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河工物理模型地形信息采集系统开发.doc

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河工物理模型地形信息采集系统开发.doc

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河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
一、项目简介(200字左右)
河工物理模型是研究水力学及河流动力学等有关问题的一种重要手段,地形
的动向信息是河工模型特别是河流模型实验中谈论河床动向变化的重要内容。开发一套用于河流模型三维地形信息的收集系统,关于推动河工物理模型量测技术的发展拥有重要意义。
当前,河工物理模型地形信息收集仪器可分为接触式和非接触式收集两种。跟着河工模型模拟技术的发展,接触式地形收集系统已不可以满足有关丈量技术的要求。非接触式收集系统可采纳激光、超声波等技术手段进行河流地形信息的收集。激光因其优秀的准直性、高精度和对目标无搅乱等特色,被宽泛应用于空间距离非接触时丈量中。开发这类河工物理模型地形信息收集系统,并在某一模型下进行安装调试,经过试验,分析谈论其适应性和通用性。并提出相应的改正建讲和措施,再进行调试,直至基本满足设计要求。后期能够在大尺度河工模型中加以推行运用,对推动河工物理模型量测技术的发展拥有极其重要的作用。
二、申请原由(1000字左右,包含自己/团队具备的知识、条件、专长、兴趣、先期准备、项目可行性分析等)
一、当前河流地形信息收集系统发展大体
河工物理模型是一种三维实体模型,当前的量测手段所获取的结果大多数是一维和二维的,比方水面线和河流大断面地形。当前用于河工模型地形丈量仪器分为接触式和非接触式收集两种。接触式地形收集系统效率低、受人为影响偏差大及扰动、损坏地形原貌等弊端。非接触式收集系统可采纳激光、超声波等技术手段进行河流地形信息的收集。固然当前已经有学者对水下地形激光收集系统有必定的研究,也做了大批的工作,但关于悬移质泥沙的浑水模型就不适用了。且其最大的弊端就是系统较为复杂;轨道较粗笨、收集系统上带有电源线、收集数据线等等,严重限制着丈量设施的行走和丈量,在大尺度合河工模型试验中很难获取推行。同时造价就相对较高,难以大范围推行。
二、拟实现的目标
据上述,开发一种河工物理模型地形收集系统,在保证技术要求前提下,采纳轻巧轨道、无线激光收集,既能够战胜电源线、数据线等对丈量设施行走的影响,同时也能降低设施自己的造价,能很好的在大尺度河工模型中加以推行,拥有广阔的应用远景。
三、研究团队大体
整个研究团队有7人构成,整个团队是敢于挑战、富裕***的团队,团队成员搭配较为合理,各个成员已经具备了一些专业知识,能够为整个系统开发的实现供给理论上的支持。成员各有专长,相辅相成。既不失创业的热忱,又有一股
初生牛犊不怕虎的冲劲和劲头。充发散挥每个成员的踊跃性使得我们团队有更强的综合实力和竞争力。
指导老师王鹏涛:华北水利水电学院授课老师,水力学及河流动力学专业,在专业知识上有其独到的看法,其过去指导的大学生创新大赛中获取过较好的名次,
拥有必定的指导经验。
指导老师张立:水力学及河流动力学实验室实验员,水力学及河流动力学专
业,长远从事河工模型试验,参加河工物理模型试验约30多项,对有关设施仪器特别熟****曾开发过河流浑水水下地形仪器等。
其余成员有的着手能力较强,计算机知识也较为突出,这些都为系统开发的实现供给了优秀的技术保证。
四、先期已准备的工作
经过先期的交流,整个团队当前已对整个系统有了全面的理解,并业已做了有关的工作:
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
(a)经过对激光收集设施的学****认识,其所适用的器型号基本已经确立,
并联系好厂家。
(b)经过对专业老师的咨询和认识,电机型号也正在确立过程中,
c)简单河流模型制作资料正在筹办之中。
总之:项目构成员分工明确,协调得力,工作踊跃性高,正顺序渐进对工作
进行推动。
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
三、项目方案(2000字左右,包含计划、技术路线、人员分工等)
整个收集系统分为四部分,分别是信息收集系统、轨道及单机系统、后期
数据办理软件系统以及河流模型制作四部分。其有关计划及技术要求等详尽内容见下述:
一、收集设施的确定及有关技术指标
收集设施:收集系统拟采纳X70C型测距传感器,采样频次快、收集精度高。设施有关参数以下:
技术路线:以非接触的方式在垂直方向收集某一点的相对高度(Z方向的值),并记录保留在记忆卡中或无线及时传出。
有关要求:
(a)丈量设施自带记忆卡(4G~8G);(另可考虑无线网络方式传出,经过接
受设施终端及时接受数据)
(b)丈量设施采纳蓄电池,蓄电池连续工作时间以不小于2个小时,改换
电池后续前一次逗留的地方连续丈量及保留数据。
