融合工艺-质量语法知识的复杂零件关键工序识别方法

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作者 冯少广 黄瑞 +2 位作者 黄波 朱书艺 施盈帆 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第3期778-793,共16页

随着以计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)/计算机辅助质量检验(CAQI)为代表的先进制造技术在产品制造过程中的广泛应用,企业积累了大量的工艺数据(包括与之关联的质量数据),如何有效利用这些工艺数据实现待制零件工艺方案中关键... 随着以计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)/计算机辅助质量检验(CAQI)为代表的先进制造技术在产品制造过程中的广泛应用,企业积累了大量的工艺数据(包括与之关联的质量数据),如何有效利用这些工艺数据实现待制零件工艺方案中关键工序的识别成为保证零件加工质量的一个关键问题。但是,已有的关键工序识别方法主要依赖工艺设计人员,未能有效学习已有工艺数据中零件的工艺方案与加工质量之间的关联关系。提出一种融合工艺质量语法知识的复杂零件关键工序识别方法。首先,构建基于加工特征的多层次结构化工艺模型,实现工艺数据中零件三维几何与工艺方案、质量检测数据之间的有效关联。其次,根据结构化工艺数据,采用统计学习方法,构建工步质量对预测模型,从而计算零件工艺方案中不同时刻的工步质量对的置信度,并且建立具有复合性的质量工艺知识与或图模型(Q-PK-AOG)。最后,给定待制零件的工艺方案,以Q-PK-AOG为引导,根据不同时刻工步质量对的置信度,基于语法解析实现待制零件工艺方案中工步质量的预测,从而实现零件工艺方案关键工序的识别。以三轴数控铣削加工零件为研究对象,开发了一个基于CATIA的原型系统,通过实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 关键工序识别 贝叶斯学习 质量工艺知识与或图 语法解析

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基于Unity3D的绞吸式挖泥船虚拟仿真系统 被引量：23

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作者 姚鹏飞 陈正鸣 +1 位作者 童晶 钱丽娜 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2069-2075,2084,共8页

为了解决绞吸式挖泥船传统培训方法的一些不足,针对绞吸式挖泥船的施工操作流程和施工环境展示,设计了基于Unity3D的绞吸式挖泥船虚拟仿真系统。针对铰刀切削地形变化的仿真,采取了自动网格变形、贴图变化的方法;配合石块碎裂和管道内... 为了解决绞吸式挖泥船传统培训方法的一些不足,针对绞吸式挖泥船的施工操作流程和施工环境展示,设计了基于Unity3D的绞吸式挖泥船虚拟仿真系统。针对铰刀切削地形变化的仿真,采取了自动网格变形、贴图变化的方法;配合石块碎裂和管道内泥砂比重的粒子数量模拟,再通过寻路算法实现了2D平面的泥砂路径模拟;通过虚拟交互设备实现立体显示和人机交互,实现更好地虚拟仿真效果。 展开更多

关键词 绞吸式挖泥船 UNITY3D 绞刀切削 路径模拟 虚拟现实设备

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基于特征点映射关系的接骨板系列化设计方法 被引量：9

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作者 王淋 何坤金 +2 位作者 陈正鸣 邹泽宇 项炜 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1587-1597,共11页

为快速设计符合患骨的多类型系列化接骨板,减少手术中接骨板的调整次数,提出基于特征点映射关系的接骨板快速系列化设计方法.首先基于已有骨骼平均化点云模型构建曲面模型,并对其进行参数表示生成骨骼特征模型;其次基于骨骼特征模型的... 为快速设计符合患骨的多类型系列化接骨板,减少手术中接骨板的调整次数,提出基于特征点映射关系的接骨板快速系列化设计方法.首先基于已有骨骼平均化点云模型构建曲面模型,并对其进行参数表示生成骨骼特征模型;其次基于骨骼特征模型的感兴趣区域重构出以特征线为中心的接骨板贴合面,并对其配置参数生成贴合面特征;最后建立骨骼特征模型的感兴趣区域和接骨板贴合面两者特征点间的映射关系,实现接骨板贴合面随感兴趣区域变化,从而通过后期加工处理生产出系列化接骨板.以桡骨远端掌侧接骨板和胫骨近端内侧T型接骨板为例进行实验,验证了该方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 参数表示 特征模型 特征点映射关系 系列化设计

