簡(jiǎn)介：隨著科技的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心。針對(duì)傳統(tǒng)組態(tài)軟件人機(jī)交互性差、工藝流程畫面表現(xiàn)力弱、動(dòng)畫呆板等諸多不足，課題組在研究如何把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加有效地應(yīng)用到工業(yè)監(jiān)控組態(tài)界面方面做了大量的工作，研究開發(fā)了虛擬監(jiān)控場(chǎng)景組態(tài)運(yùn)行原型系統(tǒng)，力圖建立更加高效、人性化、交互性強(qiáng)的組態(tài)監(jiān)控界面。本文在分析虛擬場(chǎng)景快速構(gòu)建技術(shù)及其研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以虛擬監(jiān)控場(chǎng)景組態(tài)運(yùn)行原型系統(tǒng)為研究平臺(tái)，根據(jù)其運(yùn)行機(jī)制，結(jié)合場(chǎng)景建模技術(shù)、三維拾取技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等領(lǐng)域的研究成果，從組態(tài)功能的完善和新交互技術(shù)的應(yīng)用兩方面著手，以提高原型系統(tǒng)組態(tài)平臺(tái)中虛擬監(jiān)控場(chǎng)景構(gòu)建的快速性為目標(biāo)，著重就工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建中耗時(shí)突出的三維管道連接組態(tài)問題，以及新交互方式和技術(shù)的探索應(yīng)用方面進(jìn)行研究和探討。主要內(nèi)容如下⑴重點(diǎn)解決了在三維管道連接組態(tài)過程中，待連接設(shè)備模型的優(yōu)化和導(dǎo)入、管道起止端口的拾取與定位、管道路徑生成方式和生成策略的設(shè)計(jì)、管道三維實(shí)體的顯示生成、管道類型的選取確定、及管道路徑的生成與切換顯示等問題，有效降低了監(jiān)控場(chǎng)景構(gòu)建的難度，實(shí)現(xiàn)了三維管道的快速連接組態(tài)。⑵根據(jù)雙手三維交互的認(rèn)知特性和行為學(xué)特點(diǎn)，通過選取適當(dāng)?shù)慕换ピO(shè)備組合，設(shè)計(jì)并分配了符合原型系統(tǒng)特點(diǎn)的交互任務(wù)。最終通過評(píng)估實(shí)驗(yàn)，分析驗(yàn)證了該交互方式可以減輕用戶的操作記憶負(fù)荷，從而使交互過程更加自然，有效提高了虛擬監(jiān)控場(chǎng)景構(gòu)建的快速性。⑶所進(jìn)行的研究工作既是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用擴(kuò)展和功能完善，同時(shí)也為未來組態(tài)軟件及相關(guān)三維設(shè)計(jì)、造型軟件在場(chǎng)景快速構(gòu)建方面的研究和發(fā)展作出了有益的探索。

簡(jiǎn)介：河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬承諾本學(xué)位論文在導(dǎo)師或指導(dǎo)小組的指導(dǎo)下，由本人獨(dú)立完成。本學(xué)位論文研究所獲的研究成果，其知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸河北醫(yī)科大學(xué)所有。河北醫(yī)科大學(xué)有權(quán)對(duì)本學(xué)位論文進(jìn)行交流、公開和使用。凡發(fā)表與學(xué)位論文主要內(nèi)容相關(guān)的論文，第一署名單位為河北醫(yī)科大學(xué)，試驗(yàn)材料、原始數(shù)據(jù)、申報(bào)的專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸河北醫(yī)科大學(xué)所有。否則，承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。吼蚣轢壤鰳新褲矸河北醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注等內(nèi)容外，文中不包括其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，指導(dǎo)教師對(duì)此進(jìn)行了審定本論文由本人獨(dú)立撰寫，文責(zé)自負(fù)。研究生簽名餮。盹確導(dǎo)師簽章聊歸侈年弓月甲ET中文摘要Ⅳ類骨質(zhì)中種植體直徑和長(zhǎng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)的三維有限元研究摘要背景支抗的控制是正畸治療成功的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的支抗方法包括NANCE弓橫腭桿、頭帽頦兜、口外弓等，這些方法在使用過程中都具有需要患者密切配合，且舒適度較差等缺點(diǎn)，因此限制了正畸治療的發(fā)展。隨著微型種植體支抗的應(yīng)用，其使用范圍越來越廣，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，微型種植體作為一種臨時(shí)的骨性支抗裝置具有其他支抗裝置所不具備的優(yōu)點(diǎn)。種植體支抗的應(yīng)用擴(kuò)大了正畸治療的范圍，包括壓低磨牙和推磨牙向后等，為以前一些需要結(jié)合手術(shù)治療的疑難病歷提供了保守、便利的治療方法。在正畸臨床工作中，我們經(jīng)常遇到骨質(zhì)較薄弱的患者，種植體植入后旋入扭力較低，穩(wěn)定性差，影響種植體支抗的應(yīng)用。如何提高這類患者種植體的穩(wěn)定性是目前種植體支抗應(yīng)用的難點(diǎn)。