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簡(jiǎn)介:醫(yī)學(xué)圖像的三維重建是醫(yī)學(xué)可視化重要的研究方向。三維重建通過二維斷層圖像重建出三維實(shí)體,提供給用戶進(jìn)行觀察和交互。通過醫(yī)學(xué)圖像的三維重建,能夠準(zhǔn)確的反映人體組織、器官的空間位置、大小,給醫(yī)生提供直觀、完整的信息,從而有助于提高診斷的效率和準(zhǔn)確性。本文深入分析研究了MC面繪制算法以及基于光線投射的體繪制算法,基于醫(yī)學(xué)CT圖像的的特點(diǎn),改進(jìn)了繪制算法,利用VTK可視化工具實(shí)現(xiàn)了基于CT圖像的三維重建。本文研究和分析了VTK可視化工具,綜述了VTK可視化工具的特點(diǎn)、構(gòu)成以及類庫結(jié)構(gòu)。論文討論了CT圖像的預(yù)處理技術(shù),針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像獲取過程中可能造成的噪聲,采用鄰域均值濾波和中值濾波對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理,采用拉普拉斯銳化對(duì)圖像進(jìn)行了增強(qiáng)處理。由于CT圖像相鄰兩層斷層圖像間的距離遠(yuǎn)大于同一張斷層圖像中相鄰兩像素間的距離,這使得直接重建出的三維實(shí)體與真實(shí)物體差異較大,本文針對(duì)層間據(jù)比較大的三維醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)集使用了線性加權(quán)平均插值。利用ROBERTS、PREWITT、SOBEL三種邊緣分割算子,對(duì)CT圖像進(jìn)行分割,提取出感興趣目標(biāo),為三維重建做準(zhǔn)備。對(duì)MARCHINGCUBES面繪制算法進(jìn)行了分析,傳統(tǒng)MC算法需要遍歷三維數(shù)據(jù)場(chǎng)中所有體元,算法的大部分時(shí)間花在對(duì)空體元的檢測(cè)上,影響了算法的執(zhí)行效率。針對(duì)這一問題本文提出了基于種子填充算法的等值面搜索方法,減少了對(duì)空體元的訪問,提高了算法執(zhí)行速度。分析了基于光線投射的體繪制算法,針對(duì)在改變視角顯示時(shí)需要在新的視角和光照條件下重新進(jìn)行采樣,運(yùn)算量很大的問題,本文給出了一種改進(jìn)的體繪制算法使用包圍盒技術(shù)對(duì)三維數(shù)據(jù)場(chǎng)進(jìn)行裁剪,減少了要訪問的數(shù)據(jù)量,同時(shí)把二維的BRESENHAM算法推廣到三維,將體繪制中發(fā)出的光線離散化、體元化,并使用從前向后的圖像合成算法進(jìn)行色彩合成,提前結(jié)束光線,提高了重建速度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)面繪制和體繪制這兩大類三維重建算法進(jìn)行了比較和分析,討論了它們的應(yīng)用領(lǐng)域。最后本文給出了利用VTK完成三維重建系統(tǒng),對(duì)主要功能進(jìn)行了介紹。
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簡(jiǎn)介:大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于光柵投影方法的物體三維輪廓重構(gòu)姓名紀(jì)文麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)光學(xué)工程指導(dǎo)教師胡家升20070615紀(jì)文麗基丁光柵投影方法的物體二維輪廓重構(gòu)THREEDIMENSIONALPROFILERECONSTRUCTIONBASEDONFRINGEPROJECTIONABSTRACTTHREEDIMENSIONALPROFILERECONSTRUCTIONS3DPRISWIDELYAPPLIEDINDIFFERENTFIELDS,SUCHASROVCRSEENGINEERINGCOMPUTERV/SIONONLINEPRODUCTINSPECTIONMODELDESIGNANDMEDICALTREATMENTWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFCOMPUTERANDRELATEDDEVICES,RESEARCHERSPAYMOREATTENTIONTOTHE3DPRBASEDONOPTICALMETHODS,WHICHBEARWITHACTIVEANDNON。