基于三维激光点云的树木胸径自动提取方法

胸径是评价林木生长状况的重要参数之一。针对接触式人工测量自动化程度低和基于点云的现有算法提取树木胸径精度不高的问题,提出一种基于点云数据的自动准确获取树木胸径的新方法。该方法以树木点云数据为基础,运用蚁群算法和B样条曲线拟合技术,实现树木胸径的自动准确提取。对实验区树木测量计算,结果表明,利用该方法提取树木胸径的均方根误差为±0.19 cm,平均绝对误差为0.15 cm,相对于基于点云的传统算法提取精度分别提高了50%和60.7%。该方法基于高精度点云数据,实现了树木胸径的无损自动提取,在精准林业领域具有推广价值。     

沈阳城市森林三维绿量的垂直分布

采用抽样调查法对沈阳城市森林5种功能类型的201块有效样地进行了调查,测算了样地内树木的三维绿量,利用将树木绿量汇集于树冠中心点的方法,对沈阳城市森林三维绿量垂直分布进行了研究。结果表明:沈阳城市森林的三维绿量垂直分布呈现典型的正态分布,其变化趋势与三维绿量垂直跨度分布相一致;新栽植树木对三维绿量垂直分布影响较小,三维绿量值更多地取决于三维绿量垂直跨度,即大龄级大树冠树木对三维绿量的贡献值最大。沈阳城市森林三维绿量垂直分布峰值为9 m。风景游憩林、附属林、道路林、生态公益林及生产经营林三维绿量垂直跨越层次依次为4.6、4.0、3.6、3.4、1.8,平均为3.9。风景游憩林和附属林三维绿量跨越层次较为丰富,灌木所占比例较大;生态公益林和道路林层次较为简单,灌木所占比例较小;生产经营林最为简单,三维绿量垂直跨越层次多为1层,三维绿量垂直分布峰值为5 m。     

基于无人机倾斜摄影技术的黄土丘陵区典型小流域淤地坝特征信息提取与分析

淤地坝现状特征信息的精准提取对于淤地坝运行现状评估十分重要,全面的淤地坝特征信息可为病险坝除险加固提供重要依据,当前淤地坝特征信息提取尚缺乏科学高效的技术。针对此问题,拟提出基于无人机倾斜摄影技术提取淤地坝运行现状特征的方法,以无人机航拍影像为基础数据,生成三维实景模型和高精度DEM,用于淤地坝数目、位置、剩余库容、有效坝高等重要现状信息的提取和测量,进而分析小流域内淤地坝分布、组成结构、坝体信息、淤积程度、坝控流域面积等特征。将此技术应用于陕西省榆林市子洲县蛇家沟小流域,详细提取1座大型坝和3座中型坝的现状特征信息。经过同野外实测数据对比,提取的淤地坝坝体信息相对误差均＜3.8%。所识别的大型坝剩余库容不足,处于基本淤满状态,且坝顶明显沉降,在极端降水条件下具有极大的漫顶溃坝风险。坝地耕作面积占小流域面积比例仅为2.17%,仍有坝地尚未开垦利用。研究结果可为小流域淤地坝动态监测与科学管理提供新方法和新思路。     

真实齿面相交干涉误差来源及接触分析

考虑安装误差、支撑条件和齿轮承载变形等因素的影响,研究了基于有限元计算渐开线斜齿轮变速器箱体系统误差的新方法,利用齿轮空间啮合理论,得出各个齿轮副的系统误差及人为误差,给出齿轮综合误差的计算公式。搭建真实渐开线斜齿轮相交干涉齿轮副模型,对标准齿轮和相交干涉齿轮的齿廓应力变化、齿向接触区域分布进行对比分析研究。计算结果表明,考虑齿轮副安装误差时,点接触和线接触的接触应力均有上升,线接触状态只变化了10.8%,而点-线接触的接触应力变化了46.4%,说明斜齿轮点-线接触对齿轮综合误差敏感性大于线接触。      

