发布时间：2022-04-16 11:23:37
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的三维目标论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
[关键词]三维一体；教学改革；教学模式
1.引言
对于经济管理类的专业课程，传统的由理论灌输为主的方式单一死板，且不能结合企业业界的变化迅猛的趋势和学界科研的动态前沿，会导致大学生和九年义务教育的学生类似，成为纯应试教育的培养模式，当前经管类课程的改革大多局限于以理论教学为主辅之以案例教学为辅的固化思维，忽略了对于经济管理类学生的科研能力以及企业化素养的全面培养，依然与完整的素质教育标准有一定的距离。三维一体教学方法力求在保证创新性的前提下，通过“邀约业界精英讲座、学生演讲讨论以及阅读指定该学科经典原着撰写学期论文”的三维一体视角来达到锤炼学生业界意识，表达能力以及科研思维的培养和提高全方位的教学目标。
2.《社会保障》三维一体课程教学改革的具体措施
通过对传统以理论加案例的教学模式进行革新，打破传统的期末考试以纯理论考试为载体的教学模式，以教师课堂理论讲授，分期邀请业界专家进行讲座，学生进行实体企业调研并对讲座以及调研撰写报告进行演讲答辩，贯穿整个学期的经典原著的阅读撰写小型论文，期末成绩由期末理论考试、演讲答辩成绩以及小型论文的撰写三个考核部分组成，且以能力培养为本位，在一门专业课的学习中，提高理论知识水平，学会理论与实践相结合的方式提高表达能力并可进行基础性的科研等三重架构培养学生的综合能力。
2.1倡导“请进来“模式的第一维度培养学生的业界意识
《社会保障》这一学科的具有较强的实践性和交互性决定了该学科需打破常规联系业界具体情境进行教学，笔者在进行改革的一个学期以内，共邀请了三位在业界工作多年的人士进入课堂进行讲授，分别来自于政府部门、外资企业和国内私营企业，通过对学生进行社会保障的核心架构的讲解，让学生从教材的理论知识中脱离出来生动的现实情景感受，对书中的重点和难点有了一个清晰的把握，并请这些社会保障的专业人士让学生了解社会保障中的详细业务在现实生活中和和形而上的教材内容的异同进行比较学习，可以缩短学生由校内和校外的心理距离，提前培养一种业界意识。
2.2要求以经典原著的阅读的第二维度挖掘学生的学术潜力
在学生掌握社会保障基本的学科知识的同时，笔者意识到，传统的本科教学在实际中都在抱怨学生学术功底的薄弱和不规范，因此，笔者在改革之初，就推荐学生以国内社会保障学科的经典《贝弗里奇报告》作为原著蓝本，要求学生在一学期内阅读完毕，并以“从《贝弗里奇报告》中的解读出对某某国家未来社会保障发展的启示”为论题进行学期论文的写作，分月度对学生的论文写作进行进度督查与指导。在论文写作中格外重视学生论文的格式规范、框架的科学以及学术诚信度。笔者认为，在人文社科的学术精神培养的角度来看，从经典原著的阅读并进行论文写作来挖掘学生的学术潜力是最简洁且有效的途径之一。
2.3推崇学生分组团队演讲的第三维度锻造学生的表达能力
笔者因为从前的教学经验总结得知，囿于大学生课程设置的局限和义务教育与高等教育的衔接等机制问题导致较多的大学生缺乏基本的表达能力，因此笔者在该课程教学改革的过程中，将参加改革的受众学生分为十个小组，将社会保障的教材核心知识以教材的体例分为十个版块，每个小组指定一个组长，对小组成员进行职能分配，并以结果导向为思想对小组学生提出任务，每周一组学生以演讲阐述的形式进行授课，笔者在学生四十五分钟授课结束后予以提问答辩并对该组学生进行点评，这在改革中让学生不知不觉中训练自己面对公众讲话和表达的思维和能力。
3.《社会保障》三维一体的教学改革的效果
3.1传统教学模式的颠覆
此次改革让人力资源管理的核心课程《社会保障》的教学模式有创新性的改变。一改传统教学模式的弊端，让学生参与到学习中来，激发学生的兴趣和求知欲，让学生拥有主动学习的内驱力，在让学生熟练掌握扎实的理论知识的前提下，提高沟通表达的能力，并能够有基础性的科研水平，达到学生全面发展的教学目的。
3.2创新教学模式的标杆
本次改革通过试点在《社会保障》学科进行应用型的研究，突破传统教学模式的板结思维，通过一门学科将学生的理论知识、与业界的实体企业的双向互动以及对于前沿原著的论文撰写达到经济管理类课程通识教育模式的初步构建，成为经济管理类课程的通用模式，为人文社科的其他领域的课程起到借鉴和指引作用。
4.《社会保障》三维一体的教学改革的结论和展望
本次改革通过对于业界、学术、表达“三维一体教学模式“的探讨，以《社会保障》学科为个案研究对象，对于与当代大学生息息相关的三重维度在经济管理类学生的综合素质培养中可以起到全面的资源整合和优化，本次改革以学生期末三重维度的综合检测为考量载体，可对于学生常规的单向度的以纯理论考试分数为高低作为学习目标有质性的革新，且可有效提高学生积极性和教学质量，本次改革的探索性的尝试也可作为后面当代大学教学模式全面改革科研的一个新起点。
5.余论
本次教学改革作为一次探索性的创新尝试，基本完成了预期的教学目标和提升效果。但是经济管理作为发展迅猛的学科大类，此次改革的成功并不能保证所能维持良好教学效果的持久度，因此教学的基本理念依然是一个动态变化的长期过程。笔者也会根据学科和业界在未来的不断发展和变迁，继续动态的追踪学生对于《社会保障》这门学科的学习效果，并结合企业及社会对于学生综合素质不断变化，根据实际情况调整和优化现有的教学模式，从而让学生的素质提高与良性成长与社会要求可以一致接轨，为培养更加优秀的大学生探索和尝试。
参考文献
[1]欧阳桃花.试论工商管理学科的案例研究方法[J].南开管理评论，2004.（04）
[2]冷淑君.关于项目教学法的探索与实践[J].江西教育科研，2007.（07）
[3]周伟国.高校考试改革：致力于素质教育的全面实施[J].高等农业教育，2003.（3）
作者简介
林竹，男，职称：助教，单位：成都信息工程学院银杏酒店管理学院工商管理系.
邹坤，男，职称：助教，单位：成都信息工程学院银杏酒店管理学院工商管理系.