目前對(duì)微型種植體在I類或II類這些常見骨質(zhì)中應(yīng)力分布的研究較多，而對(duì)如何提高微型種植體在Ⅳ類骨質(zhì)中穩(wěn)定性的研究較少。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)修復(fù)種植體直徑和長(zhǎng)度在Ⅳ類骨質(zhì)中的應(yīng)力分布與I類或II類骨質(zhì)明顯不同，而微型種植體的植入位置和載荷方向明顯不同于修復(fù)種植體，對(duì)微型種植體直徑和長(zhǎng)度在Ⅳ類骨質(zhì)中力學(xué)分布特點(diǎn)的研究很少。在種植體的應(yīng)用過程中，骨界面的力學(xué)相容性是保證種植體穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。三維有限元法是一種重要的理論力學(xué)分析方法，近年來廣泛應(yīng)用于種植體的力學(xué)分析中，包括對(duì)種植體尺寸、植入后加載時(shí)機(jī)、植入部位的皮質(zhì)骨厚度、種植體植入方向及載荷方向等因素對(duì)骨界面應(yīng)力分布影響的研究，取得了很大進(jìn)展。但目前三維有限元法對(duì)種植體參數(shù)的研究多數(shù)使用離散變量，不能準(zhǔn)確反映雙變量連續(xù)變化過程中骨組織應(yīng)力分布的特點(diǎn)。目的本實(shí)驗(yàn)用三維有限元法，將微型種植體直徑和長(zhǎng)度同時(shí)設(shè)定為連續(xù)變量，探討針對(duì)Ⅳ類骨質(zhì)的微型種植體直徑和長(zhǎng)度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為微型種植體的生產(chǎn)及在Ⅳ類骨質(zhì)中的合理選擇及臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)，提高種植

簡(jiǎn)介：目前，混凝土材料力學(xué)行為的研究大都是建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，需要花費(fèi)大量的人力、物力，所得到的試驗(yàn)成果又往往受到試驗(yàn)條件、環(huán)境以及材料本身復(fù)雜性的影響，試驗(yàn)成果的離散性較大。在這種情況下，結(jié)合理論和試驗(yàn)的細(xì)觀數(shù)值模擬是一種行之有效的方法。而在細(xì)觀尺度上有限元模型的建立是數(shù)值模擬首要的一環(huán)。隨著混凝土力學(xué)性能研究的深入，學(xué)者們?cè)絹碓街匾暺浼?xì)觀力學(xué)性能的研究，隨之產(chǎn)生了各種各樣的細(xì)觀結(jié)構(gòu)有限元模型，例如格構(gòu)模型，梁一顆粒模型，隨機(jī)骨料模型，隨機(jī)力學(xué)特性模型。以上模型大多是基于隨機(jī)抽樣方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識(shí)，所建立的模型雖然在骨料的分布和形狀上已越來越接近混凝土的真實(shí)結(jié)構(gòu)，但不可避免的與混凝土的真實(shí)細(xì)觀結(jié)構(gòu)存在著差異。CT技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在無損狀態(tài)下將混凝土內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)用數(shù)字化方法進(jìn)行呈現(xiàn)。如果能利用CT平面圖像的信息，建立真實(shí)或近似真實(shí)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)有限元模型，將對(duì)混凝土數(shù)值模擬研究產(chǎn)生一定的作用?；炷涟斯橇?、水泥砂漿和孔隙三部分，從圖像特征來看，骨料接近于白色，孔隙趨于黑色，水泥砂漿則介于兩者之間。由于骨料、砂漿與孔隙具有相對(duì)明顯的密度差異，通過CT掃描并轉(zhuǎn)換成圖像后，混凝土各個(gè)組分之間具有較好的對(duì)比度，能比較容易的觀察和提取出骨料的輪廓。本文選用平滑濾波、閥值分割、形態(tài)學(xué)開閉運(yùn)算等比較成熟的數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)混凝土圓柱試件的截面圖像進(jìn)行預(yù)處理，以獲取準(zhǔn)確的骨料幾何與位置信息。利用這些信息，本文提出了兩種三維重建的思路。第一種思路也就是本文第三章，基本步驟是利用處理好的圖像，提取骨料的輪廓，基于矩理論對(duì)骨料的輪廓進(jìn)行識(shí)別，將同一骨料在不同的層的輪廓提取出來，進(jìn)行拓?fù)渲貥?gòu)。對(duì)重構(gòu)好的骨料數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取骨料的幾何信息如長(zhǎng)短軸長(zhǎng)，長(zhǎng)軸的傾角，圓度，矩形度等，并提取有限數(shù)量且能準(zhǔn)確描述骨料結(jié)構(gòu)的特征點(diǎn)，將這些特征點(diǎn)的位置信息導(dǎo)入ANSYS，連點(diǎn)成線，由線生成面，并利用ANSYS中的蒙皮技術(shù)利用同一骨料的不同面生成體，最后剖分網(wǎng)格，生成有限元模型。第二種方法也就是本文的第四章，基于混凝土的CT平面圖像信息，用APDL語言生成的程序?qū)炷恋娜S細(xì)觀結(jié)構(gòu)在大型商業(yè)有限元軟件ANSYS中進(jìn)行三維重建。重建過程沒有生成點(diǎn)、線、面、體等幾何元素，而是利用CT平面圖像信息直接生成節(jié)點(diǎn)，連接節(jié)點(diǎn)生成單元，避免了網(wǎng)格無法剖分現(xiàn)象的出現(xiàn)。生成的單元形狀規(guī)則，長(zhǎng)寬比合理。第一種方法生成的模型忽略了小體積組分結(jié)構(gòu)，由于特征點(diǎn)選取的有限，生成的較大體積的骨料與試件中骨料的圓形狀也存在著差異，并且剖分后的一小部分網(wǎng)格質(zhì)量不高。第二種方法直接對(duì)圖像信息數(shù)據(jù)壓縮，沒有對(duì)不同的骨料進(jìn)行區(qū)分，并且由于界面層的引入，使生成模型與原混凝土試件相比骨料率明顯降低。但基于CT圖像三維重建后的模型是以混凝土的真實(shí)細(xì)觀結(jié)構(gòu)信息為依據(jù)的，從而使生成的模型與真實(shí)模型差異更小，并且徹底解決了多級(jí)配骨料無法投放的難題。

