基于四目系统的真实场景三维建模

为实现敦煌莫高窟文化遗产数字化保护,设计了一套基于四目系统的真实场景三维建模方法。针对双目立体视觉系统特征点匹配精度不高的问题,构建了一种四目立体视觉系统,并设计了与之相适应的高精度立体匹配策略,运用四目系统的冗余设计和自检验功能,可以获得高精度的空间点云数据。针对Delaunay三角化结果中不相关目标的错误连接问题,增加三角形边长分别在图像坐标系和世界坐标系中的约束条件,抑制错误三角形,该条件可根据点云数据分布特征自适应获取。该系统已被运用到莫高窟第172窟的三维重建中。结果表明:该系统可以重建多目标、深度变化大的复杂场景,172窟的有效点云为41 649点,三维建模时间约为0.5 h。     

基于质子交换膜的电解除湿的研究

电解除湿作为一种新型的除湿技术,相比传统的除湿方式具有低能耗、无结露、无噪声污染、结构紧密轻便、可在低于0°下连续操作使用等杰出优点。本文通过搭建一种基于质子交换膜电解除湿的装置,实现了电解除湿的可行性。并研究了相同除湿组件面积下,不同温度、不同空间尺度与电解除湿性能的关系。研究发现在一定温度范围内,温度越高单位时间除湿量越高,空间尺度越小,可达到的最低湿度越小。     

非对称除湿膜的传质性能研究

用湿法成膜法成功制备了具有致密皮层的非对称膜(M1),并且通过全热交换实验台测试了这种新型非对称膜M1的除湿性能并进行了各层传质阻力的分析。研究表明:新型的非对称膜M1比传统工业化的纸膜(M2)的水蒸气的渗透速率有大幅度的提高。非对称膜Ml的传质阻力主要来源于致密皮层,厚度为6.7μm的致密皮层占总传质阻力的50%以上。多孔底层主要起支撑作用,传质阻力要小很多。这对于今后研究空气除湿膜具有重大的指导意义。     

基于减压膜蒸馏除湿溶液再生过程实验研究

用LiCl溶液作为除湿溶液进行减压膜蒸馏(VMD)溶液再生实验。研究了溶液温度、浓度,纤维膜的长度、数量对膜通量、传质系数、截留率和再生能力的影响.结果表明,溶液的温度对VMD的再生性能有很大影响,再生能力从0.1%升高到0.8%～1.2%,水通量、传质系数也随再生温度的升高而增大.在相同的再生能力下,30%LiCl溶液的再生温度比20%LiCl溶液高约7℃。为了提高高浓度溶液的再生效果,可以适当提高再生温度.此外,溶液的水通量和再生能力随着膜数的增加先降低再增加。因此,合理选择数量的纤维膜可以不仅节省材料,还可以提高再生能力.     

基于除湿换热器技术的回热型除湿系统实验研究

基于除湿换热器技术的新型回热型全新风除湿系统(以下简称:回热型除湿系统)通过引入回热装置,一方面可以改善系统的除湿处理能力,在降低处理空气出口温度的同时,提高系统的全热制冷量;另一方面,大幅提高了系统的热力学COP,与不带回热装置的除湿系统相比,在同等工况条件下回热型除湿系统的热力学COP可以由0.5~0.6大幅提高至1.2左右。     

基于三维激光扫描的物体重构建模

针对锂离子电池SOC(荷电状态)难以估算的问题,通过对电池建立等效的Thevenin电路模型,对不同时刻的SOC的模型参数进行拟合得到动态的模型参数,在Matlab中借助Simulink建立仿真模型,采用模块化结构,建立基于卡尔曼滤波算法的电池SOC估算系统;利用测得的电池电压电流,仿真系统可直接估算出实时的电池SOC,与实际的电池SOC对比,误差保持在2.5%以内,表明该方法可以有效的估计电池的SOC,对于锂离子电池在实际应用的容量估算有着重要意义。     

彩色滤光膜硅覆液晶微显示器的三维光学建模

本文针对彩色滤光膜(color filter, CF)硅覆液晶(liquid crystal on silicon, LCoS)微显示器件(microdisplay)中的微型彩色像素建立了三维光学模型. 这个三维光学建模主要分为三个过程, 即彩色液晶器件的机电特性分析, 利用扩展琼斯矩阵(extended Jones matrix)计算器件的光反射率, 以及采用标准RGB(standard RGB, sRGB)协议将CF-LCoS微显示阵列中各像素点的光反射特性还原成彩色图像. 通过上述过程建立的三维光学模型用于CF-LCoS的光学特性研究并与实验数据进行比较. 比较结果显示, 模拟得到的CF-LCoS微显示器的光学特性与实验结果非常符合.     

