据处理 |
| 4.3.3 曲面分割 |
| 4.3.4 曲面重构 |
| 4.3.5 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（5）云平台下的齿轮三维测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 齿轮三维测量研究现状 |
| 1.2.1 齿轮三维点云测量研究现状 |
| 1.2.2 齿轮三维点云数据预处理现状 |
| 1.2.3 齿轮三维点云重构现状 |
| 1.2.4 基于三维点云数据的齿轮精度评定 |
| 1.3 齿轮测量云计算平台研究现状 |
| 1.4 齿轮数据交互格式标准 |
| 1.5 课题来源和主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 课题主要研究内容 |
| 第2章 齿轮三维测量原理 |
| 2.1 齿轮三维测量原理 |
| 2.1.1 圆柱齿轮模型 |
| 2.1.2 结构光传感器原理 |
| 2.1.3 齿轮三维测量模型 |
| 2.1.4 齿轮三维测量系统标定 |
| 2.2 齿面三维数据预处理 |
| 2.2.1 三维点云拼接 |
| 2.2.2 三维点云数据分片 |
| 2.2.3 三维点云数据重采样 |
| 2.2.4 三维点云孔洞修复 |
| 2.2.5 三维点云滤波 |
| 2.3 齿轮三维误差计算 |
| 2.3.1 基于特征线的点云三维误差计算 |
| 2.3.2 齿面三维误差 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 齿轮三维测量系统研究 |
| 3.1 机械结构 |
| 3.1.1 高精度气浮转台 |
| 3.1.2 线结构光传感器 |
| 3.1.3 标定用圆柱标准件 |
| 3.2 测量控制系统 |
| 3.2.1 测量装置电气系统 |
| 3.2.2 传感器触发采样模式 |
| 3.2.3 点云测量能力分析 |
| 3.3 齿轮三维点云测量软件研发 |
| 3.3.1 Measure Flow测控软件框架 |
| 3.3.2 齿轮点云测量软件开发 |
| 3.3.3 基于CUDA的点云处理实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 齿轮测量云计算平台研究 |
| 4.1 齿轮云测量 |
| 4.2 分布式齿轮测量云平台 |
| 4.2.1 测量云平台 |
| 4.2.2 基于微服务的分布式云测量架构 |
| 4.2.3 MQTT物联网传输协议 |
| 4.3 齿轮云测量系统研发 |
| 4.4 测量系统云平台改造策略 |
| 4.4.1 局部修改策略 |
| 4.4.2 业务剥离策略 |
| 4.4.3 数据解耦策略 |
| 4.4.4 控制注入策略 |
| 4.5 齿轮测量云平台开发 |
| 4.5.1 转台测量云平台 |
| 4.5.2 齿轮双啮测量云平台 |
| 4.5.3 齿轮三维测量云平台 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 齿轮测量数据格式标准 |
| 5.1 可扩展标记语言XML |
| 5.2 可扩展齿轮描述语言 |
| 5.2.1 技术规范 |
| 5.2.2 分类标准 |
| 5.2.3 实例文档 |
| 5.3 齿轮数据转换接口 |
| 5.4 齿轮数据接口标准应用 |
| 5.4.1 齿轮三维点云数据格式 |
| 5.4.2 齿轮传动误差数据格式 |
| 5.4.3 齿轮双啮测量数据格式 |
| 5.5 齿轮数据接口标准应用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 试验验证 |
| 6.1 实验材料和设备 |
| 6.1.1 被测齿轮 |
| 6.1.2 齿轮测量中心P26 |
| 6.1.3 DF100小模数齿轮双面啮合测量仪 |
| 6.2 测量实验 |
| 6.2.1 三维测量系统标定实验 |
| 6.2.2 三维测量过程分析 |
| 6.2.3 三维齿轮测量及误差计算 |
| 6.3 云平台下的齿轮测量综合实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 BIM技术对建筑业及建筑师的意义 |
| 1.1.2 “信息-物理”不交互的问题现状 |
| 1.1.3 聚焦“物理”的数字孪生建筑启示 |
| 1.2 研究综述 |
| 1.2.1 数字孪生建筑的相关研究 |
| 1.2.2 反映“物理”的建成信息理论研究 |
| 1.2.3 由“物理”到“信息”的逆向信息化技术研究 |
| 1.2.4 研究综述存在的问题总结 |
