水火弯板机系统中三维重建技术的研究

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水火弯板

水火弯板

水火弯板 对于单向曲度的板,可用三辊弯板机加工成形。对于双向或多向曲度的板,其冷弯成形设备主要是液压机,热加工是水火弯板。三辊弯板机是板材辊弯的主要设备,常用的三辊弯板机如图所示,由一个上辊和二个下辊组成。上辊可上下升降调节上下辊之间的距离,钢板在

对于单向曲度的板,可用三辊弯板机加工成形。对于双向或多向曲度的板,其冷弯成形设备主要是液压机,热加工是水火弯板。三辊弯板机是板材辊弯的主要设备,常用的三辊弯板机如图所示,由一个上辊和二个下辊组成。上辊可上下升降调节上下辊之间的距离,钢板在上下辊之间辊轧,同时又受上辊的集中作用,从而对板材进行弯曲成型。液压机根据液体介质的不同分为水压机与油压机两大类。水压机和油压机由泵产生压力把钢板冷弯成形。目前船厂大多数采用油压机进行板材成型加工。 水火弯板是一个热弯的加工工艺,又称线状加热法。它是指沿着预定的加热线用氧一乙炔烘炬对板材进行局部线状加热,在加热的同时用水进行跟踪冷却。成型的基本原理是由于热场的局部性与沿板厚方向的温度梯度,使受热金属的膨胀受到周围冷却金属的限制,而产生压缩塑性变形,在冷却时形成了横向变形和角变形,从而达到弯曲成型的目的。90%以上的船体复杂曲度外板都可用此法加工。水火弯板具有生产率较高、成型质量好和设备简单等优点,特别是在单件生产和小批生产时更为适用。

通用工艺:典型特征的:1.帆形板,其纵向曲度与横向曲度一致。先用机械冷弯设备弯出横向曲度,再用水火弯板法弯出纵向曲度,加热线应位于板的横剖面两侧,弯曲时采用水火收边的方法,依靠其横向收缩及角变形,使构件两侧纵边缩短而得到构件的纵向曲度 2.鞍形板,其纵向曲度与横向曲度相反。先用机械冷弯设备弯出横向曲度,再用水火弯板法弯出纵向曲度,加热线应位于板的横剖面中间,弯曲时应加热构件背面的中间部分,使构件中间部分产生纵向缩短而得到其纵向曲度。 主要工艺要求:1.进行线状加热以前,应根据构件的成形要求,在钢板上预先定出加热线的位置,一边加热时正确掌握,各加热线起点不宜在一条直线上,应相互错开。 2.应根据构件的成形要求,选择合理加热参数,过高加热温度对质量与成形效果均无好处,应避免。 3.形状左右对称的构件,对称轴两侧加热线的位置、数量,长度应一致,操作也必须对称进行。 4.对低合金钢板进行水火弯曲时,应按下表严格控制其加热温度与水冷温度 否则会降低机械性能,影响船舶结构强度。 板厚(mm) 最高加热温度(c) 水冷温度(c) 中板厚(12-32) 800-900 500以下 薄板(12以下) 600-700 500以下 注:水冷温度500以下的,其相应水火距为:中厚板250-350mm,薄板120-200mm 5.新钢种水火弯板,须经试验鉴定后方可进行