《管道科学技术论文选集》文摘（十五）：腐蚀管道的安全评定

系统地阐述了在役管道的安全评定方法。根据管道不同形式的腐蚀缺陷，提出了爆破失效模拟的非线性有限元方法，建立了能反映缺陷深度、内压、缺陷处最大应力、管材性能参数等四者关系的管道安全评定线图。考虑到影响管道安全诸多因素的复杂性和不确定性，提出了基于可靠性的评定理论与方法，即依据管道的腐蚀检测数据计算每千米管道的失效概率，可以全面反映管道沿线的安全状况，提出的腐蚀管道安全评定方法可大力提升管道安全运营管理的水平。     

基于两阶段关键点定位算法的奶牛体型评定指标自动测量

为解决传统奶牛体型评定指标测量方法受主观影响大、自动化程度以及体型关键点定位存在误差等问题,提出一种基于两阶段关键点定位算法的奶牛体型评定指标自动测量方法。对采集的奶牛背部深度图像序列,首先基于滤波方法进行边缘平滑与缺失区域修补;之后基于YOLO v5体型关键区域检测算法确定体型关键区域并重建相关区域三维点云;进而计算区域点云曲率与z轴最值定位体型关键点;最后依据关键点间相对位置自动测得体型评定指标。结果表明,该方法可完成俯视视角下奶牛体长、肩宽、胸宽、腹宽和腰宽指标的精准测量。对15头奶牛5个体型评定指标,算法测量值与实测值平均绝对误差为1.55 cm,均方根误差为1.78 cm,决定系数R2最大为0.9394。该方法可在实际养殖环境下实现奶牛体型评定指标的精准测量,对生产实际具有一定现实意义。     

叶片偏转角对液力变矩器的性能影响规律

建立了液力变矩器三维流道模型并进行流场仿真计算,将计算结果与试验数据进行对比,验证了仿真策略的正确性。基于流场仿真策略分别研究了液力变矩器泵轮、涡轮和导轮叶片偏转角对性能的影响规律。结果表明,各叶轮叶片偏转角对液力性能均有较大影响,导轮叶片偏转角对失速泵轮转矩系数影响最大,且随着偏转角的增大,失速泵轮转矩系数先减小后趋于平缓;涡轮叶片偏转角对失速变矩比和最大效率影响最大,且随着偏转角的增大,失速变矩比和最大效率均趋于减小。研究结果为液力变矩器的改型和性能优化设计提供了理论参考。     

东深供水工程下穿公路的浅埋隧洞施工仿真分析

基于新奥法的基本原理，对东深供水改造工程凤岗隧洞越过广深公路的浅埋段的施工过程进行了有限元三维数值仿真分析，并和现场监测进行了比较。结论认为：有限元分析和隧洞围岩变形位移监测结果都表明隧洞设计的支护和施工方法是安全合理的；研究处于复杂地质条件下的浅埋隧洞的开挖和支护，对保证工程稳定，加快施工速度，节省工程投资具有重大意义。     

一种快速物证三维重建系统开发

案发现场物证是庭审中重要组成部分,当前通常采用二维拍照或者石膏倒膜方法对其进行提取,无法确保现场物证的客观性和高精度要求。因此,本文开发一种快速物证三维重建系统,采用基于格雷码-相移的结构光投影方法,并开发一键式三维重建软件,实现现场物证的无损高精度提取,并通过实验验证了该方法对于物证三维重建的有效性。     

农机零部件夹具虚拟装配和有限元分析

为了提高农机零部件夹具的设计效率和设计精度,将虚拟仿真和有限元分析软件运用到夹具的优化设计上。采用虚拟建模软件建立了夹具的三维模型,并对模型进行了虚拟装配,最后利用有限元分析软件对夹具的推力杆件进行了仿真分析,优化了夹具的尺寸。对采用有限元分析优化前后的夹具的装夹精度进行了对比,结果表明:采用有限元分析优化可以明显提高夹具装夹的准确性,进而提高零部件的加工精度。