基于椭圆盘极点配置的执行器冗余度分析

针对一类线性连续系统,研究在椭圆盘极点下,执行器各条通道的增益偏差的容忍度的问题。首先,给出在椭圆盘问题下,执行器各条通道增益偏差容忍区间、容忍因子和冗余度的概念。其次,给出线性系统椭圆区域极点配置的充分必要条件,进一步,给出在椭圆盘极点配置问题中执行器通道增益偏差容忍度的算法。最后,通过仿真示例说明算法是可行的。     

一般位置平面圆投影的作图方法

一般位置平面圆投影的作图方法,用计算机绘制工程图,常常会遇到绘制椭圆的问题,有些地方要求绘制完整的椭圆,而在其它地方则要求绘制对应不同角度下的某一段椭圆弧;有些地方要求绘制处予水平位置的椭圆(即椭圆长轴处于水平位置),而在其它地方则要求绘制长轴处于不同偏转角度位置的椭圆。这些情况在绘制轴测图或     

基于边界的最小二乘椭圆拟合改进算法

由于变电站巡检机器人停靠位置和云台转动的偏差,拍摄所获得的图像中仪表位置会有较大不同。为解决图像中仪表的定位问题,文中提出了一种快速地利用边界提取椭圆形目标的方法,可有效地解决图像中圆形目标的提取。原有最小二乘椭圆拟合算法对图像边界上所有样本点都参与运算,所以会对椭圆拟合的最后结果产生偏差且耗时较长。针对这种情况,采取边界的最小二乘拟合算法,依次取图像边缘提取后的边界,逐段拟合椭圆,并对拟合出的椭圆进行评估,选取适合待检测目标的椭圆区域,具有快速高效、定位准确等特点。最后,通过合成图像和实际图像的应用验证了算法能够拟合出具有高精度的椭圆,能够有效地处理仪表表盘的提取。     

构造直线和椭圆的交点

问题:如图1所示,如何构造直线GE和椭圆的交点F?其中点G是自由点,点E是椭圆上任意一点。图1在几何画板4.x中,不能直接构造出直线和椭圆的交点,很使熟悉几何画板的老师恼火。实际上,直线和椭圆的交点是可以构造的,如果您熟悉几何画板的基本操作的话,不难想到代数构造方法。但是该方法依赖于坐标系,从而使作图不够灵活,不具一般性。一大堆的计算,很费时间,耐性不好的您,恐怕进行不下去。那么有没有简单的几何构图呢?操作步骤:一、作椭圆和椭圆的准线1.用椭圆工具(已知椭圆的焦点和椭圆上的一点)画一个椭圆。2.度量AB、BC、CA的距离。3.计…     

基于椭圆拟合的热带气旋中心定位研究

对热带气旋的中心进行定位是预测其未来路径的基础.提出了一种基于椭圆拟合模型的全自动客观方法来代替传统的基于螺线拟合的方法,以实现热带气旋的中心定位.该方法包含梯度方向融合、椭圆线段选取、椭圆中心聚类以及气旋中心确定4个步骤.采用卫星红外图像进行实验,结果表明,提出的椭圆拟合定位方法与中国气象局发布的热带气旋最佳路径数据集在经度和纬度方向的偏差均值小于0.12度,为热带气旋中心定位提供了客观准确的参考.     

基于Chebyshev多项式的椭圆曲线密码系统算法

通过结合Chebyshev多项式与椭圆曲线, 构造基于Chebyshev多项式的椭圆曲线密码系统算法。利用有限域上Chebyshev良好的半群特性和椭圆曲线上的性质, 实现了在椭圆曲线上的加密算法。该算法具有混沌密码和椭圆曲线密码算法的优点。通过对该算法的分析, 认为算法简单、安全性高、方案可行。     

基于椭圆参数的牙科CT几何校准方法

基于F.Noo提出的校准方法,采用一种嵌有小钢球的塑料平板作为校准模板,由模的投影数据计算描述牙科CT系统的几何参数,评估当前系统几何结构与理想几何结构的偏差。首先采集校准模的投影图像,然后运用阈值分割的方法将小球分离出来,提取小球的运动轨迹并拟合椭圆,最后由椭圆参数计算出几何参数。经过几何校准后的重建图像更加清晰,具有较好的空间分辨率。     

司钻控制房视觉工效评价研究

针对传统视觉工效评价中人工计算和作图误差的问题,在分析人体视野特性的基础上,引入了汽车视野设计原理中的眼椭圆和H点,结合计算机辅助人机工程设计技术,建立了石油钻机司钻控制房视觉工效评价模型。以CATIA作为二次开发平台,采用VB编制了司钻控制房视觉工效评价系统,实现了准确和快速定位不同百分位数人体模型眼位。最后,通过实例说明了系统的实用性,满足了司钻控制房人机界面布局可视化评估的要求。     