锂电池中负极表面固体电解质膜的SERS研究

本文对锂电池中负极材料表面固体电解质膜 (SEI膜 )的SERS谱进行了研究 :极化低电位下对贵重金属的研究表明 ,非水电解质溶液中痕量水的存在将对SEI膜产生重要影响。在微量水存在的情况下 ,RCOCO2 Li不是SEI膜的稳定成份 ,Li2 CO3、LiF、LiOH或LiOH·H2 O等物种才是其稳定组成。进一步的研究表明 :SEI膜的某些谱带具有不同的光吸收特性 ;它是对外界条件非常敏感的一种表面膜。通过对比分析 ,SEI膜的特征谱带得到了进一步归属 ,并对其形成机理做了讨论。     

基于电渗析的空气直接除湿方法研究

针对现有除湿技术尚存在的缺陷,提出了一种基于电渗析的空气直接除湿方法。该方法利用高压静电电离空气,产生大量自由电子为水分子荷电,荷电水分子在静电场作用下定向移动,再利用高分子纤维膜对水分子的选择透过作用将水分子与其他易荷电的负电性分子分离,从而实现除湿的目的。根据该原理构建了验证性实验装置,对该方法进行了实验验证,结果表明,在电场作用下高分子纤维膜两侧含湿量产生变化,证明了水分子在电场力作用下从膜的一侧转移到了另一侧,实现了负电晕线侧的除湿。该方法有望发展成为一种无相变,无需再生的新型除湿技术。     

基于拟牛顿和遗传算法的三维人脸建模

用网格重采样算法和点变形技术把不同人脸纹理全景图进行标准化,实现三维人脸的像素级对齐;根据在不同姿态下用拟牛顿法优化目标函数优化速度的不同和提取的人脸特征点精确计算出输入图像中人脸的姿态;确定三维人脸模型在此姿态下的可见点,最后利用改进的实数遗传算法进行匹配计算,建立完整的三维人脸模型。实验表明,此算法能实现三维人脸像素级的精确对齐,快速的精确计算输入图像中人脸的姿态,减少优化参数,简化目标函数,提高模型匹配效率和重构精度,缩短匹配时间。     

三维多孔陶瓷骨架增强的复合电解质

全固态锂电池在安全性和能量密度上都表现出极大的优势,因而在储能领域备受关注.有机-无机复合电解质结合了刚性无机陶瓷电解质优异的室温离子电导率和柔性有机聚合物电解质良好的可弯曲性,被认为是全固态锂电池最理想的电解质材料之一.然而,传统制备方法所使用的零维或一维无机填料具有团聚趋向且填料之间被聚合物相隔离,无法形成快速而连续的锂离子传输通道,旨在通过增加无机填料含量来提升复合电解质综合性能的方法难见成效.三维多孔陶瓷骨架因具有连续的锂离子快速传导网络,且其自支撑结构能够防止无机颗粒的团聚,近年来作为无机填料被越来越广泛地应用于复合电解质中.针对此,本文首先详细阐释了三维多孔陶瓷骨架对复合电解质电导率提升的机理,综述了近年来的相关研究结果,证实了三维多孔陶瓷骨架对复合电解质电导率和热稳定性的有利作用,然后对三维多孔陶瓷骨架不同的制备方法进行总结,为寻找更优的合成方法提供基础,最后探讨三维多孔陶瓷骨架的优化方向,在已有研究的基础上提出可行的改善策略.     

基于衍射光学元件色散特征的三维建模系统

为了重建复杂形状的三维物体,在此提出了一种便捷的基于衍射光学元件（DOE）色散成像特性的三维建模算法,该算法在一种新型的三维建模系统中实现,它充分利用了DOE在红外波段的模式投影和探测.给出了重建复杂形状的三维物体的仿真试验结果,证明该算法及系统的有效性和可行性.     