CONTACTINGPROPERTIESATPRESENT,THERECONSTRUCTIONSYSTEMSCANBEDIVIDEDINTOFOURCATEGORIESACTIVEOPTICALTRIANGULATIONLASERINTERFEROMETRYTIMEINFLIGHTANDFRINGEPROJECTIONN圮FRINGEPROJECTIONISBECOMINGPOPULAR衙I協(xié)LLIGHPRECISIONRAPIDRESPONSELOWLIMITATIONSFROMTHEENVIRONMENTINTHISPAPER3DPRUSINGFRINGEPROJECTIONMETHODISCARDEDOUT11LEMAJORCONTRIBUTIONSAREASFOLLOWSFIRSTLYTHEBASICPRINCIPLEOFTHE3DPRBASEDONFRINGEPROJECTIONISDESCRIBEDNEMETHODEMPLOYSATYPICALCROSSEDOPTICALAXESSYSTEMPROJECTSSTRUCTUREDGRATINGSWHICHAREGENERATEDBYCOMPUTERONTOTHESURFACEOFOBJECTANDOBTAINSTHEDISTORTIONFRINGEPATTERNSWHICHCONTAINTHEOBJECTPHASEINFORMATIONOFTHEONDI【GITALCAMERATHREEMETHODS,INCLUDINGPHASESHIFTMETHODSPSMWHICHAREUSEDTODEMODULATETHEPHASEINFORMATIONFROMTHEDISTORTIONFRINGEPATTERN,AREDISCUSSEDSECONDLYSEVERALIMPROVEDFRINGEPROJECTIONTECHNOLOGIESAREREVIEWEDTHEDEMODULATEDPHASEISWRAPPEDIN【R“,JRWHICHNGCDSTOBETMWRAPPEDTETRIEVETHEREALPHASEINFORMATIONBYEMPLOYINGSUITABLEPHASEUNWRAPPINGALGORITHMHOWEVERITISDIFFICULTTOOBTAINTHEPHASEATAGREATACCURACYBECAUSEOFTHEDEVIANTJUMPOFPHASECAUSEDBYSYSTEMNOISESTOSOLVETHEPROBLEM,WEIMPROVEDFRINGEPROJECTIONTECHNOLOGIESTHROUGHCOMBINATIONOFAGRAYCODEMETHODWITHAPHASESHIFTMETHODMEFFECTIVENESSOFTHEPHASEUNWRAPPINGALGORITHMISVERIFIEDBYTHECOMPUTERSIMULATIONTHIRDLY3DPRSYSTEMISESTABLISHEDNEPERIODOFTHEFRINGEPROJECTEDONTHEREFERENCECHANGESGRADUALLY11LETINYCHANGESAREUSUALLYIGNOREDBUTITWILLCALLSEELTORSBASEDONTHEANALYSISOFTHECHANGES,ANAR目URATEMATHEMATIEALMODELISPRESENTEDASWELLASACALIBRATIONMETHOD3DPROFILEISRECONSTRUCTEDFROMTHEUNWRAPPEDPHASEFINALLYTHE3DPREXPERIMENTSAREDESIGNEDBASEDONTHETLLEO硎CALANALYSISANDCOMPUTERSIMULATIONTHECAPTUREDIMAGESAREPREPROCECDEDINCLUDINGFILTERINGANDBINARYTRANSFORMATIONWITHMETHODSWHICHAREANALYSEDANDCOMPAREDTHE3DRECONSTRUCTIONOFTHEOBJECTISIMPLEMENTEDBYTHESYSTEMDESIGNEDATLAST
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簡(jiǎn)介:大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文三維城市重建中基于ROAM的地形渲染姓名趙崢申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)計(jì)算機(jī)軟件與理論指導(dǎo)教師郭禾20071218大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文TERRAINRENDERBASEDONROAMIN3DURBANRECONSTRUCTIONABSTRACT3DURBANMODELHASBEGANTOAPPLYINCITYPROGRAMMINGBUILDINGDESIGNINGANDOTHERDOMAINSASTHEMOSTDIRECTANDACTUALFORMOFCITYGISTHEWORKDONEINTHISPAPERDERIVESFROMTHENEEDOF3DURBANPROJECTOFOURLABORATORYINTHISPROJECT,THETERRAINOFURBANAREANEEDSTOBERENDEREDINREALTIMEINORDERTOINEASETHEREALITYOF3DURBANMODELWHILETHETOTALDATAOFTHETERRAINMODELSHASSOAREDRAPIDLYWIMTHEDEVELOPMENTOFLASERRANGETECHNOLOGYTHATBRINGSGREATPRESSURETOTHERENDERINGSYSTEMOFCOMPEERSONEWAYTOSOLVETHISPROBLEMISTOPERFORMLEVELOFDETAILLODRENDERINGFORLARGEMALETERRAINMODELSTHEREFORETHISPAPERIMPLEMENTSTHEREALTIMETERRAINRENDERINGALGORITHMBASEDONROAMCOMBININGWITHTHEPRACTICEOF0111“PROJECTANDPAYMOREATTENTIONTOORRORMETTLESANDMAXIMALSPLITDEPTHINTHEFIELDOFERRORMETRICS10TSOFRESEARCHAREDONEINGEOMETRICSGF酗11DISTORTIONTHISPAPERUSESSIMPLIFIEDERRORMETRICSTOSPEEDUPRENDERING111EDISTANCEBETWEENVIEWPOINTANDMESHANDTLLEVARIALICEOFTERRAINAREUSEDTOGETTHENEEDEDRESOLUTIONACCORDINGTOTHERESULTSOFEXPERIMENTSTHESIMPLIFIED黜RMETRICSCALLKEEPTHETERRAININAGOODVIEWANDREACHTHEGOALOFOURPROJECTINTHEFIELDOFTRIANGLEBINTR∞SPLITWEADDTHECONTROLFORIT’SMAXIMALSPLITDEPTHNERECURSIONDEPTHISCOHERENTTOTHESPLITDEPTHOFTRIANGLEBINTREEANDATTHESAMETIMEIT’SMAXIMALSPLITDEPTHDETERMINESTHEMAXIMALRESOLUTIONOFTERRAINTHEREFOREWE鋤CONTROLTHERECURSIONDEPTHANDTHERESOLUTIONOFTERRAINBASEDOILTHENEEDSTHROUGHCONTROLLINGMAXIMALSPLITDEPTHOFTRIANGLEBINTREEACCORDINGTOTHERESULTSOFEXPERIMENTSTHECONTROLOFMAXIMALSPLITDEPTHOFTRIANGLEBINTREECANIMPROVERENDERINGSPEEDATTHEBASICOFKEEPINGTHETERRAININAGOODVIEWANDREDUCETHEBURDENSOFCOMPUTERSTHISPAPERINTRODUCESTHECONCEPTOFDI畫TALTERRAINMODELANDTHECOMMOILTERRAINRENDERINGTECHNOLOGYANDDISCUSSESTHEROAMALGORITHMANDIT’SIMPLEMENTINCLUDINGTERRAINBLOCK,DUALQUEUEOPTIMIZATIONALORMETRICS,CRACKSANDFORCEDSPLITSUBSEQUENTLYTHISPAPERINTRODUCESFRUSTUMCULLANDTEXTUREMAPPINGTECHNOLOGYANDTHEFINALRESULTSOFEXPERIMENTSANDTHEDISCUSSAREGIYENKEYWORDS3DURBAN;TERRAINRENDER;ROAM;TRIANGLEBINLREE
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簡(jiǎn)介:浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文三維氣象數(shù)據(jù)的可視化研究姓名屠文潔申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師林海20080601浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要類系統(tǒng),本系統(tǒng)遵循了面向?qū)ο蟮脑瓌t,對(duì)模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了二維分布圖和機(jī)器學(xué)習(xí)分類方法。論文給出了采用本文方法對(duì)氣象數(shù)據(jù)的可視化處理結(jié)果,充分表明了我們所提出的兩類分類方法在處理三維氣象數(shù)據(jù)時(shí)的有效性。關(guān)鍵詞科學(xué)計(jì)算可視化,分類,氣象,二維分布圖,機(jī)器學(xué)習(xí)
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簡(jiǎn)介:華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文三維多孔陶瓷構(gòu)建人工小梁網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)研究姓名王娟玲申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)眼科學(xué)指導(dǎo)教師熊新春201105華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2天和21天眼壓測(cè)量值與術(shù)前比較差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,第28天比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。