基于聚类分析的三维模型检索综述

为提高三维模型的检索性能,将聚类分析用于特征描述符的提取以及模型间相似性关系划分等方面,能够对三维模型进行较为合理的分类,对较大规模三维模型数据库的索引和组织进行完善,提高三维模型检索效率。针对当前主流的基于聚类的三维模型检索算法进行分析,比较几种聚类算法的优势与不足,在其基础上进行改进,并继续应用于三维模型的检索中。     

面向内容的三维模型数据库设计及其检索系统的实现

目前,对基于内容的三维模型检索的研究主要集中在检索过程所涉及到的算法方面,而对三维模型库的设计研究较少.为此,详细分析了面向内容的三维模型库的建立过程,重点论述三维模型库的组织结构和分类表的设计,提出一种三维模型分类的手工构造方法,开发了三维模型库的管理软件,并研制了三维模型检索的原型系统.其意义在于为三维模型检索研究提供一个结构合理、数据充分的三维模型库,从而为检索算法的研究奠定坚实的基础.     

基于OpenGL ES的移动平台的三维模型绘制

随着移动设备的普及,移动终端上的三维模型的应用也在日益增加。在移动平台上绘制一些较为复杂的三维模型需要经过大量复杂的计算,且效率不高。研究三维建模软件中的模型信息,并对其进行模型解析,最后基于Open GL ES的三维模型绘制技术将其显示在移动平台上,此方法大大提高了移动平台上三维模型的绘制效率。     

一个基于深度图像的三维模型检索算法

三维模型检索是现在的研究热点,提出一种基于深度图像的三维模型检索算法。对三维模型进行规范化处理,采用基于正交投影的方法计算三维模型在其包围立方体的六个面上的深度图像;提取深度图像的边界方向直方图和Zernike矩特征;利用特征距离度量进行三维模型检索,并采用相关反馈技术实现权值的调整,得到用户最满意的目标检索模型。对比实验表明,该算法避免了传统视觉图像丢失三维模型空间信息的缺点,有效地提高了检索的精确性和鲁棒性。     

基于深度学习的三维模型检索算法综述

近年来,深度学习被广泛应用于各个领域并取得了显著的进展,如何利用深度学习高效管理呈爆炸式增长的三维模型一直是一个研究热点。本文介绍了发展至今主流的基于深度学习的三维模型检索算法,并根据实验得出的算法性能评估分析了其优缺点。根据检索任务的不同,可将主要的三维模型检索算法分为两类：（1）基于模型的三维模型检索方法,即检索对象与被检索对象都是三维模型,按照对三维模型的表示方式不同,可进一步分为基于体素、基于点云和基于视图的方法;（2）基于二维图像的跨域三维模型检索方法,即检索对象是二维图像,被检索对象是三维模型,包括基于二维真实图像和基于二维草图的三维模型检索方法。最后,对基于深度学习的三维模型检索算法目前存在的问题进行分析和讨论,并展望未来发展的新方向。     

面向移动终端的三维CAD模型面片生成方法

为提高三维CAD模型在移动终端的显示效率,提高模型细节的显示精度,提出了一种基于类型层次结构及对象体元的三维CAD模型面片生成方法。依据模型的数据库表示形式,抽取其必要的类型和图形信息,将三维CAD模型用图形分类树表示;对交互选择的分类树节点,使用基于离差标准化的方法估算所选节点的模型规模系数;依据规模系数确定模型的显示精度,以此进行三维CAD模型面片的生成。在移动终端开发了三维CAD显示系统并进行了三维CAD模型面片生成实验,通过实验证明了所提三维CAD模型面片生成方法的可行性和有效性。     

权值优化集成卷积神经网络及其在三维模型识别中的应用

三维模型应用广泛,如何有效地管理和分类这些数据库中的三维模型一直是人们 关注的问题。然而,由于不同三维模型之间的相似性难以测量,因而很难获得一种稳健且广泛 适用的三维模型分类算法。为此,提出了一种权值优化集成卷积神经网络(WOTCNN)模型,并 将其应用到三维模型的分类识别中。首先,获取三维模型的深度投影视图来最大限度地保留三维 模型的空间信息。然后,采用调整的 VGG 网络对各角度的深度投影图像进行训练并提取预测概 率值。最后,通过加权集成算法获得完整三维模型的最终分类结果。对 ModelNet10 及 ModelNet40 数据库的实验表明：三维模型的平均分类准确率达到 92.84%和 86.51%。在预测性能方面,该网 络优于普通的单卷积神经网络;在三维模型识别方面,其分类准确率能够得到显著提升。     

基于正方形描述符和LSSVM的三维人脸区域标记

提出了一种基于正方形切平面描述符的三维人脸模型区域标记算法.新的描述符由三维人脸模型顶点的正方形切平面区域内的几何信息编码而成.通过最小二乘支持向量机算法(LSSVM)对其进行学习,对三维模型上所有顶点进行分类,实现了对三维人脸模型上眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴等区域的识别和标记.定位仿真实验中,分类准确率可达92.35%.所提描述符具有旋转、头部姿势、三维模型分辨率不变性,对模型的噪声具有鲁棒性.实验结果表明:提出的方法能有效标记三维人脸模型区域.     

