基于三视图的实体重建技术研究

基于三视图的三维实体重建技术是根据已有二维视图中的几何信息和拓扑信息,生成相应的三维实体模型。以AutoCAD绘制的三视图及DXF格式的文件信息为基础,提出并实现了一种由三视图重建三维实体的算法。通过对三视图的规则处理,由计算机自动实现实体重建,对三视图分别进行平移、旋转、拉伸操作,然后作相应的布尔运算即可反求出该视图所对应的三维实体。     

带自由曲面的三视图重建算法研究

针对蕴含自由曲面的三视图,提出了通过恢复边界线和轮廓线进而根据这些恢复的空间曲线重建自由曲面的算法。首先分析并证明了自由曲面在三视图中的投影性质,从而提出边界投影和轮廓投影的匹配算法。针对视图中存在的被打断的样条曲线,提出了分段样条曲线的爬坡算法来解决此类曲线不能匹配的问题。然后基于投影匹配序列重建出自由曲面的边界线,再由边界投影上的点和轮廓投影端点的对应关系重建出空间轮廓线。由轮廓线等参采样构造截面线并和边界线一起蒙皮生成最终自由曲面。本文提出的算法扩展了工程图的重建域。     

基于约束矩阵的几何约束传播研究

为了保证几何约束系统的一致性和几何约束求解的正确性,对几何约束传播进行了研究,指出几何约束传播是几何约束系统的本质特征。提出了几何约束矩阵和约束传播矩阵来表达和揭示约束传播的内在机制,并提出了一种闭环约束识别的新方法。通过约束传播分析,为几何约束求解引擎的实现提供了理论依据和快速算法。     

基于工程三视图三维实体重构技术的研究

提出了一种利用ObjectARX技术进行三维重构的方法。通过对工程三视图中各种二维图形特征的分类和提取,进行二维视图特征的匹配,以投影模式库为基础求得与之对应的三维基本体素。然后按一定规则将这些基本体素通过各种布尔运算及坐标变换最终形成三维实体,最后在AutoCAD上开发了一个重建系统。在算法的具体实现过程中采用了新颖的二维特征识别方法及匹配方法,比较成功的完成了一定范围内的三维实体的重建。     

基于扫描图像几何畸变的算法研究

目的为了改进和优化适用于扫描图像的几何畸变校正算法。方法通过分析扫描仪产生几何畸变的原因,总结现有图像畸变校正方法,并与现有的图像处理软件——Photoshop软件相比较,建立合适的数学模型和算法流程。经由图像预处理,利用直方图均衡化法使图像增强,并用凯尼算子进行边缘检测,然后用雷顿算子提取图像轮廓,最后采用连接点法校正畸变图像,并用Matlab仿真加以实现。结果文中算法处理迅速,不需手动处理,校正后平均相似度可达0.95,效果优良。结论预处理后的扫描图像经点连接法进行几何畸变校正,作为一种可以快速处理扫描几何畸变校正方法的补充,算法适用于扫描图像的几何畸变,具有重要的实用价值和研究意义。     

基于多视图几何的位置与遮挡一致性恢复方法研究

针对增强现实中的几何一致性问题,提出了一种基于多视图几何的虚实场景位置和遮挡一致性恢复策略,该方法利用计算机视觉中的多视图几何原理同时解决了增强现实系统中的位置配准和虚实遮挡两个重要问题,在保证系统实时性的前提下,最大限度增强了真实感以提高系统可用性。实验结果表明,该文方法是有效可行的,在完成位置配准的同时解决了虚实场景之间的遮挡问题,从而有效避免了不正确的遮挡关系给使用者造成的虚实场景相对位置失真的错觉。     

基于改进几何哈希法的矢量图形检索

针对图形文件以矢量方式记录几何实体的特点,提出了一种基于改进几何哈希法的图形检索算法。与图像的对应处理方式相比,该算法充分利用图形的矢量信息,以实体基准点和实体的准确几何形式描述几何实体;在检索过程中,每个图形实体仅有基准点参与排序和查询,哈希表数据组织形式简单,查询速度快;通过验证图形实体属性,保证了查询结果的准确性。最后以矢量图形文件为图例,验证了方法的有效性。     

基于几何约束的人脸检测研究

提出并实现了一种新的基于颜色空间的人脸检测算法;在充分考虑人脸与头发的颜色特征与几何关系的基础上,给出了一种用于人脸和头发表达的几何模型,在对肤色区域和头发区域分别进行检测后,根据不同区域之间的几何关系,通过几何约束对人脸和头发可能存在的区域进行特征判别.对不同姿态的人脸进行检测的结果表明了算法的可行性和鲁棒性.     

