慣性約束核聚變(ICF)是除了磁約束核聚變以外目前最有可能實(shí)現(xiàn)的一種可控核聚變方式。ICF實(shí)驗(yàn)由于其高效、可控等優(yōu)點(diǎn),受到各國關(guān)于能源獲得研究方面的青睞與關(guān)注。由于ICF實(shí)驗(yàn)靶場內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)行過程中需要精確定位和防碰撞監(jiān)測,目前國內(nèi)主要防碰撞方法是人工觀測,該方法存在精度和魯棒性受到人為影響因素大,且耗用人工等問題。首先,為了實(shí)現(xiàn)靶場快速裝配、精確定位及自動(dòng)化碰撞檢測,本文設(shè)計(jì)了一種基于CAD模型匹配的目標(biāo)防碰撞檢測方法,該方法可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)目標(biāo)模型匹配定位,通過將已知目標(biāo)的CAD模型的二維投影線框與攝像機(jī)獲取的圖像中待測物的外形輪廓進(jìn)行匹配從而獲得目標(biāo)的位置和姿態(tài)信息。其次,設(shè)計(jì)了基于點(diǎn)云最近點(diǎn)距離的碰撞檢測整體方案,并利用PCL點(diǎn)云庫以及第三方庫的一些算法,實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云提取算法設(shè)計(jì),并對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn);同時(shí)結(jié)合CAD模型匹配所得的位置姿態(tài)信息設(shè)計(jì)了基于點(diǎn)云坐標(biāo)變換的點(diǎn)云跟蹤真實(shí)目標(biāo)的軟件程序。然后,通過對(duì)分治遞歸法經(jīng)典一維和二維最近點(diǎn)對(duì)進(jìn)行研究,并對(duì)其進(jìn)行三維推廣,同時(shí)對(duì)于三維推廣的算法中的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度較高的問題進(jìn)行了改進(jìn);并將改進(jìn)算法與碰撞檢測問題相結(jié)合,提出了基于最近點(diǎn)對(duì)算法的碰撞檢測方法,并完成了程序設(shè)計(jì)。最后,搭建了試驗(yàn)平臺(tái),并對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的誤差來源進(jìn)行了分析,完成系統(tǒng)相機(jī)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn),并且進(jìn)行了枚舉法和分治法、三維經(jīng)典遞歸算法與改進(jìn)算法的最近點(diǎn)對(duì)算法的時(shí)間效率對(duì)比試驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。同時(shí)進(jìn)行了模型匹配實(shí)驗(yàn)和碰撞檢測實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行了分析。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TP391.41;TL632
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第1章 緒論景經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)國家對(duì)能源的需要飛速源問題已成為制約和影響著人類文明的進(jìn)步和高效、清潔能源的推廣應(yīng)用已成必然趨勢。我們?nèi)祟惒粩嘧非蟮睦硐肽茉粗�。隨著科技代產(chǎn)生了激光技術(shù)，開啟了人們對(duì)除磁約束核的實(shí)現(xiàn)方式——慣性約束聚變（inertial confine該聚變方式的應(yīng)用一旦實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，將成為解的里程碑。慣性約束聚變是利用粒子的慣性作核聚變反應(yīng)的一種方法[1]。其基本思想可以用圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文強(qiáng)激光利于研究水平和綜合國力的提升具有卓越的貢獻(xiàn)和重要的意義[1]。1.2 研究目的及意義在 ICF 實(shí)驗(yàn)中，需要在一個(gè)直徑十幾米的由厚厚的保護(hù)墻圍成的真空球體目標(biāo)腔室中，將多個(gè)高能量激光器和多個(gè)目標(biāo)診斷定位設(shè)備穿過該墻。定位器由遠(yuǎn)程控制，可以深入目標(biāo)腔室，在計(jì)算機(jī)組合控制系統(tǒng)的控制下，激光器要同時(shí)均勻的轟擊目標(biāo)。同時(shí)，靶室內(nèi)部多臺(tái)診斷設(shè)備密集圍繞在靶室中心，如圖 1-2 所示。如果沒有先進(jìn)的控制系統(tǒng)的輔助，幾個(gè)操作器經(jīng)常需要人工監(jiān)測定位器的移動(dòng)，避免碰撞，由于內(nèi)部設(shè)備較多易產(chǎn)生遮擋，通過人工監(jiān)測無法達(dá)到準(zhǔn)確判斷。本課題的研究目的在于利用計(jì)算機(jī)基于模板匹配的定位技術(shù)代替人工監(jiān)視靶室內(nèi)部各設(shè)備的干涉情，從而解決人工監(jiān)測自動(dòng)化程度低、安全系數(shù)低的缺點(diǎn)。通過距離監(jiān)測可以在每個(gè) CAD 模型的周圍定義警戒距離，當(dāng)不同部件之間的距離小于警戒距離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以最高優(yōu)先級(jí)來鎖定各個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)，以防止各個(gè)位置調(diào)節(jié)器在并行運(yùn)動(dòng)中發(fā)生碰撞。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文標(biāo)對(duì)應(yīng)著攝像機(jī)的傳感器元件像素，因此坐標(biāo)值都是整數(shù)，它兩個(gè)坐標(biāo)方向的序號(hào)，該坐標(biāo)系用 Oi表示。像素坐標(biāo)系的兩個(gè)用字母 u 和 v來表示，且坐標(biāo)軸具有離散性和有限性。這個(gè)坐圖像物理坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置不同，一般來說，圖像物理坐標(biāo)系像的中心，習(xí)慣上把光心在像素坐標(biāo)系的投影點(diǎn)記為0 0(u , v )。5）物體坐標(biāo)系 物體坐標(biāo)系是為了描述目標(biāo)物體相對(duì)于其它姿態(tài)而定義的三維坐標(biāo)系，一般空間中每一個(gè)物體都有自己的31]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姚丹丹;苗放;陳軍;盧涵宇;;基于OpenGL的ArcGIS Globe動(dòng)態(tài)三維符號(hào)渲染可視化研究[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年03期

