發布時間：2022-04-16 11:23:37
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的三維目標論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
[關鍵詞]三維一體；教學改革；教學模式
1.引言
對于經濟管理類的專業課程，傳統的由理論灌輸為主的方式單一死板，且不能結合企業業界的變化迅猛的趨勢和學界科研的動態前沿，會導致大學生和九年義務教育的學生類似，成為純應試教育的培養模式，當前經管類課程的改革大多局限于以理論教學為主輔之以案例教學為輔的固化思維，忽略了對于經濟管理類學生的科研能力以及企業化素養的全面培養，依然與完整的素質教育標準有一定的距離。三維一體教學方法力求在保證創新性的前提下，通過“邀約業界精英講座、學生演講討論以及閱讀指定該學科經典原著撰寫學期論文”的三維一體視角來達到錘煉學生業界意識，表達能力以及科研思維的培養和提高全方位的教學目標。
2.《社會保障》三維一體課程教學改革的具體措施
通過對傳統以理論加案例的教學模式進行革新，打破傳統的期末考試以純理論考試為載體的教學模式，以教師課堂理論講授，分期邀請業界專家進行講座，學生進行實體企業調研并對講座以及調研撰寫報告進行演講答辯，貫穿整個學期的經典原著的閱讀撰寫小型論文，期末成績由期末理論考試、演講答辯成績以及小型論文的撰寫三個考核部分組成，且以能力培養為本位，在一門專業課的學習中，提高理論知識水平，學會理論與實踐相結合的方式提高表達能力并可進行基礎性的科研等三重架構培養學生的綜合能力。
2.1倡導“請進來“模式的第一維度培養學生的業界意識
《社會保障》這一學科的具有較強的實踐性和交互性決定了該學科需打破常規聯系業界具體情境進行教學，筆者在進行改革的一個學期以內，共邀請了三位在業界工作多年的人士進入課堂進行講授，分別來自于政府部門、外資企業和國內私營企業，通過對學生進行社會保障的核心架構的講解，讓學生從教材的理論知識中脫離出來生動的現實情景感受，對書中的重點和難點有了一個清晰的把握，并請這些社會保障的專業人士讓學生了解社會保障中的詳細業務在現實生活中和和形而上的教材內容的異同進行比較學習，可以縮短學生由校內和校外的心理距離，提前培養一種業界意識。
2.2要求以經典原著的閱讀的第二維度挖掘學生的學術潛力
在學生掌握社會保障基本的學科知識的同時，筆者意識到，傳統的本科教學在實際中都在抱怨學生學術功底的薄弱和不規范，因此，筆者在改革之初，就推薦學生以國內社會保障學科的經典《貝弗里奇報告》作為原著藍本，要求學生在一學期內閱讀完畢，并以“從《貝弗里奇報告》中的解讀出對某某國家未來社會保障發展的啟示”為論題進行學期論文的寫作，分月度對學生的論文寫作進行進度督查與指導。在論文寫作中格外重視學生論文的格式規范、框架的科學以及學術誠信度。筆者認為，在人文社科的學術精神培養的角度來看，從經典原著的閱讀并進行論文寫作來挖掘學生的學術潛力是最簡潔且有效的途徑之一。
2.3推崇學生分組團隊演講的第三維度鍛造學生的表達能力
筆者因為從前的教學經驗總結得知，囿于大學生課程設置的局限和義務教育與高等教育的銜接等機制問題導致較多的大學生缺乏基本的表達能力，因此筆者在該課程教學改革的過程中，將參加改革的受眾學生分為十個小組，將社會保障的教材核心知識以教材的體例分為十個版塊，每個小組指定一個組長，對小組成員進行職能分配，并以結果導向為思想對小組學生提出任務，每周一組學生以演講闡述的形式進行授課，筆者在學生四十五分鐘授課結束后予以提問答辯并對該組學生進行點評，這在改革中讓學生不知不覺中訓練自己面對公眾講話和表達的思維和能力。
3.《社會保障》三維一體的教學改革的效果
3.1傳統教學模式的顛覆
此次改革讓人力資源管理的核心課程《社會保障》的教學模式有創新性的改變。一改傳統教學模式的弊端，讓學生參與到學習中來，激發學生的興趣和求知欲，讓學生擁有主動學習的內驅力，在讓學生熟練掌握扎實的理論知識的前提下，提高溝通表達的能力，并能夠有基礎性的科研水平，達到學生全面發展的教學目的。
3.2創新教學模式的標桿
本次改革通過試點在《社會保障》學科進行應用型的研究，突破傳統教學模式的板結思維，通過一門學科將學生的理論知識、與業界的實體企業的雙向互動以及對于前沿原著的論文撰寫達到經濟管理類課程通識教育模式的初步構建，成為經濟管理類課程的通用模式，為人文社科的其他領域的課程起到借鑒和指引作用。
4.《社會保障》三維一體的教學改革的結論和展望
本次改革通過對于業界、學術、表達“三維一體教學模式“的探討，以《社會保障》學科為個案研究對象，對于與當代大學生息息相關的三重維度在經濟管理類學生的綜合素質培養中可以起到全面的資源整合和優化，本次改革以學生期末三重維度的綜合檢測為考量載體，可對于學生常規的單向度的以純理論考試分數為高低作為學習目標有質性的革新，且可有效提高學生積極性和教學質量，本次改革的探索性的嘗試也可作為后面當代大學教學模式全面改革科研的一個新起點。
5.余論
本次教學改革作為一次探索性的創新嘗試，基本完成了預期的教學目標和提升效果。但是經濟管理作為發展迅猛的學科大類，此次改革的成功并不能保證所能維持良好教學效果的持久度，因此教學的基本理念依然是一個動態變化的長期過程。筆者也會根據學科和業界在未來的不斷發展和變遷，繼續動態的追蹤學生對于《社會保障》這門學科的學習效果，并結合企業及社會對于學生綜合素質不斷變化，根據實際情況調整和優化現有的教學模式，從而讓學生的素質提高與良性成長與社會要求可以一致接軌，為培養更加優秀的大學生探索和嘗試。
參考文獻
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作者簡介
林竹，男，職稱：助教，單位：成都信息工程學院銀杏酒店管理學院工商管理系.
鄒坤，男，職稱：助教，單位：成都信息工程學院銀杏酒店管理學院工商管理系.
