《三維形貌原位數字全息測量的物理行為建模與粒子量化》是依託上海交通大學，由莊春剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三維形貌原位數字全息測量的物理行為建模與粒子量化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：莊春剛
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對複雜曲面三維異構加工形貌，本項目圍繞原位數字全息測量的基礎理論與關鍵技術展開研究。研究拓撲突變、變視場與振動擾動約束的三維形貌耦合波長測量理論、及測量過程的物理行為建模，探索誤差溯源、測量精度回響規律及數字全息的誤差補償方法；建立面向測量的複雜曲面最優分割方法，以成像質量與視場範圍為目標，建立多領域混契約束(成像、可測空間、運動約束、碰撞與幾何特徵等)的原位測量位形規劃理論；提出基於粒子描述的三維形貌隱式表征方法，利用變分理論推導法向子空間內的粒子梯度流，通過求解哈密爾頓-雅克比偏微分方程實現基於特徵的粒子自適應分布與測量數據的高精度量化。套用上述理論，搭建原位測量實驗平台，測量工件的幾何描述與物理反饋統一於粒子模型，實現測量誤差小於0.1微米與數位化製造過程中的加工質量評價。研究成果可為數位化設計-加工-測量一體化的誤差評定、性能分析及線上補償的閉環製造模式提供理論基礎與技術手段。
結題摘要
製造業全球化競爭的背景下，高、精、尖裝備的製造不斷向現代測量方法、測量手段及測量極限提出新的挑戰，數位化製造的高精度、多尺度與異構形貌的快速、高效的三維測量及量化表征是制約數位化設計-加工-測量一體化發展的瓶頸問題，針對上述問題，本項目主要研究測量加工一體化中的關鍵核心技術。主要研究內容包括：複雜加工表面或加工件的測量過程物理行為建模、散亂環境測量點雲數據的特徵識別、原位測量過程中的精度創成原理、大範圍測量過程的區域主動分割與最優位姿規劃、異構形貌原位測量實驗平台的搭建及套用研究。項目發表國際期刊與會議論文共12篇，申請專利與軟著與專利共4項，培養研究生6名。重要理論成果包括散亂環境點雲的生成、根據點雲數據進行加工件的特徵識別、根據點雲特徵的單個零件區域分割及機器人視覺伺服操作。
