坐标变换

摘要： 背景:对膝关节各组织的运动过程、运动数据、运动机制的研究,有助于根据其运动特性及生物力学特征,设计、改进膝关节假体,改善膝关节运动功能,以及避免运动损伤、提高运动成绩和延长运动寿命.膝关节的运动数据是研究其力学特性的基础.目的:根据膝关节的三维几何模型,求解膝关节在不同屈曲角度时胫股关节、髌股关节的运动数据,为机器人等空间复杂机构的运动分析、人工假体的力学分析及其设计提供新的研究途径和参考方法.方法:首先,采用CT数据得到人体静态下屈曲0-120°范围膝关节典型相位的三维点云;其次,提出将三维图像配准和坐标变换相结合的方法以精确分析膝关节的相对运动.将不同屈曲位的膝关节各部分如股骨、胫骨、髌骨三维图像及其坐标放在同一坐标系下,分别建立膝关节各骨组织的正交坐标系,通过绕运动坐标系的Z-Y-X欧拉角方法进行坐标变换来研究膝关节的运动.结果 与结论:①分别得到了膝关节屈曲0-120°范围内的胫股关节、髌股关节在5个自由度下的运动数据,为膝关节的力学特性及假体设计的研究提供支撑,适用于机构学中复杂运动形态运动副的运动分析;②该研究所提出的方法基于多静态离散医学影像进行人体运动的测量和分析,既能够利用既有的CT扫描设备和现有软件,设备成本低、方法简单易学;同时获得较高的测量精度,其精度误差小于1 mm.

摘要： 对渐开线变位齿轮全齿廓各曲线段进行精确的参数化建模,依据齿轮范成加工原理,针对典型的齿条型和齿轮型刀具,区分其齿角是尖角和圆角情况,应用齐次坐标变换及齿廓法线法,建立各自不同的齿廓过渡曲线方程。使用MATLAB GUI编程实现了齿轮全齿廓数据的仿真计算,通过仿真结果可见:不同刀具类型和圆角大小对生成的过渡曲线曲率的影响不同;对于同一种刀具,加工同样参数的齿轮,齿顶圆角r0越小,过渡曲线曲率半径越小。通过Excel宏命令接口,将数据导入CATIA建模界面中,实现了齿轮实体模型的创建,为后续进行齿轮机构的强度分析、应力检验、干涉检测等问题的研究奠定基础。

摘要： 设计了一种旋转与能量聚焦结构,该结构能够实现对外围声波能量的聚集,同时也能对声波路径进行旋转控制。基于坐标变换理论推导了旋转聚焦器中旋转与聚焦区域的材料参数。数值算例表明,该结构有声源环境中能够实现声波的隐身避免声波探测,同时使声源在特定区域内发生声源方向偏转与能量聚焦,验证了旋转聚焦器设计的合理性与可行性。研究还表明,改变声波旋转角度与材料参数能够实现声波轨迹的控制,该研究为噪声与弹性波控制提供了一种新的思路与理论支撑。

摘要： 文章对电磁场的电位移矢量D、磁场强度矢量H与介质的极化强度P、磁化强度M的坐标变换关系进行了推导,并对公式D=ε0E+P、H=Bμ0-M的协变性进行了验证。

摘要： 在相关巡检、勘察工作中,人工完成任务的难度大、成本高、效率低,而通过使用无人机,可以有效解决复杂环境的相关工作处理任务,这也是目前无人机应用推广加速的重要原因之一。而在无人机使用中,避障是非常重要的一个功能,只有确保无人机能够做到自动避障,才能够避免其在使用中遇到的障碍物问题,防止无人机因为碰撞导致的机械失灵和故障问题。文章基于坐标变换技术,研究无人机避障原理,探索在坐标变换技术下的无人机避障策略,为促进无人机避障能力提升提供一些思路。

摘要： 针对上肢康复机器人的被动康复训练,建立了一套基于惯性传感器且用于UR协作机器人的实时路径规划的示教系统。利用固定于示教者手心处的惯性传感器,实时获取手部相对于大地坐标系的位姿数据,经过坐标变化,转变为机器人末端在机器人机架坐标系中的位姿数据,再由通讯系统传给机器人系统,最后经逆向运动学转变为机器人各关节坐标数据,进而实现机器人带动患者上肢进行康复运动。现场测试验证了该系统功能的有效性。

摘要： 在采用随机采样一致性算法(SAC-IA)进行卫星点云配准计算时,为克服由于降采样、法向量计量、FPFH特征计算过程中部分数值相同导致的误区配问题,提出一种改进直通滤波SAC-IA粗配准算法.首先,采用PCA算法确定点云主成分方向,并对点云坐标进行变换;其次,对卫星点云进行直通滤波处理,滤除卫星主体部分之外的卫星两侧太阳能帆板数据;然后,计算主体部分法线、快速点特征直方图;最后采用SAC-IA方法进行点云配准,并利用计算结果进行点云变换.利用两组不同位姿局部卫星点云实验,并跟3DSC、4PCS、FPFH和NDT传统粗配准方法比较,实验结果表明:采用改进直通滤波方法能够很好改善配准过程中两平面特征误配准,实现对卫星点云的有效粗配准.

摘要： 为满足地面颤振模拟试验中气动力计算的实时性以及插值点数量要求,提出一种基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的非定常气动力重构方法。首先,通过模态激励的方式建立广义坐标下的气动力降阶模型(reduced order model,ROM),提高气动力计算效率;然后,利用提出的物理坐标与广义坐标物理量的转换关系将模型转换至物理坐标下,并基于优化算法对插值点进行缩聚处理;最终,采用标准模型AGARD445.6对建立的非定常气动力进行仿真。分析结果表明,基于重构的气动力模型获得的颤振边界与计算流体力学/计算固体力学(computational fluid dynamic/computational solid dynamic,CFD/CSD)直接耦合及风洞试验结果吻合较好,证实了该方案的可行性。

摘要： 本文介绍了数控切割机中加工零件的图形显示方法,分析了实现零件显示的基本方法和步骤,提出了利用检索零件极值坐标实现零件尺寸提取的方法,利用坐标变换方式实现了基于切割零件数控代码在软件系统中的图形显示。数控切割机在切割加工过程中,需要用户将加工零件以NC代码(数控代码)的形式输入数控切割机[1],数控切割机读取NC代码的数据信息控制切割头进行加工。但由于零件的复杂性、输入过程中的差错等可能导致需求与实际切割效果的差异。

摘要： 本文对一道高等数学竞赛题进行推广,考虑圆绕与之不相交的直线旋转一周所得的立体体积,利用坐标变换导出了体积计算公式,然后证明了古尔金第二定理.

摘要： 以国际地球自转服务提供的算法和测量数据为标准,对目前国际国内常见的SOFA、STK9、UTOPIA和PANDA软件中的时间坐标变换部分进行比较,对各软中使用的岁差-章动模型,坐标变换改正方法及坐标变换精度进行介绍和分析.STK9(J2000.0到地固系的变换)、SOFA(IAU1976/1980岁差-章动模型)和UTOPIA(初始版本)均使用IAU1976/1980岁差-章动模型,但在缺少后验章动改正时同步轨道卫星在三轴方向上存在米级的误差.PANDA软件中含固体潮对UT1的改正项,但IERS2003及之后的规范使用此改正项会使坐标变换的差异增大.对UTOPIA(初始版本)增加简单的章动改正可以显著提高坐标变换精度.

