三維觀測技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
三維觀測技術的實例教程
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總結與展望
海底觀測網是現代海洋技術的集大成者，是海洋研究的革命性工具。海底廣域觀測網是智慧海洋系統的關鍵基礎設施，在建設海洋強國進程中具有重要的戰略地位。海底觀測網可廣泛應用于全球變化、海底過程和海陸作用等重大前沿基礎科學研究，可為海洋災害預警、資源能源開發、環境監測保護和國防安全警戒提供強有力的支撐。
經過10多年的發展，中國海底觀測網技術獲得了重大突破，基本達到世界先進水平，但總體上與國外最高水平仍存在差距。在基礎理論上，需進一步加強海底極端環境超長期服役的復雜工程可靠性理論研究，建立海底觀測網從元器件和原材料到整個系統的全生命周期可靠性管理體系。在關鍵技術上，由于海洋常駐裝備的創新鏈條很長，往往十年磨一劍，資源投入大、研發周期長，須產學研用協同來促進發展。
同時，應充分發揮海底觀測網持續大功率供電和高速通信的優勢：一是發展常駐式移動觀測平臺和無線拓展觀測平臺，與海底觀測網充分結合，擴展觀測的空間尺度，實現自適應海洋觀測；二是面向凝練的科學問題，發展相應的海底原位智能實驗室，有計劃地獲得時間序列海洋環境要素；三是實現多種儀器設備自主協同的交互式海洋觀測，并加強海量數據分析方法的研究，不斷提高科學應用和經濟社會效益。
END
引用本文
呂楓, 翦知湣. 海底觀測網技術研究與應用進展[J]. 前瞻科技, 2022, 1(2): 79-91;
doi: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.02.006
文章來源：測繪學術資訊
展開 復雜背景下穩健高效的低可觀測目標探測始終是雷達信號處理領域的研究熱點和難點。一方面，強雜波背景和目標復雜運動使得信號微弱，時頻域難以區分；另一方面，傳統雷達體制回波信號資源受限，難以實現對目標信號的精細化描述，亟需發展雷達目標探測新體制和新技術。本文歸納總結了低可觀測目標探測面臨的技術難點，系統回顧了常用的雷達動目標檢測方法，最后從目標探測技術和手段兩方面對雷達低可觀測目標探測的發展進行展望。
雷達作為目標探測和監視的主要手段，在空中和海面目標監視以及預警探測等公共和國防安全領域應用廣泛。然而受復雜背景環境（陸地、城市、海洋等）及目標復雜運動特性的影響，目標雷達回波極其微弱、特性復雜，具有低可觀測性，使得雷達對動目標的探測性能難以滿足實際需求。復雜背景下低可觀測動目標探測技術成為影響雷達性能的關鍵制約因素，也是世界性難題。具體體現在：1）目標運動特性復雜，雷達低可觀測動目標主要包括“低（低掠射角照射，雜波強）、慢（慢速目標，易受雜波遮蔽）、小（小尺寸目標，回波微弱）、快（高速高機動目標，能量發散積累效果差）、隱（隱身目標，回波微弱）”等類型；2）強雜波極易湮沒目標回波信號，并形成大量類似于目標的尖峰信號，嚴重影響雷達對弱小目標的探測和監視性能；3）雷達觀測范圍廣，回波數據量大，新體制雷達采用數字化陣列等技術，在提高信號采樣質量的同時進一步增加了數據量，對算法的實時處理提出了極高要求；4）存在島嶼、島礁、陸海交界、強點源干擾、多目標等復雜情況。
目前，無人機等低空飛行器的出現和迅速發展，成為“低、慢、小、快、隱”等低可觀測目標的典型代表。目前，“黑飛”現象仍然十分普遍，一些簡易航空器容易偏離預定航線和空域，一旦進入重要經濟、政治、軍事目標上空，嚴重威脅民事和軍事安全。此外，無人機一旦被恐怖分子利用，后果不堪設想。
展開 幾何欠約束系統的優化匹配
幾何約束冗余性判定
大規模約束方程組求解
（3）參數化機制
實現草圖、零件、工程圖、三維標注等功能的聯動
應用層機制：拓樸命名、undo/redo、數據管理
與“直接建模”融合
（4）顯示和渲染
操作性、流暢度
拾取：捕捉、導航
顯示技術：OpenGL、Shader
系統依賴：MFC、.NET、QT
三、發展趨勢
技術變化：互聯網、云計算
設計模式變化：從單機離線到多人協同
制造規模變化：超大規模、超復雜度
四、參考資料
參數化3D建模實例
《基于特征的參數化設計方法》-郭連水
《參數化設計》-鄒定國
三維參數化設計探究-參數化方法論
CAD/CAM中的特征技術綜述
三維幾何建模-1
邊界表示法.ppt
文章來源：硬核小青年
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展開 三維曲面件的應用非常廣泛，很多重點工程與重大項目中都需要能夠快速加工高質量三維曲面件的先進制造技術。由于模具設計與制造成本高、準備周期長；在單件生產或批量較小的曲面件制造中，急需不用模具的柔性成形技術；然而在大型曲面件室溫成形時，由于材料加工后的回彈大，而且容易產生多種加工缺陷，實現柔性成形的難度比較大。為了解決大型曲面件柔性成形難題，吉林大學開展了大量的基礎理論研究、生產裝備研制、成形工藝開發及實際應用等多方面的工作，研究了多點數字化模具成形、柔性拉伸成形、柔性輥壓成形等多種柔性成形技術，形成為柔性成形與數字化制造系列技術，已經應用于多個重點項目中。
三維曲面件大量應用于航空航天、船舶艦艇、高速列車等交通工具及現代建筑的裝飾幕墻等方面。模具成形是常用的三維曲面件加工技術，但模具成形要使用整體模具，需要長時間的模具設計、加工制造和調試等過程，生產準備周期很長；而且使用一套模具只能成形一種特定形狀與尺寸的曲面件，針對每一種不同形狀與尺寸的曲面零件都需要一套或數套與之對應的模具，所以前期制造成本很高。長時間的生產準備周期和昂貴的前期制造成本使得模具成形適用于大批量生產，但不適合單件或小批生產，從而限制其在產品的個性化、多樣化以及更新換代等方面的發展。為替代傳統的曲面成形用整體模具，國內外很多機構與企業開展了大量與柔性制造相關的研究，并開發了多種柔性成形技術，如應用在造船業的水火彎板、航空制造業的噴丸成形、單點漸進成形等，但普遍存在加工效率低、成形精度差等問題。
多點成形屬于一種先進的柔性成形技術，主要思路是將整體模具離散為規則排列的基本體單元，通過數控手段調整各基本體單元的高度，構造出不同的成形型面，從而實現板料的不同三維曲面成形。
展開 基于視覺的三維重建關鍵技術研究綜述. 自動化學報, 2020, 46(4): 631-652. doi: 10.16383/j.aas.2017.c170502
三維重建經過數十年的發展, 已經取得巨大的成功。基于視覺的三維重建在計算機領域是一個重要的研究內容, 主要通過使用相關儀器來獲取物體的二維圖像數據信息, 然后, 再對獲取的數據信息進行分析處理, 最后, 利用三維重建的相關理論重建出真實環境中物體表面的輪廓信息。基于視覺的三維重建具有速度快、實時性好等優點, 能夠廣泛應用于人工智能、機器人、無人駕駛、SLAM (Simultaneous localization and mapping)、虛擬現實和3D打印等領域。三維重建技術的分類方法如下圖所示：
三維重建技術的分類
三維重建技術優缺點對比一覽
基于主動視覺的三維重建技術
基于主動視覺的三維重建技術主要包括激光掃描法、結構光法、陰影法和TOF技術、雷達技術、Kinect技術等。
1、激光掃描法
激光掃描法其實就是利用激光測距儀來進行真實場景的測量。首先, 激光測距儀發射光束到物體的表面, 然后, 根據接收信號和發送信號的時間差確定物體離激光測距儀的距離, 從而獲得測量物體的大小和形狀。
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三維觀測技術的最新內容
上期我們深入講解了波場合成技術 (WFS) 及其在電影院、歌劇院、體育場館等娛樂場所的空間聲重放應用。相信大家還記得，WFS 雖然能實現高質量聲場重構，但需要幾百通道的揚聲器陣列，堪稱聲學領域的 "土豪級" 系統。
那么，有沒有更加經濟實用、部署更靈活的三維聲場重構方案呢？
今天，我們就來系統介紹另一種主流的聲場重構技術 ——高階 Ambisonics (HOA)。從基本原理
01/簡介