| 1.3 研究内容、方法和框架 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究框架 |
| 第2章 BIM缺陷分析与“信息-物理”交互策略制定 |
| 2.1 现有BIM体系无法满足建筑业的转型要求 |
| 2.1.1 信息化转型对建筑协同的要求 |
| 2.1.2 智能化转型对高标准信息的要求 |
| 2.1.3 面向数字孪生建筑拓展现有BIM体系的必要性 |
| 2.2 针对建成信息理论的BIM缺陷分析与交互策略制定 |
| 2.2.1 现有BIM体系缺少承载建成信息的建筑数字化定义 |
| 2.2.2 现有BIM体系缺少认知建成信息的分类与描述方法 |
| 2.2.3 现有BIM体系缺少适配建成信息的建筑信息系统 |
| 2.2.4 针对建成信息理论的“信息-物理”交互策略制定 |
| 2.3 针对逆向信息化技术的BIM缺陷分析与交互策略制定 |
| 2.3.1 建筑逆向工程技术的发展 |
| 2.3.2 建筑逆向工程技术的分类 |
| 2.3.3 BIM结合逆向工程的技术策略若干问题 |
| 2.3.4 针对逆向信息化技术的“信息-物理”交互策略制定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 “信息-物理”交互策略的建成信息理论 |
| 3.1 建成信息的建筑数字化定义拓展 |
| 3.1.1 BIM建成模型的概念定义 |
| 3.1.2 BIM建成模型的数据标准 |
| 3.2 建成信息的分类与描述方法建立 |
| 3.2.1 “对象-属性”建成信息分类方法 |
| 3.2.2 建筑对象与属性分类体系 |
| 3.2.3 多维度建成信息描述方法 |
| 3.2.4 建成信息的静态和动态描述规则 |
| 3.3 建成信息的建筑信息系统构想 |
| 3.3.1 交互系统的概念定义 |
| 3.3.2 交互系统的系统结构 |
| 3.3.3 交互系统的算法化构想 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 “信息-物理”交互策略的感知技术:信息逆向获取 |
| 4.1 建筑逆向工程技术的激光技术应用方法 |
| 4.1.1 激光技术的定义、原理与流程 |
| 4.1.2 面向场地环境和建筑整体的激光技术应用方法 |
| 4.1.3 面向室内空间的激光技术应用方法 |
| 4.1.4 面向模型和构件的激光技术应用方法 |
| 4.2 建筑逆向工程技术的图像技术应用方法 |
| 4.2.1 图像技术的定义、原理与流程 |
| 4.2.2 面向场地环境和建筑整体的图像技术应用方法 |
| 4.2.3 面向室内空间的图像技术应用方法 |
| 4.2.4 面向模型和构件的图像技术应用方法 |
| 4.3 趋近激光技术精度的图像技术应用方法研究 |
| 4.3.1 激光与图像技术的应用领域与技术对比 |
| 4.3.2 面向室内改造的图像技术精度探究实验设计 |
| 4.3.3 基于空间和构件尺寸的激光与图像精度对比分析 |
| 4.3.4 适宜精度需求的图像技术应用策略总结 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 “信息-物理”交互策略的分析技术:信息物理比对 |
| 5.1 信息物理比对的流程步骤和算法原理 |
| 5.1.1 基于产品检测软件的案例应用与分析 |
| 5.1.2 信息物理比对的流程步骤 |
| 5.1.3 信息物理比对的算法原理 |
| 5.2 面向小型建筑项目的直接法和剖切法算法开发 |
| 5.2.1 案例介绍与研究策略 |
| 5.2.2 针对线型构件的算法开发 |
| 5.2.3 针对面型构件的算法开发 |
| 5.3 面向曲面实体模型的微分法算法开发 |
| 5.3.1 案例介绍与研究策略 |
| 5.3.2 针对曲面形态的微分法算法开发 |
| 5.3.3 形变偏差分析与结果输出 |
| 5.4 面向传统民居立面颜色的信息物理比对方法 |
| 5.4.1 案例介绍与研究策略 |
| 5.4.2 颜色部分设计与建成信息的获取过程 |
| 5.4.3 颜色部分设计与建成信息的差值比对分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 “信息-物理”交互策略的决策技术:信息模型修正 |
| 6.1 BIM建成模型创建的决策策略制定 |
| 6.1.1 行业生产模式决定建成信息的模型创建策略 |
| 6.1.2 基于形变偏差控制的信息模型修正决策 |
| 6.1.3 建筑“信息-物理”形变偏差控制原则 |
| 6.2 基于BIM设计模型修正的决策技术实施 |
| 6.2.1 BIM设计模型的设计信息继承 |
| 6.2.2 BIM设计模型的设计信息替换 |