關鍵詞：機器視覺；邊緣檢測；圖象識別；濾波算法
中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 02-0082-01
一、機器人系統的發展及機器人視覺
機器人的發展大致經歷了三個成長階段，也即三個時代。第一代為簡單個體機器人；第二代為群體勞動機器人；第三代為類似人類的智能機器人。它的未來發展方向是有知覺、有思維、能與人對話。機器人向著智能化、擬人化方向發展的道路，是沒有止境的。 機器人視覺是計算機學科的一個重要分支，它綜合了光學、機械、電子、計算機軟硬件等方面的技術，涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領域。我國機器人視覺應用主要有以下目的：用以代替人類從事危險、有害和惡劣環境、超凈環境下的工作；提高勞動生產率，改變產品質量，快速相應市場需求，加強在國際市場的競爭能力。
二、機器人視覺的原理
機器視覺是機器人感知周圍環境的主要途徑之一。它可以通過視覺傳感器獲取環境的二維圖像，并通過視覺處理器進行分析和解釋，進而轉換為符號，讓機器人能夠辨識物體，并確定其位置。目前成熟的光電成像技術都只能捕獲二維明暗信息，而不能獲得距離信息，所以直接通過這種途徑獲得的機器視覺也只能是二維的。隨著科學技術的發展，三維立體視覺的解決方案也如雨后春筍般涌出，其中就包括雙目立體視覺，狹縫光投影法，時間差法等。
（一）實現方法
1.圖像的獲取與預處理：用于進行三維特征提取的圖像是一幅常規的二維灰度圖，所以使用一個常規的CCD或CMOS圖像傳感器即可滿足要求。圖像需要進行量化處理，即把圖像信息分成許多像素點，這些亮點經過A/D轉換后即可輸入計算機進行處理。2.邊緣信息提?。哼吘壧崛∷惴ň褪前岩桓被叶葓D像轉化為二值圖像，灰度圖像中的輪廓在二值圖像中用1表示，而非輪廓位置用0表示。邊緣提取算法的種類非常地多，如Robert算子卷積法等。3.邊緣檢測與輪廓連結：邊緣檢測主要采用各種算子來發現、強化圖像中那些可能存在邊緣的像素點。邊緣檢測算子除了有Roberts算子外，還有索貝爾算子（Sobel operator）和Prewitt算子、高斯偏導濾波器以及Canny邊緣檢測器等。4.利用線條分類識別三維物體：提取出二維圖像的輪廓信息，還不足以分析出其中的三維特征，我們必須對輪廓信息進行進一步的模式化處理，從輪廓中提取特征。5.從二維圖像中提取三維特征的局限性：雖然從二維圖像中提取圖像的三維特征的算法對設備的要求低，處理的數據量相對較小，輸出地結果也比較規整。但是這種算法也有其局限性。
（二）攝像機模型及透視技術
透視技術實際是一個非線性映射，這在實際求解時可能需要大的計算量，而且如果透視效果不明顯，直接使用該模型可能會使求解變為病態。透視逆變換把三維物體轉變為二維圖形表示的過程稱為投影變換。
三、基于視覺的機器人路徑規
針對移動機器人規避障礙和尋找最優路徑問題，提出了在復雜環境下移動機器人的一種路徑規劃方法。采用了柵格法建立了機器人工作平面的坐標系，整個系統由全局路徑規劃和局部避碰規劃兩部分組成[8]。在全局路徑規劃中，用改進蟻群算法規劃出初步全局優化路徑；局部避碰規劃是在跟蹤全局優化路徑的過程中，通過基于滾動窗口的環境探測和碰撞預測，對動態障礙物實施有效的局部避碰策略，從而使機器人能夠安全順利的到達目標點。這種方法能在較短時間內找到最佳路徑并規避障礙。
四、機器人視覺處理程序
機器人視覺處理程序的主要功能包括：（1）從USB攝像頭實時讀取視頻數據，進行簡單的預處理；（2）隨后進行圖像處理，主要完成空域的圖像增強。通過對圖像進行二值化，將目標小球從背景中提取出來；（3）計算目標的位置，進而計算出機器人頭部的旋轉角度，通過舵機驅動程序，控制機器人頭部轉動到目標所在角度，實現對目標物體的跟蹤。
經過實驗，機器人頭部可較好地跟蹤目標，實現了視覺原型系統。
（一）機器人視覺的目標與任務
目標：使機器人具有感知周圍視覺世界的能力。讓機器人具有對周圍世界的空間物體進行傳感、抽象、判斷的能力，從而達到識別、理解的目的。
任務：圖象的獲取、預處理、圖象分割與表示與描述、識別與分類、三維信息理解、景物描述、圖象解釋。紅色部分就構成了圖像分析的研究內容。
（二）視覺信息的處理
移動機器人視覺信息的處理通常由圖象獲取、圖象分析、關系描述三部分組成。
五、結束語
移動機器人是目前機器人領域的研究重點之一，吸引著眾多學者的注意。機器人的研究涉及到人工智能、控制理論、傳感器技術和計算機科學等多門學科。通過閱讀大量的期刊、學術論文用于進行三維特征提取的圖像是一幅常規的二維灰度圖，所以使用一個常規的CCD或CMOS圖像傳感器即可滿足要求。圖像需要進行量化處理。為了給形態學處理的圖像提供統一的條件，計算機在把獲得圖像進行形態學處理前，必須先對其進行預處理。由于各方面客觀條件以及個人研究能力的限制，在機器人技術中嵌入式系統的應用及視覺處理程序方面的研究還不夠深入，還需要在今后的研究中不斷深入探討。21世紀是信息化的時代，隨著信息技術的發展和普及，機器人視覺系統無論是在理論研究上上，還是在應用方面都將很大進展。
參考文獻：
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[2]李文錦，吳海彬，何祖恩.基于機器視覺的機械測量及識別技術研究[J].機床與液壓，2010（1）：32-51.
一、三維成本管理模式的提出
(一)三維成本管理文獻綜述價值鏈的產生是企業追求不同的競爭戰略加劇競爭的結果。為了提升企業戰略，美國戰略管理學家波特(1985)第一次提出價值鏈分析的方法，認為價值鏈是企業一系列有聯系的價值活動的組合。根據波特的價值鏈理論，價值鏈上存在著一條與價值活動相對應的“成本鏈”，如圖1所示。它從產品研究與開發的費用投入開始，經過生產前的準備、制造過程的各項耗用，直到建立銷售渠道、營銷和配送支出以及售后服務開支，這條“成本鏈”支持了價值鏈上各項活動的有效開展，使產品不斷增值，以滿足客戶的需求。成本作為價值鏈活動的綜合消耗指標，表現為一種“負增值”形式。價值鏈成本管理就是對產品價值鏈上的“成本鏈”進行管理，剔除不增值或低效益的活動，減少“負增值”額，使整個鏈上的成本最低，以提高整個供應鏈效率，從而使得鏈上的企業獲得共贏。
戰略成本管理最早于20世紀80年代由英國學者西蒙(Sim―mon)提出，隨后美國管理會計專家?？?Shank，J．K．)接受了這一觀點，于1993年出版了《戰略成本管理》(Strategic Cost Manage―ment)一書，從而使戰略成本管理具體化，并逐步為國外部分企業所接受和推廣。戰略成本管理加世紀90年代以后在國外得到發展，是在傳統成本管理基礎上的突破。由于戰略成本管理具有傳統成本管理無法比擬的特點，因而在當前國內外競爭十分激烈的情況下，具有出奇制勝的優勢。當今美國會計界兩名著名教授庫柏(Cooper)和斯拉莫得(Slagmulder)認為，戰略成本管理意旨企業運用一系列成本管理方法來同時達到降低成本和加強戰略位置之目的。
湯湘希(1997)則認為，根據成本管理控制活動與成本發生的先后關系，可以將成本管理控制活動分為成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三個環節。
這些成本管理的理論和模式，雖然都從某一個角度(包括價值鏈角度、管理控制角度和控制時點角度)描繪了成本管理的方法與過程控制，但都比較片面，因此，有必要從更系統全面的角度去考慮。
(二)三維成本管理模式概述圖2是從三維立體角度構建的現代成本管理模式，將各類成本管理方法系統化，以更全面反映企業成本管理的問題。一是管理層級維。任何一個企業的管理都可以被劃分為戰略管理活動、管理控制活動和作業任務活動三個層面。同樣，成本管理也應從這三個層面人手，考慮不同層級對成本管理的需求。二是空間維?？臻g維亦可看成是價值鏈維，企業經營活動可以分為研發、采購、生產、銷售、交貨、售后服務等活動。各個階段有著其不同成本形式，而且各個階段的成本是相互關聯的，存在一種此消彼長的態勢，需要從整體去考慮成本問題。三是時間維。根據成本管理控制活動與成本發生的先后關系，又可將成本管理控制活動分為成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三個環節。但還需注意的是，三個維度之間并不是相互獨立的，而是相互交叉、有機融合，只有把握好三個維度之間的關系，才能更好地應用三維成本管理體系。
二、三維成本管理維度分析