③病理組織學(xué)染色HE染色結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組各兔術(shù)后第3天和第7天手術(shù)區(qū)濾過道均為開放狀態(tài),隨著時(shí)間的延長(zhǎng)濾過道逐漸被新生疏松的膠原所填充,但第28天時(shí)濾過道內(nèi)仍可見間隙存在,此染色的結(jié)果與功能性濾過道形成情況相一致;免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組各兔術(shù)后第3天、7天、14天、21天和28天時(shí)手術(shù)區(qū)組織中結(jié)膜上皮下細(xì)胞和鞏膜組織TGFΒ1和BFGF表達(dá)與正常對(duì)照組比較均增強(qiáng),其中第7天陽性染色最多,表達(dá)最明顯。結(jié)論結(jié)論三維多孔陶瓷構(gòu)建的人工小梁網(wǎng)的生物相容性較好,植入術(shù)后的并發(fā)癥較少,而且在手術(shù)區(qū)功能性濾過泡能維持較長(zhǎng)的時(shí)間,有明顯的降低眼壓的效果,為抗青光眼的手術(shù)治療提供了一種全新的方法。目前還需進(jìn)一步探索三維多孔陶瓷構(gòu)建的人工小梁網(wǎng)的制作條件和植入手術(shù)的方法,從其硬度和孔隙率方面深入研究,使其能越來越好的控制房水流出的速率,盡可能的延長(zhǎng)功能性濾過泡的維持時(shí)間,并逐漸改良手術(shù)方式,最大程度的減少瘢痕組織形成。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞陶瓷;人工小梁網(wǎng);青光眼;植入
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簡(jiǎn)介:目前,三維金屬介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁散射計(jì)算因其廣泛的應(yīng)用而越來越受到國內(nèi)外研究學(xué)者的重視,已開展了相當(dāng)數(shù)量的研究、分析和討論。本文基于有限元邊界積分方法來展開研究的,主要包括兩部分第一部分為基于四面體單元的低階矢量有限元邊界積分方法;第二部分為基于曲六面體單元的高階矢量有限元邊界積分方法。首先,本文回顧了計(jì)算金屬介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)電磁散射的三種主要數(shù)值方法,即微分方程法、積分方程法和混合方法。對(duì)各方法特點(diǎn)、適用范圍作了全面的對(duì)比、分析。第一部分中,本文詳細(xì)研究了有限元邊界積分方法的原理及數(shù)值實(shí)現(xiàn)。其中,邊界積分部分考慮到收斂特性及內(nèi)諧振問題,而使用TEBTHXIH方程。再一步,通過引入加權(quán)系數(shù)實(shí)現(xiàn)方程的不等權(quán)組合,可進(jìn)一步改善矩陣性態(tài)。接著,研究了有限元邊界積分系統(tǒng)方程組的求解算法。由于系統(tǒng)方程組系數(shù)矩陣部分稀疏、部分密集的特性,而采用混合算法。在混合算法的每一步迭代過程,都涉及有限元方程組的求解。考慮到有限元系數(shù)矩陣對(duì)稱、帶狀、稀疏的特性,研究了其存儲(chǔ)方式及其方程組求解的一般算法。最后,將有限元邊界積分方法用于三維金屬介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)電磁散射特性分析。第二部分中,發(fā)展了一種基于曲六面體單元的高階矢量有限元邊界積分方法,并應(yīng)用于三維金屬介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁散射特性分析中,取得了比傳統(tǒng)低階矢量有限元邊界積分方法明顯的優(yōu)勢(shì)。并針對(duì)高階方法得到的有限元系數(shù)矩陣具有嚴(yán)重病態(tài)性,提出了列選主元的ILU預(yù)條件來加速GMRES迭代算法對(duì)有限元方程組的求解,獲得了很好的收斂效果。本項(xiàng)研究工作作為三維金屬介質(zhì)復(fù)合目標(biāo)電磁散射特性分析的基礎(chǔ)研究,通過矢量有限元邊界積分方法對(duì)該類問題的精確有效的分析提供了強(qiáng)有力的方法途徑。
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簡(jiǎn)介:目標(biāo)在復(fù)雜環(huán)境中的電磁散射研究應(yīng)用在十分廣泛的領(lǐng)域中。解析方法受其近似條件的約束,對(duì)于復(fù)雜粗糙面和粗糙面上有離散目標(biāo)的復(fù)合電磁散射計(jì)算存在方法上的困難。目前,各種數(shù)值方法求解了二維粗糙面與目標(biāo)電磁散射的建模與計(jì)算,在計(jì)算有限大粗糙面時(shí),通常采用錐形入射波來抑制邊緣繞射,但所模擬的粗糙面會(huì)隨著入射角度的增大而顯著增大。在計(jì)算三維粗糙面散射時(shí),由于未知數(shù)個(gè)數(shù)的增加使得計(jì)算的復(fù)雜度陡然增大,而難以在單臺(tái)PC機(jī)上完成。本文將隨機(jī)粗糙面看成周期延拓結(jié)構(gòu),代替?zhèn)鹘y(tǒng)的錐形入射波消除粗糙面的邊緣繞射。討論了一個(gè)周期單元粗糙面的邊長(zhǎng)與其相關(guān)長(zhǎng)度之間的關(guān)系。所需計(jì)算的粗糙面不隨入射角的變化而改變始終為一個(gè)周期單元,因此大大降低三維粗糙面散射計(jì)算量和內(nèi)存。在斜入射情形下入射波在周期方向上存在時(shí)延,因此采用“雙平面波激勵(lì)法”通過對(duì)正弦和余弦激勵(lì)源分別作用下的電磁場(chǎng)做適當(dāng)?shù)淖儞Q使周期邊界條件得以應(yīng)用。