基于三维激光扫描数据的建筑物三维建模

激光扫描技术在工业模具设计和制造方面,特别是在逆向工程中,已经有了广泛的应用。随着激光中远程激光扫描仪的出现,激光扫描技术开始应用于测绘领域。与传统的高精度的点测量方式不同,三维激光扫描测量仪采用形测量方式,获取被测量目标的大量三维点,满足了高精度逆向工程对三维点的数据量的需求。     

基于CT三维重建与逆向工程技术的煤体数字模型的建立EI北大核心CSCD

为了建立能够表征煤体真实孔隙结构的数字模型,进而进行数值模拟研究,通过μCT225k VFCB高精度CT系统扫描得到了大柳塔煤矿长焰煤CT数据,可观测到的最小孔隙直径为1.94μm。使用基于Matlab语言的三维重建程序结合逆向工程技术,提出了一种将煤体CT三维数据转换为CAD数字模型的方法。以Ansys建立的煤体有限元模型为例,对煤体瓦斯渗流进行了模拟,分析了煤体孔隙内的速度及压力分布规律,并计算了沿X、Y、Z方向的渗透系数。计算结果表明:在微观尺度下(<100μm)煤体渗透系数呈现各向异性,其受煤体结构的影响较明显。提出的基于CT三维重建结合逆向工程技术构建的煤体CAD数字模型不仅可进行有限元分析,同时也可以被EDEM等离散元分析软件所使用,拓宽了煤体CT三维数据的应用范围,丰富了煤体在微观尺度上的研究方法。     

基于CT三维重建与逆向工程技术的煤体数字模型的建立

为了建立能够表征煤体真实孔隙结构的数字模型,进而进行数值模拟研究,通过μCT225kVFCB高精度CT系统扫描得到了大柳塔煤矿长焰煤CT数据,可观测到的最小孔隙直径为1.94 μm。使用基于Matlab语言的三维重建程序结合逆向工程技术,提出了一种将煤体CT三维数据转换为CAD数字模型的方法。以Ansys建立的煤体有限元模型为例,对煤体瓦斯渗流进行了模拟,分析了煤体孔隙内的速度及压力分布规律,并计算了沿X、Y、Z方向的渗透系数。计算结果表明：在微观尺度下（< 100 μm）煤体渗透系数呈现各向异性,其受煤体结构的影响较明显。提出的基于CT三维重建结合逆向工程技术构建的煤体CAD数字模型不仅可进行有限元分析,同时也可以被EDEM等离散元分析软件所使用,拓宽了煤体CT三维数据的应用范围,丰富了煤体在微观尺度上的研究方法。     

逆向工程技术在建筑物倾斜测量中的应用

针对目前传统倾斜测量方法不能够全面反映建筑物倾斜变形的问题,提出一种新的基于逆向工程技术的倾斜观测方法,该方法能够较全面地反映建筑物各个部位的倾斜变形情况。基于烟囱倾斜测量的实验结果表明,所提方法不仅可以快速获取监测物体的三维点云数据,还能够准确计算出建筑物的重点监测部位。研究结果可应用于一般建筑物和塔形建筑物的倾斜观测。论文将逆向工程技术引入到倾斜测量领域中,可以更加全面、直观、形象地反映建筑物的倾斜情况。     

循环荷载作用下岩石劈裂结构面剪切力学特性演化与影响因素研究

基于现有结构面剪切力学特性研究中对简单几何形态结构面研究多,天然形态结构面研究少,力学性质演化研究多,几何形态演化研究少的研究现状,通过巴西劈裂试验制备近天然形态岩石结构面,并采用模拟材料批量复制劈裂结构面试样的方法,开展循环荷载作用下岩石劈裂结构面的剪切力学特性演化规律与影响因素研究,分析法向应力、循环剪切次数、岩壁强度以及结构面粗糙度对循环剪切作用下岩体结构面力学特性和形貌特征的影响。最终通过在黏着摩擦理论-Barton经验公式中引入与循环剪切次数Nd有关的负指数假定劣化参数,提出了岩体结构面循环剪切强度公式。研究结果表明：法向应力、岩壁强度、结构面粗糙度越大,结构面的最大剪应力越大;法向应力、循环剪切次数、结构面粗糙度越大,岩壁强度越小,则归一化粗糙度参数越小。提出的循环剪切强度公式较好地验证了试验结果,可为工程安全设计提供理论参考。     

