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机械设计与研究 2019年第6期35卷 163-167,178页

作者：潘杨明新国尹导邱思琦周新杰上海交通大学生产性服务创新中心上海200240 上海市推进信息化与工业化融合研究中心上海200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海200240

从全生命周期的视角分析了船袖供应商的资源池、业务链、价值链以及创新链,基于全生命周期的核心需求,提出针对性强、应用性强的创新方案,并建立包含资源环境层、生命周期层、需求层、方案层以及生态层的船舶创新生态系统的运作机制,倡... 详细信息

从全生命周期的视角分析了船袖供应商的资源池、业务链、价值链以及创新链,基于全生命周期的核心需求,提出针对性强、应用性强的创新方案,并建立包含资源环境层、生命周期层、需求层、方案层以及生态层的船舶创新生态系统的运作机制,倡导构建生态共建、资源共享、系统共生、共生共赢的船舶创新生态系统。

关键词：创新生态系统船船制造业全生命周期

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面向手工装配的线缆目标图像分割方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2018年第4期30卷 666-672页

作者：刘睿范秀敏尹旭悦王磊上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海200030 上海航天精密机械研究所上海201600

线缆手工敷设的弯曲程度是影响线缆敷设质量一项关键指标.为获取手工敷设过程中所操作的线缆区域,即线缆目标图像区域,提出一种面向手工装配的线缆目标图像的分割方法.首先对于第一视角下线缆手工装配现场图像在HSV颜色空间下分割线缆... 详细信息

线缆手工敷设的弯曲程度是影响线缆敷设质量一项关键指标.为获取手工敷设过程中所操作的线缆区域,即线缆目标图像区域,提出一种面向手工装配的线缆目标图像的分割方法.首先对于第一视角下线缆手工装配现场图像在HSV颜色空间下分割线缆连通区域,根据区域轮廓得到线缆目标区域的最小矩形包围盒;然后利用YCrCb颜色空间分割出线缆手工装配时双手区域,对该区域应用曲率分析法获取双手拇指信息;再基于二维方向包围盒相交原理分析双手拇指点与所有最小矩形包围盒的位置关系,求得线缆目标包围盒;最后对线缆目标图像轮廓,采用漫水填充算法制作掩模图像,得到线缆目标图像.实验结果证明,该方法能较好地分割手工装配操作过程中线缆目标图像,并用于分析装配线缆弯曲的程度.

关键词：手工装配线缆敷设第一视角分割方法方向包围盒

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AR辅助装配中基体及零件位姿组合估计方法

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机械设计与研究 2018年第6期34卷 119-125,137页

作者：刘然范秀敏尹旭悦王冀凯杨旭上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海200230

增强现实装配引导技术应用于复杂工业产品的装配引导中,可以提高装配操作人员装配效率。在产品增强现实装配引导过程中,对装配基体及装配零部件的位姿估计是实现真实场景中增强现实装配引导信息注册的关键技术环节。为同时对装配基体以... 详细信息

增强现实装配引导技术应用于复杂工业产品的装配引导中,可以提高装配操作人员装配效率。在产品增强现实装配引导过程中,对装配基体及装配零部件的位姿估计是实现真实场景中增强现实装配引导信息注册的关键技术环节。为同时对装配基体以及零部件进行位姿估计,实时获取装配基体与零部件的相对位置关系进行位置检测,针对装配过程中装配基体与装配零部件的不同特点,分别采用不同的位姿估计方法:使用SIFT特征点匹配和PNP方法对装配基体位姿进行位姿估计;使用LINEMOD算法对装配零部件进行位姿估计。本研究以汽车车门板状连接件及车窗驱动电机的装配为例,说明了该位姿估计方法对真实场景中虚拟装配引导信息注册的有效性,能够应用于产品增强现实装配引导中。

关键词：增强现实自然特征装配引导位姿估计跟踪

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动态视觉手势识别下手工装配时序控制的智能防错方法

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计算机集成制造系统 2017年第7期23卷 1457-1468页

作者：尹旭悦范秀敏顾岩汪嘉杰上海交通大学机械与动力工程学院计算机集成制造研究所上海200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海200030

为提高手工装配生产过程的效率,提出一种保证过程时序性的手势视觉识别与防错方法,通过识别信号控制增强现实装配引导系统,减少装配过程中检错和返工消耗的时间。在第一视角下采集手工装配过程的样本视频,用预定时间方法分析单步操作的... 详细信息

为提高手工装配生产过程的效率,提出一种保证过程时序性的手势视觉识别与防错方法,通过识别信号控制增强现实装配引导系统,减少装配过程中检错和返工消耗的时间。在第一视角下采集手工装配过程的样本视频,用预定时间方法分析单步操作的标准手势和时间序列。在虚拟装配环境中建立了装配操作序列仿真引导模型。用肤色检测获取装配图像的手部区域,定义了区域几何特征并进行概率分布拟合,提取装配手势特征及其识别条件。基于装配动作的时序约束,建立了时序锁定的装配手势识别方法,进而判断装配状态,触发推送、隐藏或更新引导信息。计算机主板装配实例表明,所提出的智能防错方法提高了装配序列的执行效率和一次完成率。

