ansys三維視覺的案例
基于激光+視覺+IMU+RTK的三維重建
激光匹配的對應(yīng)點關(guān)聯(lián)
視覺三維重建的匹配原理如下圖所示
視覺三維重建過程
視覺匹配的本質(zhì)就是利用多幀圖像的共視關(guān)系恢復(fù)目標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)，典型方法就是BA。
視覺匹配的多視角共視約束
激光三維重建效果
激光三維重建高精度地圖1
激光三維重建高精度地圖2
視覺重建效果圖
視覺三維重建地圖，帶有顏色屬性
純激光或者視覺+IMU在大場景中可能會有一定累計誤差漂移情況，對此，加入RTK可消除累積誤差，適合進(jìn)行大場景三維重建，效果如下圖所示。
激光+視覺+IMU+RTK重建效果圖
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展開 無人車業(yè)務(wù)中的視覺三維重建
GNSS+視覺解決方案13
對于這種性價比極高的眾包方案，技術(shù)上有很多難關(guān)要攻克。例如如何高效合理的對原始采集數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳與篩選，如何指定特定的區(qū)域進(jìn)行更新，如何克服低價傳感器帶來的各種誤差，如何解決設(shè)備多樣性帶來的誤差等等。同時，如果真的將這種方式投入到規(guī)?；母呔貓D生產(chǎn)，還需要解決好法律上的測繪合規(guī)的問題。
本文要介紹的視覺重建算法，正是這種高性價比重建方案中的核心技術(shù)。接下來，將基于這種GNSS+視覺的采集方式，介紹一下幾類可行的視覺重建系統(tǒng)設(shè)計方案。
視覺重建的系統(tǒng)設(shè)計
基于不同業(yè)務(wù)場景，數(shù)據(jù)特點，研發(fā)人員可以為視覺重建設(shè)計不同的算法流程。這里簡單介紹三類：基于Structure-from-Motion的重建、基于深度網(wǎng)絡(luò)的視覺重建、基于語義的矢量化視覺重建。下面將一一進(jìn)行介紹。
2.1 基于Structure-from-Motion的重建
在視覺高精地圖重建方面，Structure-form-Motion (SfM) 方案是非常常見的選擇。從業(yè)務(wù)需求上講，建圖大多無實時性要求，而對精度的要求較為嚴(yán)格。相比之下，各種VO或SLAM方案要追求實時性，同時其最終的目的更傾向于定位，而非建圖。SfM方案更強(qiáng)調(diào)建圖的精度，方案中并無時序性要求。這為地圖的長期維護(hù)提供了便利。典型的SfM重建流程大致可以分為特征提取、稀疏重建，稠密重建三個步驟。
Colmap中的SfM重建流程1?
特征與匹配
在SfM中，首先要進(jìn)行的就是特征點的提取與匹配工作。這一部分中，最經(jīng)典的莫過于SIFT特征子1。如果不限制具體的應(yīng)用場景（室內(nèi) vs.