基于逆向工程建模方法的危岩体稳定性数值模拟分析

高陡岩质边坡危岩体失稳机理与稳定性评价一直是学者们关注的重点问题。相比于以定性分析为主的传统稳定性评价方法, 数值模拟分析方法在危岩体稳定性评价工作中得到越来越广泛的应用。而如何快速准确地建立复杂三维精细化地质模型, 尽可能还原岩体结构特征信息, 并与数值模拟软件进行无损对接, 进而定量评价危岩体稳定性仍是目前急需解决的问题。在野外现场调查结果的基础上, 对浙江神仙居景区神龙瀑景点处的地质灾害隐患点进行高精度三维激光扫描, 基于逆向工程建模软件Geomagic Studio, 对扫描获取的点云数据进行模型重建, 借助有限元网格划分软件Hypermesh对曲面模型进行三维实体化和网格划分处理, 再导入数值模拟软件FLAC3D中进行计算。结果表明, 神龙瀑边坡受拉破坏危岩体后缘裂隙最大拉应力接近抗拉强度, 且存在明显位移, 极有可能发生滑移-坠落。然后通过FLAC3D内置FISH语言进行二次开发, 计算结构面塑性破坏单元数目在总单元数目中的占比, 得出危岩体失稳概率为20%以上。该结果与现场灾害调查、数值分析结果相互印证, 预测了危岩体的潜在破坏范围, 提出了相应的防治措施建议。上述分析结果可为当地旅游管理部门的灾害防治工作提供理论依据和指导。     

三维激光扫描技术曲面拟合方法研究

点云数据处理以及点云的曲面、曲线拟合是逆向工程中一个重要的研究课题,其重要任务就是将实际物理模型重建生成几何模型,而核心问题就是如何从采样点出发重建曲线、曲面模型。本文以C++开发平台和MATLAB为基础,对三维激光扫描数据利用B样条、NURBS、三角网格曲面拟合方法和曲线拟合方法进行研究探索。     

基于改进BP神经网络的孔洞修复探讨

空间散乱点的处理一直是逆向工程的研究重点,其中散乱点的模型重建是研究的核心。针对模型重建过程中存在孔洞的问题,本文提出一种基于误差传播学习算法(BP)神经网络的修补方法,通过介绍BP神经网络的特点及算法原理,提出算法的改进方法,加快了网络收敛的速度、提高了网络拓扑结构,最后通过实验证明改进方法的优越性。     

一种用于标定工业CT设备点云提取精度的配准及评价算法

基于工业CT测量数据的逆向建模技术广泛应用于军事、汽车制造、航空、航天等领域。目前,在基于工业CT点云数据的逆向重构精度验证和标定上,国内外缺少相关研究。本文提出了一种用于标定工业CT设备点云提取精度的配准及评价算法。基于CT扫描和三维光学扫描点云数据,在研究多种配准算法的基础上,总结手动选点粗配准和自动全局精配准相结合的配准算法:手动选择三个匹配点,利用坐标变换完成粗配准;用ICP算法完成自动精配准,并利用修正的Hausdorff距离为目标函数来评价配准结果。对基于七参数法和ICP算法的计算步骤做了详细说明,并赋以实例。最后,以自行设计的标准件为例,获得CT测量设备点云提取精度标定值,验证配准流程的适用性。      

结合逆向工程和fuzz技术的Windows软件漏洞挖掘模型研究

Windows软件漏洞挖掘已经成为网络安全技术一个重要的组成部分。结合逆向工程和fuzz技术,提出了一个全新的Windows软件漏洞挖掘模型：首先分别介绍了逆向工程和fuzz技术主要特点和研究内容,接着介绍了结合逆向工程和fuzz技术的软件漏洞挖掘模型原理,最后展示了利用这个模型进行漏洞挖掘的实例演示。