三维模型的二维矢量化机制的研究与实现

论述了三维模型二维图形矢量化的必要性,详细描述了一种三维模型的二维矢量化机制,包括三维模型的一致化建模方式以及模型的组织与分层聚合方法,并对以往的隐藏几何元素消除算法做出改进,使其适应三维空间曲面的情况。     

改进的统计模型三维人脸特征点标定算法框架

自动三维人脸特征点标定是计算机视觉领域的研究热点,其广泛应用于人脸识别,人脸模型配准,表情识别,脸部动画等领域。通过对三维人脸样本统计建模,采用遗传算法对待匹配模型的生成数目进行参数优化,利用模型相似性匹配方法及其映射关系对三维人脸特征点进行自动标定。首先,对三维人脸数据预处理,然后对其统计建模并通过模型形变得到有映射关系的基准模型和待匹配模型。利用遗传算法对待匹配模型中的待匹配模型生成数目参数进行优化,生成与之对应的待匹配模型数;接着计算待测模型与待匹配模型的相似度。最后,利用模型相似度和模型映射关系,间接得到待测模型的特征点。实验结果表明,提出的算法是可行的,能够在一定程度上提高原有算法的效率。该算法可以自动标定三维人脸模型的特征点,当距离阈值为10像素时,39个三维人脸特征点定位的准确率都可以达到100%,并有效解决了传统方法中三维人脸模型平滑区域特征点精度不高的问题。     

一种人眼运动及表情仿真方法

真实感人脸动画是计算机图形学领域的一个研究热点,为了更逼真的仿真虚拟人眼部的表情动作,提出了一种基于机构学原理与肌肉模型的人眼运动及表情仿真方法。可将人眼眼皮的三维网格模型分为边界点和非边界点分别控制,对于边界点的运动采用机构模型实现,对于非边界点及眼部其余部分采用肌肉模型控制,仿真出不同的人眼运动及表情。同时给出了仿真运动的效果实例。采用上述方法可以得到逼真的人眼表情动作仿真动画,效果良好。     

An integrated approach of reverse engineering aided remanufacturing process for worn components

The worn mechanical components/parts arrived in the remanufacturing system exhibit highly uncontrolled variabilities in failure conditions as well as structures and shape complexities. With the aid of reverse engineering (RE) technologies, a quick and accurate acquisition of the damaged areas of the worn part is attainable and thereby facilitates remanufacturing operations necessary to bring the parts back to like-new conditions. In this paper, a reverse engineering based approach is proposed to aid the remanufacturing processes of worn parts. The proposed approach integrates 3D surface data collection, nominal model reconstruction, fine registration, extraction of additive/subtractive repair, tool path generation and actual machining process, seeking to improve the reliability and efficiency of manual repair process. For nominal model reconstruction, a Prominent Cross-Section algorithm embedded with curvature constraint is proposed to automatically identify the boundary of the part's damaged area and thereby eliminate the defective point clouds from the reconstruction process. With the nominal reconstruction model and the 3D model of the worn part, a modified ICP algorithm integrating curvature and distance constraints is proposed to achieve a best-fit position of the two models by automatically identifying and eliminating the unreliable corresponding pairs through iterations. The proposed approach is demonstrated through remanufacturing of two different mechanical components and is approved to be efficient and effective.     

E—P2DR3F安全防御模型在电力系统中的应用

提出了一种基于P2DR3改进的E—P2DR3F安全防御模型,该模型在传统的P2DR3安全模型的基础之上增加了报告模块、数据融合模块,从而使系统安全性与检测维护功能更加完善;其次添加了一种基于信息熵的风险评估机制,可以为系统制定出更加可靠的安全性策略,提供支持性数据信息,从而在源头保证了系统整体安全性;最后将E—P2DR3F安全防御模型应用于电力系统中,提出了电力系统安全体系结构的构建方案。     

多工件类型的无等待机器人制造单元调度研究

首先将加工多工件类型的无等待机器人制造单元调度问题分解为两个相互联系的子问题：（1）多类型工件进入系统的排序问题;（2）机器人搬运作业的排序问题。从解决工件使用工作站和机器人可能发生的冲突入手,以工件进入系统的时间为决策变量,利用禁止区间法建立了问题的数学模型,并开发了一基于图论的动态分枝定界最优算法。最后,通过一自动化印刷电路板（PCB）生产线和随机算例验证了算法的有效性。     