(一)管理層級維企業的管理可以劃分為戰略管理活動、管理控制活動和作業任務活動三個層面。第一層次為戰略管理層面，戰略管理決定了企業未來發展的方向，是企業的生存之本，是企業最高管理層所關注和從事的主要工作；第二層次為管理控制層面，管理控制是落實戰略的過程，是企業日常經營運作的中堅，是戰略目標能否實現的保證；第三層次為任務控制層面，任務控制是公司作業層保證特別任務有效完成的過程，是管理控制活動的具體化。三維成本管理系統的管理層級維可以反映不同管理層級對不同成本問題的側重，可用三個層面的成本表示。一是公司層成本，表現為企業價值鏈上整體成本結構，是一種基于整體面的戰略成本，不同于會計制度計算的財務成本性質，更注重長期性和整體性，這種成本函數往往是非線性的，主要通過管理層和作業層的成本信息匯總得到，有時包含當局的主觀判斷和定性分析。二是管理控制層成本，顯示了一種典型的戰術成本特征，一般與目標成本進行對比，產生差異進行控制；主要通過作業層實際成本匯總和事前編制各種預算成本匯總得到。由于現代管理控制強調過程管理，因此管理控制層成本要與目標成本口徑一致，進行跟蹤動態紀錄。增加間接成本庫并按照動因分攤是現代成本計量的基本特征。三是作業層成本，是執行層面具體活動所引起資源耗用的一種貨幣表現，表示為進行某項活動所花費的代價，由于作業層關心具體作業的成本耗用，因此成本顯現出具體性和短期性的特征。理論上，作業層次的成本信息計量模式設計最為簡單，可以按每項作業活動要求對應記錄每條成本信息。但實際并非如此，作業層成本不僅要滿足作業層管理需要，還要匯總生成管理控制層和公司戰略層所需成本信息。
(二)空間維企業生產經營活動是研發、采購、生產、銷售、交貨、售后服務等活動，以及對產品起輔助作用的各種活動的集合。從企業價值形成過程來看，企業產品價值創造于企業各項活動之中，各項生產經營活動的進行過程同時也是價值的形成過程。而在價值創造過程中，不可避免需要投入相應的資源，因此企業產品的生產過程同時也是費用的發生過程和產品成本的形成過程。由于各階段之間的活動存在差異，因此各階段發生的成本費用也存在較大差異。研發階段發生的成本費用包括新產品設計開發、產品更新換代以及新工藝技術等活動中發生的成本費用；采購階段發
生的成本費用包括選擇供應商、采購招標等活動中發生的成本費用；生產階段發生的成本費用包括生產過程中消耗的物料、人工以及相應的制造費用等；銷售階段發生的成本費用包括拓展新市場、新客戶發生的費用以及維持客戶關系發生的費用等；交付階段發生的成本費用包括運輸費、倉儲費、保險費等，是把產品交付到客戶手中發生的一系列費用；售后服務階段發生的成本費用包括產品維修、維護以及售后跟蹤反饋活動中發生的一系列費用。值得注意的是，各階段發生的費用不僅與本階段的活動有關，而且很大一部分受到其他階段活動的影響。如研發階段如何設計產品，將決定了生產階段所發生的大部分成本，生產階段即使成本控制再好，也難以彌補錯誤設計所帶來的高成本。因此，在成本管理過程中，要從全生命周期去考慮成本問題，運用價值鏈理論進行成本控制。
(三)時間維根據成本管理控制活動與成本發生的先后關系，又可將成本管理控制活動分為成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三個環節。(1)成本事前控制是在產品投產前對影響成本的經濟活動進行事前規劃、審核，確定目標成本，是成本的前饋控制。具體包括：對成本進行預測，為確定目標成本提供依據；在預測的基礎上，通過對多種方案的成本進行對比分析，確定目標成本；把目標成本分別按各成本項目或費用項目進行層層分解，落實到各部門、車間、班組和個人，實行歸口分級管理，以便于管理控制。(2)成本事中控制是在成本形成過程中，隨時將實際發生的成本與目標成本對比，及時發現差異并采取相應措施予以糾正，以保證成本目標的實現，是成本的過程控制。成本事中控制應在成本目標的歸口分級管理基礎上進行，嚴格按照成本目標對一切生產耗費進行隨時隨地的檢查審核，把可能產生損失浪費的苗頭消滅在萌芽狀態，并且把各種成本偏差的信息及時反饋給有關責任單位，以及時采取糾正措施。(3)成本事后控制是在產品成本形成之后對實際成本的核算、分析和考核，是成本的反饋控制。成本事后控制通過實際成本和一定標準的比較，確定成本的節約或浪費，并進行深入分析，查明成本節約或超支的主客觀原因，確定其責任歸屬，對成本責任單位進行相應的考核和獎懲。通過成本分析，為日后的成本控制提出積極改進意見和措施，進一步修訂成本控制標準，改進各項成本控制制度，以達到降低成本的目的。成本事后控制主要是針對各個成本費用項目進行實地實時的分散控制。而成本的綜合性分析控制一般只能在事后才可能進行。從某種意義上講，控制的事前與事后是相對而言的，本期的事后控制，也就是下期的事前控制。
三、三維成本管理維度的融合
表面看，三維成本管理體系的三個維度是相互獨立的，三個維度將企業的三維成本管理體系劃分為若干個小方塊，每個小方塊中都有成本管理的重點，而且也都有相應的成本管理方法與之相對應。但三個維度之間并不是相互獨立的，而是有機結合在一起，并相互影響。只有把握好三個層次之間的關系，才能更好地應用三維成本管理體系。
(一)空間維(價值鏈維)與管理層級維之間的關系在不同的價值鏈環節中成本管理的側重點不一樣，即使在同一價值鏈環節中，由于管理層次不同，不同管理者的側重點不同，也將采用不同的成本管理方式，具體如表1所示。
(二)空間維(價值鏈維)與時間維之間的關系同一價值鏈環節中，在成本發生的不同時點對成本的控制和管理也不相同，具體如表2所示。
(三)跨管理層級維、空間維和時間維的相互影響三維成本管理體系中最重要的突破在于可以通過其理解跨管理層級維、空間維和時間維的相互影響，從而達到全面進行成本管理的目的。如企業戰略產品的開發(研發階段，戰略層)將影響到企業選擇新的戰略采購合作伙伴(采購階段／戰略層)，影響到銷售渠道的建立(銷售階段／戰略層)，以及產品物流規范的設立(交付階段，管理控制層)；而某個產品目標成本的設定(研發階段／事前控制)可能需要從實際成本和標準成本的差異分析(生產階段／事后控制)和售后服務成本的分析(售后服務階段／事后控制)中獲取數據。
參考文獻：
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關鍵詞：參數化建模；優化設計；ANSYS分析；數據傳遞
中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）06-0103-03
Abstract： The models modeling via different CAD software are imported into ANSYS software by itself interface conveniently，and the times can be saved greatly.However，the model may not be suitable because the outer imported model was not modeled based on non-parameter modeling， and in this case， much time would be spent to deal with the problems. In order to make any model can be apt for being analyzed by parameterization， a method of parameters- optimized defining for non-parameterization model was put forward.First，the information of the body properties was added by using CAD software， which named according to ANSYS software’s naming rules would be used to be optimized， and then the model was imported into ANSYS software，and then the model can be parameterized optimum.An example was done in UG NX9.0 software，and the method was proved that it was validity.