关键词：机器视觉；边缘检测；图象识别；滤波算法
中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 02-0082-01
一、机器人系统的发展及机器人视觉
机器人的发展大致经历了三个成长阶段，也即三个时代。第一代为简单个体机器人；第二代为群体劳动机器人；第三代为类似人类的智能机器人。它的未来发展方向是有知觉、有思维、能与人对话。机器人向着智能化、拟人化方向发展的道路，是没有止境的。 机器人视觉是计算机学科的一个重要分支，它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。我国机器人视觉应用主要有以下目的：用以代替人类从事危险、有害和恶劣环境、超净环境下的工作；提高劳动生产率，改变产品质量，快速相应市场需求，加强在国际市场的竞争能力。
二、机器人视觉的原理
机器视觉是机器人感知周围环境的主要途径之一。它可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。目前成熟的光电成像技术都只能捕获二维明暗信息，而不能获得距离信息，所以直接通过这种途径获得的机器视觉也只能是二维的。随着科学技术的发展，三维立体视觉的解决方案也如雨后春笋般涌出，其中就包括双目立体视觉，狭缝光投影法，时间差法等。
（一）实现方法
1.图像的获取与预处理：用于进行三维特征提取的图像是一幅常规的二维灰度图，所以使用一个常规的CCD或CMOS图像传感器即可满足要求。图像需要进行量化处理，即把图像信息分成许多像素点，这些亮点经过A/D转换后即可输入计算机进行处理。2.边缘信息提取：边缘提取算法就是把一副灰度图像转化为二值图像，灰度图像中的轮廓在二值图像中用1表示，而非轮廓位置用0表示。边缘提取算法的种类非常地多，如Robert算子卷积法等。3.边缘检测与轮廓连结：边缘检测主要采用各种算子来发现、强化图像中那些可能存在边缘的像素点。边缘检测算子除了有Roberts算子外，还有索贝尔算子（Sobel operator）和Prewitt算子、高斯偏导滤波器以及Canny边缘检测器等。4.利用线条分类识别三维物体：提取出二维图像的轮廓信息，还不足以分析出其中的三维特征，我们必须对轮廓信息进行进一步的模式化处理，从轮廓中提取特征。5.从二维图像中提取三维特征的局限性：虽然从二维图像中提取图像的三维特征的算法对设备的要求低，处理的数据量相对较小，输出地结果也比较规整。但是这种算法也有其局限性。
（二）摄像机模型及透视技术
透视技术实际是一个非线性映射，这在实际求解时可能需要大的计算量，而且如果透视效果不明显，直接使用该模型可能会使求解变为病态。透视逆变换把三维物体转变为二维图形表示的过程称为投影变换。
三、基于视觉的机器人路径规
针对移动机器人规避障碍和寻找最优路径问题，提出了在复杂环境下移动机器人的一种路径规划方法。采用了栅格法建立了机器人工作平面的坐标系，整个系统由全局路径规划和局部避碰规划两部分组成[8]。在全局路径规划中，用改进蚁群算法规划出初步全局优化路径；局部避碰规划是在跟踪全局优化路径的过程中，通过基于滚动窗口的环境探测和碰撞预测，对动态障碍物实施有效的局部避碰策略，从而使机器人能够安全顺利的到达目标点。这种方法能在较短时间内找到最佳路径并规避障碍。
四、机器人视觉处理程序
机器人视觉处理程序的主要功能包括：（1）从USB摄像头实时读取视频数据，进行简单的预处理；（2）随后进行图像处理，主要完成空域的图像增强。通过对图像进行二值化，将目标小球从背景中提取出来；（3）计算目标的位置，进而计算出机器人头部的旋转角度，通过舵机驱动程序，控制机器人头部转动到目标所在角度，实现对目标物体的跟踪。
经过实验，机器人头部可较好地跟踪目标，实现了视觉原型系统。
（一）机器人视觉的目标与任务
目标：使机器人具有感知周围视觉世界的能力。让机器人具有对周围世界的空间物体进行传感、抽象、判断的能力，从而达到识别、理解的目的。
任务：图象的获取、预处理、图象分割与表示与描述、识别与分类、三维信息理解、景物描述、图象解释。红色部分就构成了图像分析的研究内容。
（二）视觉信息的处理
移动机器人视觉信息的处理通常由图象获取、图象分析、关系描述三部分组成。
五、结束语
移动机器人是目前机器人领域的研究重点之一，吸引着众多学者的注意。机器人的研究涉及到人工智能、控制理论、传感器技术和计算机科学等多门学科。通过阅读大量的期刊、学术论文用于进行三维特征提取的图像是一幅常规的二维灰度图，所以使用一个常规的CCD或CMOS图像传感器即可满足要求。图像需要进行量化处理。为了给形态学处理的图像提供统一的条件，计算机在把获得图像进行形态学处理前，必须先对其进行预处理。由于各方面客观条件以及个人研究能力的限制，在机器人技术中嵌入式系统的应用及视觉处理程序方面的研究还不够深入，还需要在今后的研究中不断深入探讨。21世纪是信息化的时代，随着信息技术的发展和普及，机器人视觉系统无论是在理论研究上上，还是在应用方面都将很大进展。
参考文献：
[1]段峰，王耀南.机器视觉技术及其应用综述[J].自动化博览，2002（3）：43-47.
[2]李文锦，吴海彬，何祖恩.基于机器视觉的机械测量及识别技术研究[J].机床与液压，2010（1）：32-51.
一、三维成本管理模式的提出
(一)三维成本管理文献综述价值链的产生是企业追求不同的竞争战略加剧竞争的结果。为了提升企业战略，美国战略管理学家波特(1985)第一次提出价值链分析的方法，认为价值链是企业一系列有联系的价值活动的组合。根据波特的价值链理论，价值链上存在着一条与价值活动相对应的“成本链”，如图1所示。它从产品研究与开发的费用投入开始，经过生产前的准备、制造过程的各项耗用，直到建立销售渠道、营销和配送支出以及售后服务开支，这条“成本链”支持了价值链上各项活动的有效开展，使产品不断增值，以满足客户的需求。成本作为价值链活动的综合消耗指标，表现为一种“负增值”形式。价值链成本管理就是对产品价值链上的“成本链”进行管理，剔除不增值或低效益的活动，减少“负增值”额，使整个链上的成本最低，以提高整个供应链效率，从而使得链上的企业获得共赢。
战略成本管理最早于20世纪80年代由英国学者西蒙(Sim―mon)提出，随后美国管理会计专家桑克(Shank，J．K．)接受了这一观点，于1993年出版了《战略成本管理》(Strategic Cost Manage―ment)一书，从而使战略成本管理具体化，并逐步为国外部分企业所接受和推广。战略成本管理加世纪90年代以后在国外得到发展，是在传统成本管理基础上的突破。由于战略成本管理具有传统成本管理无法比拟的特点，因而在当前国内外竞争十分激烈的情况下，具有出奇制胜的优势。当今美国会计界两名著名教授库柏(Cooper)和斯拉莫得(Slagmulder)认为，战略成本管理意旨企业运用一系列成本管理方法来同时达到降低成本和加强战略位置之目的。
汤湘希(1997)则认为，根据成本管理控制活动与成本发生的先后关系，可以将成本管理控制活动分为成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三个环节。
这些成本管理的理论和模式，虽然都从某一个角度(包括价值链角度、管理控制角度和控制时点角度)描绘了成本管理的方法与过程控制，但都比较片面，因此，有必要从更系统全面的角度去考虑。
