基于图像自标定的3D打印模型高效生成方法

为了克服三维重建高度依赖标定板,满足3D打印模型的工业需求,提出基于图像自标定的高效3D打印模型生成方法,无需借助标定板计算相机参数,直接使用单相机采集序列图像进行三维重建。为了克服基于自标定方法易受图像质量和特征点匹配精确度的影响,根据人机交互与自适应分割算法相结合的方法去除原始图像背景及过滤噪声,使图像感兴趣区域特征更为明显,采用快速稳定特征算法提取序列图像中特征点并根据特征点的匹配度进行精确的特征点匹配,再使用匹配信息自标定求解得到相机模型参数,最后根据相机模型以及特征点信息完成三维目标的稠密重建。实验结果表明,自标定及重建方法对大小各异,表面材质不同的目标均可实现重建。     

不同重力场下颗粒冲击过程的离散元分析

开展不同重力场下颗粒材料冲击动力学研究有助于加深对颗粒运动机制的理解和深空探测任务的实施。本文采用离散元模拟对颗粒介质受球形冲击物的冲击过程进行了数值模拟，并与地球重力下冲击的试验结果进行对比验证。在此基础上，进一步研究了重力加速度对冲击物动力学的影响规律。计算结果表明，在所有重力加速度下，冲击物的穿透深度d与冲击速度v₀的关系可以用Poncelet模型表达；d与冲击物下落的总高度H表现为d～Hⁿ的幂律关系，当H<10 m时，d与H的幂率标度为0.322,而H>10 m时，d与H的幂率标度下降到0.211。此外，穿透深度小于冲击物半径时，重力加速度对冲击物减速过程无影响。在所有的重力加速度下，当冲击速度大于5 m/s时，冲击物的持续碰撞时间t_c是恒定的，且与重力的-1/2次方呈正比。