結(jié)合時(shí)域有限差分方法FINITEDIFFERENCETIMEDOMAIN,F(xiàn)DTD計(jì)算出粗糙面的電磁散射系數(shù)。隨后,用FDTD方法建立了三維隨機(jī)粗糙面與上方目標(biāo)的復(fù)合電磁散射模型。粗糙面可以用周期延拓的方法消除邊緣繞射,但不能對(duì)粗糙面上的目標(biāo)也應(yīng)用相同的周期邊界,否則會(huì)引入目標(biāo)的周期性。這里采用在每個(gè)時(shí)間步中先用周期延拓法計(jì)算出粗糙面的近區(qū)總場(chǎng),再以此作為激勵(lì)源照射粗糙面上方放置單個(gè)三維目標(biāo)的復(fù)合模型,由于沒有使用周期邊界條件,目標(biāo)不會(huì)被引入周期性。經(jīng)過迭代求解獲得整個(gè)時(shí)域過程中三維目標(biāo)和粗糙面相互作用的復(fù)合電磁散射,得到穩(wěn)態(tài)下目標(biāo)與粗糙面的近場(chǎng)分布。利用近遠(yuǎn)場(chǎng)變換公式,計(jì)算出全方位散射角度的單個(gè)目標(biāo)粗糙面模型的散射系數(shù)。粗糙面與目標(biāo)之間的多路徑散射會(huì)使窄帶雷達(dá)或單頻連續(xù)波雷達(dá)難以有效地識(shí)別目標(biāo),需要采用寬頻帶雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)?!半p平面波激勵(lì)法”雖然能在斜入射情形下應(yīng)用周期邊界條件,但是由于設(shè)置的是正弦和余弦激勵(lì)源,只能獲得粗糙面和粗糙面上有目標(biāo)模型在單頻率點(diǎn)下的散射特性。為了充分發(fā)揮FDTD方法的寬頻帶優(yōu)勢(shì),本文引入了橫向截面波數(shù)為常數(shù)的脈沖波CONSTANTTRANSVERSEWAVE,CTW。由于CTW脈沖波在周期方向上的波數(shù)保持為常數(shù),在橫向截面上沒有時(shí)延,使得周期邊界條件在脈沖波斜入射情形下能夠非常方便地實(shí)現(xiàn)。這種橫向截面波數(shù)為常數(shù)的方法也稱為譜FDTDSPECTRALFDTD,SFDTD方法。由此我們建立了粗糙面在寬頻帶下的散射模型,利用周期延拓面法消除邊緣繞射,獲得三維粗糙面在脈沖波激勵(lì)下的時(shí)域散射結(jié)果,經(jīng)過FOURIER變換快速得到不同入射角度下粗糙面的寬頻帶雙站散射特性。接著,建立了粗糙面上有目標(biāo)模型的SFDTD散射計(jì)算模型,在每個(gè)計(jì)算時(shí)刻通過連接邊界引入單獨(dú)粗糙面近區(qū)的總場(chǎng)作為入射波去激勵(lì)目標(biāo),得到目標(biāo)與粗糙面在CTW波激勵(lì)下的時(shí)域響應(yīng)和寬頻帶復(fù)合散射結(jié)果。本文在三維場(chǎng)景下,分別數(shù)值模擬了粗糙面和粗糙面上有體目標(biāo)兩種模型在單頻點(diǎn)和寬頻帶下的散射特性,為研究復(fù)雜環(huán)境中的目標(biāo)識(shí)別與特征提取提供了一套有效的數(shù)值計(jì)算方法。
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簡(jiǎn)介:本文討論的距離亮度增益調(diào)制三維成像系統(tǒng)是一種先進(jìn)的三維成像系統(tǒng),可以用于飛行器對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)三維成像觀測(cè),以及對(duì)三維地形信息進(jìn)行連續(xù)的獲取和識(shí)別,可廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的導(dǎo)航和導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)。距離亮度增益調(diào)制三維成像系統(tǒng)將先進(jìn)的調(diào)制增益像增強(qiáng)器技術(shù)與激光窄脈沖技術(shù)融為一體,使其能夠有效而且快速的獲取目標(biāo)的三維信息;從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的立體三維成像觀測(cè),這樣系統(tǒng)無論在性能上還是應(yīng)用范圍上都比傳統(tǒng)的成像技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。本文開題前進(jìn)行了廣泛的調(diào)研和查閱資料,開題后根據(jù)課題需要進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和分析研究,主要完成了以下幾個(gè)方面的工作A通過三維成像與傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)特點(diǎn)的比較,突出地展示了三維成像在目標(biāo)識(shí)別方面的優(yōu)勢(shì);B通過進(jìn)一步比較距離亮度增益調(diào)制三維成像技術(shù)與各種三維成像技術(shù),突出展示了距離亮度增益調(diào)制三維成像技術(shù)在實(shí)時(shí)獲取三維地形信息上的優(yōu)勢(shì);C經(jīng)過理論分析,提出了一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)的構(gòu)成框圖,然后從系統(tǒng)總體功能技術(shù)要求入手,提出各個(gè)功能模塊的技術(shù)需求;D通過數(shù)學(xué)模型的建立,對(duì)關(guān)鍵模塊建立一系列比較理想的模型,并通過這些模型分析來確定模塊的功能技術(shù)參數(shù)。
