基于CAD模型的高精度快速三维重建方法研究

三维重建是计算机视觉中公认的难题，本项目使用CAD模型来提高三维重建的精度、稳健性和速度的思路，围绕着空间曲线和曲面的三维重建和匹配开展了以下五个方面的研究：1）基于高曲率点和拐点分割的空间曲线三维重建方法研究；2）基于B样条和NURBS表示的空间自由曲线三维重建方法研究；3）基于单帧图像的有源曲面仿射重建；4）三维离散数据的匹配与重建；5）基于迭代最近点的数据拟合方法。曲线和曲面是构成物体几何的基本要素，对它们三维重建和匹配的研究必然能够促进对整个物体几何结构三维重建和识别的研究，在视觉领域里具有非常重要的研究价值和意义，而我们提出的基于CAD模型的方法，为解决这些问题提供了一条有效的途径。 2100433B

三维形状的局部匹配与索引是实现计算机对形状信息分析和理解的核心技术，在设计知识管理、基于实例的设计(CBD)等智能设计的研究领域具有重要的理论意义和应用价值。为实现基于三维CAD模型的产品设计信息智能检索与获取，本项目根据CAD模型的外形特点，提出了综合特征点、线、区域和骨架图的多层次、多分辨率形状描述算子；提出应用参数估计技术来求解局部匹配的特征点对应，基于金字塔匹配核设计面向多分辨率形状描述算子的匹配算法，并提出综合应用两种方法的递进匹配策略；在测度空间理论下研究海量三维数据的索引建立，采用机器学习方法进行距离测度的设计，基于精简空间分割方法构造测度索引并形成数据结构，设计出高效的三维模型检索算法。本项目研究三维形状的局部匹配和高效索引建立问题，具有较大的研究和推广价值，对智能设计、反求工程、三维物体识别等技术的理论发展和解决复杂工程问题具有重要意义。 2100433B

本项目以变压器T型等效电路为基础，以构建不受铁芯饱和影响的变压器主保护原理为主线，研究并提出了基于参数识别的变压器快速主保护方案。首先，利用有限元分析方法，研究了铁芯饱和状态下T型等效电路漏电感参数和励磁电感参数的特征，并以此作为构建继电保护判据的基础。然后，分别从时域参数识别和工频参数计算的角度构建基于T型等效电路且不受励磁涌流影响的变压器保护原理。基于励磁电感在区外故障时数值大，铁芯饱和时具有波动性，而在区内故障时数值小的特征，提出基于励磁电感参数识别的变压器保护原理。通过定义故障分量综合阻抗，并利用其在变压器内部故障时反应系统阻抗，数值小，而在空载合闸和区外故障时反应励磁阻抗的特征，构建了基于故障分量综合阻抗的变压器保护原理。同时，提出了基于全量综合阻抗的变压器保护原理以实现快速切除严重内部故障的目标。另外，以变压器零序T型等效电路为基础，提出了一种利用两侧零序电流的Y/Δ接线变压器零序差动保护原理。基于变压器T型等效电路的保护原理在判据中考虑了铁芯的饱和状态，不受励磁涌流影响。由于基于励磁电感参数识别的保护原理采用时域求解方法和基于综合阻抗的保护原理利用故障分量计算励磁阻抗，因此具有动作速度快，灵敏度高的特点。此外，考虑目前在电力系统中广泛应用的三相多芯柱式变压器的结构特点，通过分析其励磁机理及相间的耦合关系，建立了三相多芯柱变压器的等效电路，并研究了三相多芯柱变压器与三单相变压器组等效电路之间的联系，明确了等效电路与励磁机理之间的联系，并提出了基于参数识别的三相多芯柱变压器的继电保护新原理。本项目实施过程中，按计划进行了变压器动模试验，利用试验数据验证了所提出保护原理的性能。本项目所提出的变压器保护原理适用于电力系统实际，对灵敏可靠地切除变压器内部故障，保证设备安全和电力系统稳定运行具有积极的作用。 2100433B