展開 機(jī)器人視覺三維成像技術(shù)全解析
摘要
本文針對智能制造領(lǐng)域機(jī)器人視覺感知中的三維視覺成像技術(shù)進(jìn)行綜述,系統(tǒng)地總結(jié)了一些有代表性的機(jī)器人視覺成像方法的特點和實際應(yīng)用中的局限性,內(nèi)容涉及飛行時間三維成像、點線掃描三維成像、色散共焦成像、結(jié)構(gòu)光投影三維成像、光學(xué)偏折成像、單目與多目立體視覺三維成像和光場成像等。繪制了各種視覺成像的圖譜,并探討了機(jī)器人手眼系統(tǒng)最佳三維成像方法。
在工業(yè)4.0時代，國家智能制造高速發(fā)展，傳統(tǒng)的編程來執(zhí)行某一動作的機(jī)器人已經(jīng)難以滿足現(xiàn)今的自動化需求。在很多應(yīng)用場景下，需要為工業(yè)機(jī)器人安裝一雙眼睛，即機(jī)器人視覺成像感知系統(tǒng)，使機(jī)器人具備識別、分析、處理等更高級的功能，可以正確對目標(biāo)場景的狀態(tài)進(jìn)行判斷與分析，做到靈活地自行解決發(fā)生的問題。
一、機(jī)器視覺系統(tǒng)組成
典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以分為：圖像采集部分、圖像處理部分和運(yùn)動控制部分?；赑C的視覺系統(tǒng)具體由如圖1所示的幾部分組成：
圖1 機(jī)器視覺系統(tǒng)組成
①工業(yè)相機(jī)與工業(yè)鏡頭——這部分屬于成像器件，通常的視覺系統(tǒng)都是由一套或者多套這樣的成像系統(tǒng)組成，如果有多路相機(jī)，可能由圖像卡切換來獲取圖像數(shù)據(jù)，也可能由同步控制同時獲取多相機(jī)通道的數(shù)據(jù)。根據(jù)應(yīng)用的需要相機(jī)可能是輸出標(biāo)準(zhǔn)的單色視頻（RS-170/CCIR）、復(fù)合信號（Y/C）、RGB信號，也可能是非標(biāo)準(zhǔn)的逐行掃描信號、線掃描信號、高分辨率信號等。
②光源——作為輔助成像器件，對成像質(zhì)量的好壞往往能起到至關(guān)重要的作用，各種形狀的LED燈、高頻熒光燈、光纖鹵素?zé)舻榷既菀椎玫健?/span>
展開 一文了解目前所有的視覺三維重建技術(shù)
基于被動視覺的三維重建技術(shù)
1、根據(jù)相機(jī)數(shù)目分類
基于被動視覺的三維重建技術(shù)是通過視覺傳感器(一臺或多臺相機(jī))獲取圖像序列, 進(jìn)而進(jìn)行三維重建的一種技術(shù)。這種技術(shù)首先通過視覺傳感器(一臺或多臺相機(jī))獲取圖像序列, 然后提取其中有用的信息, 最后, 對這些信息進(jìn)行逆向工程的建模, 從而重建出物體的三維結(jié)構(gòu)模型。
1.1 單目視覺法
單目視覺是僅使用一臺相機(jī)進(jìn)行三維重建的方法，為了進(jìn)一步表示空間中任意一個三維點
P
在世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到二維圖像坐標(biāo)系之間的關(guān)系, 關(guān)系坐標(biāo)可以表示為:
其中, (XW,YW,ZW)為空間中的三維點; (R t)稱為旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量；
f
x
和
f
y
是攝像機(jī)在兩個方向上的焦距; (u0,v0)是攝像頭主點在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo); (u,v)是圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo); 從而通過上式可以求解出任意空間一點的三維坐標(biāo).基于單目視覺的三維重建流程如下圖所示。
1.2 雙目視覺法
雙目視覺的工作原理來源于人類的雙目視覺系統(tǒng), 也就是說從不同的視角通過兩個相同的相機(jī)捕獲同一個位置下的左右兩側(cè)圖像, 然后再利用三角測量原理獲取物體的深度信息, 通過這些深度信息重建出物體的三維模型。目前, 基于雙目視覺的三維重建方法是三維重建技術(shù)中的熱點和難點。
展開 
基于立體視覺的自動駕駛三維目標(biāo)檢測，精度可媲美激光雷達(dá)！
來源 |
AI修煉之路
介紹
三維目標(biāo)檢測是自動駕駛和虛擬現(xiàn)實中重要的場景理解任務(wù)?？紤]到激光雷達(dá)成本昂貴，本文提出一個基于立體視覺的3D目標(biāo)檢測方法。針對目標(biāo)深度估計是影響三維目標(biāo)檢測性能的關(guān)鍵因素，提出了一種基于「實例深度感知」、「視差自適應(yīng)」和「匹配代價調(diào)整」的三維包圍盒中心深度預(yù)測模塊。此外，我們的模型是一個「端到端」的學(xué)習(xí)框架，不需要多個階段或后處理算法。我們在KITTI基準(zhǔn)上進(jìn)行了詳細(xì)的實驗，與現(xiàn)有的基于圖像的方法相比，取得了顯著的改進(jìn)。