| 6.2.3 BIM设计模型的设计信息添加与删除 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与数字孪生建筑展望 |
| 7.1 “信息-物理”交互策略的研究结论 |
| 7.1.1 研究的主要结论 |
| 7.1.2 研究的创新点 |
| 7.1.3 研究尚存的问题 |
| 7.2 数字孪生建筑的未来展望 |
| 7.2.1 建筑数字孪生体的概念定义 |
| 7.2.2 建筑数字孪生体的生成逻辑 |
| 7.2.3 数字孪生建筑的实现技术 |
| 7.2.4 融合系统的支撑技术构想 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 建筑业BIM技术应用调研报告(摘选) |
| 附录 B “对象-属性”建筑信息分类与编码条目(局部) |
| 附录 C 基于Dynamo和 Python开发的可视化算法(局部) |
| 附录 D 本文涉及的建筑实践项目汇总(图示) |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）辊筒模具直线度与圆度在位测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及背景意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2 测量直线度与圆度误差分离技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究的思路和主要内容 |
| 第二章 测量辊筒模具直线度和圆度方法原理分析 |
| 2.1 单测头剪切扫描测量方法 |
| 2.1.1 逐次两点法 |
| 2.1.2 多测头扫描测量方法 |
| 2.1.3 单测头剪切扫描测量方法 |
| 2.2 单测头平行三点法 |
| 2.2.1 平行三测头扫描辊筒圆度测量方法 |
| 2.2.2 单测头平行三点法扫描圆度测量方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 测量平台的设计与搭建 |
| 3.1 剪切平台的设计与搭建 |
| 3.1.1 柔性铰链的结构设计及优化 |
| 3.1.2 柔性铰链结构仿真分析 |
| 3.1.3 音圈电机的选择与搭建 |
| 3.1.4 光谱共焦传感器 |
| 3.2 测量平台控制系统的设计 |
| 3.2.1 剪切平台控制系统的硬件设计 |
| 3.2.2 测量平台控制系统上位机软件设计 |
| 3.3 测量系统的整体设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 辊筒模具直线度与圆度测量系统误差分析 |
| 4.1 误差噪声对测量辊筒模具直线度的影响 |
| 4.1.1 辊筒机床导轨定位精度误差影响 |
| 4.1.2 剪切平台定位精度误差的影响 |
| 4.1.3 剪切平台偏摆角的影响 |
| 4.1.4 环境噪声的影响 |
| 4.1.5 整体误差噪声的叠加影响 |
| 4.2 误差噪声对测量辊筒模具圆度的影响 |
| 4.2.1 C轴角度摆动误差的影响 |
| 4.2.2 剪切平台定位精度误差的影响 |
| 4.2.3 调零误差的影响 |
| 4.2.4 环境噪声的影响 |
| 4.2.5 整体误差噪声的叠加影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 辊筒模具直线度和圆度在位测量实验 |
| 5.1 实验设备的验证与调试优化 |
| 5.1.1 柔性铰链加工结果验证分析 |
| 5.1.2 测量平台控制系统的调试优化 |
| 5.1.3 剪切平台的定位精度和重复定位精度补偿 |
| 5.1.4 剪切平台直线度和重复性测试 |
| 5.1.5 光谱共焦传感器的调试优化 |
| 5.2 辊筒模具直线度在位测量实验 |
| 5.2.1 实验准备 |
| 5.2.2 单测头剪切扫描测量直线度轮廓 |
| 5.3 辊筒模具圆度在位测量实验 |
| 5.3.1 实验准备 |
| 5.3.2 单测头平行三点法扫描测量圆度轮廓 |
| 5.4 实验的验证与分析 |
| 5.4.1 单测头直接扫描测量辊筒模具直线度轮廓 |
| 5.4.2 单测头直接扫描测量辊筒模具圆度轮廓 |
| 5.4.3 单测头剪切扫描测量自由曲面轮廓 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 数字化测量国内外应用现状 |
| 1.2.2 测量点规划国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 第二章 装配几何特征三维测量模型定义 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 测量模型定义总体路线 |