簡(jiǎn)介：三維重建是當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域最熱門的研究方向之一但傳統(tǒng)的三維重建方法效率較低實(shí)時(shí)性差不能滿足虛擬現(xiàn)實(shí)等新興領(lǐng)域的市場(chǎng)需求。本文提出了一種基于彩色結(jié)構(gòu)光的實(shí)時(shí)三維重建方法RRCSREALTIME3DRECONSTRUCTIONBASEDONCOLCODEDSTRUCTUREDLIGHT利用投影在物體表面的彩色結(jié)構(gòu)光的顏色信息快速、準(zhǔn)確地還原相位計(jì)算物體的高度最終重建物體的三維模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明RRCS對(duì)設(shè)備的要求低效果好具備基本的實(shí)時(shí)性能。相位展開是三維重建中的關(guān)鍵步驟傳統(tǒng)相位展開的基本處理單位是點(diǎn)在RRCS中的效果不理想。彩色結(jié)構(gòu)光的基本處理單位是邊緣本文提出的基于拓?fù)渑判虻牟噬Y(jié)構(gòu)光空域相位展開算法TSPUETSPU利用邊緣之間存在的拓?fù)潢P(guān)系來恢復(fù)相位提高了效率。ETSPU還考慮了相位展開錯(cuò)誤的情況改進(jìn)了算法的容錯(cuò)性。相位展開后通過位置關(guān)系將圖像中的二維點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為三維點(diǎn)坐標(biāo)。這些點(diǎn)是離散的點(diǎn)需要進(jìn)行三角網(wǎng)絡(luò)化。三角網(wǎng)絡(luò)化過程中針對(duì)彩色結(jié)構(gòu)光“點(diǎn)線”數(shù)據(jù)的特點(diǎn)提出了基于點(diǎn)線的快速三角網(wǎng)絡(luò)化算法充分利用了邊緣之間的關(guān)聯(lián)信息快速地將點(diǎn)線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三角形網(wǎng)絡(luò)。實(shí)驗(yàn)表明算法具有較高的轉(zhuǎn)化效率能真實(shí)重現(xiàn)物體的形態(tài)。針對(duì)攝像頭輸入幀速、圖像處理速度與三維顯示速度之間不匹配的問題對(duì)幀采用了流水線處理模式有效耦合了不同模塊之間處理速度的差異提高了處理效率并且改善了用戶體驗(yàn)。

簡(jiǎn)介：三維前視聲納是保證潛器、潛艇在水下安全航行的重要設(shè)備。三維前視聲納與一維和二維聲納不同，三維前視聲納可以同時(shí)提供障礙物所在的方位、距離和深度的信息。本文圍繞目標(biāo)回波的波達(dá)方位估計(jì)這一問題進(jìn)行了幾種方位估計(jì)方法的研究和討論。文章回顧了基于FFT的波束形成方法和高頻聲納中常用的基帶波束形成方法，并提出了基于四階累積量的矢量陣BARTLETT和MUSIC算法。這兩種方法利用了四階累積量的矩陣構(gòu)造，使陣列孔徑得到擴(kuò)展，從而有效的提高了陣列的空間分辨率。這種方法使陣列的小型化成為可能。論文中給出了仿真的結(jié)果和實(shí)際數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，對(duì)該方法的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。采用空間平滑的方法降低回波信號(hào)之間的相關(guān)性，來保障目標(biāo)數(shù)目估計(jì)的準(zhǔn)確度和高分辨率方位估計(jì)的精確度。在眾多的高分辨方位估計(jì)方法中，根據(jù)計(jì)算量和計(jì)算精度的權(quán)衡，文中主要介紹和討論了ESPRIT和CAATI算法。ESPRIT算法有較好的計(jì)算精度和穩(wěn)定性，CAATI算法可以同時(shí)估計(jì)出目標(biāo)回波的方位和幅度，但是對(duì)信噪比的要求較高。并對(duì)上述兩種算法進(jìn)行了湖試數(shù)據(jù)的處理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果證明，這兩種方法同樣是可行而有效的。

簡(jiǎn)介：近年來，樁錨結(jié)構(gòu)已廣泛地應(yīng)用于邊坡、滑坡、基坑、大壩等工程中，但其設(shè)計(jì)理論研究卻滯后于工程應(yīng)用。這是由于巖土體、樁、預(yù)應(yīng)力錨索三者之間是一個(gè)共同的受力機(jī)體，它們相互約束與牽制，預(yù)應(yīng)力的施加會(huì)改變支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力分布，從而影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。因此解決支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力問題對(duì)工程設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它是安全經(jīng)濟(jì)的發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)功能的重要前提。在樁錨結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)與巖土體的相互作用，土壓力在空間發(fā)生重分布。