一个键控作图的方案

本文介绍在APPLE—Ⅱ上采用BASIC语言编程进行键控作图的方法、采用此法,可画可擦可只移光标不画;可选择色彩;可画直线、虚线、点划线;可在任意位置画任意半径的圆、任意长短轴的椭圆;还可画任意半径、长度的弧。     

基于MO的河道二维网格生成技术研究*

针对传统贴体网格生成技术中由于对河岸线拟合偏差引起的河道网格化误差问题,提出了一种基于河流中心线的几何网格生成技术。通过拟合河流的中心线并利用MapObject(MO)在河流中心线上绘制椭圆将之与河道进行求交来实现对河流的二维网格化。经实验证明,提出的河流中心线几何网格生成法所生成的网格边界与河道边界完全重合,能更好地解决网格生成技术中的边界拟合问题。     

基于牛顿迭代法的椭圆近似画法误差分析

四心圆法是用四段圆弧拼接成近似椭圆。由于其对称性,取图形的1/4 为研究对象, 利用二分法求解方程组,得出两段圆弧拼接点坐标值;分别用两段圆弧的极径和实际椭圆中相应 的极径进行长度误差分析,列出两段圆弧与椭圆极坐标方程,使用牛顿迭代法,求出圆弧与实际 椭圆的极径长度最大误差值;计算出近似椭圆与实际椭圆面积,求出面积误差值。在编程软件中, 根据所得数学模型编制计算器,计算结果列表对比分析,得出四心圆法作近似椭圆的误差结论。     

圆形标志投影偏心差补偿算法

目的 圆形标志目前正广泛地应用于各类视觉测量系统,其圆心定位精度决定了测量系统的测量精度。当相机主光轴与标志表面不平行时,圆被映射为椭圆,圆心位置计算产生偏差。光轴与标志表面夹角较大或标志较大等情况下会产生较大的偏心差进而严重影响系统测量精度。为此,提出一种基于三同心圆圆形标志的投影偏心差补偿算法。方法 算法基于三同心圆的圆形标志设计,根据3组椭圆拟合中心坐标解算偏心差模型进行计算补偿。结果 针对圆形标志偏心差问题,同心圆补偿算法取得良好效果,有效提升了圆形标志定位精度。仿真结果表明,在拍摄角度、拍摄距离、圆形标志大小不同的情况下,偏心差在像素量级,补偿后偏心差在10^-11像素量级。实物实验结果表明,若设计有直径分别为6 cm,12 cm,18 cm的三同心圆标志,经解算补偿结果较以往两同心圆算法精度提高一倍,偏心差值减小80%,测量误差在0.1 mm左右。结论 本文提出了一种新的偏心差补偿算法,利用三同心圆标志增加约束解算偏心差。与以往偏心差补偿算法相比,此方法精度更高,且无需预先平差解算相机与目标的距离、拍摄角等参数,仅需要知道标志圆形半径比例及椭圆中心坐标即可计算补偿,具有很高的实用性,可用于改善基于非编码标志点的深度像匹配、基于圆形标志点的全自动相机标定方法、视觉导航定位等应用中。     

持续有界扰动系统的嵌套不变椭圆集鲁棒控制

为了抑制外部持续有界扰动和模型不确定性对系统稳定性控制的影响,通过不变集理论,采用嵌套不变椭圆集鲁棒控制算法实现系统的快速稳定控制。控制算法分为离线算法和在线算法两部分。离线时根据公式得到一维状态变量序列,通过线性矩阵不等式方法优化得到嵌套不变椭圆集。在线时,根据系统状态变量在嵌套不变椭圆集的位置,构建新的不变椭圆集并计算得到系统的控制律。给出新的不变椭圆集满足系统控制要求的理论证明。通过与不变单椭圆集控制算法进行仿真比较,结果验证了上述算法的有效性,为持续有界扰动下模型不确定性系统的稳定控制,提供一种有效的控制方法。     

Fast ellipse detection based on three point algorithm with edge angle information

In this paper, we introduce a fast ellipse detection method that uses the geometric properties of three points on an ellipse. Many conventional ellipse detection methods carry out detection using five points, but a random selection of such points among candidate edges requires much redundant processing. To search for an ellipse with the minimum number of points, this study used the normal and differential equations of an ellipse, which requires three points based on their locations and edge angles. First, to reduce the number of candidate edges, the edges were divided into 8 groups depending on the edge angle, and then a new geometric constraint called the quadrant condition was introduced to reduce noisy candidate edges. Clustering was employed to find prominent candidates in the space of a few ellipse parameters. Experiments using many real images showed that the proposed method satisfies both reliability and computing speed for ellipse detection.     