| 2.3 测量信息规划 |
| 2.3.1 装配几何特征梳理 |
| 2.3.2 待测特征提取及命名 |
| 2.3.2.1 待测特征提取 |
| 2.3.2.2 待测特征命名 |
| 2.3.3 待测特征与测量设备适配 |
| 2.3.4 基准信息提取 |
| 2.4 测量信息标注 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 飞机零部件装配关系匹配 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 零部件信息提取与维护 |
| 3.2.1 数据库的选择 |
| 3.2.2 孔孔或孔轴配合信息提取 |
| 3.2.3 平面配合信息提取 |
| 3.2.4 曲面配合信息提取 |
| 3.3 飞机零部件装配关系匹配 |
| 3.3.1 孔孔或孔轴配合匹配方法 |
| 3.3.2 平面配合匹配方法 |
| 3.3.3 曲面配合匹配方法 |
| 3.4 曲面装配关系匹配优化 |
| 3.4.1 曲面静电场化 |
| 3.4.2 曲面离散点编码 |
| 3.4.3 基于局部区域的曲面配合区域配准 |
| 3.4.4 曲面配合区域配准应用验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 大尺寸零部件测量点差异性规划方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测量点规划总体路线 |
| 4.3 待测特征确定性表达构建 |
| 4.3.1 曲线方程求解 |
| 4.3.2 曲线方程优化 |
| 4.3.2.1 曲线方程局部优化 |
| 4.3.2.2 曲线方程整体优化 |
| 4.4 待测特征测量点布设 |
| 4.4.1 曲线测量点布设 |
| 4.4.1.1 曲率极值点求解 |
| 4.4.1.2 测量不确定度评估 |
| 4.4.2 曲面测量点布设 |
| 4.5 测量点规划实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 三维测量模型构建系统设计与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 开发平台及开发工具 |
| 5.3 系统框架 |
| 5.3.1 系统总体架构 |
| 5.3.2 系统功能架构 |
| 5.4 系统运行流程 |
| 5.5 系统功能实现及应用示例 |
| 5.5.1 测量信息提取模块 |
| 5.5.2 测量信息标注模块 |
| 5.5.3 装配关系匹配模块 |
| 5.5.4 测量点规划模块 |
| 5.5.5 数据存储及报告输出模块 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）面向实测模型的几何特征识别与重构技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维点云数据获取技术 |
| 1.2.2 点云数据处理技术 |
| 1.2.3 基于特征的模型重构技术 |
| 1.3 论文主要内容与章节安排 |
| 第二章 基于理论模型的重构模板构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于重构模板的几何特征重构策略 |
| 2.3 几何特征重构模板构建方法 |
| 2.3.1 几何特征定义与分类 |
| 2.3.2 曲线特征重构模板构建 |
| 2.3.3 规则曲面特征重构模板构建 |
| 2.3.4 自由曲面特征分割模板构建 |
| 2.3.5 曲面特征相邻关系重构模板 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于重构模板的点云数据预处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 点云拓扑关系建立 |
| 3.2.1 点云空间栅格拓扑关系建立 |
| 3.2.2 基于空间栅格的k近邻点搜索 |
| 3.2.3 点云拓扑关系建立实例验证 |
| 3.3 点云法向量和曲率估算 |
| 3.3.1 点云法向量估算 |
| 3.3.2 点云曲率估算 |
| 3.3.3 点云法向量与曲率估算实例验证 |
| 3.4 点云数据粗分割 |
| 3.4.1 重构模板引导的点云数据粗分割算法 |
| 3.4.2 点云数据粗分割实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 粗分割点云几何特征识别与重构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 曲线特征识别与重构 |