逆向工程中的三维重建技术研究

逆向工程中的三维重建技术研究

逆向工程中的三维重建技术研究逆向工程是一种以已有的物体为基础,对其进行数字化、模拟仿真及再设计的过程。

而在逆向工程中,三维重建技术是其中不可或缺的一环。

三维重建技术是一种将物体的三维形状转换成数字模型的过程。

通过三维重建技术,可以将实际物体转换为数字模型,使得人们可以更直观地观察及处理物体,并且可以进行体积分析、模拟仿真等多项操作。

三维重建技术的应用十分广泛,涉及到了医学、文化遗产保护、工业设计、电影制作等方面。

其中,逆向工程领域中的三维重建技术研究受到了越来越多的关注。

在逆向工程中,三维重建技术可以帮助工程师获取原始数据,使得设计更加准确、高效。

对于不规则形状、难以测量的物体,三维重建技术能够发挥极大的作用。

在工业设计领域中,三维重建技术可以帮助工程师更好地进行产品设计,提高设计质量以及缩短开发周期。

在文化遗产保护领域中,三维重建技术可以帮助保存、呈现文化遗产,以及在文物的修复过程中提供有力的帮助。

在医学领域中,三维重建技术可以帮助医生更好地了解病患情况,帮助进行手术、治疗等操作,同时可以用于医学教育和研究。

在实践中,三维重建技术包括多种形式,其中比较常见的有基于光学测量的方法、基于CT(Computer Tomography,计算机断层扫描)扫描的方法、基于MRI (Magnetic Resonance Imaging,核磁共振成像)扫描的方法和基于激光扫描的方法等。

首先,基于光学测量的方法。

这种方法利用三维光学测量仪对物体进行测量,通过多个角度对物体进行测量,将不同角度的数据组合起来,就可以得到一个三维模型。

这种方法可以测量形状复杂、曲面不规则的物体,并且可以在短时间内完成测量工作,具有很高的效率。

但是,在测量过程中,需要防止环境光对数据的影响,同时需要注意测量仪器与被测物体的距离等因素。

其次,基于CT扫描的方法。

这种方法将物体放置在CT扫描仪中,进行扫描。

通过在不同方向上进行扫描,可以得到物体的各个方向的断层图像。

基于计算机视觉的水火弯板线变形测量系统的设计与实现

基于计算机视觉的水火弯板线变形测量系统的设计与实现

方 法 , 测量 出进 行 一 次水 火加 工 后线 位 移 的 大 来 小, 是水 火 弯板 自动 化研究 的重 要 内容 之 一. 者 笔 所采 用的 图像 测量方 式 , 属于非 接触式 测量 , 可 它 以消 除由于仪 器与标 记块 之间 的接触 不 当而引起 的误差 . 采用 摄像机或 数 字照相 机 . 加工 前后 的 将 钢板 的 图像采 集 下来 , 过 图 像采 集 卡输 入计 算 通
景 物 的 照 明是 由一 个 专 门的光 源 装 置来 提供 的.
度将直 接影响 到测 量结果 的精确 程 度.
根据 几何光 学原 理摄 像机成 像模 型 如图 3 所
示.
实 践证 明 , 动 立体 测 定技 合 . 套 系 统 的 应 用 场 合 为 工 业 实 验 本
V o .2 No.1 1 6 Feb 0 .2 02
基 于计 算 机 视觉 的水火 弯板 线 变形 测量 系统 的设 计 与 实 现
向祖 权 张庆 英 王 呈方
( 汉 理 工 大 学 交通 学 院 武 武汉 4 06 ) 3 0 3
摘 要 : 讨 了在 水 火 弯板 工 艺 过 程 中的 各 种 线 变 形 测 量 方 法 . 出 了基 于 计 算 机 视 觉 测 量 技 术 的 擦 提 新 的 刮 量 方 法. 中阐 述 了这 一 测 量 系 统 的 设 计 技 术 与 实 现 方 法 . 点介 绍 了 图 像 采 集 、 像 机 标 文 重 摄 定 、 征提 取 以 及参 数 的 求 解 . 特
维普资讯
弟 1 斯
向 祖 权 等 : 于 计 算 机视 觉 的水 火 夸板 线 变 形 测量 系统 的设 计与 宴 现 基
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基于双目视觉的三维重建技术研究

