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相控阵三维声学摄像声纳实时信号处理和图像构建关键技术
本项目在 2 项国家自然科学基金项目和国家"863"计划海洋重大专项连续 3个五年计划滚动支持下，历经 10 多年产学研联合攻关，研究并掌握了基于稀疏换能器阵列的三维成像规律，发明了适用于近场和远场条件下的换能器阵列稀疏方法，解决了换能器阵元数量巨大所导致的高系统复杂度难题；研究了波束形成算法的计算机制，发明了分布式子阵波束形成实时处理算法和动态三维图像构建方法，实现了水下高分辨率三维场景的实时成像；发明了基于大规模 FPGA 的并行处理系统架构，实现了 128×128 个波束信号的高速实时计算，成功研制了高分辨率相控阵三维声学摄像声纳系统，为我国海底探测和水下安防等提供了一整套高端先进的探测手段。本项目的成果打破了国外的技术垄断，填补了国内空白，作为国家重大科技成果参加了“十一五”国家重大科技成就展。本项目共申请国家发明专利 18 项，其中授权 14 项；获得美国发明专利授权 2 项；获得软件著作权 3 项；发表 SCI/EI论文 16 篇；经由两位院士和其他专家组成的专家组鉴定，项目总体技术水平达到国际领先，为行业进步起到重要的推动作用。
浙江大学
2021-04-11
一种相控阵三维声学摄像声纳动静目标识别方法
本发明公开了一种相控阵三维声学摄像声纳动静目标识别方法,包括目标聚类步骤、目标特征提取步骤和目标特征匹配步骤。通过遍历声纳数据点,利用数据点之间的距离连通性对目标进行聚类,得到单帧图像中的各个独立目标;对聚类后的各个目标进行三维特征提取,包括目标总点数、目标质心、距离跨度和边界信息等;对相邻两帧中处于重叠区域的目标进行前后帧的特征匹配,通过合理设定各个特征参数的权重值,计算各个特征参数与权重值的累加和,实现动静目标的有效识别。该方法布局严谨、高实时高精度、准确率高、可扩展性强,有效地实现了三维声纳目标动静目标识别功能。
浙江大学
2021-04-11
基于FPGA的三维摄像声纳系统的阈值调整装置及方法
本发明公开了一种基于FPGA的三维摄像声纳系统的阈值调整装置及方法。该阈值调整装置与结果读取单元和存储器写入控制单元相连,位于三维摄像声纳系统的每个并行处理机内,包括:结果暂存缓冲器、最大值搜索单元、本地阈值计算单元、阈值发送单元、阈值接收单元和阈值仲裁单元。该阈值调整方法根据探测场景的变化和不同探测距离处目标回波强度的变化,动态的调整空间不同位置处所使用的阈值。本发明采用多单元块并行处理和流水线操作方法,可与前端的数字波束形成器同步工作,保证了优异的实时性能。
浙江大学
2021-04-11
基于多波束相控阵声纳系统的三维声纳可视化处理方法
本发明公开了一种基于多波束相控阵声纳系统的三维声纳可视化处理方法，包括以下步骤：采集声纳数据，并通过网络发送；通过网络逐帧获取声纳数据，将每一帧声纳数据对应的范围图像转化为全局坐标系下的点云数据；对点云数据进行过滤，将过滤得到的点云数据连接成三角面片，并计算每个三角面片的法向量和顶点；将当前帧与前一帧进行配准，将配准后的当前帧和前一帧中的点云数据进行马赛克化处理，然后利用遍历交叉点算法将马赛克化后的当前帧和前一帧的点云数据进行融合，并进行三维场景图像模型点集的更新；依据融合后的点云数据的强度以及三角面片的法向量和顶点的法向量，生成三维场景图像。本发明方法，速度快，精度高。
浙江大学
2021-04-11
基于电场性质的复杂曲面零件尺寸三维匹配检测方法
本发明属于零件加工误差检测技术领域，并公开了一种基于电 场性质的复杂曲面零件尺寸三维匹配检测方法，包括：对待测零件执 行扫描测量获得测量点云，并将设计模型与测量模型统一到同一坐标 系内；将两个点云定义于带电体电场，并赋予一定量的电荷；以坐标原点作为试探电荷，分别计算设计模型和扫描模型在试探电荷处的电 势大小；通过计算两片电子云重心邻域内各点的电场强度，并根据奇 异值分解求得刚体转换矩阵；以此更新测量电子云，并循环计算两片 电子云在原点处的电势差，直至满足终止条件。通过本发明，能够有 效解决现有匹配技