摘要： 由于能够设计电磁隐身斗篷等新奇的电磁波控制装置，坐标变换理论一经提出，便引起了相关领域学者的广泛关注。对流体中的声波，可以通过坐标变换理论设计声学斗篷实现控制，薄板弯曲波是一种色散波，与纵波和横彼祸合的一般性的弹性波相比较，弯曲波的动力学方程具有较为简单的结构形式，Farhat等[&91首次将坐标变换理论引入到薄板弯曲波的控制中，论证了薄板弯曲波隐身斗篷的设计可行性等问题。在减振降噪工程研究中，针对不同的弹性动力学模型，能否将坐标变换理论引入到这些弹性波的控制中，具有重要的理论意义和工程价值。本文将坐标变换理论和弯曲波的动力学方程相结合，研究了控制弯曲波沿任意方向传播的坐标变换设计方法，推导了相应的材料参数空间分布公式，并利用有限元软件进行了建模仿真，验证了该方法对弯曲波控制的有效性。本文研究了利用坐标变换理论控制薄板中弯曲波传播的问题，分析了直角坐标系变换为柱坐标系的变换中弯曲波方程的形式不变性，推导了控制弯曲波沿任意方向传播的薄板材料参数空间分布设计公式，并进行了数值仿真分析。结果表明，坐标变换设计能够有效的控制薄板弯曲波，这为薄板的减振降噪提供了新的技术途径。

摘要： 针对数据融合问题中雷达目标坐标变换精度问题,首先介绍了坐标变换的基本原理;其次在此基础上给出了雷达探测误差、载机姿态和位置误差的数学模型;最后给出了蒙特卡洛仿真流程与算法,并进行了计算机仿真.仿真结果表明雷达本身的探测精度和载机平台的姿态精度是影响坐标变换之后目标位置精度的两个重要因素.

摘要： 针对波束波导馈电天线无法对空间移动目标进行单脉冲跟踪的特点,首先分析了单脉冲跟踪角误差电压形成机理,其次定义了天线及馈源角误差坐标系,通过对常规天线及波束波导馈电天线跟踪移动目标时角误差电压特性进行分析,在国内首次得出了波束波导馈电天线跟踪空间移动目标的角误差电压坐标变换公式并成功应用于某波束波导馈电天线系统,经工程实践证明单脉冲跟踪角误差坐标变换模型完全满足波束波导天线对移动目标进行全空域高精度跟踪的要求.

摘要： 对于地下洞室的稳定性分析,初始地应力的回归分析是十分重要的第一步.现行的初始地应力回归方法如函数法、位移反分析法、边界法等不易操作,且准确度也不高.本文以黄岛地下水封石油洞库为例,根据实测的初始地应力拟合出水平向主应力与竖直向自重应力的关系,在已有自重应力计算结果的基础上,通过坐标变换,将拟合出的水平向主应力转换至模型坐标下的正应力和剪应力,利用FLAC3D的FISH语言,遍历所有单元读入上一步得到的正应力和剪应力,计算至收敛后直接生成初始地应力场.将回归结果与现场实测结果进行对比分析,相对误差在10％以内,取得了较好的效果,此种方法简单且有效.

摘要： 本文分别推导出三相孤岛型分布式发电系统在abc坐标系、αβ坐标系下的数学模型,针对三相孤岛逆变器采用PI控制需要进行多次坐标变换和解耦控制的缺点,研究了基于αβ坐标系下可以实现无静差控制并且无需解耦的控制方法一PR控制.此外,本文采取在滤波电容两端并联虚拟电阻的方法,即有源阻尼的方法来抑制LCL滤波器产生的谐振尖峰,最后通过仿真和实验研究来验证了三相孤岛逆变器采用PR控制和有源阻尼的可行性.

摘要： 随着电力电子技术以及计算机技术的发展,空间电压矢量脉宽调制(简称SVPWM)整流技术日益引起人们广泛的关注.三相电压型SVPWM整流器具有低谐波污染、恒定直流电压控制、能量的双向流动等优点,具有广泛的应用领域,是当整流器的研究热点.本文中,SVPWM采用调制算法涉及到坐标变换和矢量分解,有较多的三角函数运算、矩阵运算和无理数运算,用MATLAB/Simulink工具搭建仿真平台,根据SVPWM规律发脉冲使开关管断,变频器输出PWM波,仿真结果显示良好,完全符合实际电机控制仿真要求.