基于双目视觉的三维重建技术研究

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(1)
以上为理想情况下的双目相机模型。为了获得更好
的成像效果,研究者在相机前方增加了透镜,由透镜形状
引起的畸变称为径向畸变;在相机组装过程中,不能使透
镜和成像平面严格平行,否则会引入切向畸变。
径向畸变可表示为:
( ) ìxï corrected
íï
( ) îycorrected
= =
x y
1 + k1r2 1 + k1r2
+3; k3r6 + k3r6
(2)
切向畸变可表示为:
收稿日期:2020-12-02 作者简介:符亚云(1993—),女,硕士,研究方向:三维重建。
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总 735 期第一期 2021 年 1 月
河南科技 Henan Science and Technology
信息技术
基于双目视觉的三维重建技术研究
符亚云 胡庆胜 牛 一 杨少杰
(华北水利水电大学,河南 郑州 450045)
摘 要:随着计算机运算速度的提高以及图像采集设备的更新换代,人们越来越不满足于传统三维测量方式,
文献标识码:A
文章编号:1003-5168(2021)01-0016-03
Research on 3D Reconstruction Technology Based on Binocular Vision
FU Yayun HU Qingsheng NIU Yi YANG Shaojie
(North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou Henan 450045)

基于双目线结构光的三维重建及其关键技术研究

基于双目线结构光的三维重建及其关键技术研究

基于双目线结构光的三维重建及其关键技术研究基于双目线结构光的三维重建是一种常见的三维重建方法,在计算机视觉和图像处理领域有广泛应用。

本文将探讨双目线结构光三维重建的基本原理和关键技术。

一、基本原理双目线结构光的三维重建基于以下原理:通过投射具有特定空间编码的光线,利用摄像机捕捉图像,并对图像进行处理和分析,可以推断出场景中物体的三维形状和深度信息。

二、关键技术1. 双目成像双目成像是双目线结构光重建的基础。

通过使用两个物理上分开的相机,可以获取场景的不同视角,从而获得更多的信息,提高重建的精度和稳定性。

2. 线结构光投影线结构光投影是双目线结构光重建的核心技术。

通过投射特定编码的结构光,可以在场景中形成一系列光条或光带,从而在摄像机中产生对应的图像。

这样,可以通过分析图像中结构光的失真或形状变化,来推断物体表面的深度信息。

3. 结构光编码结构光编码是双目线结构光重建的重要组成部分。

通过在结构光中引入编码,可以增加光条或光带的区分度,从而提高重建的精度。

常见的编码方法包括灰度编码、正弦编码、校正编码等。

4. 影像获取与处理双目线结构光重建需要获取并处理图像数据。

影像获取涉及到摄像机的标定、同步和触发等技术,以确保双目系统的准确性和稳定性。

影像处理包括去噪、校准、纹理映射等步骤,以提取出有效的结构光信息,并进行后续的三维重建处理。

5. 三维重建算法三维重建算法是双目线结构光重建的核心内容。

常见的算法包括三角测量、立体匹配、点云拼接等。

这些算法通过分析不同视角的结构光图像,通过匹配和计算来推断物体的三维形状和深度信息。

6. 点云处理与可视化三维重建通常最终呈现为点云模型。

点云处理涉及到点云滤波、配准、分割等技术,以去除噪声、合并重叠点云、提取物体表面等。

点云可视化则将点云数据以直观的形式呈现,便于人们观察和理解。

综上所述,基于双目线结构光的三维重建是一种常见的三维重建方法。

它利用投射特定编码的结构光,结合双目成像和影像处理技术,通过分析图像中的结构光信息,推断物体的三维形状和深度信息。

《基于三维重建技术的轨道板几何尺寸检测系统设计与实现》

《基于三维重建技术的轨道板几何尺寸检测系统设计与实现》

《基于三维重建技术的轨道板几何尺寸检测系统设计与实现》一、引言随着现代轨道交通的快速发展,轨道板的几何尺寸检测成为了保障铁路安全运营的重要环节。

传统的检测方法主要依赖人工测量,不仅效率低下,而且易受人为因素影响,难以保证测量的准确性和一致性。

因此,基于三维重建技术的轨道板几何尺寸检测系统的设计与实现显得尤为重要。

本文将详细介绍该系统的设计思路、实现方法及实际应用效果。

二、系统设计1. 系统架构设计本系统采用模块化设计,主要包括数据采集模块、数据处理与分析模块、结果输出与展示模块。

数据采集模块负责获取轨道板的三维点云数据;数据处理与分析模块负责对点云数据进行处理,提取出轨道板的几何尺寸信息;结果输出与展示模块将处理后的结果以可视化形式展示给用户。