(二)三维成本管理模式概述图2是从三维立体角度构建的现代成本管理模式，将各类成本管理方法系统化，以更全面反映企业成本管理的问题。一是管理层级维。任何一个企业的管理都可以被划分为战略管理活动、管理控制活动和作业任务活动三个层面。同样，成本管理也应从这三个层面人手，考虑不同层级对成本管理的需求。二是空间维。空间维亦可看成是价值链维，企业经营活动可以分为研发、采购、生产、销售、交货、售后服务等活动。各个阶段有着其不同成本形式，而且各个阶段的成本是相互关联的，存在一种此消彼长的态势，需要从整体去考虑成本问题。三是时间维。根据成本管理控制活动与成本发生的先后关系，又可将成本管理控制活动分为成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三个环节。但还需注意的是，三个维度之间并不是相互独立的，而是相互交叉、有机融合，只有把握好三个维度之间的关系，才能更好地应用三维成本管理体系。
二、三维成本管理维度分析
(一)管理层级维企业的管理可以划分为战略管理活动、管理控制活动和作业任务活动三个层面。第一层次为战略管理层面，战略管理决定了企业未来发展的方向，是企业的生存之本，是企业最高管理层所关注和从事的主要工作；第二层次为管理控制层面，管理控制是落实战略的过程，是企业日常经营运作的中坚，是战略目标能否实现的保证；第三层次为任务控制层面，任务控制是公司作业层保证特别任务有效完成的过程，是管理控制活动的具体化。三维成本管理系统的管理层级维可以反映不同管理层级对不同成本问题的侧重，可用三个层面的成本表示。一是公司层成本，表现为企业价值链上整体成本结构，是一种基于整体面的战略成本，不同于会计制度计算的财务成本性质，更注重长期性和整体性，这种成本函数往往是非线性的，主要通过管理层和作业层的成本信息汇总得到，有时包含当局的主观判断和定性分析。二是管理控制层成本，显示了一种典型的战术成本特征，一般与目标成本进行对比，产生差异进行控制；主要通过作业层实际成本汇总和事前编制各种预算成本汇总得到。由于现代管理控制强调过程管理，因此管理控制层成本要与目标成本口径一致，进行跟踪动态纪录。增加间接成本库并按照动因分摊是现代成本计量的基本特征。三是作业层成本，是执行层面具体活动所引起资源耗用的一种货币表现，表示为进行某项活动所花费的代价，由于作业层关心具体作业的成本耗用，因此成本显现出具体性和短期性的特征。理论上，作业层次的成本信息计量模式设计最为简单，可以按每项作业活动要求对应记录每条成本信息。但实际并非如此，作业层成本不仅要满足作业层管理需要，还要汇总生成管理控制层和公司战略层所需成本信息。
(二)空间维企业生产经营活动是研发、采购、生产、销售、交货、售后服务等活动，以及对产品起辅助作用的各种活动的集合。从企业价值形成过程来看，企业产品价值创造于企业各项活动之中，各项生产经营活动的进行过程同时也是价值的形成过程。而在价值创造过程中，不可避免需要投入相应的资源，因此企业产品的生产过程同时也是费用的发生过程和产品成本的形成过程。由于各阶段之间的活动存在差异，因此各阶段发生的成本费用也存在较大差异。研发阶段发生的成本费用包括新产品设计开发、产品更新换代以及新工艺技术等活动中发生的成本费用；采购阶段发
生的成本费用包括选择供应商、采购招标等活动中发生的成本费用；生产阶段发生的成本费用包括生产过程中消耗的物料、人工以及相应的制造费用等；销售阶段发生的成本费用包括拓展新市场、新客户发生的费用以及维持客户关系发生的费用等；交付阶段发生的成本费用包括运输费、仓储费、保险费等，是把产品交付到客户手中发生的一系列费用；售后服务阶段发生的成本费用包括产品维修、维护以及售后跟踪反馈活动中发生的一系列费用。值得注意的是，各阶段发生的费用不仅与本阶段的活动有关，而且很大一部分受到其他阶段活动的影响。如研发阶段如何设计产品，将决定了生产阶段所发生的大部分成本，生产阶段即使成本控制再好，也难以弥补错误设计所带来的高成本。因此，在成本管理过程中，要从全生命周期去考虑成本问题，运用价值链理论进行成本控制。
(三)时间维根据成本管理控制活动与成本发生的先后关系，又可将成本管理控制活动分为成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三个环节。(1)成本事前控制是在产品投产前对影响成本的经济活动进行事前规划、审核，确定目标成本，是成本的前馈控制。具体包括：对成本进行预测，为确定目标成本提供依据；在预测的基础上，通过对多种方案的成本进行对比分析，确定目标成本；把目标成本分别按各成本项目或费用项目进行层层分解，落实到各部门、车间、班组和个人，实行归口分级管理，以便于管理控制。(2)成本事中控制是在成本形成过程中，随时将实际发生的成本与目标成本对比，及时发现差异并采取相应措施予以纠正，以保证成本目标的实现，是成本的过程控制。成本事中控制应在成本目标的归口分级管理基础上进行，严格按照成本目标对一切生产耗费进行随时随地的检查审核，把可能产生损失浪费的苗头消灭在萌芽状态，并且把各种成本偏差的信息及时反馈给有关责任单位，以及时采取纠正措施。(3)成本事后控制是在产品成本形成之后对实际成本的核算、分析和考核，是成本的反馈控制。成本事后控制通过实际成本和一定标准的比较，确定成本的节约或浪费，并进行深入分析，查明成本节约或超支的主客观原因，确定其责任归属，对成本责任单位进行相应的考核和奖惩。通过成本分析，为日后的成本控制提出积极改进意见和措施，进一步修订成本控制标准，改进各项成本控制制度，以达到降低成本的目的。成本事后控制主要是针对各个成本费用项目进行实地实时的分散控制。而成本的综合性分析控制一般只能在事后才可能进行。从某种意义上讲，控制的事前与事后是相对而言的，本期的事后控制，也就是下期的事前控制。
三、三维成本管理维度的融合
表面看，三维成本管理体系的三个维度是相互独立的，三个维度将企业的三维成本管理体系划分为若干个小方块，每个小方块中都有成本管理的重点，而且也都有相应的成本管理方法与之相对应。但三个维度之间并不是相互独立的，而是有机结合在一起，并相互影响。只有把握好三个层次之间的关系，才能更好地应用三维成本管理体系。
(一)空间维(价值链维)与管理层级维之间的关系在不同的价值链环节中成本管理的侧重点不一样，即使在同一价值链环节中，由于管理层次不同，不同管理者的侧重点不同，也将采用不同的成本管理方式，具体如表1所示。
(二)空间维(价值链维)与时间维之间的关系同一价值链环节中，在成本发生的不同时点对成本的控制和管理也不相同，具体如表2所示。
(三)跨管理层级维、空间维和时间维的相互影响三维成本管理体系中最重要的突破在于可以通过其理解跨管理层级维、空间维和时间维的相互影响，从而达到全面进行成本管理的目的。如企业战略产品的开发(研发阶段，战略层)将影响到企业选择新的战略采购合作伙伴(采购阶段／战略层)，影响到销售渠道的建立(销售阶段／战略层)，以及产品物流规范的设立(交付阶段，管理控制层)；而某个产品目标成本的设定(研发阶段／事前控制)可能需要从实际成本和标准成本的差异分析(生产阶段／事后控制)和售后服务成本的分析(售后服务阶段／事后控制)中获取数据。
参考文献：
[1]陈良华：《企业成本计量模式研究》，《经济理论与经济管理》2002年第10期。