这样即可省去电源及数据线对设施收集地形信息时的影响,增大了系统的适
用性。
此模块拟有吴默溪、韩正国二人共同担当。二、轨道设施及有关技术指标
激光丈量设施架设在轨道上,轨道包含传动装置和电机装置,为激光丈量提
供正确立位和触发信号。
工作原理表示图:
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
此中:黑色线框表示轨道及丈量设施,黑色虚线及曲线表示所丈量的河流模
型(自制简单模型),长方体表示激光丈量设施,箭头表示丈量设施运动方向。
其工作假想为:激光收集设施沿着y方向(面对读者方向)对某一个断面进
行高度(z的值)丈量,整个断面丈量达成后;挪动到下个需要丈量的断面(蓝
线所在地址),相同在蓝线上沿y方向进行上述丈量,以此类推,循环工作。
详尽技术要求:
(a)沿Y方向,激光收集系统经过电机传动装置进行自动丈量,丈量点间隔距离约为2~5cm;后期对丈量点数进行累加,则可统计出Y的值;
(b)沿x方向先考虑采纳人工搬动的方式,调整到所需要的丈量断面地址,
并记录下来距前一次丈量或坐标了原点的挪动距离,此值作为所丈量断面的x
值,一个丈量断面x值是不变的。
其余有关注意问题:
(a)为了防范丈量设施在运动过程中震动带来的收集偏差,拟在Y轴上实
现丈量一次运转逗留丈量再运转的收集模式;
(b)Y方向的坐标值,可经过运转的速度及时间可计算出运转的距离,通
过累加上、下次运转的距离可获取y的坐标值。
每一次激光系统收集个Z值,并有对应的Y值,而关于一个断面其X值又
是不变的。所以经过对一块地区的数据收集后,可获取整地区的(X,Y,Z)三
维坐标。
此部分拟有宋永华、马智涛二人担当。三、数据后期办理
收集到的三维数据,依据各样需要,经过编写特定的办理程序,经过办理可
需要的结果。
此部分拟有付惠蛟负责
四、简单河流模型制作
简单河流模型主要用于检验检测整个收集系统的稳固性、适应性以及精度等有关指标的检测。
此项依据项目组人员实质状况灵巧配置人员。
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
四、项目进度安排(500字左右,包含详尽的计划安排)
依据上述系统开发计划及有关要求,拟制定以下工作安排:
~
确立激光收集器型号等技术指标,并达成丈量设施自带记忆卡(4G~8G)或
无线网络传出数据的方式。
确立丈量设施所用蓄电池,蓄电池工作时间以不小于2个小时为宜,且满足
体积价钱等方面的要求。对收集设施在进行运转调试,改良不足。
~
有关成员认识轨道、电机设施有关知识,并制作简单河流模型等。
~
在先期对电机、轨道设施认识的基础上,达成轨道、传动装置和电机装置
等设施型号的确定。并达成各个分部之间的组装调试。
~
在不架设激光丈量设施的前提下,对轨道和电机系统进行运转调试,改良不
足。
同时,数据办理人员开始进行有关程序的认识、编写等工作。
~
激光丈量设施于轨道电机系统进行联动调试,并在河流模型长进行应用,完
成对简单河流模型的丈量,进行数据办理等。
~
产品优化设计、专利申请、论文发布等其余后期事宜。
五、项目达成预期成就(1000字左右,论文级别、专利、设计、产品、服务、企业规模、营业额等)
本项目拟达成以下预期成就:
(a)进一步对整个收集系统进行优化,简化轨道系统等,在河流模型中运转调试,达到必定的设计成效后推行至大尺度河工模型试验中;
(b)在大尺度河工模型中进一步伐试运用,发现问题及时解决,保证在后期推行中的的适用性和运转稳固性;
c)上述两项达成后,开发成一套完好的产品,并建立或拜托有关科技公
司在国内各有关的研究所、高校实验室进行推行,估计可实现的营业额约50万元;
d)拟达成论文两篇;
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
(e)后期专利申请。
六、项目责任人许诺
在获取立项后,自己将与项目构成员团结一致,努力做好该项目
的研究工作,实现制定的目标。假如因主观原由以致项目履行不力,
未达到预期目标,自己与项目构成员愿意担当相应损失。
负责人署名:



经费估量
支出项目
支出(元)
设施费(激光设施、电机等)
9200
资料(轨道、有机玻璃等)
800
交通费
300
论文版面
1200
其余
1500
总计(元):13000
校内导师建议:
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
署名:

年月


河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
校外导师建议:
署名:年月日
学院建议:
署名:盖印年月日
学校专家评审建议:
负责人署名:盖印年月日
学校建议:
署名:盖印年月日
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)
河工物理模型地形信息收集系统开发(张立)

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