2. 数据采集模块设计数据采集模块采用高精度三维激光扫描仪,通过扫描轨道板表面获取其三维点云数据。

该模块应具备高精度、高效率、抗干扰能力强等特点,以保证采集到的点云数据质量。

3. 数据处理与分析模块设计数据处理与分析模块是本系统的核心部分,主要包括点云数据预处理、特征提取、尺寸测量等功能。

预处理环节包括去噪、滤波、平滑等操作,以提高点云数据的信噪比;特征提取环节通过算法识别出轨道板的边缘、轮廓等特征;尺寸测量环节则根据提取的特征信息,计算出轨道板的几何尺寸。

4. 结果输出与展示模块设计结果输出与展示模块将处理后的结果以图表、曲线等形式展示给用户。

用户可以通过该模块直观地了解轨道板的几何尺寸情况,便于后续的维护与检修工作。

三、系统实现1. 硬件设备选型与配置本系统所需的硬件设备主要包括三维激光扫描仪、计算机等。

选型时需考虑设备的精度、稳定性、抗干扰能力等因素,以保证系统整体性能的稳定可靠。

2. 软件算法实现软件算法是实现本系统的关键。

在数据处理与分析模块中,需要采用合适的算法对点云数据进行预处理、特征提取和尺寸测量。

这些算法应具备高精度、高效率、稳定性好等特点,以保证测量结果的准确性。

计算机辅助水火弯板系统

计算机辅助水火弯板系统

计算机辅助水火弯板系统
马骏;董守富
【期刊名称】《大连理工大学学报》
【年(卷),期】1994(034)003
【摘要】计算机辅助水火弯板系统马骏,董守富(船舶工程系)关键词:外板;水火弯板;计算机辅助制造分类号:U662.9;U663.5多年来对水火弯板做了大量的研究工作;通过实验方法,建立了数学模型,并创建了能量分配法;编制了可人机交互的实用程序,为实现水火弯板自...
【总页数】3页(P362-364)
【作者】马骏;董守富
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】U663.5
【相关文献】
1.基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统 [J], 胡勇;石强;王呈方;向祖权;张庆英;莫健华
2.水火弯板数据库管理系统设计与实现 [J], 周志玉
3.基于计算机视觉水火弯板的三维测量系统 [J], 赵猛;王直
4.水火弯板运动控制系统的研究 [J], 江伟欢;程良伦
5.多轴数控水火弯板智能控制系统的研究 [J], 剪欣;程良伦
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基于三维重建的文物保护与修复技术研究