代碼開源：https://github.com/swords123/IDA-3D
一、引言
在本工作中，我們提出了一種基于立體視覺的三維目標(biāo)檢測方法，該方法在訓(xùn)練過程中不依賴于激光雷達(dá)數(shù)據(jù)作為輸入或監(jiān)督，而只使用帶有相應(yīng)標(biāo)注的三維邊界盒的RGB圖像作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
首先利用立體區(qū)域提議網(wǎng)絡(luò)(RPN)從背景中提取目標(biāo)，消除其對三維目標(biāo)檢測的干擾。由于對象實例的深度估計是影響三維對象檢測性能的關(guān)鍵因素，因此我們設(shè)計了一個獨(dú)立的 「實例深度感知(IDA)」 模塊來預(yù)測對象三維邊界盒的中心深度。
不像以前基于立體的方法計算圖像之間每個像素的對應(yīng)關(guān)系，我們測量每個實例的對應(yīng)關(guān)系，把更多關(guān)注放在對象的全局空間信息。
為了減小對遠(yuǎn)處目標(biāo)深度估計的誤差，我們根據(jù)目標(biāo)的位置「自適應(yīng)地調(diào)整代價體中的視差等級的范圍」，并將視差等級的均勻量化轉(zhuǎn)換為非均勻量化?！钙ヅ浯鷥r也被重新加權(quán)」，通過懲罰對對象實例不是唯一的深度級別，并提升具有高概率的深度級別，從而使深度估計更具鑒別性。所提出的體系結(jié)構(gòu)的概述如圖1所示。
展開 Ansys Speos | 視覺仿真參數(shù)最佳實踐
虛擬人眼視覺實驗室的后處理
1. 顏色管理
顏色管理是重要的顏色設(shè)置，優(yōu)化顯示器上顯示的色彩精度和飽和度。如下圖所示，標(biāo)準(zhǔn)顯示器可能只捕獲光譜的一小部分。如果你的尾燈的紅色超出顯示器顯示區(qū)域，那么圖像結(jié)果看起來會比他們實際更飽和，原因是顯示器缺乏準(zhǔn)確顯示結(jié)果的能力。
對于尾燈和剎車燈，建議選擇保持亮度和色調(diào)（lightness and hue），因為相對較高的動態(tài)范圍。請參見下圖中Speos中所有三色空間轉(zhuǎn)換選項的可視化表示。
2. 動態(tài)適應(yīng)
人眼必須適應(yīng)環(huán)境的亮度水平。適應(yīng)性考慮顯示器的功能，并調(diào)整顯示亮度值的梯度。目標(biāo)是(a)適應(yīng)特定的亮度值（即局部適應(yīng)），或(b)模仿眼睛在掃描視覺不同區(qū)域時的空間適應(yīng)。在Ansys Photometric Lab中亮度圖的線性比例是不具有此功能。
當(dāng)傳感器具有寬視野（類似于我們的實際眼睛）時，動態(tài)適應(yīng)2019類型設(shè)置是最佳實踐，因此可以適當(dāng)考慮整體亮度。當(dāng)傳感器視野較窄時，首選local局部自適應(yīng)。這樣，整體亮度可以手動設(shè)置，因為縮小的視野只包含真實眼睛所能看到的整體亮度的一小部分。
3. 眩光
Holladay，1926眩光效果設(shè)置提供了一個更快，更簡單的計算；然而，考慮到今天的計算能力，1984年是推薦的設(shè)置。如果仿真模型有噪聲（例如，高亮度像素），Vos， 1984可能會產(chǎn)生不希望的閃光效果。為了消除這種影響，即使它是一個低亮度的光，也應(yīng)該仿真時加入一個環(huán)境光源。同時，增加光線的數(shù)量也有助于消除噪聲。如果仿真的時間不夠，結(jié)果不夠消除噪聲，可以用1926年的Holladay來真實地展示亮度。
4. 視覺模式評價
建議視覺模式評估是基于xmp的最大值。因為平均值可能較低，導(dǎo)致暗視，所以最大值用于夜間駕駛條件或其他低亮度情況是最好的選擇。
展開 Ansys Innovation大會分會場 | 光學(xué)與視覺、系統(tǒng)軟件
Ansys Innovation大會分會場：光學(xué)與視覺、系統(tǒng)軟件
#
主題內(nèi)容
1
智能座艙的視覺和聽覺人機(jī)功效仿真
2
Camera成像仿真與多物理場仿真分析
3
光學(xué)仿真與視覺工效人因評估
4
汽車車燈視覺仿真與光熱耦合仿真分析
5
汽車智能輔助HUD系統(tǒng)的設(shè)計與仿真評估
#
主題內(nèi)容
1
Ansys面向ISO26262高安全性應(yīng)用的車載軟件開發(fā)
2
Ansys基于仿真數(shù)字孿生解決方案