摘要： 通过分析ZT型电火花小孔机的结构特点,结合三维空间建模软件,对航空发动机空间小孔坐标位置进行重构,寻找空间坐标变换矩阵,从而将笛卡尔理论坐标系统变化为为适应机床的多坐标系统,实现三维空间小孔的加工.同时,通过引入修正矩阵,减小装配过程引进的误差.并通过巧妙的工装设计方案,消除小孔加工出口烧蚀问题.

摘要： 为了在大功率场合下对电网谐波更好的治理,搭建了基于电流双环控制和SPWM调制的二极管嵌位式三电平并联有源滤波器(SAPF)的实验装置,对电流控制方法和基于坐标变换的谐波提取方法进行了阐述.通过实验对比了电流PI控制与电流双环控制,结果证明理论分析的正确性和控制方法的可行性,能很好的补偿谐波电流.

摘要： 声学隐身斗篷近年来吸引了国内外学者越来越多的关注,然而至今依然没有一个设计方案能使所得到的隐身斗篷完美地工作在实际中的复杂三维声学环境下.本文基于坐标变换,给出了一种三维宽带隐身斗篷的设计方法,所得到的隐身斗篷对各种探测信号以及复杂声学环境有效.然而由于所设计的阻抗匹配的理想参数超常材料较难实现,实际制备中采用了简化的斗篷参数,文中对斗篷材料阻抗失配后工作带宽所受的影响进行了理论和实验研究。

摘要： 本发明涉及坐标变换表创建系统和坐标变换表创建方法。本发明提供的坐标变换表创建系统，利用其创建在被设定到拍摄图像的图像系统坐标和设定到不可移动物体的世界坐标系统之间的坐标变换表。该系统包括：图像系统信息获取单元，其拍摄行驶车辆，获取根据设定在拍摄图像中的图像系统坐标的图像系车辆位置，并且将其输出为基于图像的信息；世界系统信息获取单元，其获取相对于世界坐标的车辆的世界系统位置；以及坐标变换信息创建单元，其在图像系统信息和基于世界的信息的基础上，创建在图像系统坐标和世界系统坐标之间的坐标变换表。

摘要： 本发明公开了一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法，包括如下步骤：确定井斜角及旋转方位角，旋转地层坐标系z轴，使其与仪器坐标系Z轴重合；确定地层坐标系与过渡坐标系之间旋转矩阵T1；确定过渡坐标系与仪器坐标系之间旋转矩阵T2；对旋转矩阵T1和T2进行整理，求得地层坐标系与仪器坐标系之间的旋转矩阵。本发明利用直角坐标系、柱坐标系及球坐标系之间的解析表达关系，仅用两次坐标变换，通过代数方法求取坐标系变换矩阵，解决了现有沿着不同方向旋转规律表达不一致的问题，便于理解掌握；本方法思路适用于各种涉及坐标系转换的情况，均能有效求解坐标系之间转换矩阵。

摘要： 本发明公开了一种坐标变换及车身周围物体定位方法和系统，包括以下步骤，标定摄像模块并将所述摄像模块设置于目标位置上；在预设位置上放置原始标定图案；利用所述摄像模块拍摄所述原始标定图案获得拍摄图像；对所述拍摄图像进行预处理，获取所述拍摄图像的像素坐标与参照坐标系间的坐标变换关系。本发明的有益效果：本发明利用单个摄像模块，通过一系列标定以及变换算法，能够结合神经网络图片分割，通过对神经网络返回坐标的处理，测算出图片中的物体相对于车身坐标系的精确坐标。