[2]陈巍：《基于价值理论的企业成本控制研究》，哈尔滨工程大学硕士论文2005。
[3]梁娟：《现代成本管理模式研究》，东南大学硕士论文2004。
[4]栾庆伟：《成本管理新模式研究》，大连理工大学博士论文2001。
[5]石新武：《论现代成本管理模式》，中国社会科学院研究生院博士论文2001。 [6]Cooper，R．and Kaplan,R．Profit Priorities from Activity―Based Costing,Harvard Business Review，1991．
关键词：参数化建模；优化设计；ANSYS分析；数据传递
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：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进行结构优化分析是一种很有效的结构优化方法。ANSYS是ANSYS公司的多物理场及优化分析平台，具有强大的结构、流体、热、电磁及相互耦合分析的功能，并且非常方便在ANSYS已有的功能上开发定制开发适合自身专业特点与特殊业务需求的新功能。用ANSYS对目标时行各种分析，首先需要对目标进行三维建模，虽然ANSYS自身有三维建模模块，且功能越来越强大，但相比于与目前主流的三维设计与制造软件如UG、Pro/e、Solidworks等，其三维建模功能还是有比较大的差距。因此，在实际应用中，往往是利用其他软件建好目标的三维，然后再通过ANSYS Workbench自带的三维模型输入接口，实现分析目标的三维模型建模。利用其他三维软件建模，然后再输入到ANSYS 进行分析这一问题，已有大量的ANSYS应用者进行了研究，如郝钟雄[1]介绍了ANSYS与UG、AUTOCAD、SolidWorks、Pro/E等几种常用CAD软件的接口，王建利等[2]研究了Sold Edge与ANSYS之间可以进行模型数据传递的各种模型格式；陈乾伟[3]讨论了ANSYS和Pro/E之间的模型传递，并成功实现了超声电动机有限元分析；李宗坤等[4]介绍了燕山水库水塔模型在SolidWorks与Ansys之间的传递；李春燕[5]在其硕士论文中研究了Mechanical Desktop（MDT）与ANSYS之间的接口问题，并实现了数据的传递；王胜[6]在其硕士论文介绍了UG与ANSYS之间的模型传递。以上文献只实现了模型的简单输入，但没有涉及到参数化优化的问题，为了实现参数化定义，詹俊勇等[7]采用了较生硬的方法，其先在Solidkworks中建寻模型，然后导入ANSYS中，再把需要参数化设计的部分删除，在删除留下的面上再重建需要参数化的实体，这显然既不能简化建模过程，又不能保证模型部件之间的原有精度；刘志柱等[8]利用Visual C++，对ANSYS进行二次开发，实现模型的参数化设计。显然，这2种方法并没有充分利用已有的模型，实现参数化优化。如何利用已有三S模型，而不管其本身是否有尺寸信息而实现ANSYS 结构优化设计，就笔者知识范围内，还没见过相关文献，本文将就这一问题展开研究。为便于叙述，本文以UG NX9.0为例阐述三维模型优化参数的定义方法。
1 ANSYS结构优化分析步骤
优化分析之前，一般先要对结构进行静力学分析或其他分析，然后把得到结构如变形、应力、应变等作为优化的输出参数，再定义模型的输入参数，就可以进结构优化分析。从CAD模型到CAE优化，通常的步骤为[9]：
1）参数化建模与参数定义：若模型是在CAD软件中建模，则要参数化方法建模，若模型是从第三方图库中调入，则需要用到本文的方法进行定义。
2）CAE求解：把定义好的参数的模型输入ANSYS，找到第一步定义好的参数定义为优化参数，同时也可把模型静力学分析得到的结构变形、应力、应变等作为优化参数。
3）后处理：将约束条件和目标函数（优化目标）提取出来，供优化处理器进行优化参数评价。
4）优化参数评价：依据优化结构，改变结构参数，看结构是否达到了最优或要求。
2 模型参数化定义
目前，CAD三维建模软件非常多，在很多时候，我们需要的模型可以从已有的图库中找到，或由别人代为建模。虽然国际上已标准化了图形交换格式，但图形在交换过程中往往会丢失一些信息，特别是不同的CAD三维建模软件之间一般不能无缝兼容，或有的模型本身就不是基于参数化模型，我们在优化参数定义的时候就显得无能为力。以UG NX9.0为例，实现非参数化模型的优化参数定义，具体步骤为：
1）打开要设定优化参数的三维模型，如图1，其上没有任何参数信息，很明显，这模型为非参数化建模，或在格式转换过程中把参数信息丢失。选中模型，单击右键，弹出“体属性”窗口，从这里也可以看到模型没有任何参数信息。我们这里要做的工作是把参数信息添加进去，并且与模型相关。
2）在“属性”选项，各栏目的填写是参数设定是否有效的关键，各栏目填写填定要求和注意事项如表1.
3）回到属性窗口，属性里的“值”栏里已有刚才填入的数字，且栏名称变为“链接到表达式的值”，说明设置成功，点击下边的“添加新的属性”右边“√”，点击确定，回到程序界面，保存模型，整个参数化设定完成。
3 ANSYS确认定义参数
进入ANSYS，双击“Static Structural”，建立静力结构分析项目（也可以建立其他分析项目），输入刚才定义了参数的模型，双击“Geometry”，在“Import1”的Details View的Parameters里可以看到刚才定义的参数。
4 实例
以前面讲到的轴套为例，其参数的定义过程如图2～图5，从图中可以看到，优化参数成功定义，并实现结构优化分析。
5 结论
CAD三维模型在不同CAD软件平台之间传递，可以大大提高工作效率，但由于建模开始时都会有特定的用途，在一种用途下可能信息足够，但在另一种用途下，即使模型在传递过程中信息没有丢失，使用同样的模型，也常常会遇到信息不全的困惑。本文以UG NX9.0为例，详细介绍了非参数建模的模型参数化，使之满足ANSYS Workbench 17.0结构优化分析的参数要求。
1）简要归纳了ANSYS Workbench下结构优化分析的步骤，对使用ANSYS Workbench进行结构优化者有一定的帮助。
2）详细介绍了在UG NX9.0下，通过设定非参数建模的三维模型的体属性，实现了优化参数的定义，并通过实例验证了这一方法的可行性。
3）本文虽然以UG NX9.0为例探讨了优化参数的定义方法，但对于在其他CAD软件平台下进行类似的定义，有很大的借鉴意义。
参考文献：
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[2] 王建利，司慧. 浅谈Solid Edge与ANSYS的数据传递[J]. 电脑知识与技术，2009（31）：8691-8693.
[3] 陈乾伟，鞠全勇，黄卫清，等. ANSYS和Pro/E在超声电动机有限元建模中的应用[J]. 微特电机，2014（11）：32-36.
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[7] 詹俊勇，黄建民. SolidWorks导入实现ANSYS参数化建模[J]. 金属加工（冷加工），2010（4）：71-72.
【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.