3
基于仿真的數(shù)字孿生案例介紹
4
基于SCADE的形式化方法的行業(yè)應(yīng)用
5
Ansys 可信人工智能嵌入式系統(tǒng)軟件解決方案
6
基于模型的航空系統(tǒng)安全與信息安全分析
7
仿真流程集成與優(yōu)化設(shè)計方案綜述
展開 Ansys Speos | 視覺模擬仿真中，Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置
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展開 Ansys Speos 2023 R1新功能 | Texture可視化紋理提升視覺感知
結(jié)論
Ansys Speos同樣支持多層texture的使用，對每一層的texture應(yīng)用UV映射關(guān)系，將BRDF與帶有alpha透明度的texture聯(lián)合使用，用以實現(xiàn)更高級復(fù)雜的可視化紋理，得益于2023R1版本功能的提升，preview紋理可以預(yù)先查看紋理與匹配幾何對象貼合程度，調(diào)整UV匹配紋理，提升視覺感知質(zhì)量，使Speos光學(xué)仿真設(shè)計創(chuàng)造更多可能性。
【ANSYS線上直播回看】車燈尾燈視覺性能評估與仿真
Ansys SPEOS光學(xué)仿真軟件可以很好的解決以上問題，其人眼視覺光學(xué)仿真功能以三維數(shù)據(jù)為依據(jù)，直接供更多的寶貴時間，以滿足裝車需求，極大的減少了裝車樣件的制作數(shù)量，或者采用替代件而進(jìn)行的額外工作。對于供應(yīng)商提交的配光模擬分析報告，可依據(jù)三維數(shù)據(jù)驗證其數(shù)據(jù)和分析報告的正仿真出燈具的人眼視覺效果，給燈具效果確認(rèn)以很好的參考，可以減少樣件的制作次數(shù)，甚至不需制作樣件。且前期節(jié)約的時間可以為后期開模提確可行性，能更好的管控好燈具的配光性能。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
近期發(fā)布的Ansys 2020 R1帶來全新升級的功能，首場新品發(fā)布已于2月25日成功舉辦?，F(xiàn)在，隆重向大家推出由Ansys中國系統(tǒng)事業(yè)部傾力打造的“Ansys光學(xué)、虛擬現(xiàn)實、軟件與系統(tǒng)解決方案”技術(shù)盛宴！我們非常有幸邀請到多位高級工程師為系列專題助陣，將陸續(xù)為大家?guī)碥嚐粼O(shè)計與仿真、HUD系統(tǒng)、智能座艙、人機(jī)交互、汽車功能安全、數(shù)字孿生等熱門主題，歡迎積極報名參加并關(guān)注后續(xù)精彩內(nèi)容！
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展開 如何在ANSYS中模擬非線性三維隔震支座 ￥299
GAP取值和使用方法詳見《ANSYS結(jié)構(gòu)分析單元與應(yīng)用》。
5. 算例
算例選擇一混凝土柱，彈性模量33.5Gpa，密度2500kg/m3，泊松比0.2，尺寸2×2×10m。有限元模型如圖2所示。
圖 2 非隔震結(jié)構(gòu)有限元模型
對非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到前三階頻率如圖3所示。
圖 3 非隔震結(jié)構(gòu)前三階頻率
前三階振型如圖4所示。
圖 4 非隔震結(jié)構(gòu)前三階振型
6. 隔震設(shè)計
選用GZY1100-220型隔震支座，布置在混凝土柱的底部中心位置。
圖 5 三維隔震結(jié)構(gòu)有限元模型
對三維隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到前三階頻率如圖6所示?？梢钥闯?，三維隔震結(jié)構(gòu)延長了結(jié)構(gòu)的周期，降低了結(jié)構(gòu)自振頻率，符合隔震的基本原理。
圖 6 三維隔震結(jié)構(gòu)前三階頻率
前三階振型如圖7所示?？梢钥闯?，對于非隔震結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)振動以梁式振動為主，而隔震結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為水平平動。
圖 7 三維隔震結(jié)構(gòu)前三階振型
7. 設(shè)計驗證