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基于特征的静态装配CAD模型全局对称性识别方法 被引量：1

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作者 蒋俊锋 龚沁 +2 位作者 陈正鸣 何坤金 黄瑞 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期950-957,共8页

为降低装配CAD模型CAE分析的运算规模,提出一种全方位利用装配CAD模型的装配关系、以一致构件集为对称性识别单元识别静态装配CAD模型全局对称性的方法.首先构建配合图,同时利用装配关系实现装配体构件局部坐标到全局坐标转换;然后从装... 为降低装配CAD模型CAE分析的运算规模,提出一种全方位利用装配CAD模型的装配关系、以一致构件集为对称性识别单元识别静态装配CAD模型全局对称性的方法.首先构建配合图,同时利用装配关系实现装配体构件局部坐标到全局坐标转换;然后从装配级、零件级、几何级自上而下地实现一致构件集划分,再分别利用单约束与多约束规则确定一致构件集对称性;最后根据一致构件集序列顺序,通过对称性合并与验证逐步确定装配CAD模型全局对称性.实验结果表明,该方法能有效地识别装配CAD模型全局对称性. 展开更多

关键词 装配体 CAD模型 对称性识别 装配关系

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基于模板的骨骼参数自动测量方法

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作者 王淋 何坤金 陈正鸣 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第6期270-273,共4页

为快速测量骨骼形态参数,提出基于模板的自动测量方法。首先通过在骨骼模型上构建参考实体、设置层次化语义参数,生成测量模板;然后先对待测量骨骼向测量模板做刚体配准,再对测量模板向待测量骨骼做非刚体配准;最后将变形后的测量模板... 为快速测量骨骼形态参数,提出基于模板的自动测量方法。首先通过在骨骼模型上构建参考实体、设置层次化语义参数,生成测量模板;然后先对待测量骨骼向测量模板做刚体配准,再对测量模板向待测量骨骼做非刚体配准;最后将变形后的测量模板作为待测量骨骼的替代模型,同时根据测量模板上标定的特征点实现骨骼参数的自动计算。以股骨为例,实验结果表明,利用基于模板的测量方法可以快速测量出股骨的一整套形态参数,且测量结果与现有软件测量结果基本一致;部分骨骼参数具有较强相关性,且大多数参数分布形态基本对称,接近正态分布。这为后期对股骨形态参数作进一步分析以及接骨板的参数设计提了供科学的理论依据。 展开更多

关键词 骨骼 语义参数 测量模板 点云配准

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基于部分先验识别的B-Rep模型全局对称性识别方法 被引量：2

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作者 龚沁 蒋俊锋 +2 位作者 陈正鸣 何坤金 黄瑞 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期384-392,共9页

B-Rep模型对称性识别能有效地提高CAE分析效率.针对现有方法通过识别B-Rep模型所有局部对称性来确定全局对称性,效率较低的问题,提出一种基于部分先验识别的B-Rep模型全局对称性识别方法.该方法以一致面集为对称性识别单元,首先利用先... B-Rep模型对称性识别能有效地提高CAE分析效率.针对现有方法通过识别B-Rep模型所有局部对称性来确定全局对称性,效率较低的问题,提出一种基于部分先验识别的B-Rep模型全局对称性识别方法.该方法以一致面集为对称性识别单元,首先利用先验知识快速确定部分局部对称性,然后通过几何推理逐步缩小候选对称性识别范围,最终快速确定B-Rep模型全局对称性.实验结果证明,文中方法鲁棒性高且识别速度快. 展开更多

关键词 B-REP模型 对称检测 一致面集 合并对称 验证对称

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实时交互的带浮雕纹理的三维模型构建方法 被引量：2

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作者 张洛声 童晶 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第8期2302-2306,共5页