摘要： 提供了一种坐标变换表创建系统，利用其创建在被设定到拍摄图像的图像系统坐标和设定到不可移动物体的世界坐标系统之间的坐标变换表。该系统包括：图像系统信息获取单元，其拍摄行驶车辆，获取根据设定在拍摄图像中的图像系统坐标的图像系车辆位置，并且将其输出为基于图像的信息；世界系统信息获取单元，其获取相对于世界坐标的车辆的世界系统位置；以及坐标变换信息创建单元，其在图像系统信息和基于世界的信息的基础上，创建在图像系统坐标和世界系统坐标之间的坐标变换表。

摘要： 本发明公开了一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法，包括如下步骤：确定地层倾角及旋转方位角，旋转地层坐标系z轴，使其与仪器坐标系Z轴重合；确定地层坐标系与过渡坐标系之间旋转矩阵T1；确定过渡坐标系与仪器坐标系之间旋转矩阵T2；对旋转矩阵T1和T2进行整理，求得地层坐标系与仪器坐标系之间的旋转矩阵。本发明利用直角坐标系、柱坐标系及球坐标系之间的解析表达关系，仅用两次坐标变换，通过代数方法求取坐标系变换矩阵，解决了现有沿着不同方向旋转规律表达不一致的问题，便于理解掌握；本方法思路适用于各种涉及坐标系转换的情况，均能有效求解坐标系之间转换矩阵。

摘要： 本发明涉及一种基于多模组坐标变换的生产线及其多模组坐标标定方法，所述生产线包括多个作业模块，每个作业模块具有一套或多套线性模组，本发明的生产线多模组坐标标定方法，将视觉识别模块的数据通过偏转转换，根据不同模组的不同垂直度，将数据转换为每个模组所需要的数据，实现了生产线只需采用一套视觉识别模块，又能保证多模组的坐标准确地标定，极大的降低了生产线的成本。

摘要： 一种在一般坐标系中对三维构造进行坐标变换并装配组合的方法，所属计算机三维图像软件技术领域。本发明是通过建立一个参照的直角坐标系，把描述三维构造的一般坐标系里面的坐标变换到参照的直角坐标系中，在参照的直角坐标系里面把三维构造进行各种旋转以后，再把坐标变换回原来的一般坐标系中而达到把一般坐标系中三维构造进行旋转的方法。该方法被进一步应用于三维构造的装配组合中。本方法对在计算机三维图像软件中实现三维构造的装配与组合具有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种基于坐标变换的飞行器仿真图像仿射变换方法，包括如下步骤：步骤1：确定导引头结构形式；步骤2：选择与导引头结构形式对应的坐标变换矩阵L；步骤3：计算目标像素点在光轴坐标系下的坐标；步骤4：计算像素点在导引头相面内的坐标。本发明提供的一种基于坐标变换的飞行器仿真图像仿射变换方法和系统针对不同的导引头结构形式给出了不同的仿射变换方法，具有实用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于坐标变换的捷联惯导艏向变换方法，属于惯性导航技术领域。将捷联惯导安装于载体上，构建载体坐标系和捷联惯导坐标系；获取安装艏向，若安装艏向与捷联惯导艏向不一致，选取零偏稳定性一致的陀螺和加速度计，然后在流程采用24种安装方向，输出24组捷联惯导坐标系下的陀螺输出和加速度计输出以及对应的捷联惯导坐标系下的横滚角、俯仰角和方位角，构建坐标变换矩阵Cbn，采用坐标变换矩阵Cbn对捷联惯导艏向进行变换，将产品的艏向方向与载体的艏向改为一致。在不改变产品精度的前提下，对捷联惯导艏向方向进行在线变换，其变换周期短、效率高、成本低。

摘要： 本实用新型是用于动平衡电测箱中的正弦波调制型直角坐标—极坐标变换电路。本实用新型用正、余弦波形成电路，调制电路、极性转换电路、加法电路等组成的正弦波调制电路来实现直角坐标—极坐标的变换。