【关键词】FEAD系统；结构设计；CAE分析；静动态计算
【Keywords】FEAD system； structural design； CAE analysis； static and dynamic calculation
【中图分类号】TH12 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0131-02
1 概述
FEAD系统的目的就是利用曲轴前端动力驱动发动机的辅件，如发电机、空调压缩机等，以便于满足车辆或者船舶的蓄电池电力和驾驶舱制冷需求，是发动机重要的应用设计。
设计初期需要关注整体结构边界条件，考虑总体设计方案，选择皮带传动同时需要考虑皮带结构的选型，前段轮系系统属于高速运动系统，需要动态情况下考虑皮带的张紧方式、滑移率、振幅、带轮包角、张紧器摆幅等一系列影响因素。确保整个系统在理论设计初期和理论计算模拟时满足既定要求。
当然如此复杂的动态系统，不仅需要考虑上述自身系统的合理性，而且还需考虑与此系统相关的各个辅件支架的强度和模态，可以采用有限元方法进行CAE分析。
2 设计输入
论文选用一款直列六缸，排量7.2L，采用多楔带驱动，自动张紧方式，并加装空调压缩机的重型卡车用柴油机FEAD系统。
3 FEAD系统边界检查和整体结构设计
通过对发动机整机前端和整车发动机舱等零件的三维模拟和边界检查，主要在UG三维软件的帮助下通过对系统相关零件的三维模型建模得出初步的总体布置结构，确保最基本的空间要求，总体布置原则即是避免干涉、结构紧凑[1]。系统的总体结构包括曲轴皮带轮、发电机、空调压缩机、自动张紧器、惰轮。需要满足预定设计目标，设计目标如下：
基于上述标准要求并结合初步经验分析设计出的轮系结构，如图1所示：
曲轴皮带轮是动力输出来源，设计原则上皮带包角必须大于180°，其余槽轮包角要求在120°以上，方可满足功率传输要求，平轮包角不做过高要求。柴油机曲轴皮带轮逆时针转动，通过皮带这个载体给各个辅件输送功率，并通过软件计静态算出每个零件的受力方向和受力大小。通过经验分析，初步判定结构满足既定设计目标，但仍然需要通过模拟精确计算系统布置的合理性。
通过初步确定的坐标原点，初步定义各个带轮的坐标位置，通常取曲轴皮带轮为原点；确定各个带轮的外径、基准直径、基准宽度、上下槽深、槽宽等数据，用以进行下步的静态计算，通过三维建模计算得知此坐标数据选取、带轮直径选取、带轮间跨度、多楔带包角，传动比均在设计要求范围内。计算同时给出了限制条件，即各带轮之间的对楔度要求，设计者需要遵循这一要求开展下一步详细设计工作。
4 FEAD系统动态仿真计算和详细设计
确定了各项系统的主要参数，并为后续的动态模拟计算提供了数据输入，在三维分析软件SIM-Drive的帮助下建模，输入预定数据得出动态分析结果，根据动态分析结论可知： 转速850Rpm时，皮带张力1040N；带段抖动≤5%，无干涉情况；皮带滑移率≤0.5%；使用寿命综合估算在20万km至30万km，均满足预定设计范围和标准。[2]
确定了总体设计方案和理论计算数据之后，下一步进行系统的结构设计的零部件清单，此案例需要设计的主要为系统安装支架，主要作用用来支撑系统各个部件。需要考虑以下问题和注意事项：
①安装支架的安装位置和方式；
②空调压缩机的倾斜角度要求；
③自动张紧器的安装定位；
④安装支架需要合理布置和设计加强筋；
⑤安装支架各带轮安装面的尺寸公差必须合理；
⑥各带轮轴承的选型要合理。
基于以上的注意事项完成详细三维设计工作，二维生产图纸绘制之前，相关零件的还需经过CAE软件的分析进而得知零部件的强度和模态如何，如果理论分析计算未通过，则需要及时改进先前的设计，避免产品在实际运用中造成失效，数据与经验相结合是最好的工业实践手段[3]。
5 支架CAE分析
基于有线元法，采用CAE分析软件Hyperworks /Optistruct 13.0（A处理/解算器）的帮助下，对系统相关零部件进行强度和模态分析，论文主要介绍对安装支架的分析过程。
分析目的：为了评价和改进安装支架的强度和模态，需要进行应力分析和模态分析；
设计标准： 模态分析最低频率要求为143Hz，2200rpm，
通用标准： 模态分析最低频率要求为180.3Hz，2550rpm。
分析目标：评估系统支架的应力大小和支架模态是否达到最低频率要求；
创建模型，包括安装支架、缸体、压缩机、发电机、张紧器、惰轮、皮带、螺栓等所有相关零件，预设螺栓为实心截面梁单元，螺纹与其他构件采用刚性（RBE2）连接。
通过分析结论得出以下结论：
①模态分析，安装支架频率（ 223.9Hz）高于最低可接受值（180.3Hz）。
②应力分析：最大应力区域为73.7MPa低于HT250材料要求的125MPa
综上所述，该系统设计满足既定要求，可以进行二维生产图纸绘制。同时设计师需要考虑DVP验证方案。关于DVP方案，主要考虑台架试验相关测点布置，空调压缩机加载模拟工作，试验时间确定等，具体论文不再累述。
6 结论
通过完成上述概念设计、详细设计、软件分析、工程图以及DVP方案布置等开发流程之后，目前此系统设计已经完成了多轮台架和整车试验，未发生支架断裂、皮带打滑、系统异响等严重质量故障，当前已风险投入市场，为公司及社会带来一定的经济效益。
【参考文献】
【1】刘鑫.柴油发动机运行状态监测和故障诊断系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2006.
中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1007-9416（2012）04-0000-00
1、论文研究背景及意义
近多年来，由于计算机及网络相关技术的迅猛发展，世界经济发展的必然趋势就是数字化，数字城市也逐渐引起了人们的注意。那么怎样应用计算机技术来构建数字城市，近而实现城市的数字化已经引起城市规划及管理人员和城市居民的共同关注。城市仿真技术在构造数字城市过程中发挥着非常重要的作用，因此成为当前一个新的研究热点。仿真(Simulation)技术是利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，以模拟的方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图形界面，使之在感知行为的逼真体验中获得直接参与和探索仿真技术对象在所处环境中的作用和变化。城市仿真(Urban Simulation)技术就是仿真技术在城市规划、建筑设计等领域中的应用，表现为人机交互、真实建筑空间感与大面积三维地形仿真，即交互式实时三维(Interactive Realtime 3D)。采用虚拟现实技术构造出来的城市视景仿真系统是数字地球的重要组成部分和支撑手段，已经被广泛应用在城市的规划、建设以及管理当中，对于城市发展规划的各个方面都具有相当重要的意义。
2、国内、外的视景仿真工具
MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三维建模软件是世界上流行的实时三维数据库生成系统的软件环境，在仿真系统中得到广泛的应用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的世界领先的软件环境。Urbansim是基于城市交通需求模拟分析和城市土地综合分析的新型城市发展仿真软件。MagicCity属于WinTel架构基础上的虚拟现实和视景仿真系统。我国在视景仿真系统开发的同时，也在进行仿真系统软件平台的开发。TrueSim v2.0 三维实时仿真软件平台是深圳市创想科技发展有限公司在综合了国内外多项最新三维仿真技术的研究成果以及多年来从事三维仿真研究所积累的多种经验的基础之上推出的具有自主知识产权的仿真平台。神州视景信息技术有限公司自主研发了“基于普通PC和Internet的大规模场景实时漫游引擎系统――SCVR”。 Virtools是一个实时三维虚拟现实编辑软件，可将多种常用文件格式（三维模型、二维图表、声音等）整合到一起，并具备交互功能，能够开发出电脑游戏、建筑仿真、交互娱乐等多种3D产品。