为了快速生成带浮雕纹理的三维模型,提出一种实时交互的浮雕纹理模型构建方法。方法分两步:第一步,将生成浮雕的源模型或图像转换为初始深度图,并进一步转换为梯度图,再通过梯度域的压缩、过滤,求解线性方程重建出整体连续的浮雕深度图... 为了快速生成带浮雕纹理的三维模型,提出一种实时交互的浮雕纹理模型构建方法。方法分两步:第一步,将生成浮雕的源模型或图像转换为初始深度图,并进一步转换为梯度图,再通过梯度域的压缩、过滤,求解线性方程重建出整体连续的浮雕深度图;第二步,借助基于网格求交的浮雕纹理映射算法将浮雕深度图贴在目标模型表面,并通过移动、旋转、缩放等操作实时在目标模型三维空间上修改浮雕效果,最终重建目标模型网格,生成浮雕纹理模型。实验表明,所提方法可快速实现在一个目标模型上生成凹浮雕、凸浮雕、多浮雕等效果,所得模型无需经过其他处理,可直接应用于3D打印,打印效果较好。 展开更多

关键词 浮雕纹理 纹理映射 快速建模 三维网格 求交

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基于改进迭代最近点算法的接骨板贴合性快捷计算方法 被引量：2

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作者 朱新成 何坤金 +1 位作者 倪娜 郝博 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第10期3033-3039,共7页

为了快速计算出接骨板在断骨表面的最佳贴合位置,以减少手术中接骨板反复调整的次数,提出了一种基于改进迭代最近点(ICP)算法的接骨板贴合性快捷计算方法。首先,由医生指导在断骨表面选取贴合区域,并利用接骨板表面点的法向量之间的夹... 为了快速计算出接骨板在断骨表面的最佳贴合位置,以减少手术中接骨板反复调整的次数,提出了一种基于改进迭代最近点(ICP)算法的接骨板贴合性快捷计算方法。首先,由医生指导在断骨表面选取贴合区域,并利用接骨板表面点的法向量之间的夹角提取接骨板的内曲面点云;然后,在对两组点云模型进行平滑处理并采用格点采样的方式来简化点云模型后,利用点云之间的特征关系进行初始配准;最后,对接骨板内曲面点云模型进行边界及内部特征关键点提取,并采用K-维树(KD-Tree)搜索邻近点,对接骨板的特征关键点和断骨表面选取区域执行ICP精确配准。以胫骨为例进行实验,实验结果表明,所提算法相较于近年所提配准算法在保持较高配准度的同时提高了配准效率,能够实现胫骨不同受损类型与接骨板之间的快速配准,并且对其他受损骨骼具有通用性。 展开更多

关键词 接骨板 贴合性 迭代最近点算法 特征提取 点云配准

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一种人体肌肉的参数化建模及变形方法研究 被引量：2

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作者 倪娜 何坤金 +1 位作者 朱新成 陈正鸣 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1109-1117,共9页

由于人体肌肉在变形过程中具有保体积的约束特性,且肌肉运动缺乏三维多角度呈现,为此,提出了一种人体肌肉的参数化建模及变形方法。基于MRI(magnetic resonance imaging)数据,利用其生成的切片图像提取外轮廓线进行构建三维肌肉模型;层... 由于人体肌肉在变形过程中具有保体积的约束特性,且肌肉运动缺乏三维多角度呈现,为此,提出了一种人体肌肉的参数化建模及变形方法。基于MRI(magnetic resonance imaging)数据,利用其生成的切片图像提取外轮廓线进行构建三维肌肉模型;层次化定义肌肉特征,建立语义参数间的映射关系,实现肌肉的保体积变形;通过建立向量值动态四阶微分方程使特征曲线动态模拟肌肉的变形过程,并建立骨骼运动与肌肉变形之间的对应关系。以人体肱二头肌为例进行实验,验证了此方法的有效性。 展开更多

关键词 肌肉建模 特征曲线 参数化 保体积 动态变形

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基于神经网络和体素模板的骨骼受损类型判别 被引量：1

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作者 陈义仁 何坤金 +2 位作者 陆丰威 蒋俊锋 陈正鸣 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期1295-1307,共13页