Key words： parameterization modeling； optimum design； ANSYS analysis； data transmission
利用ANSYS進行結構優化分析是一種很有效的結構優化方法。ANSYS是ANSYS公司的多物理場及優化分析平臺，具有強大的結構、流體、熱、電磁及相互耦合分析的功能，并且非常方便在ANSYS已有的功能上開發定制開發適合自身專業特點與特殊業務需求的新功能。用ANSYS對目標時行各種分析，首先需要對目標進行三維建模，雖然ANSYS自身有三維建模模塊，且功能越來越強大，但相比于與目前主流的三維設計與制造軟件如UG、Pro/e、Solidworks等，其三維建模功能還是有比較大的差距。因此，在實際應用中，往往是利用其他軟件建好目標的三維，然后再通過ANSYS Workbench自帶的三維模型輸入接口，實現分析目標的三維模型建模。利用其他三維軟件建模，然后再輸入到ANSYS 進行分析這一問題，已有大量的ANSYS應用者進行了研究，如郝鐘雄[1]介紹了ANSYS與UG、AUTOCAD、SolidWorks、Pro/E等幾種常用CAD軟件的接口，王建利等[2]研究了Sold Edge與ANSYS之間可以進行模型數據傳遞的各種模型格式；陳乾偉[3]討論了ANSYS和Pro/E之間的模型傳遞，并成功實現了超聲電動機有限元分析；李宗坤等[4]介紹了燕山水庫水塔模型在SolidWorks與Ansys之間的傳遞；李春燕[5]在其碩士論文中研究了Mechanical Desktop（MDT）與ANSYS之間的接口問題，并實現了數據的傳遞；王勝[6]在其碩士論文介紹了UG與ANSYS之間的模型傳遞。以上文獻只實現了模型的簡單輸入，但沒有涉及到參數化優化的問題，為了實現參數化定義，詹俊勇等[7]采用了較生硬的方法，其先在Solidkworks中建尋模型，然后導入ANSYS中，再把需要參數化設計的部分刪除，在刪除留下的面上再重建需要參數化的實體，這顯然既不能簡化建模過程，又不能保證模型部件之間的原有精度；劉志柱等[8]利用Visual C++，對ANSYS進行二次開發，實現模型的參數化設計。顯然，這2種方法并沒有充分利用已有的模型，實現參數化優化。如何利用已有三S模型，而不管其本身是否有尺寸信息而實現ANSYS 結構優化設計，就筆者知識范圍內，還沒見過相關文獻，本文將就這一問題展開研究。為便于敘述，本文以UG NX9.0為例闡述三維模型優化參數的定義方法。
1 ANSYS結構優化分析步驟
優化分析之前，一般先要對結構進行靜力學分析或其他分析，然后把得到結構如變形、應力、應變等作為優化的輸出參數，再定義模型的輸入參數，就可以進結構優化分析。從CAD模型到CAE優化，通常的步驟為[9]：
1）參數化建模與參數定義：若模型是在CAD軟件中建模，則要參數化方法建模，若模型是從第三方圖庫中調入，則需要用到本文的方法進行定義。
2）CAE求解：把定義好的參數的模型輸入ANSYS，找到第一步定義好的參數定義為優化參數，同時也可把模型靜力學分析得到的結構變形、應力、應變等作為優化參數。
3）后處理：將約束條件和目標函數（優化目標）提取出來，供優化處理器進行優化參數評價。
4）優化參數評價：依據優化結構，改變結構參數，看結構是否達到了最優或要求。
2 模型參數化定義
目前，CAD三維建模軟件非常多，在很多時候，我們需要的模型可以從已有的圖庫中找到，或由別人代為建模。雖然國際上已標準化了圖形交換格式，但圖形在交換過程中往往會丟失一些信息，特別是不同的CAD三維建模軟件之間一般不能無縫兼容，或有的模型本身就不是基于參數化模型，我們在優化參數定義的時候就顯得無能為力。以UG NX9.0為例，實現非參數化模型的優化參數定義，具體步驟為：
1）打開要設定優化參數的三維模型，如圖1，其上沒有任何參數信息，很明顯，這模型為非參數化建模，或在格式轉換過程中把參數信息丟失。選中模型，單擊右鍵，彈出“體屬性”窗口，從這里也可以看到模型沒有任何參數信息。我們這里要做的工作是把參數信息添加進去，并且與模型相關。
2）在“屬性”選項，各欄目的填寫是參數設定是否有效的關鍵，各欄目填寫填定要求和注意事項如表1.
3）回到屬性窗口，屬性里的“值”欄里已有剛才填入的數字，且欄名稱變為“鏈接到表達式的值”，說明設置成功，點擊下邊的“添加新的屬性”右邊“√”，點擊確定，回到程序界面，保存模型，整個參數化設定完成。
3 ANSYS確認定義參數
進入ANSYS，雙擊“Static Structural”，建立靜力結構分析項目（也可以建立其他分析項目），輸入剛才定義了參數的模型，雙擊“Geometry”，在“Import1”的Details View的Parameters里可以看到剛才定義的參數。
4 實例
以前面講到的軸套為例，其參數的定義過程如圖2～圖5，從圖中可以看到，優化參數成功定義，并實現結構優化分析。
5 結論
CAD三維模型在不同CAD軟件平臺之間傳遞，可以大大提高工作效率，但由于建模開始時都會有特定的用途，在一種用途下可能信息足夠，但在另一種用途下，即使模型在傳遞過程中信息沒有丟失，使用同樣的模型，也常常會遇到信息不全的困惑。本文以UG NX9.0為例，詳細介紹了非參數建模的模型參數化，使之滿足ANSYS Workbench 17.0結構優化分析的參數要求。
1）簡要歸納了ANSYS Workbench下結構優化分析的步驟，對使用ANSYS Workbench進行結構優化者有一定的幫助。
2）詳細介紹了在UG NX9.0下，通過設定非參數建模的三維模型的體屬性，實現了優化參數的定義，并通過實例驗證了這一方法的可行性。
3）本文雖然以UG NX9.0為例探討了優化參數的定義方法，但對于在其他CAD軟件平臺下進行類似的定義，有很大的借鑒意義。
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【Abstract】The FEAD system of diesel engine is the front end accessory drive system of engine， mainly used for crankshaft power output of engine to drive such as generators， air conditioning compressor for engine accessory equipment，to meet the demand of power supply and refrigeration on vehicle and ship， The quality of the FEAD system design has a crucial impact on the whole electric power and air conditioning. So for the FEAD system， structure design， parameter calculation and CAE analysis are very necessary.