3、本文的研究目的及重要内容
本文通过研究虚拟现实视景仿真技术的相关知识，实现以我们学院校园为虚拟环境的视景漫游系统。通过对虚拟场景的构建，能够实现视景漫游中的自动漫游和交互漫游等效果。本系统应用建筑草图大师Sketchup和MultiGen Creator软件工具来构建虚拟场景中地形及建筑物的三维模型，并建立道路、树木、路灯等虚拟景物，借助Vega Prime软件平台和工具集对校园虚拟场景进行仿真，在VC++开发平台下实现三维景观及模型的交互式（以鼠标、键盘等交互方式）控制，实现了虚拟校园景观的视景仿真漫游系统。
本文主要研究内容和所做工作总结如下：
(1)了解视景漫游技术以及虚拟现实的发展，对国内外虚拟现实技术应用现状进行调研。
(2)对黑龙江农垦科技职业学院的视景环境数据进行搜集和整理，包括地形数据的获取、建筑物数据的获取、纹理数据的获取等等。
(3)研究用虚拟现实建模软件Sketchup、Creator以及三维建模技术、模型真实感技术以及模型优化技术等对地形、道路、教学楼和图书馆等建筑以及校园之中的花草树木等进行建模，构建出虚拟场景模型库，然后用视景漫游软件Vega Prime和VC++对虚拟场景进行漫游和交互控制。
(4)研究模型数据库建模和优化技术问题，模型数据库的建构、调整和优化对提高实时仿真系统中运行的速度和流畅性起着至关重要的作用，成为目前重要的研究课题。
(5)碰撞检测技术。开发虚拟现实仿真系统有一个主要目标就是能够让用户以尽可能接近自然的方式与构建的虚拟场景中的物体直接进行交互。要实现自然的、精确的人机交互功能首先要解决的是碰撞检测的问题。碰撞检测是虚拟场景中动态物体与静态物体之间或动态物体与动态物体之间进行交互的基础。在碰撞检测中有两个问题需要解决，一是检测到碰撞的发生和碰撞的位置，二是计算碰撞后的反应。而碰撞检测是计算碰撞反应的先决条件，因此，碰撞检测是虚拟环境中一个必不可少的部分。
(6)为保证虚拟场景的真实性、生动性及其对用户的感染力，对基于粒子系统的虚拟场景环境特效技术进行研究。
校园视景仿真就是在计算机环境中对真实校园的景观进行虚拟再现，采用虚拟现实相关技术，生成一个实时的、能给用户各种真实感受的三维虚拟环境。利用计算机软硬件及其相关输入输出设备，使用户可以在虚拟的校园场景中进行浏览和交互漫游，感受校园中的风景。利用这种方法可以让更多的人来了解我们的学校，对本校园的环境及交通现状等方面有更深刻的认识。
参考文献
关键词： 三维坐标； 多目视觉； 双目交汇； 硅棒； 特征点
中图分类号： TP 274.2文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2013.02.001
引言硅棒的实际尺寸参数与硅棒本身的特征点提取密切相关，获取硅棒特征点的三维坐标信息可有效反映硅棒尺寸参数和产品质量，为产品的质量监控提供依据[1]。然而针对硅棒，无论是整体尺寸还是局部特征的检测，国内目前尚无相关仪器，在我国这些参数的检测还主要是依靠人工完成[2]。人工检测是一种非在线、接触式的传统检测方式，采用直角尺、游标卡尺、钢板尺等工具进行检验，检测精确度和重复性受到检测人员工作状态干扰，很难保证统一标准，总体上来说检测速度和检测精度不高；同时接触式检测过程中需反复搬动样品不可避免地造成对样品的二次伤害，效率低，仪器损耗大[2]。结合视觉成像技术和图像处理技术出现的机器视觉检测技术，不仅摒弃了传统检测方法的不足，满足了实时检测要求，同时还具有非接触、精度高等优点，是现场实时三维坐标测量的首选方法之一[35]。国内外关于三维坐标的相关测量方法主要有：电子经纬仪法和三坐标测量机法[3]。坐标测量机的测量精度可达微米级，但是庞大的机身、厚重的底座、复杂的操作以及昂贵的成本限制了其现场的应用[4]；经纬仪、激光跟踪仪便携性好，但采用多点对准，效率低，不适合于现场在线检测[5]。机器视觉检测系统组建非常灵活，既可由单目视觉测量系统构成，亦可选择双目甚至多目视觉测量系统搭建而成。因为单目视觉测量三维空间坐标测量不确定度偏差较大[4]，所以选择由四CCD构成的多目视觉系统，该多目视觉检测系统中，相邻的两CCD构成正交双目交汇视觉测量子模块系统，基于双目视觉原理的子模块克服了单目视觉检测的缺陷，精度更高。该多目机器视觉系统在保证较高精度的前提下，作为机器视觉前端采集系统，实现了硅棒全范围大尺寸轮廓检测，检测效率和速度较高。1硅棒坐标检测机器视觉系统组成典型的基于机器视觉的硅棒坐标检测系统组成如图1所示：
图1机器视觉的坐标检测系统组成
Fig.1The design of machine vision for coordinate detection system
硅棒坐标测量系统主要包括上位机界面、数据采集模块、图像处理模块、输入输出接口以及机械搭建平台组成。上位机作为人机交互平台负责数据显示和存储，总体管理数据采集模块和图像处理模块。数据采集系统作为机器视觉检测的核心之一完成硅棒轮廓信息图像采集，涉及光源、镜头、CCD相机以及图像采集卡，采集系统工作流程为：光源照射待测硅棒，CCD相机采集图像信息经过图像采集卡将图像信息转换为数字信息送入上位机并实时保存起来。数据采集完成之后，图像处理模块读取图像通过相应算法提取特征点最终计算特征点空间三维坐标。图1还可以看出整个数据采集模块搭建在机械平台上由执行机构驱动，不仅可以实现待测目标的小范围检测，同时还可以配合机械平台运动，驱动数据采集系统实现待测物体的大范围全尺寸检测。2硅棒特征点三维坐标检测原理
2.1四目视觉全范围检测系统组成硅棒特征点坐标视觉检测技术基于四目视觉原理，整个四目视觉系统作为机器视觉检测系统的数据采集模块负责为后续图像处理模块提供硅棒图像信息，采集的图像质量直接影响到后续图像处理的难易程度和结果的计算精度。四目视觉原理如图2所示：数据采集模块由四台CCD相机组成，分别在待测硅棒每个侧面安装一台CCD面阵相机，保持相机与硅棒待测面垂直放置，在自然光源照射下硅棒表面成像于与之垂直的CCD相机上，则相机分别获得每个硅棒表面特征的图像。该图像可以通过一个四路camelink接口图像采集卡或者2个双路camelink接口图像采集卡送入上位机进行后续图像处理。整个数据采集系统要实现的功能就是确保不降低系统检测精度的前提下，维持尽量大的有效视场范围，实时采集获取清晰的硅棒图像。
2.2四目视觉系统视场约束为了实现最优检测目的，必须保证待测硅棒在检测过程中始终处于四目视觉系统的有效视场范围内，若硅棒对应于相机上像点的坐标为（xi，yi），通过针孔模型透视变换公式就能得出某个特征点在有效视场内的世界坐标为OXWiYWiZWi。图3为四目视觉系统有效视场示意图，以四台CCD交汇中心建立世界坐标系。
图2四目视觉系统组成
Fig.2The composition of the 4 CCDs
vision system图3四目全范围检测原理及有效视场分析
Fig.3The principle and the analysis of effective
vision field for 4CCDs′ full range detection
如图所示：四台面阵相机型号相同，焦距f均为镜头中心到CCD靶面中心的距离，相邻相机之间的基线长度均为B（B=O1O2=O2O3=O3O4=O4O1），O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4是分别以CCD相机各自的镜头中心建立相机坐标系，以CCD1和CCD2光轴的交点为原点建立世界坐标系OXWYWZW，O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4均位于OXWYWZW内，最终计算时必须将O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4这四个相机坐标系转换到同一个参考坐标系OXWYWZW。假设CCD相机像平面平均尺寸为2Tx×2Ty，相邻相机光轴夹角为2α，则四目视觉系统的有效视场为ABCDEFGH围成的八边形。为了准确描述有效视场，在八边形ABCDEFGH内做内切圆，内切圆面积就反映有效视场的大小，采用内切圆的半径R对有效视场进行描述。考虑Tx远远小于焦距f，则有效视场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相机间基线长度B、视场角β以及相机夹角α这三个参数不仅直接限制有效视场的大小，还会严重影响四目视觉系统的测量精度。引起测量精度的误差包括相机本身参数（Tx、Ty）以及相机分布结构参数、参数本身的测量误差（B、f）[6]，它们共同决定了机器视觉采集系统的精度。