针对骨骼受损类型复杂多样、难以自动判别的问题,提出一种基于神经网络和体素模板的骨骼受损类型自动判别方法.首先构建一种区域分割且规则化的体素模板,以有效地表征形态结构不规则的骨骼受损区域;然后建立一种受损骨骼与体素模板之间... 针对骨骼受损类型复杂多样、难以自动判别的问题,提出一种基于神经网络和体素模板的骨骼受损类型自动判别方法.首先构建一种区域分割且规则化的体素模板,以有效地表征形态结构不规则的骨骼受损区域;然后建立一种受损骨骼与体素模板之间的同构映射,用于提取受损区域的体素信息,并依此生成受损类型体素样本库;再结合医学先验知识定义一种受损区域体素间的约束关系,将连续受损区域作为单元,对同类型样本进行组合以扩充样本库;最后设计和训练神经网络模型对骨骼的受损类型进行自动判别.实验中采集352份股骨受损样本,其预测结果与骨科医师的临床诊断结论相比,准确率达97%,且分类准确率、时间性能和所识别的受损类型数目优于现有文献方法,结果表明,该方法能够辅助医生快速、有效地判断患者骨骼的受损类型,为骨折手术中内固定植入物的选取提供理论基础. 展开更多

关键词 体素模板 神经网络 受损类型 平均化模型

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基于模板映射的个性化接骨板快速设计 被引量：7

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作者 何坤金 张翔 +1 位作者 陆丰威 陈正鸣 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期190-196,共7页

为快速设计符合特定个体患骨的个性化接骨板,提高接骨板与患骨的贴合性,提出了基于骨骼模板映射关系的个性化接骨板快速设计。首先,基于已有骨骼平均化曲面模型进行表面区域分割成骨骼模板,并建立接骨板类型与模板之间的对应信息;然后,... 为快速设计符合特定个体患骨的个性化接骨板,提高接骨板与患骨的贴合性,提出了基于骨骼模板映射关系的个性化接骨板快速设计。首先,基于已有骨骼平均化曲面模型进行表面区域分割成骨骼模板,并建立接骨板类型与模板之间的对应信息;然后,将已修复受损骨骼(目标骨骼)模型映射到模板上,在模板上选出适合此受损形状的接骨板类型;最后,通过模板到目标骨骼反映射获取一组新的语义参数,自适应生成适用于受损骨骼的个性化接骨板。实验结果表明,所提方法能有效提升个性化接骨板的设计质量与效率,并通过三维打印对接骨板与目标骨骼贴合性进行有效验证,为后期的接骨板的制造提供了有力保障。 展开更多

关键词 骨骼模板 映射 个性化设计 受损骨骼 三维打印

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网格分割及形态参数引导的股骨模型修复 被引量：5

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作者 吴云燕 陈正鸣 何坤金 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期1899-1909,共11页

骨科患者的骨骼通常存在畸形或坏损,修复性骨科临床中比较普遍地采取髋关节置换术及膝关节置换术,为此,提出一种对坏损股骨模型快速修复的方法.首先基于网格分割计算坏损股骨未受损区域的形态参数,并基于参数分析在样本库中检索最匹配模... 骨科患者的骨骼通常存在畸形或坏损,修复性骨科临床中比较普遍地采取髋关节置换术及膝关节置换术,为此,提出一种对坏损股骨模型快速修复的方法.首先基于网格分割计算坏损股骨未受损区域的形态参数,并基于参数分析在样本库中检索最匹配模型;然后移植最匹配模型的相应区域对患骨的坏损区域进行修复.实验结果表明,该方法能有效地对股骨模型的病变区域实现快速修复,还原其正常形状,从而获取解剖上准确的股骨三维模型,可对骨科假体设计及手术过程提供重要支持. 展开更多

关键词 坏损股骨 模型修复 形态参数测量 区域移植

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基于移动平台的三维虚拟试发型系统实现及应用 被引量：7

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作者 邹晓 陈正鸣 +1 位作者 朱红强 童晶 《图学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期309-316,共8页

发型对一个人的形象气质有非常重要的影响,由此所产生的消费也日益增多。消费者更换发型不适合后无法恢复,因此在换发型和发色之前预览非常必要。已有的发型图册和基于二维图像的试发应用都存在较为明显的缺陷,不能提供真实的效果。为此... 发型对一个人的形象气质有非常重要的影响,由此所产生的消费也日益增多。消费者更换发型不适合后无法恢复,因此在换发型和发色之前预览非常必要。已有的发型图册和基于二维图像的试发应用都存在较为明显的缺陷,不能提供真实的效果。为此,结合虚拟现实技术和基于单张照片的三维人脸重建算法,实现了一个适用于移动端的三维虚拟试发系统,试发效果更真实,并可进行多角度观察、更换发色和配饰等。系统在移动平台上进行搭建,通过合理的框架设计和资源管理进行优化,用户体验和实用性更佳,满足移动用户的需求。 展开更多