采用理論解和數(shù)值解對比驗證隔震設(shè)計的正確性。通過對非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)的總重為665000kg，根據(jù)計算公式，可知三維隔震結(jié)構(gòu)的水平向基頻為0.753 Hz，豎向基頻為 17.629Hz，這與圖6中得到的ANSYS計算結(jié)果基本一致，誤差小于2%。驗證了三維隔震有限元模擬的正確性。
圖 8 模態(tài)分析結(jié)果
圖 9 部分計算過程
收費(fèi)內(nèi)容為1中包含的內(nèi)容。
展開 
ANSYS Workbench三維Voronoi晶體模型
本案例介紹在ANSYS Workbench內(nèi)建立任意三維部件的Voronoi晶體結(jié)構(gòu)3D模型。
首先需要在AutoCAD內(nèi)手動建立需要的三維模型部件，然后通過CAD三維模型Voronoi劃分插件設(shè)置晶粒參數(shù)，對模型進(jìn)行Voronoi三維分區(qū)。
編輯
跳轉(zhuǎn)
將分區(qū)后的晶體結(jié)構(gòu)部件導(dǎo)出為IGES格式文件后，在ANSYS Workbench幾何結(jié)構(gòu)中進(jìn)行導(dǎo)入。
對模型中的晶粒分別設(shè)置材料屬性。
檢查軟件自動生成的接觸區(qū)域。
劃分網(wǎng)格，進(jìn)行分析設(shè)置并完成后續(xù)的有限元仿真模擬。
展開 ANSYS Workbench三維Voronoi晶格3D模型
通過ANSYS Workbench進(jìn)行三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)模型的有限元模擬是對晶體結(jié)構(gòu)分析的有效方式。如建立的晶格及晶界模型，研究沿晶斷裂現(xiàn)象。
三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)模型可采用CAD Voronoi 3D插件建模后導(dǎo)入Workbench內(nèi)，首先采用插件在AutoCAD內(nèi)建立泰森多邊形三維模型。
在CAD內(nèi)選擇輸出-其他格式將模型導(dǎo)出為iges格式文件。
打開Workbench后選擇相應(yīng)的分析系統(tǒng)，在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入幾何模型，即可將模型導(dǎo)入到Workbench內(nèi)。
打開模型，可進(jìn)一步對晶格進(jìn)行分析設(shè)置。
如進(jìn)行默認(rèn)接觸的修改及設(shè)置。
以及網(wǎng)格劃分等操作。
CAD Voronoi3D
https://www.yqgqt.org.cn/post/1915603
展開 ANSYS Workbench隨機(jī)地層裂隙三維建模
<div contenteditable="false" width="100%">
在ANSYS Workbench內(nèi)建立三維地層裂隙模型，通過Fluent等工具進(jìn)行裂隙流模擬是理解復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的流體行為及進(jìn)行實際應(yīng)用的重要手段。這里介紹一種在Workbench內(nèi)建立地層或巖石的隨機(jī)裂隙模型方法。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png?
展開 ANSYS三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)受壓模擬
ANSYS對三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析具有重要研究意義。其高精度建模揭示孔隙率梯度分布、幾何特征對彈性模量、強(qiáng)度及斷裂韌性的影響機(jī)制，量化應(yīng)力集中與失效風(fēng)險，為航空航天、生物醫(yī)用等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論支撐與方法創(chuàng)新。本案例介紹在ANSYS內(nèi)對功能梯度孔隙材料（FGM）的受壓模擬。
梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模，AutoCAD參數(shù)化建模完成后將多孔結(jié)構(gòu)梯度模型導(dǎo)出為sat格式文件。
在ANSYS Workbench內(nèi)選擇與研究相適應(yīng)的分析系統(tǒng)，并在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入梯度孔隙幾何模型。
對模型劃分網(wǎng)格并在分析設(shè)置中添加受壓荷載。
求解并查看計算結(jié)果。
展開 