【關鍵詞】FEAD系統；結構設計；CAE分析；靜動態計算
【Keywords】FEAD system； structural design； CAE analysis； static and dynamic calculation
【中圖分類號】TH12 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0131-02
1 概述
FEAD系統的目的就是利用曲軸前端動力驅動發動機的輔件，如發電機、空調壓縮機等，以便于滿足車輛或者船舶的蓄電池電力和駕駛艙制冷需求，是發動機重要的應用設計。
設計初期需要關注整體結構邊界條件，考慮總體設計方案，選擇皮帶傳動同時需要考慮皮帶結構的選型，前段輪系系統屬于高速運動系統，需要動態情況下考慮皮帶的張緊方式、滑移率、振幅、帶輪包角、張緊器擺幅等一系列影響因素。確保整個系統在理論設計初期和理論計算模擬時滿足既定要求。
當然如此復雜的動態系統，不僅需要考慮上述自身系統的合理性，而且還需考慮與此系統相關的各個輔件支架的強度和模態，可以采用有限元方法進行CAE分析。
2 設計輸入
論文選用一款直列六缸，排量7.2L，采用多楔帶驅動，自動張緊方式，并加裝空調壓縮機的重型卡車用柴油機FEAD系統。
3 FEAD系統邊界檢查和整體結構設計
通過對發動機整機前端和整車發動機艙等零件的三維模擬和邊界檢查，主要在UG三維軟件的幫助下通過對系統相關零件的三維模型建模得出初步的總體布置結構，確保最基本的空間要求，總體布置原則即是避免干涉、結構緊湊[1]。系統的總體結構包括曲軸皮帶輪、發電機、空調壓縮機、自動張緊器、惰輪。需要滿足預定設計目標，設計目標如下：
基于上述標準要求并結合初步經驗分析設計出的輪系結構，如圖1所示：
曲軸皮帶輪是動力輸出來源，設計原則上皮帶包角必須大于180°，其余槽輪包角要求在120°以上，方可滿足功率傳輸要求，平輪包角不做過高要求。柴油機曲軸皮帶輪逆時針轉動，通過皮帶這個載體給各個輔件輸送功率，并通過軟件計靜態算出每個零件的受力方向和受力大小。通過經驗分析，初步判定結構滿足既定設計目標，但仍然需要通過模擬精確計算系統布置的合理性。
通過初步確定的坐標原點，初步定義各個帶輪的坐標位置，通常取曲軸皮帶輪為原點；確定各個帶輪的外徑、基準直徑、基準寬度、上下槽深、槽寬等數據，用以進行下步的靜態計算，通過三維建模計算得知此坐標數據選取、帶輪直徑選取、帶輪間跨度、多楔帶包角，傳動比均在設計要求范圍內。計算同時給出了限制條件，即各帶輪之間的對楔度要求，設計者需要遵循這一要求開展下一步詳細設計工作。
4 FEAD系統動態仿真計算和詳細設計
確定了各項系統的主要參數，并為后續的動態模擬計算提供了數據輸入，在三維分析軟件SIM-Drive的幫助下建模，輸入預定數據得出動態分析結果，根據動態分析結論可知： 轉速850Rpm時，皮帶張力1040N；帶段抖動≤5%，無干涉情況；皮帶滑移率≤0.5%；使用壽命綜合估算在20萬km至30萬km，均滿足預定設計范圍和標準。[2]
確定了總體設計方案和理論計算數據之后，下一步進行系統的結構設計的零部件清單，此案例需要設計的主要為系統安裝支架，主要作用用來支撐系統各個部件。需要考慮以下問題和注意事項：
①安裝支架的安裝位置和方式；
②空調壓縮機的傾斜角度要求；
③自動張緊器的安裝定位；
④安裝支架需要合理布置和設計加強筋；
⑤安裝支架各帶輪安裝面的尺寸公差必須合理；
⑥各帶輪軸承的選型要合理。
基于以上的注意事項完成詳細三維設計工作，二維生產圖紙繪制之前，相關零件的還需經過CAE軟件的分析進而得知零部件的強度和模態如何，如果理論分析計算未通過，則需要及時改進先前的設計，避免產品在實際運用中造成失效，數據與經驗相結合是最好的工業實踐手段[3]。
5 支架CAE分析
基于有線元法，采用CAE分析軟件Hyperworks /Optistruct 13.0（A處理/解算器）的幫助下，對系統相關零部件進行強度和模態分析，論文主要介紹對安裝支架的分析過程。
分析目的：為了評價和改進安裝支架的強度和模態，需要進行應力分析和模態分析；
設計標準： 模態分析最低頻率要求為143Hz，2200rpm，
通用標準： 模態分析最低頻率要求為180.3Hz，2550rpm。
分析目標：評估系統支架的應力大小和支架模態是否達到最低頻率要求；
創建模型，包括安裝支架、缸體、壓縮機、發電機、張緊器、惰輪、皮帶、螺栓等所有相關零件，預設螺栓為實心截面梁單元，螺紋與其他構件采用剛性（RBE2）連接。
通過分析結論得出以下結論：
①模態分析，安裝支架頻率（ 223.9Hz）高于最低可接受值（180.3Hz）。
②應力分析：最大應力區域為73.7MPa低于HT250材料要求的125MPa
綜上所述，該系統設計滿足既定要求，可以進行二維生產圖紙繪制。同時設計師需要考慮DVP驗證方案。關于DVP方案，主要考慮臺架試驗相關測點布置，空調壓縮機加載模擬工作，試驗時間確定等，具體論文不再累述。
6 結論
通過完成上述概念設計、詳細設計、軟件分析、工程圖以及DVP方案布置等開發流程之后，目前此系統設計已經完成了多輪臺架和整車試驗，未發生支架斷裂、皮帶打滑、系統異響等嚴重質量故障，當前已風險投入市場，為公司及社會帶來一定的經濟效益。
【參考文獻】
【1】劉鑫.柴油發動機運行狀態監測和故障診斷系統的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2006.
中圖分類號：TP391.9文獻標識碼：A文章編號：1007-9416（2012）04-0000-00
1、論文研究背景及意義
近多年來，由于計算機及網絡相關技術的迅猛發展，世界經濟發展的必然趨勢就是數字化，數字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應用計算機技術來構建數字城市，近而實現城市的數字化已經引起城市規劃及管理人員和城市居民的共同關注。城市仿真技術在構造數字城市過程中發揮著非常重要的作用，因此成為當前一個新的研究熱點。仿真(Simulation)技術是利用計算機軟件模擬實際環境進行科學實驗的技術，以模擬的方式為使用者創造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗中獲得直接參與和探索仿真技術對象在所處環境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術就是仿真技術在城市規劃、建筑設計等領域中的應用，表現為人機交互、真實建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實時三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現實技術構造出來的城市視景仿真系統是數字地球的重要組成部分和支撐手段，已經被廣泛應用在城市的規劃、建設以及管理當中，對于城市發展規劃的各個方面都具有相當重要的意義。
2、國內、外的視景仿真工具
MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實時三維數據庫生成系統的軟件環境，在仿真系統中得到廣泛的應用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應用于實時視景仿真、聲音仿真和虛擬現實等領域的世界領先的軟件環境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構基礎上的虛擬現實和視景仿真系統。我國在視景仿真系統開發的同時，也在進行仿真系統軟件平臺的開發。TrueSim v2.0 三維實時仿真軟件平臺是深圳市創想科技發展有限公司在綜合了國內外多項最新三維仿真技術的研究成果以及多年來從事三維仿真研究所積累的多種經驗的基礎之上推出的具有自主知識產權的仿真平臺。神州視景信息技術有限公司自主研發了“基于普通PC和Internet的大規模場景實時漫游引擎系統――SCVR”。 Virtools是一個實時三維虛擬現實編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開發出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂等多種3D產品。
3、本文的研究目的及重要內容