土壓力的重分布即土拱效應(yīng)，本文將這種空間土拱效應(yīng)稱之為三維塌落拱效應(yīng)。土拱是土體不均勻變形過程中逐漸形成的荷載傳遞形式，對(duì)巖土工程中應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的變化和發(fā)展過程產(chǎn)生著重要影響。土拱效應(yīng)以及與之相關(guān)的土壓力計(jì)算問題長(zhǎng)期以來為工程界所關(guān)注，特別是20世紀(jì)以來，有關(guān)土拱效應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、模型試驗(yàn)和理論研究的成果逐漸增多，并開始應(yīng)用于實(shí)際工程中，且取得了較好的效果。但同時(shí)可以看出，迄今為止，有關(guān)土拱效應(yīng)的理論研究尤其是空間方面土拱效應(yīng)的理論研究還很不成熟，人們對(duì)土拱效應(yīng)的理解還不夠深入，在計(jì)算方法上仍存在著一些值得探討的問題，因此開展這方面的研究工作變得非常有必要。本文針對(duì)目前土拱效應(yīng)理論的研究現(xiàn)狀，在前人研究工作的基礎(chǔ)上，對(duì)樁錨支擋結(jié)構(gòu)的土拱效應(yīng)進(jìn)行了較為深入的研究，取得的主要研究成果包括1從理論方面討論了樁錨結(jié)構(gòu)中土拱的成拱機(jī)理和形成條件。全面總結(jié)了土拱的基本概念、形成機(jī)理、分類、存在條件、土拱拱腳存在形式以及土拱效應(yīng)的影響因素；給出了土拱的破壞類型；詳細(xì)地分析了水平土拱與豎向土拱形成機(jī)理與過程；并在前人的基礎(chǔ)上，提出了關(guān)于土拱拱腳存在形式及拱腳處持力結(jié)構(gòu)的新見解；進(jìn)一步完善了土拱存在條件理論，將土拱存在條件概括為強(qiáng)度條件。2成拱條件的研究?？偨Y(jié)分析國(guó)內(nèi)外已有的土拱計(jì)算方法后，提出新的破壞模式，建立了新的土拱計(jì)算方法，推導(dǎo)出了臨界樁間距、塌落拱的拱高以及三維塌落拱內(nèi)土壓力的計(jì)算公式。并分析了巖土體參數(shù)C、Ψ值、樁間距L、樁寬B和深度Z等對(duì)拱高和塌落拱內(nèi)土壓力的影響。3結(jié)合土拱效應(yīng)的理論分析的研究成果，利用有限元分析軟件詳細(xì)研究了二維塌落拱和三維塌落拱的產(chǎn)生機(jī)理，分析了巖土體參數(shù)C、Ψ值、樁間距L等因素對(duì)土拱效應(yīng)的影響。由分析結(jié)果可知，隨著樁間距的增大，土體成拱區(qū)域不斷后移，且樁間距、土體內(nèi)摩擦角、粘聚力越大，土拱效應(yīng)越明顯。

簡(jiǎn)介：熔鹽泵是一種立式液下離心泵，用于高溫硝酸鹽、亞硝酸鹽、離子膜燒堿的輸送，并廣泛用于三聚氫胺、制鹽、制堿及尿素等化工流程中，正常工作溫度在250℃至420℃之間。由于溫度偏高，蝸殼式熔鹽泵液下部分的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)發(fā)生熱不均勻變形易導(dǎo)致滑動(dòng)軸承抱死。近幾年，國(guó)內(nèi)外眾多廠家逐漸采用空間導(dǎo)葉取代蝸殼作為熔鹽泵的壓出室，使得熔鹽泵液下部分結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，避免了側(cè)向排出問題。為探明帶有空間導(dǎo)葉的熔鹽泵內(nèi)部流動(dòng)的基本規(guī)律，在前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)工業(yè)中采用的工況參數(shù)設(shè)計(jì)一臺(tái)熔鹽泵，對(duì)其內(nèi)部三維不可壓非定常湍流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。本文主要工作如下1簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外熔鹽泵內(nèi)部流場(chǎng)的研究現(xiàn)狀，闡述了空間導(dǎo)葉的水力設(shè)計(jì)方法，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)熔鹽泵空間導(dǎo)葉；2運(yùn)用PROENGINEERWILDFIRE20對(duì)設(shè)計(jì)的熔鹽泵整體進(jìn)行三維造型；3利用CFD前處理軟件GAMBIT，對(duì)熔鹽泵內(nèi)部過流通道進(jìn)行網(wǎng)格劃分；4采用FLUENT中提供的標(biāo)準(zhǔn)КΕ湍流模型和滑移網(wǎng)格方法，對(duì)熔鹽泵在不同工況下的三維不可壓非定常湍流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了熔鹽泵空間導(dǎo)葉流道內(nèi)較基本的流場(chǎng)分布；5對(duì)熔鹽泵進(jìn)行了外特性預(yù)測(cè)，并與試驗(yàn)研究進(jìn)行了對(duì)比分析。通過以上工作，主要得到了以下結(jié)論1葉輪與空間導(dǎo)葉之間的動(dòng)靜相互作用非常明顯，并呈現(xiàn)周期性變化規(guī)律。2在小流量工況下，空間導(dǎo)葉流道內(nèi)出現(xiàn)漩渦，造成流道局部堵塞。3CFD方法方便、快捷，能較好地反映熔鹽泵流場(chǎng)的分布規(guī)律。