基于三维重建的文物保护与修复技术研究

基于三维重建的文物保护与修复技术研究随着人类文明的不断发展,文物作为历史的见证和文化的遗产,具有不可替代的重要价值。

然而,随着时间的推移,大量的文物遭受了自然和人为破坏,导致了文化遗产的丧失,给人类留下了永恒的遗憾。

因此,如何有效地保护和修复文物,成为一个急需解决的问题。

现代科技的不断进步,为文物保护和修复带来了新的思路和方法。

本文就以基于三维重建技术作为切入点,探讨文物保护与修复的相关技术研究。

一、三维重建技术在文物保护与修复中的意义文物在经过长久的岁月磨砺后,其外部结构和内部构造都会发生变化,可能会受到风化、矿化、腐朽等多种因素的损害。

因此,想要对文物进行保护和修复,需要有非常精确的了解和掌握。

三维重建技术能够将文物的表面和内部结构进行数字化,从而提供了很多必要的信息,为文物保护和修复提供了极大的便利。

首先,通过三维重建技术可以还原文物原始的形态和结构,建立准确的文物数字库。

在文物保护和修复中,很多时候需要进行对比分析,而准确的数字化模型可以提供非常有价值的参考。

同时,如果文物出现了变化,可以通过对比原始模型和现有模型,找出文物的具体变化和损害情况,进行更加精细的修复。

其次,三维重建技术在文物保护和修复中有着广泛的应用。

比如,在文物修复中,可以通过三维重建技术进行拟态性修复,即将现有文物的数字模型进行镜像和对称处理,得到一个更加完整的文物。

此外,还可以进行结构性修复,即根据文物数字模型,进行精细的修复和调整。

在文物保护中,可以通过三维重建技术进行文物场景建模,对于大型文物和文化遗址等,可以进行虚拟漫游,将其呈现在观众面前,从而更加生动形象地展现文物的美妙和价值。

最后,三维重建技术可以提高文物保护和修复的效率和准确性。

传统的文物保护和修复方法需要耗费大量人力物力,费时费力,同时还存在一定的误差风险。

而通过三维重建技术,可以将文物进行数字化处理,并在计算机上进行文物保护和修复,大大提高了效率和精确度,减少了人力物力的浪费。

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之 间的对 应关 系为 : 一 出 0 0
0 。
取得 生产 所需 的尺寸 数据 。
1 研究背景
文献【 l 】 提 出 了利用 编 码 结构 光 的方 法对 头 像 进 行三位 重 建 ,重 建 的精度 高 ,速 度快 。 文献[ 2 1 提 出针 对文 献 【 l 】 存在 的编码 结 构 光易 受到环境 影响 ,对编码 结构 光的方式 进行 了改进 。
如 下 : 须有 操 作 人 员 的 干 预 ,不 能 实 现 全 自动 化 的生 产 。对 一块 1 0 米 长3 米 宽 的钢 板 ,测 量 时 间长
达 十 分钟 左 右 。为 了解 决 这个 问题 ,本 论 文拟 采 用基 于机 器 视 觉 的 三 位 重 建 方法 对 钢 板 进 行 三维 重 建 , 系统 直 接 从 三 维 重 建 后得 到 的 立 体 图形 中
u ( u 0 , v 。 ) 与其 空 间点U( X o , Y 。 , Z 0 ) 之 间 的对应关 系,这
个对 应关 系可 由一个3 ×4 的矩 阵 来表示 。
通 过 引入 摄 像 机 坐 标 系 ,照 相机 坐 标 系和 世 界 坐标 系等 辅 助 坐 标 系 ,推 导 出得 到世 界 坐 标 系 中P ( X , Y , Z )点 和其在 图像 坐标 系中 的p ( u , v ) 点
进 行标定 。
束的分 阶段 立体 匹配 算法 。 针 对 广 船 项 目三 维 重 建 的 特 点 , 本 论 文提 出
基 于 图像 特 征 点 的 三 维重 建方 法 , 以解 决 目前三
2 . 2 特征点图像坐标 系的求取
在 广 船 项 目中 , 由于 三 维重 建 的 目标 物 体 为