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簡(jiǎn)介:在樹脂傳遞模塑成型RTM工藝常用基體樹脂的發(fā)展中,雙馬來酰亞胺BMI樹脂的研究較為活躍。雙馬來酰亞胺樹脂既具有環(huán)氧樹脂的易加工性能,又具有聚酰亞胺樹脂優(yōu)異的高溫力學(xué)性能,因此在航天、航空及航海等高科技領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,是纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料中較為常用的基體材料。三維編織技術(shù)在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究中起到了重要作用。它具有纖維分散均勻,不分層,整體性好的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具備優(yōu)異的力學(xué)性能,并可綜合設(shè)計(jì)纖維編織結(jié)構(gòu)。本文采用RTM工藝制備了三維編織碳纖維增強(qiáng)雙馬來酰亞胺C3DBMI,三維編織芳綸纖維增強(qiáng)雙馬來酰亞胺K3DBMI,三維編織混雜纖維增強(qiáng)雙馬來酰亞胺HF3DBMI,并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了研究。研究?jī)?nèi)容主要分為五個(gè)方面1纖維增強(qiáng)方式對(duì)C3DBMI及K3DBMI力學(xué)性能的影響;2混雜比對(duì)HF3DBMI力學(xué)性能的影響和混雜效應(yīng);3碳纖維、芳綸纖維的表面處理對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,XPS和SEM等微觀分析手段分析處理前后纖維表面物理及化學(xué)狀態(tài)的變化;4雙馬來酰亞胺基復(fù)合材料、環(huán)氧基復(fù)合材料和尼龍基復(fù)合材料的力學(xué)性能比較;5雙馬來酰亞胺基復(fù)合材料的吸濕行為研究,吸濕過程對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,吸濕介質(zhì)、纖維增強(qiáng)方式和纖維種類對(duì)吸濕行為及復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,體外溶解物實(shí)驗(yàn)初步考察材料的生物相容性。研究結(jié)果表明三維編織纖維增強(qiáng)雙馬來酰亞胺復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度大大高于人體骨的強(qiáng)度,且彎曲模量與人體骨相接近,可最大程度地降低應(yīng)力遮擋效應(yīng)。三維編織纖維增強(qiáng)雙馬來酰亞胺吸濕后力學(xué)性能沒有明顯下降,溶解物實(shí)驗(yàn)表明材料沒有明顯的物質(zhì)溶出。綜上所述,在治療骨折創(chuàng)傷中,三維編織纖維增強(qiáng)雙馬來酰亞胺復(fù)合材料是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ牟牧稀?
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簡(jiǎn)介:太原理工大學(xué)博士學(xué)位論文環(huán)流循環(huán)除塵系統(tǒng)分離柱內(nèi)三維強(qiáng)旋湍流流場(chǎng)的研究姓名王景超申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別博士專業(yè)工程力學(xué)指導(dǎo)教師張善元李建隆20080501太原理JR大學(xué)博士研究生學(xué)位論文律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,分離柱內(nèi)切向速度基本上呈中心對(duì)稱分布,為典型的準(zhǔn)強(qiáng)制渦和準(zhǔn)自由渦的組合;分離柱內(nèi)軸向速度除出口附近外基本上呈軸對(duì)稱分布,每一截面上在軸心附近達(dá)到最大值,沿徑向向外逐漸減小,到壁面趨于零;靜壓力在軸心附近最低,由下至上存在一個(gè)低壓柱,壓強(qiáng)隨半徑增大而增大。同時(shí)發(fā)現(xiàn),分離柱內(nèi)的氣體在做高速旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象,渦核的軸線沿幾何軸心左右擺動(dòng),從而導(dǎo)致了流場(chǎng)的不穩(wěn)定,使分離效率下降。2基于柱坐標(biāo)下的NAVIERSTOKES方程和連續(xù)性方程,采用無粘流體假設(shè),對(duì)分離柱內(nèi)流場(chǎng)的流速和壓力分布進(jìn)行了近似分析,給出了三維速度、壓力梯度及靜壓力分布的基本表達(dá)式。