簡(jiǎn)介：目的使用三維重建方法定量評(píng)價(jià)神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)對(duì)于中顱窩底蛛網(wǎng)膜囊腫治療的有效性，并驗(yàn)證該評(píng)價(jià)方法的臨床可行性。方法2009年3月至2012年12月期間，29例中顱窩底蛛網(wǎng)膜囊腫患者在解放軍總醫(yī)院神經(jīng)外科首選接受神經(jīng)內(nèi)鏡下囊腫開窗術(shù)，其中28例成功打開小腦幕動(dòng)眼神經(jīng)、動(dòng)眼神經(jīng)后交通動(dòng)脈和頸內(nèi)動(dòng)脈視交叉中的兩個(gè)或三個(gè)間隙，使囊腔與腦池相通1例由于無法辨認(rèn)三個(gè)間隙，行囊腫腹腔分流術(shù)。利用MRI數(shù)據(jù)和3DSLICER軟件重建并定量計(jì)算28例內(nèi)鏡開窗成功患者術(shù)前、術(shù)后和隨訪時(shí)囊腫并術(shù)后硬膜下積液的總體積，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法比較術(shù)前和隨訪4個(gè)月時(shí)總體積差異，并分析可能影響預(yù)后的相關(guān)因素。結(jié)果手術(shù)總體成功率為8966％。內(nèi)鏡開窗成功的28例患者術(shù)前囊腫平均體積為13577±9043CM3，術(shù)后4個(gè)月時(shí)為9308±10031CM3，T298，P0006。術(shù)后2名714％年齡分別為7個(gè)月和8個(gè)月的患者出現(xiàn)腦室擴(kuò)大伴同側(cè)硬膜下積液，囊腫并硬膜下積液總體積較術(shù)前明顯增大。其余患者4個(gè)月隨訪時(shí)20例7143％體積縮小，6例2143％體積保持穩(wěn)定。比較3種不同結(jié)果組間可能與預(yù)后有關(guān)的因素，只有年齡因素在3組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P0001。18例6429％術(shù)后出現(xiàn)硬膜下積液，其中17例隨時(shí)間逐漸減小甚至消失。結(jié)論通過重建囊腫三維結(jié)構(gòu)定量計(jì)算手術(shù)前后和隨訪時(shí)的囊腫并硬膜下積液體積，比較術(shù)前和4個(gè)月隨訪時(shí)的體積變化，證明了神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)治療中顱窩底蛛網(wǎng)膜囊腫的有效性，而且這種三維重建的評(píng)價(jià)方式準(zhǔn)確、可靠且簡(jiǎn)單易行。年齡在215歲之間的患者手術(shù)治療效果顯著，但對(duì)于年齡＜1歲患者的內(nèi)鏡治療要慎重，否則可能會(huì)造成與治療相關(guān)的交通性腦積水，后果嚴(yán)重。

簡(jiǎn)介：本文以優(yōu)化玻璃熔窯結(jié)構(gòu)，提高全氧燃燒玻璃熔窯壽命為目的，在綜合燃天然氣全氧燃燒玻璃熔窯燃燒理論與高碹頂全氧熔窯熱工計(jì)算的基礎(chǔ)上，建立了燃天然氣高碹頂玻璃熔窯全氧燃燒火焰空間中燃燒過程的三維數(shù)學(xué)模型。模型包括氣相流動(dòng)、燃燒模型和輻射傳熱模型。其中氣相流動(dòng)使用標(biāo)準(zhǔn)KΕ湍流模型、燃燒使用非預(yù)混燃燒模型、輻射傳熱使用DO模型。研究過程，使用GAMBIT軟件進(jìn)行三維數(shù)學(xué)模型的建立和網(wǎng)格的劃分；使用FLUENT軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的定義及求解，使用TECPLOT軟件進(jìn)行結(jié)果的后處理，用圖像來擬合計(jì)算結(jié)果，直觀地表示溫度場(chǎng)的分布和速度場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)情況，可視化計(jì)算結(jié)果。通過對(duì)燃天然氣高碹頂全氧燃燒玻璃熔窯熱工過程進(jìn)行了計(jì)算和分析可知，全氧燃燒在熱效率、單耗以及煙氣排放上都有明顯優(yōu)勢(shì)，全氧燃燒節(jié)能環(huán)保非常明顯；并且窯內(nèi)水蒸氣濃度大幅度增加，降低了玻璃液粘度及玻璃液表面張力，提高了玻璃液在窯中的對(duì)流速度，玻璃液質(zhì)量明顯提高；并改善了玻璃液和耐火材料的溫度均勻性；全氧燃燒有著顯著的優(yōu)勢(shì)，但窯內(nèi)水蒸氣濃度的增加大大加劇了對(duì)窯內(nèi)耐火材料的侵蝕，熔窯使用壽命劇減。因此，研究能降低窯內(nèi)耐火材料侵蝕的新型玻璃熔窯一高碹項(xiàng)熔窯，很具實(shí)際意義。本課題研究了日產(chǎn)400T燃天然氣高碹頂全氧玻璃熔窯內(nèi)火焰空間的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布情況。從模擬結(jié)果可以看出，高碹頂玻璃熔窯火焰空間溫度場(chǎng)與速度場(chǎng)分布客觀、合理，符合玻璃熔制制度；與普通碹頂全氧燃燒玻璃熔窯相比，高碹頂熔窯改善了窯內(nèi)氣體流動(dòng)與溫度分布，碹頂溫度低且分布均勻，窯內(nèi)煙氣環(huán)流多、在窯內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，熱效率高，減小了對(duì)窯墻及碹頂?shù)臎_刷、減少了碹頂水蒸氣濃度，很好地保護(hù)了窯墻和碹頂耐火材料，延長(zhǎng)了全氧燃燒玻璃熔窯的使用壽命；有利于促進(jìn)全氧燃燒技術(shù)在玻璃工業(yè)上廣泛應(yīng)用。研究結(jié)果表明，所建立的三維數(shù)學(xué)模型能夠比較全面準(zhǔn)確地反映全氧燃燒玻璃熔窯火焰空間溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布規(guī)律；采用圖像模擬能更為直觀地表示數(shù)值計(jì)算的結(jié)果。二者結(jié)合對(duì)于改善熔窯設(shè)計(jì)參數(shù)、優(yōu)化熔窯的運(yùn)行、提高運(yùn)行效率具有一定的實(shí)用意義和指導(dǎo)意義。