其 中M。 为 照 相机 内参数 矩 阵 ,M 为照 相机 外
参 数 矩阵 。确定 M ,M: 矩 阵参 数 的过 程称 为 照 相
机 的标 定 。
种基 于小 波 多分辨 率特征 的字 符 串匹配算 法 。 文献【 5 】 针 对 研 究并 实 现 了一种 基 于 多特 征约
本 文利用c a me r a c a l i b r a t i o n t o o l s 这个 标定工 具
维重 建 方 法 中存 在 的 点 云数 量 庞大 ,设 备 精 密不
适用 于工 业现场 的 问题 。
大面 积 的钢板 ,表面 平整 , 先用L e d 点 阵 向钢 板 投
影 ,双 目照 相机 对钢 板 拍照 如 图 1 左 图 所示 ,通 过 。
务l
訇 化
图1 处理前后的L e d 点阵图像对 比
1 )特 征 点 的个 数 是 不定 的 ,需要 用 一 个单 向 链 表 来 保 存 白色 方 块 的 首 个 像 素 的 坐 标 ,每 次 检
测 到 一 个 新 的 白色 方 块 ,就 将 此 白色 方 块 的 首 像 素 的 坐 标 插 入 链 表 的 尾 部 ,直 到 程 序 检 测 到 所 有 的 白色 方块 位置 。此链 表称 为集 团链 表 。 2 )由于 白色 方 块 的大 小 未 定 ,即 每个 方块 中 包 含 多少 白色像 素点 不能 确定 ,所 以以集 团链 表 的 每 个节 点 为起始 点 ,创 建一 个新 的链 表 ,此链 表称 为 子 集团链 表 ,每 当检 测到 某个 白色 像素 点属 于某 个 集 团,就将 此 白色像素 点纳 入该 集 团内。 对 每 个 集 团链 表 的 特 征 点 都 采 用 此 方 法 进 行 聚 类 ,完成 整个 数 据结构 的 建立 。 完 成 整 体 数 据 结构 的 创 建 以 后 ,遍 历 每 一 个 子 集 团 链 表 ,得 出其 第 一 个 结 点 图 像 坐 标 数 据 ( X O , Y 。 ) 和 最 后 一 个 结 点 图像 坐 标 数 据 ( x , Y ) 的数
一 o

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Or

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M I M 2 X
= w
文献[ 3 ] 指 出 了相移 的缺 点 ,并 提 出线 移 的概 念 。投 影 图 案 由等 宽 的条 纹 组 成 。通 过 寻 找这 些 相 移 图案 的边缘来 增加 测量 点密 度 。 文献【 4 】 针 对 图像 的特 征 点 匹配 问题 ,提 出 了
0 引 言
在 目前 的 水火 弯 板 机 系统 中 ,主 要 是 利 用激
光 测 距仪 对 钢 板 加 工 数 据 进 行 测量 ,其 主 要 问题
定 、特 征 点 坐 标 提 取 和 特 征 点 匹 配 三 个 部 分 构
成。
2 . 1 照 相机标 定
照 相 机 的 标 定 是 为 确 立 图 像 中 的 某 一 点
视 光 点为正 方形 ,寻 找特征 点 的工 作简化 为寻
2 研 究 内容
基 于 特 征 点 的 三 维 重 建 主 要 包括 , 照相 机 标
找 图像 中 白色方块 的 中心坐标 。其处理过程 为 :
收稿 日期:2 0 1 3 - 0 3 -1 0 基金项 目:广东省省部产学研结合项 目 ( 2 0 1 0 B 0 9 0 4 0 0 1 2 6 ) 作者简介 :钟华 ( 1 9 8 6一 ),男,重庆人 ,硕士研 究生 ,研究方 向为计算机控制技术。 [ 1 0 2 ] 第3 5 卷 第8 期 2 0 1 3 — 0 8 ( 上)
ZHO NG Hu a. CHENG L i a n g . 1 u n
( 广东工业大学 自动化学院 ,广州 5 1 0 0 0 6 ) 摘 要 :在水火弯板机系统中 ,三维重建技术可以快速、直观的得到船体外板的尺寸信息。为了实现低 成本 、高效的三维重 建过程 ,考虑船 体外板的 实际情况 ,本 文提 出一种基于机器视 觉的三维 重建方法。该方法具有成 本低廉 ,点云密度合适的优点。 关键词 :水火弯板机系统 ;机器视觉 ;三维重建
中图分类号 :T H 1 6 2 文献标识码 :B
文章编 号 :1 0 0 9 —0 1 3 4 ( 2 0 1 3 ) 0 8 ( 上) 一0 1 0 2 —0 3
D o i : 1 0 . 3 9 6 9 / J . i s s n . 1 0 0 9 -0 1 3 4 . 2 0 1 3 . o 8 ( 上) . 3 2
务l 生 匐 出
水火弯板机 系统 中三维重建技术的研究
3D r econst r uct i on t echni que i n sy st em of pl at es ben di ng b y l i ne h eat i ng
钟 华 ,程 良伦
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