本文通過研究虛擬現實視景仿真技術的相關知識，實現以我們學院校園為虛擬環境的視景漫游系統。通過對虛擬場景的構建，能夠實現視景漫游中的自動漫游和交互漫游等效果。本系統應用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來構建虛擬場景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺和工具集對校園虛擬場景進行仿真，在VC++開發平臺下實現三維景觀及模型的交互式（以鼠標、鍵盤等交互方式）控制，實現了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統。
本文主要研究內容和所做工作總結如下：
(1)了解視景漫游技術以及虛擬現實的發展，對國內外虛擬現實技術應用現狀進行調研。
(2)對黑龍江農墾科技職業學院的視景環境數據進行搜集和整理，包括地形數據的獲取、建筑物數據的獲取、紋理數據的獲取等等。
(3)研究用虛擬現實建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術、模型真實感技術以及模型優化技術等對地形、道路、教學樓和圖書館等建筑以及校園之中的花草樹木等進行建模，構建出虛擬場景模型庫，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對虛擬場景進行漫游和交互控制。
(4)研究模型數據庫建模和優化技術問題，模型數據庫的建構、調整和優化對提高實時仿真系統中運行的速度和流暢性起著至關重要的作用，成為目前重要的研究課題。
(5)碰撞檢測技術。開發虛擬現實仿真系統有一個主要目標就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構建的虛擬場景中的物體直接進行交互。要實現自然的、精確的人機交互功能首先要解決的是碰撞檢測的問題。碰撞檢測是虛擬場景中動態物體與靜態物體之間或動態物體與動態物體之間進行交互的基礎。在碰撞檢測中有兩個問題需要解決，一是檢測到碰撞的發生和碰撞的位置，二是計算碰撞后的反應。而碰撞檢測是計算碰撞反應的先決條件，因此，碰撞檢測是虛擬環境中一個必不可少的部分。
(6)為保證虛擬場景的真實性、生動性及其對用戶的感染力，對基于粒子系統的虛擬場景環境特效技術進行研究。
校園視景仿真就是在計算機環境中對真實校園的景觀進行虛擬再現，采用虛擬現實相關技術，生成一個實時的、能給用戶各種真實感受的三維虛擬環境。利用計算機軟硬件及其相關輸入輸出設備，使用戶可以在虛擬的校園場景中進行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風景。利用這種方法可以讓更多的人來了解我們的學校，對本校園的環境及交通現狀等方面有更深刻的認識。
參考文獻
關鍵詞： 三維坐標； 多目視覺； 雙目交匯； 硅棒； 特征點
中圖分類號： TP 274.2文獻標識碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2013.02.001
引言硅棒的實際尺寸參數與硅棒本身的特征點提取密切相關，獲取硅棒特征點的三維坐標信息可有效反映硅棒尺寸參數和產品質量，為產品的質量監控提供依據[1]。然而針對硅棒，無論是整體尺寸還是局部特征的檢測，國內目前尚無相關儀器，在我國這些參數的檢測還主要是依靠人工完成[2]。人工檢測是一種非在線、接觸式的傳統檢測方式，采用直角尺、游標卡尺、鋼板尺等工具進行檢驗，檢測精確度和重復性受到檢測人員工作狀態干擾，很難保證統一標準，總體上來說檢測速度和檢測精度不高；同時接觸式檢測過程中需反復搬動樣品不可避免地造成對樣品的二次傷害，效率低，儀器損耗大[2]。結合視覺成像技術和圖像處理技術出現的機器視覺檢測技術，不僅摒棄了傳統檢測方法的不足，滿足了實時檢測要求，同時還具有非接觸、精度高等優點，是現場實時三維坐標測量的首選方法之一[35]。國內外關于三維坐標的相關測量方法主要有：電子經緯儀法和三坐標測量機法[3]。坐標測量機的測量精度可達微米級，但是龐大的機身、厚重的底座、復雜的操作以及昂貴的成本限制了其現場的應用[4]；經緯儀、激光跟蹤儀便攜性好，但采用多點對準，效率低，不適合于現場在線檢測[5]。機器視覺檢測系統組建非常靈活，既可由單目視覺測量系統構成，亦可選擇雙目甚至多目視覺測量系統搭建而成。因為單目視覺測量三維空間坐標測量不確定度偏差較大[4]，所以選擇由四CCD構成的多目視覺系統，該多目視覺檢測系統中，相鄰的兩CCD構成正交雙目交匯視覺測量子模塊系統，基于雙目視覺原理的子模塊克服了單目視覺檢測的缺陷，精度更高。該多目機器視覺系統在保證較高精度的前提下，作為機器視覺前端采集系統，實現了硅棒全范圍大尺寸輪廓檢測，檢測效率和速度較高。1硅棒坐標檢測機器視覺系統組成典型的基于機器視覺的硅棒坐標檢測系統組成如圖1所示：
圖1機器視覺的坐標檢測系統組成
Fig.1The design of machine vision for coordinate detection system
硅棒坐標測量系統主要包括上位機界面、數據采集模塊、圖像處理模塊、輸入輸出接口以及機械搭建平臺組成。上位機作為人機交互平臺負責數據顯示和存儲，總體管理數據采集模塊和圖像處理模塊。數據采集系統作為機器視覺檢測的核心之一完成硅棒輪廓信息圖像采集，涉及光源、鏡頭、CCD相機以及圖像采集卡，采集系統工作流程為：光源照射待測硅棒，CCD相機采集圖像信息經過圖像采集卡將圖像信息轉換為數字信息送入上位機并實時保存起來。數據采集完成之后，圖像處理模塊讀取圖像通過相應算法提取特征點最終計算特征點空間三維坐標。圖1還可以看出整個數據采集模塊搭建在機械平臺上由執行機構驅動，不僅可以實現待測目標的小范圍檢測，同時還可以配合機械平臺運動，驅動數據采集系統實現待測物體的大范圍全尺寸檢測。2硅棒特征點三維坐標檢測原理
2.1四目視覺全范圍檢測系統組成硅棒特征點坐標視覺檢測技術基于四目視覺原理，整個四目視覺系統作為機器視覺檢測系統的數據采集模塊負責為后續圖像處理模塊提供硅棒圖像信息，采集的圖像質量直接影響到后續圖像處理的難易程度和結果的計算精度。四目視覺原理如圖2所示：數據采集模塊由四臺CCD相機組成，分別在待測硅棒每個側面安裝一臺CCD面陣相機，保持相機與硅棒待測面垂直放置，在自然光源照射下硅棒表面成像于與之垂直的CCD相機上，則相機分別獲得每個硅棒表面特征的圖像。該圖像可以通過一個四路camelink接口圖像采集卡或者2個雙路camelink接口圖像采集卡送入上位機進行后續圖像處理。整個數據采集系統要實現的功能就是確保不降低系統檢測精度的前提下，維持盡量大的有效視場范圍，實時采集獲取清晰的硅棒圖像。
2.2四目視覺系統視場約束為了實現最優檢測目的，必須保證待測硅棒在檢測過程中始終處于四目視覺系統的有效視場范圍內，若硅棒對應于相機上像點的坐標為（xi，yi），通過針孔模型透視變換公式就能得出某個特征點在有效視場內的世界坐標為OXWiYWiZWi。圖3為四目視覺系統有效視場示意圖，以四臺CCD交匯中心建立世界坐標系。
圖2四目視覺系統組成
Fig.2The composition of the 4 CCDs
vision system圖3四目全范圍檢測原理及有效視場分析
Fig.3The principle and the analysis of effective
vision field for 4CCDs′ full range detection
如圖所示：四臺面陣相機型號相同，焦距f均為鏡頭中心到CCD靶面中心的距離，相鄰相機之間的基線長度均為B（B=O1O2=O2O3=O3O4=O4O1），O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4是分別以CCD相機各自的鏡頭中心建立相機坐標系，以CCD1和CCD2光軸的交點為原點建立世界坐標系OXWYWZW，O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4均位于OXWYWZW內，最終計算時必須將O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4這四個相機坐標系轉換到同一個參考坐標系OXWYWZW。假設CCD相機像平面平均尺寸為2Tx×2Ty，相鄰相機光軸夾角為2α，則四目視覺系統的有效視場為ABCDEFGH圍成的八邊形。為了準確描述有效視場，在八邊形ABCDEFGH內做內切圓，內切圓面積就反映有效視場的大小，采用內切圓的半徑R對有效視場進行描述?？紤]Tx遠遠小于焦距f，則有效視場R可以采用如下近似公式描述：R=Bcosβ/2sinα=Bcos（arctan（Tx/f））/2sin45°≈22BTx/f（1）由式（1）可知：CCD相機間基線長度B、視場角β以及相機夾角α這三個參數不僅直接限制有效視場的大小，還會嚴重影響四目視覺系統的測量精度。引起測量精度的誤差包括相機本身參數（Tx、Ty）以及相機分布結構參數、參數本身的測量誤差（B、f）[6]，它們共同決定了機器視覺采集系統的精度。