零波像差雙遠心物鏡以“視場全域波前畸變趨近于零、物像比例恒定”的特性，成為3D NAND、精密微納制造等場景的核心光學器件，但其對成像模型的維度適配性提出嚴苛要求。
二維矢量成像模型雖能滿足平面圖形的偏振態表征需求，卻因忽略深度方向光場耦合與厚掩模衍射效應，無法適配三維堆疊圖形的成像預測。三維矢量成像模型通過全空間矢量光場建模，可精準捕捉雙遠心光路下三維偏振演化與深度衍射規律
<p class="ql-align-center"><strong>織物結構化網格生成的兩種思路</strong></p><p>首先介紹一下什么是結構化網格。這個結構不是力學里面結構的概念，在流體網格講的比較多。所謂結構化，指的是生成網格的基本型面和節點布置，由明確的映射關系，可以得到符合規律的網格（一般指的四邊形、六面體）。</p><p>我們在前面文章介紹了三維機織（2.5D）復合材料的基本概念
01/簡介
零波像差非雙遠心物鏡憑借“波前畸變趨近于零、適配大視場與復雜物距場景”的優勢，在精密光刻、微納檢測等領域廣泛應用，但其視場邊緣物像比例變化特性，對成像模型的維度適配性提出更高要求。
二維矢量成像模型雖能表征平面圖形偏振態，卻因忽略深度光場耦合、厚掩模衍射及視場-深度耦合效應，無法精準預測三維圖形成像質量。三維矢量成像模型通過全空間矢量光場建模，可精準捕捉非雙遠心光路下三維偏振演化與深度衍射規律
三維機織復合材料簡介
三維機織又稱2.5D，和平面機織材料相比，它的經紗可以穿越厚度方向的其他層，上下交織，經緯互鎖。
這種結構本質上還是由經緯兩組紗構成，但是又具有了厚度方向紗線，因此稱2.5D。
這種結構的好處就是經緯互鎖，層層交聯，抗分層特性好。
層合板確實容易分層，但是成型前層層不相干，實際制造中逐層鋪貼過程可以讓樹脂和纖維充分浸潤。或者直接每層制成預浸料
01/簡介
零波像差雙遠心物鏡以“視場全域波前畸變趨近于零、物像比例恒定”的特性，成為3D NAND、精密微納制造等場景的核心光學器件，但其對成像模型的維度適配性提出嚴苛要求。二維矢量成像模型雖能滿足平面圖形的偏振態表征需求，卻因忽略深度方向光場耦合與厚掩模衍射效應，無法適配三維堆疊圖形的成像預測。
三維矢量成像模型通過全空間矢量光場建模，可精準捕捉雙遠心光路下三維偏振演化與深度衍射規律
01/簡介
3D NAND、3D IC等立體集成電路的高密度堆疊需求，推動光刻圖形向三維立體化深度演進，傳統二維模型已難以適配厚掩模深度衍射及偏振態三維演化的復雜物理過程。高數值孔徑（NA>1）光刻系統下，厚掩模的多層結構引發光場多次反射與耦合衍射，疊加三維偏振像差的視場-深度耦合效應，導致關鍵尺寸均勻性（CDU）與側壁傾斜度控制精度驟降。
結構變形監測與三維實時渲染技術6個月前
以前做結構試驗的時候我常常想，如果我們采集的數據能實時渲染成像有限元軟件那樣的云圖就好了，這樣我的仿真和試驗對比起來更加直觀方便。
限于當時的知識所限，我們拿到采集器和傳感器只是學會了怎么用，具體怎么搞出實時三維可視化是完全沒有概念的。
近年數字孿生的概念比較火，也燒到了我們傳統的結構試驗領域。我們能做仿真，也能做試驗，可是怎么孿生呢？孿生的用途是什么呢？這么好的概念，我該怎么用起來呢？
開目CAPP三維裝配工藝規劃與仿真系統五大技術特色：
1、 三維產品模型輕量化
系統首先分析三維CAD模型中各種不同類別的特征信息的結構性冗余，然后對冗余特征進行針對性的模型等效轉換或按給定精度進行幾何逼近計算、模型編碼與壓縮，以此方式可以實現模型輕量化處理，在滿足工藝設計的條件下降低對計算機硬件要求。
2、建立三維模型的裝配信息模型
裝配信息包括：裝配零部件幾何信息、管理屬性信息
現代工業智能制造領域中，三維輪廓測量儀是一項重要的測量技術。三維輪廓測量儀利用光學、激光或光電等技術手段，通過測量物體表面輪廓的三維坐標信息，能實現對物體形狀、尺寸和表面特征的準確測量。它可以廣泛應用于工業自動化、制造工藝控制、產品質量檢測等領域，為工業生產提供了更強大的技術支持。
微納三維輪廓測量：光學3D表面輪廓儀
在產品制造、產品質量檢測過程中，精確的尺寸控制和表面質量是保證產品質量的關鍵