簡(jiǎn)介：材料在非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力或循環(huán)熱應(yīng)力作用下將產(chǎn)生塑性變形的循環(huán)累積現(xiàn)象，即棘輪效應(yīng)，其對(duì)工程結(jié)構(gòu)的安全性和壽命評(píng)價(jià)非常重要，已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。隨著對(duì)顆粒增強(qiáng)型金屬基復(fù)合材料研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的力學(xué)行為很大程度上受顆粒尺寸、形狀、分布、界面特性的影響。但已有的研究大多局限于對(duì)復(fù)合材料單調(diào)拉伸行為的影響，并且單顆粒單胞在復(fù)合材料中的尺寸比例太小，因此，非常有必要在已有的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，采用3D多顆粒單胞模型對(duì)復(fù)合材料的棘輪行為進(jìn)行有限元模擬。本文開展了如下研究工作1借助已有循環(huán)棘輪本構(gòu)關(guān)系的有限元實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)SICP6061A1合金復(fù)合材料的單拉行為、單軸棘輪行為的二維軸對(duì)稱分析，討論了界面厚度和結(jié)合狀態(tài)對(duì)復(fù)合材料整體性能的影響，同時(shí)，分析了復(fù)合材料中基體和界面的微觀變形特征及其演變規(guī)律。結(jié)果表明界面厚度越小，其模擬結(jié)果越接近于完好界面；界面結(jié)合狀態(tài)越好，即界面彈性模量、屈服強(qiáng)度和硬化模量越高，產(chǎn)生的棘輪變形越小。2利用顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的3D多顆粒模型分析方法，討論了單胞中顆粒排列方式的影響?；陔S機(jī)序列吸附RSAROMSEQUENTIALADSPTION方法生成了多顆粒隨機(jī)分布的模型，進(jìn)而討論了復(fù)合材料各種微結(jié)構(gòu)特征即顆粒形狀、數(shù)目、大小以及排列方式對(duì)其單拉行為和單軸循環(huán)變形行為的影響。通過分析發(fā)現(xiàn)顆粒數(shù)目越多，體積及其分布越均勻，增強(qiáng)效果越好。3借助新發(fā)展的、能夠合理描述材料時(shí)間相關(guān)棘輪行為的循環(huán)黏塑性本構(gòu)關(guān)系，通過選擇一組合理的界面性能參數(shù)利用三維有限元模型對(duì)復(fù)合材料棘輪行為進(jìn)行室溫和高溫573K的時(shí)間相關(guān)數(shù)值模擬，并通過與實(shí)驗(yàn)的比較討論模型的合理性，具有合理參數(shù)值的弱界面模型給出的時(shí)間相關(guān)棘輪變形預(yù)測(cè)結(jié)果比完好界面模型的結(jié)果更接近于實(shí)驗(yàn)值。

簡(jiǎn)介：基于結(jié)構(gòu)光法三維成像是一種非接觸性快速獲取三維物體輪廓的檢測(cè)方法。用普通白光將矩形光柵或者正弦光柵投影于被測(cè)物體表面上，由于物體外形凹凸等幾何形狀變化而在物體表面產(chǎn)生畸變條紋，這些畸變條紋就包含了物體表面形狀的三維信息，由CCD攝像頭攝取這些畸變條紋信息，對(duì)這些圖像進(jìn)行相應(yīng)的處理，得到有關(guān)條紋中心線的二維信息，然后再根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換模型和重構(gòu)算法對(duì)物體的輪廓進(jìn)行重構(gòu)，就可以得到被測(cè)物體表面的三維外形數(shù)據(jù)信息。本論文對(duì)基于結(jié)構(gòu)光法三維成像技術(shù)進(jìn)行了初步的研究，主要完成了以下工作首先，闡述了結(jié)構(gòu)光法三維成像原理，然后在世界坐標(biāo)系中，基于光學(xué)三角原理建立了該方法的數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)論述了三維坐標(biāo)同二維坐標(biāo)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。其次，在結(jié)構(gòu)光方法的基本原理和數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了一套三維物體重構(gòu)的信息獲取系統(tǒng)，重點(diǎn)論述了該系統(tǒng)的構(gòu)成、參數(shù)設(shè)置和攝像機(jī)標(biāo)定，由該系統(tǒng)可以獲取物體表面的信息和攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。再次，論述了三維成像的軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)圖像處理算法，對(duì)系統(tǒng)所獲取的信息進(jìn)行圖像信息的濾波、二值化和細(xì)化討論了由細(xì)化圖像、編碼圖像、攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)及系統(tǒng)的參數(shù)獲得物體三維坐標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程。最后，對(duì)系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因及相應(yīng)的解決辦法進(jìn)行了研究和探討，重點(diǎn)分析了光學(xué)系統(tǒng)和軟件處理兩方面引起的誤差。并結(jié)合實(shí)際成像過程中的經(jīng)驗(yàn)，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。本論文完成了用結(jié)構(gòu)光方法實(shí)現(xiàn)的物體三維成像的研究中的基礎(chǔ)性工作，論文所做的理論分析、系統(tǒng)搭建、誤差分析和實(shí)驗(yàn)為今后的物體三維重構(gòu)技術(shù)的進(jìn)一步深入研究提供了有益的幫助和借鑒。