該研究一方面為后續(xù)進(jìn)行更深入的流場(chǎng)分析提供必要的理論依據(jù),同時(shí)也考察了回流比和排氣管尺寸變化對(duì)流場(chǎng)各參數(shù)的影響,還與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了比較。理論研究表明,無粘流體模型可以近似預(yù)測(cè)分離柱內(nèi)部流場(chǎng)除軸心附近以外區(qū)域的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的基本變化規(guī)律;排氣管尺寸變化對(duì)切向速度、徑向壓力梯度和靜壓力影響很小,但對(duì)軸向速度和徑向速度影響很大;回流比對(duì)速度和壓力均有影響。3采用湍流粘性理論及平均速度場(chǎng)模式,基于柱坐標(biāo)系下的雷諾方程和連續(xù)性方程,推導(dǎo)出了環(huán)流循環(huán)除塵系統(tǒng)分離柱內(nèi)強(qiáng)旋轉(zhuǎn)湍流流場(chǎng)的基本方程,給出了湍流模型下分離柱內(nèi)部流場(chǎng)的速度場(chǎng)和靜壓力場(chǎng)的分布規(guī)律,并與流場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn),采用湍流粘性模型可以較好的預(yù)測(cè)分離柱內(nèi)部流場(chǎng)的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)。其中,在壁面邊界層以外的區(qū)域內(nèi),切向速度、靜壓力的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值不論是大小還是變化規(guī)律都比較吻合,軸向速度的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值誤差較無粘性模型明顯減小,且變化II
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簡(jiǎn)介:光彈性法是解決工程中二維和三維應(yīng)力問題的有效實(shí)驗(yàn)方法,它能夠直接測(cè)量三維模型內(nèi)部任意一點(diǎn)的應(yīng)力信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,光彈性法測(cè)量三維應(yīng)力模型的自動(dòng)化技術(shù)成為新的研究熱點(diǎn)。本文在結(jié)合前人工作的基礎(chǔ)上,針對(duì)三維數(shù)字光彈性法中的幾個(gè)待解決的問題進(jìn)行系統(tǒng)的研究,實(shí)現(xiàn)從圖像采集到應(yīng)力分離的完全自動(dòng)化。本文以相移法為實(shí)現(xiàn)數(shù)字光彈性法的基礎(chǔ),針對(duì)PATTERSON和WANG的光彈性六步相移法中等傾線信息受到整數(shù)和半數(shù)級(jí)等差線的影響,提出了八步相移法。該方法從理論上解決了等傾線(范圍在0,Π2)信息受等差線干擾的問題,得到全場(chǎng)等傾線參數(shù)。在光彈性八步相移法的基礎(chǔ)上,提出了確定模型切片的第一主應(yīng)力方向的三種方法。根據(jù)求解反正切運(yùn)算的兩種規(guī)則,分析并獲得反映第一主應(yīng)力方向的等傾角信息。通過對(duì)徑受壓圓盤和圓環(huán)驗(yàn)證了該方法的可行性。分析了時(shí)效對(duì)三維光彈性模型的影響,在時(shí)效存在的前提下,假設(shè)了時(shí)效影響的力學(xué)模型,通過模擬和實(shí)驗(yàn)證明了此假設(shè)。介紹了在實(shí)驗(yàn)中消除時(shí)效影響的兩種方法。在三維凍結(jié)應(yīng)力模型切片的應(yīng)力信息自動(dòng)獲取后,本文討論了應(yīng)力分離實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的問題。用三維數(shù)字光彈性法分析汽輪機(jī)葉根、輪緣的三維接觸應(yīng)力。得到了該模型六個(gè)應(yīng)力分量的全場(chǎng)數(shù)值,并討論了葉根和輪緣的可能接觸區(qū)域、該三維模型的MISES等效應(yīng)力和輪緣各齒承擔(dān)的載荷。這說明三維數(shù)字光彈法可以應(yīng)用到工程測(cè)試中,為擴(kuò)展數(shù)字光彈性法發(fā)展的空間奠定了基礎(chǔ)。