2.3雙目交會原理如圖2可知：四目視覺系統中的任意相鄰的兩個CCD構成雙目交匯視覺測量系統，所以整個四目視覺系統可以看作四個雙目交匯視覺子系統組成，其中CCD1和CCD2構成子系統1，CCD2和CCD3構成子系統2，CCD3和CCD4構成子系統3，CCD4和CCD1構成子系統4。因為每個子系統光軸互相垂直，所以子系統基于正交雙目交匯視覺原理。正交雙目交匯測量比單目測量準確度高，它的相機夾角2α=90°有效降低安裝誤差[7]，保證基線長度，形成相對較大的有效視場利于實現大尺寸檢測，同時α=45°滿足α∈（40°-70°）放置時測量誤差最小要求[4]。以雙目交匯視覺子系統1為例：CCD1和CCD2分別滿足針孔成像模型：zc1 u
（3）其中矩陣M是由相機內部參數（r1～r9）和相機外部參數（T1～T3）構成的一個3×4的綜合矩陣。聯立式（2）和式（3）求解則可得到CCD1和CCD2的采集圖像上的公共特征點的三維坐標，即硅棒第1對棱邊上的特征點坐標，同理對于雙目交匯視覺子系統2、雙目交匯視覺子系統3、雙目交匯視覺子系統4可依次求得第2對、第3對、第4對棱邊上的特征點坐標，從而在保證精度前提下實現硅棒全范圍檢測目的。3硅棒特征點三維坐標檢測方法的實現為了驗證硅棒特征點三維坐標視覺檢測系統的可行性，在實驗室搭建了機器視覺檢測試驗樣機進行試驗，完成四目視覺采集系統的相機標定實驗，同時以CCD1和CCD2構成的正交雙目子系統為例進行一對硅棒表面圖像的數據采集實驗，基于Visual Studio 2008平臺編寫核心圖像處理算法。
3.1標定實驗相機標定是視覺測量過程中不可缺少的關鍵技術，標定通過針孔成像原理求取相機內部屬性參數和外部位置參數從而確定空間坐標系中物點和像點的對應關系[8]。針對本文的多目視覺系統首先對每個相機進行單目標定。單目標定選擇一種介于傳統標定技術和自標定技術之間的方法：張氏平面標定法。標定流程為：首先將自制一個大小為11×11標準棋盤格模板，每個棋盤格大小為10 mm×10 mm。該模板置于視覺系統有效視場內，改變模板位置多角度（不小于3個）分別拍攝，拍攝完成后進行角點檢測，單應性矩陣求解和參數優化，每個CCD獲得一個相應的相機標定文件calib_CCD_1.mat、calib_CCD_2.mat、calib_CCD_3.mat、calib_CCD_4.mat。這種標定方法比傳統標定簡單，算法計算量減少且精度高于自標定方法。通過單目標定得到X方向和Y方向有效焦距（ax，ay）、CCD靶面中心坐標（u0，v0）以及徑向或者切向畸變等相機內部參數，由于切向畸變較小，此處忽略不計，主要考慮徑向畸變參數（k1，k2），單目標定結果見表1。單目標定完成之后進行立體標定，分別獲得相機坐標系O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4相對于世界坐標系的旋轉矩陣R和平移矩陣T。立體標定結果見表2。表1單目相機標定結果
Tab.1The result of monocular camera calibration
CCD1CCD2CCD3CCD4（ax，ay）（1 537.644 971 864.834 93）（1 533.415 091 857.500 18）（1 535.344 071 860.932 01）（1 539.700 31 865.793 31）（u0，v0）（350.602 11272.778 93）（360.149 42285.268 16）（357.021 19279.775 49）（351.339 08288.441 09）（k1，k2）（-0.382 631.710 26）（-0.372 052.034 223）（-0.367 811.901 27）（-0.380 091.947 37）像素誤差（0.321 280.370 39）（0.275 690.223 16）（-0.332 810.201 27）（-0.339 610.291 27）
表2多目相機標定結果
Tab.2The result of multicamera calibration
O1Xc1Yc1Zc1O2Xc2Yc2Zc2O3Xc3Yc3Zc3O4Xc4Yc4Zc4R10010.003 70.04310.002 90.004 310.003 70.040 3010-0.003 61-0.006 50.043 61-0.046 5-0.007 11-0.047 3001-0.004 50.066 81-0.003 90.061 71-0.006 50.057 91T0.242 81 000.229 00999.233 70.100 20.297 50.441 70.020 9-998.001 90.199 51 002.336 70.019 7
圖4硅棒圖像
Fig.4Images of silicon rods3.2圖像采集實驗實驗采用四個IMPERX面陣CCD相機、相機配接15 mm的標準鏡頭，兩個X64CL Prio圖像采集卡，兩個鏡頭基線距離為1 408.6 mm搭建實驗樣機，有效線視場為236.544 mm，將待測硅棒置于CCD交匯的有效視場范圍內，配置圖像采集卡輸出格式為Cameralink Base Mono #1，導入IPX_VGA210相機.cfg配置文件，通過X64CL Prio圖像采集卡將一對像素為640×480黑白硅棒圖像實時送入上位機。其中正交雙目視覺子模塊1采集到的一對圖像如圖4所示。
3.3圖像處理特征點坐標檢測視覺系統第二個核心組成是圖像處理模塊，該模塊通過完成對采集數據的后續圖像處理獲得目標特征點的三維空間坐標，技術難點在于機器視覺數據采集模塊中CCD相機得到的是二維圖像信息，而系統最終要求是得到目標特征點的空間三維坐標。針對問題論文提出一種二維圖像上恢復特征興趣點三維坐標的解決方法：首先提取待處理圖像上的特征興趣點，建立特征興趣點對應關系即同名點識別，接著通過同名點立體匹配獲取對應點視差從而得到特征興趣點3D坐標。
3.3.1Harris角點檢測論文以硅棒角點作為研究的特征興趣點，采用一種基于灰度值相關的角點檢測算子：Harris算子進行硅棒角點檢測。Harris角點檢測的目的是提取待測目標的特征點，依靠特征點來傳遞圖像所表征的參數信息，算法不受相機姿態及光照影響，檢測精度達到像素級別[9]。Harris算子數學表達形式為：M=G（S）gxgxgy
gxgygy（4）
I=Det（M）-k×Trace2（5）M為自相關聯系矩陣、Det（M）為自相關矩陣行列式的值，Trace為矩陣的跡，k為默認常數，取0.04。式（5）稱為Harris算法響應函數，該函數給出局部范圍內的興趣值大小。Harris算法采用局部范圍內的極大興趣值對應的像素點作為特征點，因此通過對算法中的門限閾值、局部鄰域大小、高斯窗口大小和高斯方差多次調整，保證在局部鄰域內只留下最大極值點作為興趣點，實現特征最優角點的提取。
3.3.2特征點立體匹配特征點立體匹配就是在待匹配圖像上尋找標準圖像上每個特征點的同名點，從而將不同圖像中原本獨立的特征興趣點聯系起來[1011]，特征點匹配不是盲目進行，它遵循一定約束條件，本文同名點匹配基于極線約束。極線約束規定了一幅圖像上任意一點在另一幅圖像上的對應點只可能位于一條特定的極線上，通過該約束特征點匹配搜索空間從二維降為一維，減少計算量[10]。匹配流程為：首先在現有圖像中設定一個標準圖像，對于標準圖像中的特征點Pl，找出待匹配圖像中與其有最近歐氏距離的前兩個特征點Pr1和Pr2，計算兩個特征點中最近的距離Dmin與次近的距離Pcmin的比值，如果該比值小于匹配閾值，則表示待匹配圖像上歐氏距離最近的點是標準圖像中Pl特征最優匹配點。其次以待匹配圖像中Pr1為特征點，重復步驟1的過程，求取標準圖像中Pr1的候選匹配點P′l。最后如果Pl 和P′l是相同點，則Pl 和Pr1匹配成功，否則棄之。重復這個流程，直到匹配完成。同名點匹配完成之后，由雙目視覺視差公式即可得出特征點3D坐標。最后對采集系統拍攝的兩幅硅棒圖像進行角點檢測及匹配算法驗證，獲得了圖像中的4對公共角點3D點坐標值，結果見表3。