改进的基于主成分分析的三维人脸形状建模

针对基于主成分分析(PCA)的三维(3D)人脸形状重构不精确的缺点,对位移向量、缩放因子、旋转矩阵、重构系数等参数进行了精确的定义和计算,并对重构模型进行了有效的调整。根据CVL Face Database建立了113个3D人脸形状模型,经迭代运算后重构出了由特征点组成的稀疏3D人脸形状模型。利用径向基函数(RBF)得到了密集3D人脸形状模型。试验结果表明,算法可以得到精确的重构模型,对深度旋转的人脸图像和特征点定位误差也有很好的鲁棒性。     

真实场景的三维视频采集及显示

提出了一种真实场景三维视频采集及彩色显示的方法.设计了一种采用条纹投影的实时三维成像系统及采用液晶空间光调制器的实时全息彩色三维显示系统.在三维成像系统中采用π相移正弦条纹与编码图案结合实现绝对相位测量,从而可以测量孤立物体.同时对采用数字微镜的投影仪进行改造,实现高速投影,并与高速摄像机配合实现三维视频采集.首先利用实时三维成像系统同时获取三维场景的彩色强度像和距离像;然后根据这些三维成像数据, 设计和制作计算菲涅耳全息图;最后在实时全息彩色三维显示系统中再现.三维信息的采集和显示速度达到了60帧每秒.     

旋流泵全流道三维定常流场的数值模拟

本文在计算模型采用分块非结构化六面体网格的基础上,利用雷诺平均N-S方程,标准k-ε紊流模型,结合 SIMPLEC算法,数值模拟了旋流泵的内部流动,得到了旋流泵压力面、吸力面上的压力分布,同时也估算了叶轮的效率, 比较了旋流泵试验性能与数值模拟性能,有助于了解旋流泵的内部流动特性,指导旋流泵的水力设计。     

真实场景的三维视频采集及显示

提出了一种真实场景三维视频采集及彩色显示的方法.设计了一种采用条纹投影的实时三维成像系统及采用液晶空间光调制器的实时全息彩色三维显示系统.在三维成像系统中采用π相移正弦条纹与编码图案结合实现绝对相位测量,从而可以测量孤立物体.同时对采用数字微镜的投影仪进行改造,实现高速投影,并与高速摄像机配合实现三维视频采集.首先利用...     

基于量纲分析的建模研究

在量纲分析理论的基础上,结合工程实际问题研究了量纲分析建模的基本思路和方法.     

基于多尺度注意力机制相位展开的三维人脸建模

相位展开作为三维(3D)测量技术中的关键环节,其解析精度直接影响3D建模的精度。由于存在欠采样和相位不连续等问题,故传统空间相位展开难以得到正确的相位信息,而时间相位展开又需要额外的信息辅助。针对复杂场景中的3D人脸建模,提出了基于多尺度注意力机制的相位展开网络。在所提网络中,利用编码器-解码器结构融合多尺度特征,并在解码网络中嵌入注意力子网络以获取上下文信息。构建一个包含5000组样本的FACE数据集和一个包含100组样本的MASK数据集,每组样本均包含截断相位和连续相位的真值,这些真值可用于相位展开的训练及测试。所提网络在FACE数据集和MASK数据集上的均方根误差分别为0.0387 rad和0.0273 rad,结构相似性分别为0.9850和0.9793。在欠采样、相位不连续等区域中,所提网络可快速准确地提取相位特征,进而保证了相位展开的正确性。最后,通过对比实验证实了所提网络的有效性和可行性。     

垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶微显示器的三维光学建模

针对垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶微显示器件中的微型彩色像素建立了三维光学模型. 首先, 对彩色液晶器件的机电特性进行了分析; 其次, 利用扩展琼斯矩阵计算出器件的光反射率; 最后, 采用标准RGB协议将所研究的垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶微显示器件中各像素点的光反射特性还原成彩色图像. 用上述过程所建立的三维光学模型进行了垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶微显示器件的光学特性研究, 并与实验数据进行了比较. 比较结果显示, 模拟得到的垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶微显示器件的光学特性与实验结果非常符合.     

基于超声光栅法测定电解质溶液浓度的研究

为了探索超声光栅法测定电解质溶液浓度的规律,测量未知的电解质溶液浓度,验证超声光栅仪器的稳定性;在温度为17.0℃下,配置不同浓度的氯化钠电解质溶液,用超声光栅法测量氯化钠电解质溶液的浓度;测得的超声波速度与溶液浓度呈良好的线性关系,超声波速度随着溶液浓度增加而增加;用oringin8.0进行曲线拟合和线性回归分析,超声波传播速度与电解质浓度线性关系显著,得到线性回归方程,其可信度相关系数r=0.997 3;用未知浓度的氯化钠电解质溶液检验回归方程,测得结果与真实值相对误差较小,验证了回归方程准确性。