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簡(jiǎn)介:人耳可以根據(jù)雙耳接收的聲信號(hào)準(zhǔn)確地辨別聲源方位。三維聽覺顯示(3DAUDIODISPLAY)或者虛擬聽覺空間(VIRTUALAUDITYSPACE)就是根據(jù)人類聽覺特征,通過雙聲道播放系統(tǒng)再現(xiàn)聲源空間信息的技術(shù)。三維聽覺顯示作為虛擬現(xiàn)實(shí)(VIRTUALREALITY)中信息表示的一種重要手段,提高了虛擬環(huán)境的逼真度、交互性和沉浸感。它的研究具有重要的意義和廣闊的應(yīng)用前景。實(shí)際上,到達(dá)人耳的聲信號(hào)受到人的外耳、頭部以及軀干的濾波作用,這些聲學(xué)濾波器效果可以用與頭相關(guān)傳遞函數(shù)(HEADRELATEDTRANSFERFUNCTIONS,簡(jiǎn)稱HRTF)表示。基于HRTF的三維聽覺顯示利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),通過HRTF濾波將聲音定位在空間的不同方位,只需一對(duì)耳機(jī)或揚(yáng)聲器就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)空間的方位信息重放,設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低。本文主要研究了三維聽覺顯示的相關(guān)理論和工程實(shí)現(xiàn)。論文以虛擬聽覺系統(tǒng)中輸入(方位信息)和輸出(聽覺顯示)為兩條線索,分別從軟硬件的層面介紹了電子羅盤與ARM的通信以及基于ARM和LINUX的嵌入式音頻系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,硬件上主要敘述了基于IIS總線的嵌入式音頻系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)步驟,給出了重要的電路圖以及PCB設(shè)計(jì)和硬件調(diào)試的關(guān)鍵技術(shù);軟件上從初始化程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)到應(yīng)用軟件,逐層詳細(xì)介紹了這個(gè)嵌入式音頻系統(tǒng)的軟件部分的典型構(gòu)成,包括LINUX下的串口通信、音頻設(shè)備的驅(qū)動(dòng)分析、系統(tǒng)應(yīng)用軟件的算法和代碼實(shí)現(xiàn)等;另外還重點(diǎn)討論了基于ARM的嵌入式軟件的測(cè)試和優(yōu)化設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)應(yīng)用了基于HRTF的三維聽覺顯示的算法,軟硬件調(diào)試通過,運(yùn)行穩(wěn)定。經(jīng)測(cè)試,目標(biāo)位置變化或者用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),羅盤能夠動(dòng)態(tài)跟蹤方位的變化,系統(tǒng)所播放的聲音效果與實(shí)時(shí)變化的臨場(chǎng)環(huán)境相一致,聽覺的沉浸感與交互性滿足系統(tǒng)要求,性能良好。
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簡(jiǎn)介:現(xiàn)代光學(xué)干涉測(cè)量法已經(jīng)在表面三維形貌的檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用,它具有測(cè)量精度高和非接觸無損檢測(cè)等特點(diǎn)。通過引入相位調(diào)制來實(shí)現(xiàn)被測(cè)信息的提取,可以提高測(cè)量精度,并且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。相位調(diào)制方法可以分為時(shí)間相位調(diào)制和和空間相位調(diào)制。時(shí)間相位調(diào)制法即相移法,至少需要3幅相移干涉圖,在動(dòng)態(tài)環(huán)境中很難實(shí)現(xiàn);空間相位調(diào)制法通過引入光載頻條紋,這可以通過傾斜被測(cè)面或投影光柵實(shí)現(xiàn)。與相移技術(shù)相比,它只需要一幀干涉條紋圖就能恢復(fù)出物體的三維形貌,使得物體動(dòng)態(tài)過程的三維形貌測(cè)量變得可能。本文研究了一種基于顯微干涉的三維物體靜測(cè)試系統(tǒng),對(duì)光纖連接器端面進(jìn)行了測(cè)量。干涉儀由MIRAU干涉物鏡和鏡筒透鏡組成,CCD相機(jī)采集干涉圖樣,經(jīng)處理后得到相位分布圖。文中采用CARRE相位提取算法,無需進(jìn)行特定步長(zhǎng)的相移。對(duì)光纖連接器端面的表面形貌、曲率半徑、頂點(diǎn)偏移進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量系統(tǒng)的橫向分辨率可達(dá)到09ΜM,重復(fù)性測(cè)量精度為95NM。另外,本文還提出一種基于高速圖像采集和處理的三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng),將希爾伯特變換法和高速圖像采集系統(tǒng)相結(jié)合,采用邁克爾遜干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)表面的動(dòng)態(tài)測(cè)量,利用高速CMOS相機(jī)獲得振動(dòng)過程中的序列干涉圖像,對(duì)經(jīng)過加入空間載頻的序列干涉圖依次進(jìn)行希爾伯特變換、高通濾波等操作,得到序列包裹相位,利用三維相位解包裹再現(xiàn)物體表面各點(diǎn)的振動(dòng)過程,并恢復(fù)連續(xù)振動(dòng)物體的瞬時(shí)表面形貌。
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