关键词：手势识别 Poka-Yoke 时序控制手工装配增强现实

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面向涡扇发动机智能服务技术的Autoencoder-BLSTM寿命预测模型

面向涡扇发动机智能服务技术的Autoencoder-BLSTM寿命预测模型

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第五届全国现代制造集成技术学术会议

作者：宋亚夏唐斌郑宇卓鹏程潘尔顺上海交通大学上海市网络制造与企业信息化重点实验室机械与动力工程学院上海200240

随着大型装备日趋复杂化、精密化和专业化,工业界对智能服务技术的需求更加迫切.涡扇发动机作为设计结构复杂、可靠性要求高的关键航空部件,其剩余使用寿命(Remaining useful life,RUL)的有效预测,对于科学合理地制定维护策略,降低维护... 详细信息

随着大型装备日趋复杂化、精密化和专业化,工业界对智能服务技术的需求更加迫切.涡扇发动机作为设计结构复杂、可靠性要求高的关键航空部件,其剩余使用寿命(Remaining useful life,RUL)的有效预测,对于科学合理地制定维护策略,降低维护成本具有重要意义.针对发动机状态监测数据样本量大、维度高的特点,提出一种整合自编码神经网络(Autoencoder)和双向长短期记忆(Bidirectional long short-term memory,BLSTM)神经网络优势的混合健康状态预测模型,优化涡扇发动机的剩余使用寿命预测.利用Autoencoder方法作为特征提取工具,对状态监测数据进行压缩,然后利用BLSTM方法能捕捉数据长程依赖的特性,构建剩余使用寿命的混合深度学习预测模型.基于通用数据集开展测试比较,结果表明Autoencoder-BLSTM混合模型的预测精度优于现有的多层感知机、支持向量回归、卷积神经网络和LSTM方法,可有力支撑涡扇发动机的健康管理与运维决策.

关键词：涡扇发动机剩余使用寿命预测模型深度学习自编码神经网络双向长短期记忆神经网络

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三维打印数字化阴模辅助制作口腔颌面缺损赝复体的临床应用

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中华口腔医学杂志 2017年第6期52卷 336-341页

作者：顾晓宇陈晓波焦婷张富强蒋欣泉上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔修复科上海市口腔医学重点实验室 200011 上海交通大学机械与动力工程学院上海市网络化制造与企业信息化重点实验室 200240

目的探索三维打印数字化阴模辅助制作口腔颌面缺损赝复体的加工方案，弥补目前口腔临床赝复治疗的不足。方法对17例口腔颌面缺损患者（包括鼻缺损、眼眶缺损、面颊部缺损、耳廓缺损）进行面部光学扫描和头颅CT扫描，配准后构建三维数字... 详细信息

目的探索三维打印数字化阴模辅助制作口腔颌面缺损赝复体的加工方案，弥补目前口腔临床赝复治疗的不足。方法对17例口腔颌面缺损患者（包括鼻缺损、眼眶缺损、面颊部缺损、耳廓缺损）进行面部光学扫描和头颅CT扫描，配准后构建三维数字化融合模型，进行赝复体计算机辅助设计；对3例上颌骨缺损需同时制作可摘局部义齿的患者进行头颅CT扫描，赝复体设计时正向设计可连接赝复体和可摘局部义齿的机械式连接体。根据赝复体数据设计数字化阴模，并三维打印树脂阴模；硅橡胶充填并固化，完成赝复体制作。检测赝复体边缘密合度和固位力。结果为20例不同程度口腔颌面缺损患者制作了赝复体。所有患者治疗过程中无任何疼痛或不适感，对最终赝复体的形态、颜色、固位力、稳定性等方面满意。18例赝复体边缘密合，2例密合度尚可，无边缘不密合者；16例赝复体固位力佳，4例固位力尚可，无固位力差者。结论三维打印数字化阴模辅助制作赝复体的方法可减少临床手工操作强度，并使口腔颌面缺损患者获得良好的治疗效果。

关键词：颌面假体计算机辅助设计三维打印数字化阴模

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基于ROS的人机协作增强现实显示系统研究

基于ROS的人机协作增强现实显示系统研究

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第五届全国现代制造集成技术学术会议

作者：王强范秀敏尹旭悦朱文敏上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海 200240 上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海 200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海 200030

随着新一代智能制造技术的发展,为充分发挥机器人的高载荷和人的高柔性优势,人机协作已成为未来趋势.针对人机协作环境下人因测量与研究的需求,构建了基于ROS的机器人增强现实显示系统,提出了基于异构系统实时通讯的人机协作增强场景渲... 详细信息

随着新一代智能制造技术的发展,为充分发挥机器人的高载荷和人的高柔性优势,人机协作已成为未来趋势.针对人机协作环境下人因测量与研究的需求,构建了基于ROS的机器人增强现实显示系统,提出了基于异构系统实时通讯的人机协作增强场景渲染更新方法,实现了增强现实人机协作环境构建、机器人运动规划仿真、机器人实时通讯渲染更新技术.通过人机协作增强场景动态实验,验证了人机三维无缝融合、交互特性,为未来人机协作环境人因测量与研究提供了实验环境.