2.3双目交会原理如图2可知：四目视觉系统中的任意相邻的两个CCD构成双目交汇视觉测量系统，所以整个四目视觉系统可以看作四个双目交汇视觉子系统组成，其中CCD1和CCD2构成子系统1，CCD2和CCD3构成子系统2，CCD3和CCD4构成子系统3，CCD4和CCD1构成子系统4。因为每个子系统光轴互相垂直，所以子系统基于正交双目交汇视觉原理。正交双目交汇测量比单目测量准确度高，它的相机夹角2α=90°有效降低安装误差[7]，保证基线长度，形成相对较大的有效视场利于实现大尺寸检测，同时α=45°满足α∈（40°-70°）放置时测量误差最小要求[4]。以双目交汇视觉子系统1为例：CCD1和CCD2分别满足针孔成像模型：zc1 u
（3）其中矩阵M是由相机内部参数（r1～r9）和相机外部参数（T1～T3）构成的一个3×4的综合矩阵。联立式（2）和式（3）求解则可得到CCD1和CCD2的采集图像上的公共特征点的三维坐标，即硅棒第1对棱边上的特征点坐标，同理对于双目交汇视觉子系统2、双目交汇视觉子系统3、双目交汇视觉子系统4可依次求得第2对、第3对、第4对棱边上的特征点坐标，从而在保证精度前提下实现硅棒全范围检测目的。3硅棒特征点三维坐标检测方法的实现为了验证硅棒特征点三维坐标视觉检测系统的可行性，在实验室搭建了机器视觉检测试验样机进行试验，完成四目视觉采集系统的相机标定实验，同时以CCD1和CCD2构成的正交双目子系统为例进行一对硅棒表面图像的数据采集实验，基于Visual Studio 2008平台编写核心图像处理算法。
3.1标定实验相机标定是视觉测量过程中不可缺少的关键技术，标定通过针孔成像原理求取相机内部属性参数和外部位置参数从而确定空间坐标系中物点和像点的对应关系[8]。针对本文的多目视觉系统首先对每个相机进行单目标定。单目标定选择一种介于传统标定技术和自标定技术之间的方法：张氏平面标定法。标定流程为：首先将自制一个大小为11×11标准棋盘格模板，每个棋盘格大小为10 mm×10 mm。该模板置于视觉系统有效视场内，改变模板位置多角度（不小于3个）分别拍摄，拍摄完成后进行角点检测，单应性矩阵求解和参数优化，每个CCD获得一个相应的相机标定文件calib_CCD_1.mat、calib_CCD_2.mat、calib_CCD_3.mat、calib_CCD_4.mat。这种标定方法比传统标定简单，算法计算量减少且精度高于自标定方法。通过单目标定得到X方向和Y方向有效焦距（ax，ay）、CCD靶面中心坐标（u0，v0）以及径向或者切向畸变等相机内部参数，由于切向畸变较小，此处忽略不计，主要考虑径向畸变参数（k1，k2），单目标定结果见表1。单目标定完成之后进行立体标定，分别获得相机坐标系O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4相对于世界坐标系的旋转矩阵R和平移矩阵T。立体标定结果见表2。表1单目相机标定结果
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）像素误差（0.321 280.370 39）（0.275 690.223 16）（-0.332 810.201 27）（-0.339 610.291 27）
表2多目相机标定结果
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
图4硅棒图像
Fig.4Images of silicon rods3.2图像采集实验实验采用四个IMPERX面阵CCD相机、相机配接15 mm的标准镜头，两个X64CL Prio图像采集卡，两个镜头基线距离为1 408.6 mm搭建实验样机，有效线视场为236.544 mm，将待测硅棒置于CCD交汇的有效视场范围内，配置图像采集卡输出格式为Cameralink Base Mono #1，导入IPX_VGA210相机.cfg配置文件，通过X64CL Prio图像采集卡将一对像素为640×480黑白硅棒图像实时送入上位机。其中正交双目视觉子模块1采集到的一对图像如图4所示。
3.3图像处理特征点坐标检测视觉系统第二个核心组成是图像处理模块，该模块通过完成对采集数据的后续图像处理获得目标特征点的三维空间坐标，技术难点在于机器视觉数据采集模块中CCD相机得到的是二维图像信息，而系统最终要求是得到目标特征点的空间三维坐标。针对问题论文提出一种二维图像上恢复特征兴趣点三维坐标的解决方法：首先提取待处理图像上的特征兴趣点，建立特征兴趣点对应关系即同名点识别，接着通过同名点立体匹配获取对应点视差从而得到特征兴趣点3D坐标。
3.3.1Harris角点检测论文以硅棒角点作为研究的特征兴趣点，采用一种基于灰度值相关的角点检测算子：Harris算子进行硅棒角点检测。Harris角点检测的目的是提取待测目标的特征点，依靠特征点来传递图像所表征的参数信息，算法不受相机姿态及光照影响，检测精度达到像素级别[9]。Harris算子数学表达形式为：M=G（S）gxgxgy
gxgygy（4）
I=Det（M）-k×Trace2（5）M为自相关联系矩阵、Det（M）为自相关矩阵行列式的值，Trace为矩阵的迹，k为默认常数，取0.04。式（5）称为Harris算法响应函数，该函数给出局部范围内的兴趣值大小。Harris算法采用局部范围内的极大兴趣值对应的像素点作为特征点，因此通过对算法中的门限阈值、局部邻域大小、高斯窗口大小和高斯方差多次调整，保证在局部邻域内只留下最大极值点作为兴趣点，实现特征最优角点的提取。
3.3.2特征点立体匹配特征点立体匹配就是在待匹配图像上寻找标准图像上每个特征点的同名点，从而将不同图像中原本独立的特征兴趣点联系起来[1011]，特征点匹配不是盲目进行，它遵循一定约束条件，本文同名点匹配基于极线约束。极线约束规定了一幅图像上任意一点在另一幅图像上的对应点只可能位于一条特定的极线上，通过该约束特征点匹配搜索空间从二维降为一维，减少计算量[10]。匹配流程为：首先在现有图像中设定一个标准图像，对于标准图像中的特征点Pl，找出待匹配图像中与其有最近欧氏距离的前两个特征点Pr1和Pr2，计算两个特征点中最近的距离Dmin与次近的距离Pcmin的比值，如果该比值小于匹配阈值，则表示待匹配图像上欧氏距离最近的点是标准图像中Pl特征最优匹配点。其次以待匹配图像中Pr1为特征点，重复步骤1的过程，求取标准图像中Pr1的候选匹配点P′l。最后如果Pl 和P′l是相同点，则Pl 和Pr1匹配成功，否则弃之。重复这个流程，直到匹配完成。同名点匹配完成之后，由双目视觉视差公式即可得出特征点3D坐标。最后对采集系统拍摄的两幅硅棒图像进行角点检测及匹配算法验证，获得了图像中的4对公共角点3D点坐标值，结果见表3。
表3特征点3D坐标计算结果
Tab.3The calculation result of characteristic points′ 3D coordinatemm
特征角点X实测值X理论值Y实测值Y理论值Z实测值Z理论值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