AUV自主控制全局模型及智能决策算法研究

分析了自主式水下潜器(AUV)自主控制全局模型的内涵,指出应该包含环境信息、使命信息以及自身状态三个部分;用栅格法建立了环境模型;定义了"多区域地形勘察"使命案例;分析了与决策算法相关的AUV自身状态的表示方法;在此基础上开发了智能决策算法,算法包含路径选优和速度规划两部分;应用图论及运筹学的方法实现了路径选优,应用遗传算法实现了速度规划;用Petri网为AUV的使命控制过程建模,最终完成了智能决策算法和使命控制系统的集成;经仿真验证,所开发的智能决策决策算法正确有效,AUV使命的控制和执行自主可靠.     

基于SolidWorks实现系列零件的快速设计

为了实现制造业系列化零件的快速设计,结合当今主流的三维设计软件SolidWorks平台,详细阐述了综合运用系列化列表、尺寸驱动方程,共享数值链接及API编程方法,快速、准确地建立系列件的母模型,避免了为每个零件都建立各自的模型,实现了系列件生成的自动化,随用随生成,大大降低了零件库的存储空间.实践结果表明,该设计能有效提高了产品开发效率,并且降低了对开发人员的技术要求.     

Supply planning model for remanufacturing system in reverse logistics environment

This paper discusses the remanufacturing process of reusable parts in reverse logistics, where the manufacturer has two alternatives for supplying parts: either ordering the required parts to external suppliers or overhauling returned products and bringing them back to ‘as new’ conditions. We propose a general framework for this remanufacturing environment and a mathematical model to maximize the total cost savings by optimally deciding the quantity of parts to be processed at each remanufacturing facilities, the number of purchased parts from subcontractor. The model is newly introduced and developed in the reverse logistics literatures. The model is validated through a set of experimental data reflecting practical business situation and sensitivity analyses are conducted on various parameters to gain insight into the proposed model.     

面向组件的分布式零件优化设计和数据管理系统

采用分布式三层网络模型,构建了分布式的基于UG外部开发的零件参数化设计组件及基于Fortran语言的优化设计组件．利用VC 6．0和UG二次开发接口,以面向组件的系统开发方法和COM／DCOM编程方式进行了组件拼装,开发了一套集零件数据管理、参数化设计、优化设计和有限元分析等功能于一体的分布式零件优化设计与数据管理系统(D3MS)．     

基于凸壳与有向包围盒的骨架提取方法

为获取三维模型的几何及拓扑信息,提出一种基于凸壳与有向包围盒(OBB)的线性骨架提取方法.首先将三维网格模型进行分割生成多个子网格模型;然后对各子网格中的点集求取凸壳作为该子网格点集的近似,由凸壳顶点的形心构成原始骨架点;再用OBB进行重叠计算求出相交点集,以生成关节骨架点;最后对原始骨架点与关节骨架点进行连接,经冗余检测后形成完整骨架.实验结果表明,该方法快速、有效,提取出的骨架能保证连通性与中心性且能很好地提取关节骨架点,为蒙皮关节动画、模型形状分析等提供有效信息.     

3D Fabrication of 2D Mechanisms

The success of physics sandbox applications and physics‐based puzzle games is a strong indication that casual users and hobbyists enjoy designing mechanisms, for educational or entertainment purposes. In these applications, a variety of mechanisms are designed by assembling two‐dimensional shapes, creating gears, cranks, cams, and racks. The experience is made enjoyable by the fact that the user does not need to worry about the intricate geometric details that would be necessary to produce a real mechanism. In this paper, we propose to start from such casual designs of mechanisms and turn them into a 3D model that can be printed onto widely available, inexpensive filament based 3D printers. Our intent is to empower the users of such tools with the ability to physically realize their mechanisms and see them operate in the real world. To achieve this goal we tackle several challenges. The input 2D mechanism allows for some parts to overlap during simulation. These overlapping parts have to be resolved into non‐intersecting 3D parts in the real mechanism. We introduce a novel scheme based on the idea of including moving parts into one another whenever possible. This reduces bending stresses on axles compared to previous methods. Our approach supports sliding parts and arbitrarily shaped mechanical parts in the 2D input. The exact 3D shape of the parts is inferred from the 2D input and the simulation of the mechanism, using boolean operations between shapes. The input mechanism is often simply attached to the background. We automatically synthesize a chassis by formulating a topology optimization problem, taking into account the stresses exerted by the mechanism on the chassis through time.