簡(jiǎn)介：傳統(tǒng)的三維重建采用的雙目或多目視覺方法往往使視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)相對(duì)昂貴、操作復(fù)雜、在控制上不易實(shí)現(xiàn)。因此，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作的單目視覺方法的研究變得更有必要。本文通過理論分析，提出了一種新的基于單攝像機(jī)變焦原理的幾何體三維重建方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了圖像預(yù)處理、冗余數(shù)據(jù)處理以及仿真驗(yàn)證等內(nèi)容的研究。首先，通過對(duì)傳統(tǒng)三維重建過程和透鏡成像、光學(xué)變焦的研究，在定義的攝像機(jī)成像幾何模型下利用不同的焦距推導(dǎo)了幾何體空間點(diǎn)的三維重建過程，給出了提出的變焦算法下計(jì)算空間點(diǎn)三維坐標(biāo)的計(jì)算公式并通過不同象限內(nèi)單點(diǎn)的仿真驗(yàn)證了算法的可行性。在圖像預(yù)處理階段，采用了分為四階段的處理方法通過閾值分割有效地去除了背景噪聲的干擾，通過比較選擇CANNY算子檢測(cè)邊緣，用霍夫變換準(zhǔn)確地檢測(cè)所需直線，最后提取出特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)。對(duì)于不同的焦距組合產(chǎn)生大量的不同重建結(jié)果問題，首先采用傳統(tǒng)的遺傳算法處理冗余數(shù)據(jù)，通過遺傳操作迭代搜索出最優(yōu)的重建值。針對(duì)算法中的變焦特點(diǎn)，進(jìn)行了變焦重建算法模型對(duì)焦距的敏感度分析，篩選容易造成較大錯(cuò)誤影響的焦距組合，在此基礎(chǔ)上提出了加權(quán)梯度法搜索最優(yōu)值的方法。最后，通過仿真分析驗(yàn)證了所提出的算法與數(shù)據(jù)處理方法。在仿真空間立方體轉(zhuǎn)化后的像素坐標(biāo)上添加高斯白噪聲和BM高斯隨機(jī)噪聲模型，通過比較分析確定遺傳算法和加權(quán)梯度法中未確定的參數(shù)，然后比較兩種數(shù)據(jù)處理方法在不同方差下的重建精度，考察兩種方法對(duì)不同噪聲模型的適應(yīng)性以及運(yùn)算時(shí)間。利用所推導(dǎo)的理論公式完成對(duì)處理過的實(shí)際圖片數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和計(jì)算，并且分別用遺傳算法和加權(quán)梯度法重建出實(shí)際立方體頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)，通過定點(diǎn)間的實(shí)際距離與重建頂點(diǎn)的距離的比較驗(yàn)證了重建精度。

簡(jiǎn)介：三維影像能夠提供給觀眾身臨其境的視覺體驗(yàn)，三維電視3DTV系統(tǒng)是傳統(tǒng)二維電視系統(tǒng)的變革方向，自由立體顯示技術(shù)的發(fā)展為3DTV系統(tǒng)的普及提供了可能性，各種高級(jí)信號(hào)處理算法則為3DTV系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，研究高效的3DTV系統(tǒng)具有重要的理論、現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)意義。當(dāng)前實(shí)用的3DTV系統(tǒng)一般采用視頻加深度的場(chǎng)景表示方法，一個(gè)顯著特點(diǎn)是包含多視點(diǎn)視頻流。論文一方面圍繞3DTV系統(tǒng)的編碼問題，研究提高壓縮效率、繪制虛擬視點(diǎn)的方法；另一方面從視頻解碼的實(shí)時(shí)性出發(fā)，研究運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)挠布O(shè)計(jì)。編碼方法、圖像處理構(gòu)成了3DTV系統(tǒng)的算法基礎(chǔ)，硬件加速則為3DTV系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供了積極的借鑒意義。論文取得的創(chuàng)新性成果包括1提出一種多視點(diǎn)加深度的編碼方法，在時(shí)間域上采用層次化B幀的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)、在空間域上利用視點(diǎn)變換來編碼多個(gè)視點(diǎn)。該方法將視點(diǎn)分成主視點(diǎn)和輔視點(diǎn)，采用圖像渲染技術(shù)來合成輔視點(diǎn)的預(yù)測(cè)圖像；編碼并傳輸視點(diǎn)的遮擋信息，以在解碼端獲得高質(zhì)量的重建圖像；可根據(jù)主、輔視點(diǎn)在空間域上相關(guān)性的強(qiáng)弱，解耦主視點(diǎn)深度圖周期和圖像組長(zhǎng)度，耦合主視點(diǎn)深度圖周期和輔視點(diǎn)圖像組長(zhǎng)度，以充分挖掘時(shí)空域上的相關(guān)性。該編碼方法可擴(kuò)展至二維排列的視點(diǎn)陣列，在保證重建圖像質(zhì)量的同時(shí)可獲得更高的壓縮性能。2提出一種深度輔助樣本匹配算法，以修復(fù)視點(diǎn)內(nèi)部的空洞。采用提出算法的視點(diǎn)變換流程包括深度圖形態(tài)學(xué)處理、圖像渲染和空洞修復(fù)。在預(yù)處理階段，采用膨脹處理深度圖像，以抑制變換視點(diǎn)中的物體分裂；在后處理階段，通過制定優(yōu)先級(jí)確定修復(fù)順序，采用塊匹配搜索空洞紋理，在匹配代價(jià)函數(shù)中加入深度信息，通過紋理相似性和深度一致性確定最佳匹配塊，根據(jù)視頻采樣的特點(diǎn)采用亮度優(yōu)先的修復(fù)策略。采用本算法得到的目標(biāo)視點(diǎn)具有幾何保真、結(jié)構(gòu)保持、深度區(qū)分方面的優(yōu)越性，能夠?yàn)轭A(yù)測(cè)編碼提供有效的參考圖像。3提出一種串并混合的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償亮度插值結(jié)構(gòu)和三級(jí)遞歸色度插值結(jié)構(gòu)，通過在垂直方向串行處理輸入整數(shù)像素點(diǎn)以優(yōu)化數(shù)據(jù)流；提出一種多參考圖像管理的算法和硬件結(jié)構(gòu)，以較小的代價(jià)加速了解碼器的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償流程。