表3特征點3D坐標計算結果
Tab.3The calculation result of characteristic points′ 3D coordinatemm
特征角點X實測值X理論值Y實測值Y理論值Z實測值Z理論值153.59154-79.833-80.5-63.422-63263.32263-80.032-80.5-53.709-54353.6195480.20080.5-63.192-63463.2096379.90280.5-53.991-54
通過表3可以看出：理論計算結果和實際測量結果基本吻合，且實際測量精度明顯高于理論計算精度。4結論論文提出一種基于機器視覺的非接觸、實時硅棒特征點檢測技術，搭建了多目視覺硅棒采集系統進行圖像采集實驗，重點研究了多目視覺有效視場確定和正交雙目交匯視覺測量原理，基于Visual Studio 2008平成了硅棒角點特征提取以及同名角點立體匹配等后續圖像處理算法，整個檢測過程時間不超過0.5 min。實驗結果表明，該技術可準確快速獲取待檢測硅棒的特征點三維坐標，檢測精度可以達到像素級別，適合于硅棒參數的非接觸式高精度檢測。為下一步開展硅棒面形檢測研究奠定了基礎。參考文獻：
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論文摘要：本文以培養具有較強工程實際應用能力的人才為目標，構建了畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養，機電產品、工程項目、軟件系統三種對象協調應用的工程圖學課程教學內容體系。
工程圖學是工科學生最早接觸的技術基礎課程，它是一門將知識、實踐、素質和能力融為一體的綜合型課程，在培養學生的空間思維能力、提高學生的綜合素質和創新能力方面具有重要作用。教學要服務于人才培養目標的實現，地方本科院校主要為地方經濟建設和社會發展服務為前提，培養具有創新精神和實踐能力的高素質應用型人才。因此，構建工程圖學課程教學內容和體系，以適應較強工程實際應用能力的人才培養目標已是當務之急。
一、 基于應用型人才培養的工程圖學教學目標
為達到“厚基礎、寬口徑、重能力、高素質、強能力、具有創新精神”的應用型人才模式培養目標，使學校所培養的學生適應地方經濟發展和社會需要，不妨借鑒英國的機械類教育模式，即在教學中強調一個“用”字，一切以將來的實際應用為目標，對任何一門課程，都要求教師努力做到讓學生在學習了這門課程之后即可運用所學的知識解決生產中的某些實際問題，這就要求每門課程設定的目標較清晰，讓學生了解這門課程所學習的知識和培養的技能將來在社會工作中有何用途。為此，我們設定了如下明確的課程教學目標：一是熟練運用投影理論并遵照國家標準規定繪制和閱讀工程圖樣；二是具有工程圖學思維能力和工程圖學素質，包括形象思維能力、圖形表達能力、空間想象能力和嚴謹細致的工程素質；三是熟練運用某種CAD軟件進行二維繪圖和三維構型設計。
二、 構建符合人才培養目標的理論教學體系
教學體系直接反映了教學目的和培養目標，是培養學生綜合素質和創新能力的核心環節。在教學過程中，我們把基本理論、創新能力、綜合素質的協調發展作為教學目標，在學時少的情況下，不過于強調知識的完整與系統，對教學體系進行了重新優化和整合。
（一） 畫法幾何部分強調基礎理論作用，淡化其難度
畫法幾何是滿足工程設計的需要誕生的，它為工程和科學技術各個領域解決機械結構、空間幾何及工程設計等問題提供了可靠的理論依據及解決問題的有效手段，可提高學生的空間想象能力和邏輯思維能力。但是，長期以來畫法幾何占用了大量的教學時間，因此，在教學中，我們重點講清點、線、面和立體投影的基本理論，為學生學習工程制圖打下基礎，不強調畫法幾何的深度和廣度，對于圖解法、在三維建模時自動生成的截交線和相貫等比較抽象、難度較大的部分適當刪減，剩余內容留作自學，學生可以根據自己的掌握情況選擇取舍，教師可以給予相應的指導，做到因材施教。
（二） 工程制圖部分重在工程實踐和實際應用
工程制圖的基本目的是培養學生利用二維圖形表達三維形體的能力、閱讀和繪制工程圖樣的能力。這是一個從“畫法幾何”理論到“工程圖樣”應用實踐的跨越過程，而工程制圖的實質內容就是零件圖、裝配圖兩大部分，教材中各章節都應該圍繞這兩個部分展開。授課時，首先采用現場教學的方式，在實驗室和實訓中心，甚至帶學生到校外實習基地，讓學生直接感受、觀察、裝拆、測繪或模擬工程安裝，使學生對零件圖、裝配圖的實用性這一特點有一個清楚的認識。
關于零件圖部分，主要通過多個實例的講解，把重點放在機件的表達方法、表面粗糙度、公差與配合等主要內容的實際應用上，對于尺寸標注和和專業課程密切相關，在此只是復習組合體尺寸標注部分，適當介紹一些常見工藝結構如鑄造圓角、退刀槽等的標注方法。技術要求部分則重點介紹書寫格式及其在圖樣上的標注方法，對有關符號的含意和選用只作簡介，由學生自學。
關于裝配圖，在圖形表達部分，重點介紹裝配圖表達方法的特點，即規定畫法和特殊表達方法。尺寸標注重點講解裝配圖中必要尺寸與零件圖中完整尺寸標注的不同，通過舉例說明性能尺寸、安裝尺寸及裝配尺寸等，使學生了解其標注的重要性，在后續課程學習和應用中引起重視。技術要求中配合符號在裝配圖中的標注及其與零件圖的關系要向學生講清楚，其余留待學生自學和后續課程講解。讓學生明確標題欄中的名稱對看裝配圖的重要性以及明細表中零件的名稱及材料對看圖和拆圖的重要性。
（三） 加強利用CAD軟件進行三維構型的教學
在制造業中，設計人員在設計過程中實際是先在大腦中形成空間形體模型，然后運用投影法進行表達，畫出平面圖樣，而生產技術人員首先閱讀工程圖樣，然后通過空間想象，把圖樣中的內容轉化到空間去，構建出三維形體后再按尺寸和技術要求進行加工生產，因此，在設計制造過程中，三維構形貫穿始終。但根據我國目前機械裝備現狀，采用三維實體建模設計的企業絕大部分還只在產品的設計、研發、分析等環節采用三維技術，而最終的生產制造環節還要將其轉換為二維圖樣進行生產，從我國制造業發展縱向分析，工程形體的三維造型表達完全取代二維圖樣還需要一個過程，因此，在教學中要做到制圖基礎與實體構形相結合，零件圖繪制與零件實體造型相結合，裝配圖繪制與虛擬裝配相結合，常用零件的畫法與相應零件的實體模型相結合，三維造型設計與制造、分析相結合。
三、 構建符合人才培養目標的實踐教學體系
工程圖學是一門實踐性很強的技術基礎課，只有通過實踐，讓學生盡快將圖學知識轉化為圖學能力，學生的創新素質和應用能力才能得到提升，因此，我們構筑的實踐教學體系主要有以下幾方面：
（一） 徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖基本技能訓練
在儀器測繪、討論設計方案、技術交流、現場參觀時，受現場條件或時間的限制，經常繪制草圖，草圖對于捕捉設計靈感，現場記錄，加速新產品的設計、開發，幫助技術人員組織、形成和拓展思路非常有用。儀器繪圖既是工程技術人員的必備基本技能，又是學習和鞏固圖學理論知識不可缺少的方法，在計算機繪圖技術廣泛應用的今天，仍然必不可少。因此，在教學中，徒手繪圖、儀器繪圖和計算機繪圖一樣作為基礎平臺，貫穿在教學的全過程。
（二） 部件測繪動手環節
在部件測繪動手環節中，學生通過測繪方法的確定、尺寸數據的獲取及處理、公差與配合、工量具的正確使用、裝配圖的表達方案的最優選擇等內容，增強工程意識，理論與實踐相結合，為提高學生的圖學能力和工程應用能力打下了基礎。
（三） 三維構形設計
三維構形設計就是在給出一定約束條件的前提下，讓學生通過自己的想象、分析，構思三維形體，自主進行組合體、零件和裝配體的設計以及計算機輔助造型等一系列設計，采取自由創作和發現、收集、分析、比較案例的實踐方式，培養創新設計能力，從而促進學生圖學素質和創新素質的提升。
綜上所述，培養工程應用型人才應強調學用結合，在工程圖學教學中應重點突出“學以致用”，而不是主要強調知識的完整性和系統性。筆者面向企業應用與技術創新，推動工程圖學教育改革，使畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養，機電產品、工程項目、軟件系統三種形態對象協調應用，加強測繪和設計環節教學，并且在教學中注重充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，采用啟發式、討論式、案例式等教學方法，為學生圖學能力的提高和勝任相關工作奠定了良好的基礎。
參考文獻：
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