关键词：机器人人机协作增强现实显示系统

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基于产品特征网络的变更传播评价方法

基于产品特征网络的变更传播评价方法

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第五届全国现代制造集成技术学术会议

作者：陈亮郑宇李少阳上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海闵行200240 上海交通大学机械与动力工程学院智能制造与信息工程研究所上海闵行200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海 200240 上海宇航系统工程研究所上海 201108

复杂产品设计变更影响范围的评价一直是产品研发中的难题,并且关注点已经从零件层面进一步发展到特征层面.针对零件及装配体特征划分组合不唯一的问题,本文提出了以“三维实体、2D特征及连接关系”为组成的零件特征划分方法;给出了特征... 详细信息

复杂产品设计变更影响范围的评价一直是产品研发中的难题,并且关注点已经从零件层面进一步发展到特征层面.针对零件及装配体特征划分组合不唯一的问题,本文提出了以“三维实体、2D特征及连接关系”为组成的零件特征划分方法;给出了特征之间强弱连接关系的定义,并构造了产品特征网络模型.定义了特征节点的三种离散状态,基于所构筑的复杂产品的特征强弱连接网络模型,提出了对产品特征变更影响的分析方法;定义了两种变更传播概率类型及其概率计算方法,给出了变更传播指数的含义,实现了产品特征网络变更影响程度的评估.最后通过某航天产品的阀体的特征网络构建及其变更实例分析,验证了所提出评估模型的可行性.

关键词：机械零件设计变更变更传播复杂网络

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狭小空间虚拟人手臂装配运动规划及智能寻优

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计算机集成制造系统 2016年第6期22卷 1447-1455页

作者：顾岩何其昌范秀敏杨云飞上海交通大学机械与动力工程学院计算机集成制造研究所上海200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海200240

针对虚拟人在狭小空间内进行装配拆卸操作仿真时手臂运动路径规划求解难、姿态不自然的问题,提出一种运动学与动力学相结合的分层求解优化方法。将七个自由度的手臂无碰撞运动路径规划问题分成虚拟手和手臂两个层级,即虚拟手无碰撞运动... 详细信息

针对虚拟人在狭小空间内进行装配拆卸操作仿真时手臂运动路径规划求解难、姿态不自然的问题,提出一种运动学与动力学相结合的分层求解优化方法。将七个自由度的手臂无碰撞运动路径规划问题分成虚拟手和手臂两个层级,即虚拟手无碰撞运动路径规划采用bi-RRT(双向快速扩展随机树)算法;手臂运动路径规划采用基于肘圆的逆向运动学的分段规划方法。基于多刚体系统动力学模型,以最大关节舒适度为指标对手臂运动路径进行寻优。雷达天线转台虚拟人装配操作仿真实例表明,上述方法可以提高狭小空间的手臂操作路径生成效率,并可提高手臂关节的舒适度。

关键词：狭小空间虚拟人手臂运动规划快速扩展随机树动力学优化

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基于语义识别的产品装配关系自动生成方法

基于语义识别的产品装配关系自动生成方法

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中机生产工程学会精密装配技术专业委员会首届学术会议

作者：朱文敏范秀敏何其昌上海交通大学智能制造与信息工程研究所上海200240 上海交通大学智能制造与信息工程研究所上海200240 上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海200230

产品装配关系是计算机辅助装配规划中装配模型建立的关键内容,针对当前产品装配关系模型在结构完备性上始终存在不足的问题,提出一种基于语义识别的产品装配关系自动生成方法,旨在通过虚拟装配中的语义识别方法提高产品装配关系的建模... 详细信息

产品装配关系是计算机辅助装配规划中装配模型建立的关键内容,针对当前产品装配关系模型在结构完备性上始终存在不足的问题,提出一种基于语义识别的产品装配关系自动生成方法,旨在通过虚拟装配中的语义识别方法提高产品装配关系的建模效率和结构完备性.该方法首先对零件的装配特征进行语义描述,然后在提出的装配操作中的动态语义识别算法和完成装配后的静态语义识别算法的基础上,推导出零件间的装配连接关系,综合所有连接关系信息后实现产品装配关系的自动生成.最后,结合减速器装配关系自动生成的实例证明了所提方法的准确性和有效性.

关键词：产品装配关系自动生成语义识别

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