| 4.2.1 圆孔特征识别与重构 |
| 4.2.2 蒙皮边界曲线特征重构 |
| 4.3 曲面特征识别与重构 |
| 4.3.1 基于面的区域生长分割方法 |
| 4.3.2 自由曲面特征点云分割 |
| 4.3.3 规则曲面特征点云分割 |
| 4.3.4 曲面特征拟合重构 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 软件开发与实验验证 |
| 5.1 算法实现与软件开发 |
| 5.1.1 软件开发环境 |
| 5.1.2 软件功能模块的设计与实现 |
| 5.2 几何特征识别重构实例 |
| 5.2.1 圆孔特征识别重构实例 |
| 5.2.2 蒙皮边界曲线特征重构实例 |
| 5.2.3 翼肋曲面特征重构实例 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果 |
（10）基于点云数据的复杂曲面重构和焊缝打磨轨迹规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 打磨技术发展背景 |
| 1.2 打磨轨迹规划的研究现状和存在的问题 |
| 1.3 基于测量点云数据的轨迹规划技术现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 机器人打磨实验系统 |
| 2.1 机器人系统 |
| 2.2 打磨系统 |
| 2.3 数据采集系统 |
| 2.4 数据分析系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 机器人打磨系统手眼标定 |
| 3.2 相机坐标中球心的确定 |
| 3.3 手眼关系的确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 点云数据预处理和分割 |
| 4.1 噪音来源分析 |
| 4.2 点云数据高效索引建立 |
| 4.3 离群点的剔除和填充 |
| 4.4 点云数据的滤波 |
| 4.5 点云法向量计算 |
| 4.6 分割线识别 |
| 4.7 平面区域划分 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 机器人打磨复杂型面模型重构 |
| 5.1 获得理想表面的点云数据 |
| 5.2 基于连续变换的点云数据精简 |
| 5.3 曲线和曲面的参数表示 |
| 5.4 自洽拟合生成曲面CAD模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 机器人打磨轨迹规划和验证 |
| 6.1 焊缝特征提取 |
| 6.2 机器人打磨离线仿真和轨迹优化 |
| 6.3 机器人打磨软件开发和算法测试 |
| 6.4 机器人焊缝打磨工艺试验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 内容总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、自由曲面非接触测量技术的研究(英文)（论文参考文献）
- [1]多焦距仿生复眼成像系统研究[D]. 连高歌. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [2]复杂曲面的快速交互拾取与测量特征分类算法及应用研究[D]. 熊宇龙. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术研究[D]. 闫晓燊. 上海交通大学, 2020(01)
- [4]逆向工程在人工下肢设计中的应用研究[D]. 王金星. 长春工业大学, 2020(01)
- [5]云平台下的齿轮三维测量关键技术研究[D]. 郭晓忠. 北京工业大学, 2020(06)
- [6]面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略研究[D]. 韩冬辰. 清华大学, 2020
- [7]辊筒模具直线度与圆度在位测量技术研究[D]. 黄光灿. 广东工业大学, 2020
- [8]飞机装配几何特征三维测量模型构建技术研究[D]. 毛喆. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [9]面向实测模型的几何特征识别与重构技术研究[D]. 田清廉. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [10]基于点云数据的复杂曲面重构和焊缝打磨轨迹规划[D]. 王向飞. 上海交通大学, 2020(09)