2 闞旭;夏戈明;曹源;;基于uDig的開源GIS態(tài)勢圖的設(shè)計(jì)研究[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2016年05期

3 高真;葉學(xué)義;周天琪;宋倩倩;;基于反距離加權(quán)插值的水聲數(shù)據(jù)可視化算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2015年09期

4 童立靖;陳靜;;OpenGL紋理函數(shù)應(yīng)用方法研究[J];軟件導(dǎo)刊;2015年07期

5 王運(yùn)森;唐忠偉;徐帥;;基于PCL與HOOPS的空區(qū)點(diǎn)云處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J];金屬礦山;2015年06期

6 鄭立國;劉楊;羅江林;;基于PCL的人體實(shí)時(shí)3D重建技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[J];電子技術(shù)與軟件工程;2015年10期

7 李逢安;高陽;單桂華;;基于合并樹的天文數(shù)值模擬時(shí)序數(shù)據(jù)可視化分析[J];科研信息化技術(shù)與應(yīng)用;2014年05期

8 陳哲;封衛(wèi)兵;;基于分布式數(shù)值模擬結(jié)果的可視化[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2014年12期

9 張晨;裴莉;王聰;徐勇;陳濤;;AR技術(shù)在機(jī)械化生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息;2013年12期

10 王凱;;確定CCD相機(jī)標(biāo)定點(diǎn)個(gè)數(shù)的方法[J];光機(jī)電信息;2011年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 劉瀅;基于顯微視覺和CAD模型匹配的目標(biāo)定位技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 馮駿帆;基于多核TBB加速的激光等離子體互作用PIC模擬研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 康世發(fā);基于神光組件光機(jī)裝�；鶞�(zhǔn)傳遞體系的研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2014年

4 沈媛;基于圖像序列的三維建模關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D];南京郵電大學(xué);2011年

5 戴杰;虛擬裝配系統(tǒng)中碰撞檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];大連交通大學(xué);2010年

6 陳莉莉;基于圖像空間的碰撞檢測算法的研究[D];沈陽航空工業(yè)學(xué)院;2009年

7 王樹軍;三維游戲引擎中物理引擎關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2007年

8 周蓉;精修牙齒模型的3D圖形仿真[D];云南師范大學(xué);2006年

9 趙銳;基于單目視覺的物體位姿測量方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2809604