面向惯性约束聚变实验靶图像的快速椭圆检测

目的：针对惯性约束核聚变实验中靶图像轮廓模糊、亮度不均匀等问题,并从提高图像处理实时性角度出发,提出了一种高可靠性和高精度的快速椭圆检测方法。方法：首先利用椭圆边缘点在它与圆心相连方向上具有较大灰度变化率这一特点,以预估中心点为极点建立极坐标系,通过从极点出发的射线上灰度变化率极值点搜索实现椭圆边缘点检测,极值点搜索在图像局部范围进行保证边缘点检测的有效性和实时性;其次利用基于RANSAC的自适应椭圆参数提取算法得到最终椭圆参数,该方法利用椭圆参数空间聚类分析选取最优椭圆参数,从而实现了一致样本集的自适应选择,保证了椭圆参数拟合精度的同时提高了算法的适应性和鲁棒性。结果：采用本文算法检测一幅图像的平均时间约为110ms,与常用椭圆检测方法相比检测速度有显著提高。结论：对比实验表明,本文提出的椭圆检测方法与其他方法相比具有更高的精度、更快的实时性和更强的鲁棒性。     

COMPUTER VISION INSPECTION OF ELLIPTICAL PROFILES

Abstract

Computer vision is a complex and multidisciplinary field that is still in its early stages of development. Many of the current applications of computer vision are in the field of inspection because of the relatively low cost of these systems and the need for complete inspection in certain high-volume automated manufacturing or assembly processes. The techniques used to inspect the geometric shape and size of an object appear to be application-specific. This article is concerned with the development of a practical method to measure and inspect parts with an elliptical profile. The method is based on the minimization of the sum of the squares of the central norm errors of a given set of boundary points. The central norm error is defined as the Euclidean distance between a boundary point and the point in the best-fit ellipse along the extension line from the center to the boundary point.     

八心圆弧拟合椭圆误差的理论解析及最优解及最优解

在数控加工领域,由于加工刀具一般采用的是球刀,因此在加工非圆的曲面时采 用的是用圆弧拟合的方法转换成圆弧加工,理论拟合精度决定了加工误差;圆弧拟合椭圆有无 数解,针对八心圆弧拟合椭圆没有准确的误差算法导致拟合椭圆的精度较模糊这一问题,根据 图形学理论提出了等差拟合弧的概念,确定了八心圆弧拟合椭圆的定解区间,导出了拟合椭圆 的八心圆弧法向误差超越方程解析式,并用二分法求解,在AutoCAD 环境下应用Visual LISP 语言编程,求解出根据法向误差确定八心圆弧拟合椭圆的最小误差带,从而确定八心圆弧拟合 椭圆的最优解,使八心圆弧是否可以拟合给定形状公差的椭圆有了准确的判断依据。     

Calculating ellipse overlap areas

We present an approach for finding the overlap area between two ellipses that does not rely on proxy curves. The Gauss-Green formula is used to determine a segment area between two points on an ellipse. Overlap between two ellipses is calculated by combining the areas of appropriate segments and polygons in each ellipse. For four of the ten possible orientations of two ellipses, the method requires numerical determination of transverse intersection points. Approximate intersection points can be determined by solving the two implicit ellipse equations simultaneously. Alternative approaches for finding transverse intersection points are available using tools from algebraic geometry, e.g., based on solving an Eigen-problem that is related to companion matrices of the two implicit ellipse curves. Implementations in C of several algorithm options are analyzed for accuracy, precision and robustness with a range of input ellipses.     

叶片基元叶型椭圆形前缘拟合方法

针对叶片基元叶型建模时对前缘的椭圆形转接需求,采用最小二乘法获得椭圆初始参数值,基于此参数引入改进粒子群算法进一步求解,以点到椭圆垂直距离作为目标函数,建立椭圆参数优化数学模型,从而提高拟合精度。基于上述研究结果,利用VC++软件及UG平台完成前缘椭圆拟合,实例表明,对于数据点集中分布于一侧且存在大量噪声的情况,该方法与最小二乘法相比能获得更高的拟合精度,且响应时间符合设计需求。     

Generation of anisotropic mesh by ellipse packing over an unbounded domain

With the advance of the finite element method, general fluid dynamic and traffic flow problems with arbitrary boundary definition over an unbounded domain are tackled. This paper describes an algorithm for the generation of anisotropic mesh of variable element size over an unbounded 2D domain by using the advancing front ellipse packing technique. Unlike the conventional frontal method, the procedure does not start from the object boundary but starts from a convenient point within an open domain. The sequence of construction of the packing ellipses is determined by the shortest distance from the fictitious centre in such a way that the generation front is more or less a circular loop with occasional minor concave parts due to element size variation. As soon as an ellipse is added to the generation front, finite elements are directly generated by properly connecting frontal segments with the centre of the new ellipse. Ellipses are packed closely and in contact with the existing ellipses by an iterative procedure according to the specified anisotropic metric tensor. The anisotropic meshes generated by ellipse packing can also be used through a mapping process to produce parametric surface meshes of various characteristics. The size and the orientation of the ellipses in the pack are controlled by the metric tensor as derived from the principal surface curvatures. In contrast to other mesh generation schemes, the domain boundary is not considered in the process of ellipse packing, this reduces a lot of geometrical checks for intersection between frontal segments. Five examples are given to show the effectiveness and robustness of anisotropic mesh generation and the application of ellipse packing to mesh generation over various curved surfaces.