确定智能机器人抓手姿态的几何推理算法

介绍了一种求解智能机器人抓取规划的几何推理算法。该算法基于平面多面体表示的物体几何模型,对物体上的各类几何项(即面、边及顶点)之间的空间关系进行分析,求解出所有无碰撞可抓取的抓手姿态参数(即位置矢量、接近矢量、方位矢量及开度)。并以抓取类型的稳定性和物体重心的空间位置作为启发信息,搜索出机器人抓手在物体上的最优抓取位置,进而确定机器人抓手的最优姿态。     

一种基于立方单元体的三维模型的构造及其三视图快速生成的方法

介绍了一种基于立方单元体的三维模型构造的基本思想、方法和算法。进而介绍了从构造出的三维模型生成三视图的方法和算法。用数学分析方法阐述了其数学模型、并论证了该特有的三维模型造型及其快速三视图生成的合理性和确定性。最后对立方单元体大小设置、造型的形体复盖域及该种造型方法的实际应用作了简要说明。     

面向三维重建的三视图数据结构

提出了一种面向三维重建的三视图数据结构,这是一种采用分层的双向链表结构,它可以完整地表达三视图。     

二维建筑结构图的三维模型重建

分析了建筑结构图的工程对象类型和描述方式特征,针对建筑领域的典型实例提出了与机械三维重建不同的建筑工程三维重建方案。该方案按照最常用的结构制图标准,以DXF格式的结构图纸为处理对象,以AutoCAD二次开发为主要技术路线,选择了标准层平面图为主要对象视图。讨论了建筑工程对象的数据结构设计和重建微观策略,并给出重建结果的实例。     

空间任意位置回转体的三维重建方法的研究

提出了一种应用几何约束求解的复合回转体的三维重建方法。首先对构成二维三视图的基本图元进行识别和分类提取,再根据回转体的投影特性,建立起回转体的几何约束关系及识别规则,制定出基于回转体投影特性的几何约束求解的算法。运用该算法能够实现对空间任意位置的复合回转体的几何特征约束识别。并且在AutoCADActiveX开发环境下,利用三维约束布尔运算函数,达到三维重建的目的。     

涡轮叶片模具三维模型重构及误差分析

为了得到涡轮叶片模具制造误差量化分析结果,提出基于模型重构技术的误差检测方法。分别根据理论设计数据和实物测量数据建立了涡轮叶片模具的三维设计模型和实物模型,设计模型将为误差分析提供理论依据,通过两个模型配准和型面误差分析,得到量化制造误差。研究结果可用于类似的零件的数字化检测和误差分析。     

三维重建中的剖视图处理

剖视图处理能够有助于更好地理解视图,提高三维重建的效率。基于对剖视图自身特点的分析,提出了三维重建中对剖视图的处理算法,即通过剖视图信息的智能提取生成基元体,将基元体同由视图轮廓生成的参照体进行布尔运算,从而得到最终的目标体。算法能够处理包括全剖视图、半剖视图以及平行剖视图在内的剖视图,最后给出了应用算例以验证算法的可行性。     

应用血管内超声与X射线造影图像融合的血管三维重建

针对X射线血管造影和血管内超声各自显示血管形态的局限以及互补性问题,提出将两种数据进行融合,准确重建血管的方法。首先从在超声导管回撤路径起点拍摄的两个角度的造影图像对中提取出导管并进行三维重建。然后采用基于snake模型的半自动方法从各帧超声图像中提取出血管壁的内外膜边缘。最后,在Frenet-Serret标架中确定各相邻帧超声图像间的相对方位后,利用非迭代的统计优化方法确定各帧超声图像沿导管轴向的绝对方位,完成两种数据的融合。采用临床数据的实验结果验证了算法的可行性,并分析了可能存在的误差和计算成本。