通过表3可以看出：理论计算结果和实际测量结果基本吻合，且实际测量精度明显高于理论计算精度。4结论论文提出一种基于机器视觉的非接触、实时硅棒特征点检测技术，搭建了多目视觉硅棒采集系统进行图像采集实验，重点研究了多目视觉有效视场确定和正交双目交汇视觉测量原理，基于Visual Studio 2008平成了硅棒角点特征提取以及同名角点立体匹配等后续图像处理算法，整个检测过程时间不超过0.5 min。实验结果表明，该技术可准确快速获取待检测硅棒的特征点三维坐标，检测精度可以达到像素级别，适合于硅棒参数的非接触式高精度检测。为下一步开展硅棒面形检测研究奠定了基础。参考文献：
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论文摘要：本文以培养具有较强工程实际应用能力的人才为目标，构建了画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通，徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养，机电产品、工程项目、软件系统三种对象协调应用的工程图学课程教学内容体系。
工程图学是工科学生最早接触的技术基础课程，它是一门将知识、实践、素质和能力融为一体的综合型课程，在培养学生的空间思维能力、提高学生的综合素质和创新能力方面具有重要作用。教学要服务于人才培养目标的实现，地方本科院校主要为地方经济建设和社会发展服务为前提，培养具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才。因此，构建工程图学课程教学内容和体系，以适应较强工程实际应用能力的人才培养目标已是当务之急。
一、 基于应用型人才培养的工程图学教学目标
为达到“厚基础、宽口径、重能力、高素质、强能力、具有创新精神”的应用型人才模式培养目标，使学校所培养的学生适应地方经济发展和社会需要，不妨借鉴英国的机械类教育模式，即在教学中强调一个“用”字，一切以将来的实际应用为目标，对任何一门课程，都要求教师努力做到让学生在学习了这门课程之后即可运用所学的知识解决生产中的某些实际问题，这就要求每门课程设定的目标较清晰，让学生了解这门课程所学习的知识和培养的技能将来在社会工作中有何用途。为此，我们设定了如下明确的课程教学目标：一是熟练运用投影理论并遵照国家标准规定绘制和阅读工程图样；二是具有工程图学思维能力和工程图学素质，包括形象思维能力、图形表达能力、空间想象能力和严谨细致的工程素质；三是熟练运用某种CAD软件进行二维绘图和三维构型设计。
二、 构建符合人才培养目标的理论教学体系
教学体系直接反映了教学目的和培养目标，是培养学生综合素质和创新能力的核心环节。在教学过程中，我们把基本理论、创新能力、综合素质的协调发展作为教学目标，在学时少的情况下，不过于强调知识的完整与系统，对教学体系进行了重新优化和整合。
（一） 画法几何部分强调基础理论作用，淡化其难度
画法几何是满足工程设计的需要诞生的，它为工程和科学技术各个领域解决机械结构、空间几何及工程设计等问题提供了可靠的理论依据及解决问题的有效手段，可提高学生的空间想象能力和逻辑思维能力。但是，长期以来画法几何占用了大量的教学时间，因此，在教学中，我们重点讲清点、线、面和立体投影的基本理论，为学生学习工程制图打下基础，不强调画法几何的深度和广度，对于图解法、在三维建模时自动生成的截交线和相贯等比较抽象、难度较大的部分适当删减，剩余内容留作自学，学生可以根据自己的掌握情况选择取舍，教师可以给予相应的指导，做到因材施教。
（二） 工程制图部分重在工程实践和实际应用
工程制图的基本目的是培养学生利用二维图形表达三维形体的能力、阅读和绘制工程图样的能力。这是一个从“画法几何”理论到“工程图样”应用实践的跨越过程，而工程制图的实质内容就是零件图、装配图两大部分，教材中各章节都应该围绕这两个部分展开。授课时，首先采用现场教学的方式，在实验室和实训中心，甚至带学生到校外实习基地，让学生直接感受、观察、装拆、测绘或模拟工程安装，使学生对零件图、装配图的实用性这一特点有一个清楚的认识。
关于零件图部分，主要通过多个实例的讲解，把重点放在机件的表达方法、表面粗糙度、公差与配合等主要内容的实际应用上，对于尺寸标注和和专业课程密切相关，在此只是复习组合体尺寸标注部分，适当介绍一些常见工艺结构如铸造圆角、退刀槽等的标注方法。技术要求部分则重点介绍书写格式及其在图样上的标注方法，对有关符号的含意和选用只作简介，由学生自学。
关于装配图，在图形表达部分，重点介绍装配图表达方法的特点，即规定画法和特殊表达方法。尺寸标注重点讲解装配图中必要尺寸与零件图中完整尺寸标注的不同，通过举例说明性能尺寸、安装尺寸及装配尺寸等，使学生了解其标注的重要性，在后续课程学习和应用中引起重视。技术要求中配合符号在装配图中的标注及其与零件图的关系要向学生讲清楚，其余留待学生自学和后续课程讲解。让学生明确标题栏中的名称对看装配图的重要性以及明细表中零件的名称及材料对看图和拆图的重要性。
（三） 加强利用CAD软件进行三维构型的教学
在制造业中，设计人员在设计过程中实际是先在大脑中形成空间形体模型，然后运用投影法进行表达，画出平面图样，而生产技术人员首先阅读工程图样，然后通过空间想象，把图样中的内容转化到空间去，构建出三维形体后再按尺寸和技术要求进行加工生产，因此，在设计制造过程中，三维构形贯穿始终。但根据我国目前机械装备现状，采用三维实体建模设计的企业绝大部分还只在产品的设计、研发、分析等环节采用三维技术，而最终的生产制造环节还要将其转换为二维图样进行生产，从我国制造业发展纵向分析，工程形体的三维造型表达完全取代二维图样还需要一个过程，因此，在教学中要做到制图基础与实体构形相结合，零件图绘制与零件实体造型相结合，装配图绘制与虚拟装配相结合，常用零件的画法与相应零件的实体模型相结合，三维造型设计与制造、分析相结合。
三、 构建符合人才培养目标的实践教学体系
工程图学是一门实践性很强的技术基础课，只有通过实践，让学生尽快将图学知识转化为图学能力，学生的创新素质和应用能力才能得到提升，因此，我们构筑的实践教学体系主要有以下几方面：
（一） 徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图基本技能训练
在仪器测绘、讨论设计方案、技术交流、现场参观时，受现场条件或时间的限制，经常绘制草图，草图对于捕捉设计灵感，现场记录，加速新产品的设计、开发，帮助技术人员组织、形成和拓展思路非常有用。仪器绘图既是工程技术人员的必备基本技能，又是学习和巩固图学理论知识不可缺少的方法，在计算机绘图技术广泛应用的今天，仍然必不可少。因此，在教学中，徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图一样作为基础平台，贯穿在教学的全过程。
（二） 部件测绘动手环节
在部件测绘动手环节中，学生通过测绘方法的确定、尺寸数据的获取及处理、公差与配合、工量具的正确使用、装配图的表达方案的最优选择等内容，增强工程意识，理论与实践相结合，为提高学生的图学能力和工程应用能力打下了基础。
（三） 三维构形设计
三维构形设计就是在给出一定约束条件的前提下，让学生通过自己的想象、分析，构思三维形体，自主进行组合体、零件和装配体的设计以及计算机辅助造型等一系列设计，采取自由创作和发现、收集、分析、比较案例的实践方式，培养创新设计能力，从而促进学生图学素质和创新素质的提升。
综上所述，培养工程应用型人才应强调学用结合，在工程图学教学中应重点突出“学以致用”，而不是主要强调知识的完整性和系统性。笔者面向企业应用与技术创新，推动工程图学教育改革，使画法几何、工程制图、计算机绘图三部分内容融会贯通，徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力全面培养，机电产品、工程项目、软件系统三种形态对象协调应用，加强测绘和设计环节教学，并且在教学中注重充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，采用启发式、讨论式、案例式等教学方法，为学生图学能力的提高和胜任相关工作奠定了良好的基础。
参考文献：
［1］王兰美.机械制图［M］.北京：高等教育出版社，2003