簡(jiǎn)介：嘴唇動(dòng)畫作為人臉動(dòng)畫中最重要的部分之一，可以應(yīng)用在影視特效，動(dòng)畫制作，游戲娛樂以及視頻會(huì)議等諸多領(lǐng)域，具有很大的應(yīng)用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。本文研究的內(nèi)容是如何利用視頻驅(qū)動(dòng)嘴唇，大致分為兩個(gè)部分如何從視頻中捕捉到嘴唇特征點(diǎn)，以及如何利用捕捉到的嘴唇信息驅(qū)動(dòng)嘴唇模型。本文采用的嘴唇模型是基于CIDE3面部模型的，它的驅(qū)動(dòng)機(jī)制以面部行為編碼系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，根據(jù)面部行為編碼系統(tǒng)定義的動(dòng)作單位，驅(qū)動(dòng)人臉模型。利用它的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，可以將跟蹤得到的嘴唇信息轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)嘴唇模型的參數(shù)，最終根據(jù)這些參數(shù)得到嘴唇動(dòng)畫。本文采用了兩種不同的方法對(duì)嘴唇進(jìn)行跟蹤，一種是基于表觀的方法，另一個(gè)種是基于運(yùn)動(dòng)的方法?；诒碛^的方法，存儲(chǔ)跟蹤目標(biāo)的紋理，通過改變目標(biāo)模型的位置參數(shù)和形狀參數(shù)，使其和視頻中的嘴唇相吻合。由于希望不使用訓(xùn)練樣本就可以對(duì)嘴唇進(jìn)行跟蹤，因此紋理模型從第一幀獲取，然后從后續(xù)的幀中獲取形狀無關(guān)紋理，將紋理模型和形狀無關(guān)紋理進(jìn)行比較，得到嘴唇模型的最優(yōu)參數(shù)。該方法可以直接得到嘴唇模型的參數(shù)，最終合成的嘴唇動(dòng)畫在大部分情況下是令人滿意的，但是當(dāng)嘴唇變化過大的時(shí)候，跟蹤器會(huì)跟丟，因此一些比較明顯的口型變化無法在合成的嘴唇動(dòng)畫中重現(xiàn)，影響了合成動(dòng)畫的質(zhì)量，但跟蹤器可以在沒有外界干預(yù)的情況下重新恢復(fù)對(duì)嘴唇的跟蹤?；谶\(yùn)動(dòng)的方法采用比較成熟的LUCASKANADE光流法跟蹤嘴唇的四個(gè)特征點(diǎn)，由于下嘴唇特征點(diǎn)在嘴唇運(yùn)動(dòng)過大的時(shí)候會(huì)跟丟，本文利用嘴唇的幾何形狀和嘴唇的邊緣信息對(duì)下嘴唇特征點(diǎn)進(jìn)行約束，得到了不錯(cuò)的跟蹤效果；利用基于運(yùn)動(dòng)的方法跟蹤到的4個(gè)嘴唇特征點(diǎn)，本文用最小二乘法求取嘴唇模型的參數(shù)，最終合成的嘴唇動(dòng)畫具有一定的逼真度。

簡(jiǎn)介：本研究針對(duì)目前激光三維堆積層高開環(huán)控制的現(xiàn)狀，自行開發(fā)研制一套層高隨動(dòng)控制系統(tǒng)。使Z軸單層提升高度△Z與成形件單層堆積高度△H保持一致，來保證成形件每層都有相同的離焦量。從而克服了形貌的上粗下細(xì)、上細(xì)下粗以及邊緣鋸齒狀現(xiàn)象。論文分析了現(xiàn)有激光加工過程中各種閉環(huán)控制研究現(xiàn)狀，介紹了目前激光成形過程中層高隨動(dòng)控制的研究現(xiàn)狀。提出了兩套控制方案，通過對(duì)比，課題采用了以激光位移傳感器為檢測(cè)裝置，上下位機(jī)結(jié)構(gòu)的噴頭隨動(dòng)控制方案。上位機(jī)IPC負(fù)責(zé)串口通信打開、與PMAC通信建立、數(shù)據(jù)接收處理顯示、Z軸實(shí)時(shí)調(diào)整以及完成一些加工輔助功能；下位機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)AD轉(zhuǎn)換，完成向上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳送。激光位移傳感器作為控制量的檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)層高數(shù)據(jù)的間接采集，單片機(jī)與工控機(jī)之間采用RS232通信。該方案充分利用了工控機(jī)強(qiáng)大的處理和運(yùn)算能力，以及便于編程開發(fā)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了以工控機(jī)為核心的一體化控制。激光三維堆積過程是一個(gè)多參數(shù)共同作用的復(fù)雜物理冶金過程。采用激光位移傳感器避免了熔池上方粉末飛濺、等離子云、煙云蒸騰、高溫等對(duì)測(cè)量帶來的不利影響，很好的完成了位移量的采集任務(wù)。本方案通過將測(cè)量值與設(shè)定值比較來決定數(shù)控系統(tǒng)Z軸微動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)證明實(shí)施本方案后噴頭微動(dòng)控制在±03MM之內(nèi)即層高變化控制在±03MM之內(nèi)。堆積成行件精度比沒有采用層度隨動(dòng)控制的成形件精度更高。成形件內(nèi)外表面光滑，沒有出現(xiàn)鋸齒狀。有效的提高了三維堆積過程的穩(wěn)定性、三維堆積成形件的質(zhì)量。