关键词 虚拟试发型 移动应用 三维重建 人脸算法

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基于平均化骨骼模型的接骨板优化设计 被引量：2

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作者 张荣丽 何坤金 张玉雪 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第7期2044-2049,共6页

目前系列化接骨板在材料节约和应力分散上不合理。为快捷设计出理想的接骨板,利用平均化骨骼模型,提出通过语义参数编辑优化设计接骨板的方法。首先,为系列化接骨板在数量与尺寸上的分布合理,构建了一种带权值的平均化骨骼模型;然后,基... 目前系列化接骨板在材料节约和应力分散上不合理。为快捷设计出理想的接骨板,利用平均化骨骼模型,提出通过语义参数编辑优化设计接骨板的方法。首先,为系列化接骨板在数量与尺寸上的分布合理,构建了一种带权值的平均化骨骼模型;然后,基于平均化骨骼模型设计出具有通用性的参数化接骨板,便于后期编辑修改与优化;最后,利用有限元分析,用基于二分策略调整厚度参数来优化接骨板,在满足应力条件下使接骨板材料尽可能少。实验结果显示,对三叶型接骨板和股骨远端Ⅲ型接骨板优化后体积分别减小2.7%和12.2%,最大应力分别减小56.9%和24.4%,表明所提方法能够节省接骨板材料,分散接骨板应力,是一种有效的接骨板优化设计方法。 展开更多

关键词 接骨板 平均化模型 参数化设计 厚度优化 二分策略

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基于语义参数模板的受损骨骼复原方法

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作者 何坤金 张玉雪 +2 位作者 翁益平 陈义仁 陈正鸣 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期3375-3385,共11页

为解决骨骼参数快速测量与受损骨骼修复问题,提出一种带有语义参数的骨骼模板构建及其变形方法。首先,基于已有的平均化骨骼模型,通过人工标注几何参考元素的方式生成含有语义参数的骨骼模板。其次,为测量目标骨骼参数,利用模板配准与... 为解决骨骼参数快速测量与受损骨骼修复问题,提出一种带有语义参数的骨骼模板构建及其变形方法。首先,基于已有的平均化骨骼模型,通过人工标注几何参考元素的方式生成含有语义参数的骨骼模板。其次,为测量目标骨骼参数,利用模板配准与特征点映射方式实现骨骼参数的自动获取,并建立参数间约束关系。最后,根据受损骨骼测量参数与约束关系指导骨骼模板进行整体变形,基于三棱锥截面分割与配准,进行局部几何修改,实现受损骨骼在形态与细节上的修复。以长骨中的股骨为例,通过对受损骨骼进行复原验证了所提方法的有效性和可行性,进而为后期骨科植入物个性化设计等提供便利。 展开更多

关键词 语义参数 模板 参数化建模 双向映射 受损骨骼修复

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面向骨骼受损类型判别的体素模板构建

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作者 陆丰威 何坤金 陈义仁 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期957-960,共4页

针对骨骼受损类型判断较为困难的问题,提出一种面向骨骼受损类型判别的体素模板构建方法,旨在指导医生进行快速判断。首先,在骨骼平均化点云模型的基础上构建最小包围盒,根据空间分辨率对包围盒进行划分,遍历判断后生成体素骨骼模板;然... 针对骨骼受损类型判断较为困难的问题,提出一种面向骨骼受损类型判别的体素模板构建方法,旨在指导医生进行快速判断。首先,在骨骼平均化点云模型的基础上构建最小包围盒,根据空间分辨率对包围盒进行划分,遍历判断后生成体素骨骼模板;然后,建立受损类型与体素模板之间的对应信息,生成受损类型库;最后,将目标骨骼映射到模板上,根据映射后模板上的受损体素区域指导医生判断出受损类型。实验结果表明,该方法能辅助医生直观、快速地判断目标骨骼受损类型,有利于后期面向目标骨骼进行自动判别研究。 展开更多

关键词 骨骼模板 体素模型 映射 受损判别

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