基于三维点云无网格处理的大型复杂锻件结构特征曲线重建

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51305390
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0510.制造系统与智能化
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Complex large forgings are foundation and key to safety of nuclear power and maximization of national defense equipments. Effective extraction of structural characteristic scale from complex large forgings plays important role in improving quality and qualified rate of large complex forgings. With the development of 3D measurement technology, reconstructing structural feature from measured 3D data of complex large forgings becomes research hotspot. Classical mesh based methods are still used in complex large forgings 3D data processing as yet. However, the efficiency, accuracy and reliability of these methods are restricted due to the inherent confusion, strong noisy, massive, localization and structural complexity characteristic of 3D data measured from complex large forgings. People are challenged to reconstruct the structural feature of complex large forgings based on meshed methods. A novel conception is proposed in this subject, and mesh free methods will be researched in depth to feature preserving de-noise and simplify the original 3D point clouds, and robustly register the 3D point clouds. This will lay a foundation for rapid, accurate, reliable reconstruction of structural feature curve of complex large forgings. Further more, multi-scale tensor feature index will be constructed and used in identification of sampled point structural attribute. Snake model will be used to construct the structural feature curve of complex large forgings based on the feature points. This project will provide new ways for structural feature curve of complex large forgings, and have important scientific significance for deepening the fundamental research of structural feature reconstruction of complex, large, poor quality 3D bodys.
大型复杂锻件是核电安全化与国防装备大型化的基础和关键,锻件结构特征尺寸的有效提取对提升锻件质量、提高锻件合格率具有重要作用。随着三维测量手段的不断完善,利用测得三维数据重建大型复杂锻件结构特征成为当前研究热点。迄今大型复杂锻件测量数据处理仍局限于传统的网格化方法,大型复杂锻件测量数据自身的散乱性、强噪声、海量性、局部化和结构复杂性特点使得网格化处理方法的效率、精度和可靠性得不到保障。人们试图通过网格化处理重建大型复杂锻件结构特征的努力遇到巨大挑战。本项目提出通过无网格处理实现三维点云保特征消噪、精简和鲁棒拼接,为大型复杂锻件结构特征精确、快速、可靠重建提供保障;通过构建三维点云多尺度张量特征指标,实现采样点特征属性的有效识别,结合Snake模型实现大型复杂锻件结构特征有效重建。本项目可为大型复杂锻件结构特征重建提供新途径,对深化低质量大型复杂三维实体结构特征重建基础研究深化有重要科学意义。

结项摘要

随着三维测量手段的不断完善,利用测得三维数据重建大型复杂锻件结构特征成为当前研究热点。迄今大型复杂锻件测量数据处理仍局限于传统的网格化方法,大型复杂锻件测量数据自身的散乱性、强噪声、海量性、局部化和结构复杂性特点使得网格化处理方法的效率、精度和可靠性得不到保障。本项目提出通过无网格处理实现三维点云保特征消噪、精简和鲁棒拼接,为大型复杂锻件结构特征精确、快速、可靠重建提供保障。项目取得如下研究成果:(1)提出了基于采样点微分几何信息的三维点云消噪核函数各向异性带宽控制方法,构建了消噪核函数形状、方向随曲面特性自适应调整的三维点云各向异性无网格消噪算法;(2)建立了用以描述采样点微分几何相似度的定量评价指标,提出基于信息相似度的点对识别方法,构建用于收缩点坐标估计的信息相似度加权二次误差测度,实现给定精简率下三维点云的最小信息相似度加权二次误差无网格精简;(3)建立了 鲁棒的三维点云拼接测度,分析不同尺度参数下两种测度函数的性能特点,构建测度函数寻优过程中的尺度退化原则,提出基于曲率筛选和快速高斯变换的算法效率优化方法;(4)建立了多尺度框架下的采样点特征定量刻画指标,构建采样点法向一致性测度和切向一致性测度,实现噪声干扰下弱特征的有效识别,实现噪声环境下大型复杂锻件结构特征曲线的精确、快速、可靠重建。(5) 在课题组自行设计开发的线结构激光扫描维测量平台上进行了实验研究,通过对实测的大型复杂锻件三维点云进行无网格处理重建锻件结构特征曲线,验证课题相关理论和方法。在本项目的支持下,课题组正式发表学术论文6篇,其中期刊论文4篇,会议论文2篇,录用待发论文1篇,在审论文4篇。培养了硕士生8人,其中5人已顺利毕业,3位即将毕业。本项目可为大型复杂锻件结构特征重建提供新途径,对深化低质量大型复杂三维实体结构特征重建基础研究深化有重要科学意义。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
二维解析张量投票算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    自动化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林洪彬;邵艳川;王伟
  • 通讯作者:
    王伟
基于参数自适应各向异性高斯核的散乱点云保特征去噪
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机集成制造系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林洪彬;付德敏;王银腾
  • 通讯作者:
    王银腾
基于解析张量投票的散乱点云特征提取
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    图学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林洪彬;王伟;邵艳川;雷东
  • 通讯作者:
    雷东

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其他文献

基于BEMD与双树复小波-局部Wiener滤波的毫米波图像去噪
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械设计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴桂平;林洪彬
  • 通讯作者:
    林洪彬

其他文献

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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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