华中科技大学
2021-01-12
一种高精度静态三维力传感器标定装置
本实用新型公开了一种高精度静态三维力传感器标定装置，包括标定装置反力架、传感器固定盘、传感器加载件、滑轮支撑系统和砝码。标定装置反力架由顶板和四个立柱组成，立柱底部设有调平器，反力架顶板上部设有水平仪、下方安装有传感器固定盘；三维力传感器的顶部和底部均具有螺孔，用于连接传感器固定盘和传感器加载件；传感器加载件的X、Y、Z三个方向各具有一条钢绞线，用于施加三向荷载，X、Y方向钢绞线中部设有加载件水平仪，末端设置有砝码托盘；标定装置反力架的X和Y方向各设有一个滑轮支撑系统；本实用新型装置结构简单，精度高，实现三个分力任意组合加载，适宜不同形状三维力传感器，使用效果好，便于推广使用。
浙江大学
2021-04-13
模拟天然心肌组织结构的三维仿生支架的设计、构建及其应用
无论是发达国家还是发展中国家，心脏疾病依然是目前死亡率最高的疾病之一。由于心肌组织的再生能力有限，所以损伤的心肌组织很难进行自我修复和功能性重建，往往会形成无收缩和电传导能力的疤痕组织，对心脏造成更大的负担及进一步的损伤。目前在临床上治疗心脏疾病最有效的方法就是心脏器官移植，但是心脏移植的供体数目十分有限，而且器官排斥的可能性很高，并且受到宗教和伦理的影响，因此心脏移植手术仍然被视为一种高风险非常规的治疗手段。近年来，组织工程与再生医学的发展为心脏疾病的治疗提供了一个新的思路和途径。利用组织工程技术，制备工程化的心脏补片用于心肌损伤修复，或者研发微型心肌组织用来测试心脏疾病药物的疗效，甚至在体外重建一个功能和结构完备的工程化心脏器官来治疗心脏疾病，成为心脏组织工程科学研究的重要目标和前沿领域。然而，如何制备出模拟天然心肌组织三维交错排列及力学各向异性结构的组织工程支架材料仍然是研究的热点和难点。
西安交通大学
2021-04-11
逆工程(反求工程)层析三维数字化测量技术和设备
基本原理：层析三维数字化仪的基本原理在本质上不同于传统的逆工程三维测量技术，它把被测物体用专门的填充剂充满其内外所有细节结构，再用真空和高压装置把被测物体制作成测量模块；对该测量模块进行逐层切削和扫描测量；对所有的被测断面进行图像处理，同时精确提取内外轮廓的边缘数据；再通过工作站进行三维CAD重建被测物体的实体模型，在三维CAD实体模型的基础上直接进行激光
西安交通大学
2021-01-12
基于图像识别的高速精密直驱三维运动平台监控系统
基于直线电机的运动平台监控系统，可以支持直驱平台实现二维、三维或多维的超高速和超精密运动，精度和分辨率均在微米级。应用直驱运动平台可大大提高工业设备的速度和效率，推动现代装备及自动化设备制造业向高速、高精密方向发展。典型的应用领域：LED封装装备、办公机具、精密机械制造业、石油化工业、航空与国防工业、半导体加工及芯片制造业、工业机器人和机械手、激光及检测设备、医疗设备、电梯及仓储行业、食品与纺织机械行业等。
北京航空航天大学
2021-04-13
二倍体基因组三维结构科研成果
几乎所有高等动物都是二倍体，即生物拥有分别来自父本和母本的两套基因组。人类的二倍体基因组一般以形态、结构基本相同的同源染色体呈现。因为同源染色体序列高度相似，常见研究一般不区分同源染色体的父本和母本。这样研究得到的结果是这两套基因组的均值，忽略了同源染色体间的差异。同时，没有同源染色体相互作用信息就无法构建真正的三维基因组，无法研究其对基因表达的影响。该研究利用远亲杂交产生后代携带大量杂合位点的优势来区分同源染色体的父本和母本。
南方科技大学
2021-04-14