二进制编码八叉树的海量点云邻域快速搜索算法

海量点云的邻域搜索是点云数据处理的关键技术,是对点云进行进一步处理的基础.针对海量点云数据邻域搜索效率较低的问题,提出了一种基于二进制编码八叉树的快速搜索算法.首先构建八叉树,利用一种二进制编码方式对八叉树的各个节点进行编码,即对空间3个维度分别进行编码;其次对邻域点进行查找过程,根据搜索半径直接确定需要搜索的高度;最后在确定的节点高度下,根据编码的特点直接计算所需要查询的邻域节点.实验结果表明,该算法准确性高、速度快,能够实现海量点云数据的快速邻域搜索.     

基于UG的涡盘参数化建模技术研究与实现

在分析涡旋压缩机工作原理的基础上,对涡盘参数化建模技术进行了研究,建立了基于排气量的涡盘设计参数化方程。在UG软件环境下利用参数化建模技术完成了涡盘实体模型,模型完全满足参数化设计的要求,为涡盘系列化设计提供了条件。     

三角网格牙颌模型上的牙弓线半自动探测方法

介绍了一种在三维三角网格牙颌模型上半自动探测牙弓线的方法。首先使用三维激光测量系统对牙颌石膏模型进行测量获得数字模型;其次在网格模型上交互拾取4个参照点以确定咬合平面;接着使用顶点法矢和咬合平面作为参考,筛选出初始特征点并拟合出初始牙弓线;以初始牙弓线作为新的参考依据筛选出最终特征点,拟合最终参照点得到最终牙弓线。使用多副牙颌模型对该方法进行了测试,验证了该方法稳定、有效。     

基于“薄膜变形”的牙齿曲面重建算法研究与实现

牙齿曲面重建是口腔修复CAD/CAM系统的核心内容之一。本文提出了一种基于"薄膜变形包围"牙齿曲面重建算法,首先对简化后的牙齿三角网格模型进行Loop细分以提高模型的变形逼近的能力;然后对细分后的网格施加"吸引力"使细分网格逼近原始密集的网格模型;接着施加"松弛力"消除网格变形后的褶皱;最后通过不断的异步迭代循环调整网格顶点的位置,直到满足预设的误差精度后停止。通过对两类典型牙齿模型的网格重建的算例,验证了本文算法的可行性。     

复杂机械产品的层级实例库研究

分析了复杂机械产品的设计特征;建立与复杂产品分解结构相对应的树状层级实例库,层级实例库是一组相关联的子实例库集合的递归结构表示;通过模板定制与复用实现子实例库的定义和编辑,提高了产品树状层级实例库的建库效率;分析了新产品开发的各种模式,并给出了整机产品、子系统、部件、零件等各个层次的设计实例加入层级实例库的方法;以全液压汽车起重机基于实例的设计工具开发为例,说明层级实例库建库工具和建库方法的应用。
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牙齿正畸仿真中碰撞检测问题研究

针对牙齿正畸仿真中的碰撞检测问题,提出了一种快速显示干涉区域并绘制穿透深度色阶图的方法。首先,提出了一种基于OBB树的快速碰撞检测方法,并进一步讨论了基本几何元素间的碰撞检测及模型间交线的求解。然后,利用一环临域搜索算法,快速划分模型。最后,通过基于改进KD树的KNN搜索算法,计算区域内顶点的穿透深度,利用色阶显示深度信息。实验结果表明,碰撞检测满足真实感和实时性要求。     

仿生鲨鱼皮盾鳞的参数化三维建模技术*

鲨鱼皮的减阻机制与其真实几何形态密切相关,针对目前仿生鲨鱼皮建模中参数化设计程度较低的问题,提出一种使用真实鲨鱼皮盾鳞数据进行参数化设计的几何建模方法。该方法将采集的鲨鱼皮μCT数据进行三维重建以获得盾鳞样本模型,并对盾鳞样本模型进行形态分析与参数定义。建立基于微分域网格变形算法驱动的参数化几何建模编辑系统,以实现盾鳞样本模型的几何形态设计。依据鲨鱼皮不同部位盾鳞模型的几何参数,实现了样本模型的参数化变形设计。试验结果表明该技术路线稳定可靠,变形设计过程无形态扭曲,最终结果能够反映鲨鱼皮不同部位盾鳞真实几何形态。     

复杂形态孔洞的网格模型修复

为了满足实际工程应用对复杂形态孔洞修复的需要,模拟拉链闭合原理,并基于局部最优化的权值规则和曲面最小能量值特性的k阶离散欧拉-拉格朗日方程,提出了一种具有C0~C2连续的网格模型修复架构。实验结果表明,该孔洞修复架构能有效地对复杂孔洞边界进行C0~C2连续修复。     

基于虚拟环境的制造系统仿真优化平台

根据国外先进仿真优化理念,提出了一种面向制造系统的仿真优化平台,构建了基于模型与算法分离的仿真优化系统框架以及仿真优化与虚拟建模环境子系统,并设计了一种新的基于遗传算法的混合优化算法用于驱动仿真优化引擎．在以上研究成果的基础上,开发了面向制造系统的仿真优化平台——Simopt．最后,通过实例验证了该系统的有效性．     

一种基于同心圆的环形编码标志设计与检测

在视觉测量领域中,当被测目标缺少检测特征或目标背景较为复杂时,通常使用编码标志提高特征识别效率和定位精度。提出一种改进的环形编码标志以及相应的检测识别算法。在传统圆形编码标志的基础上采用同心圆约束有效提高识别效率与稳定性,采用具有预设编码字典的查询纠错算法进一步提高解码稳定性,基于交比不变性原理实现了圆心的定位修正。实验结果表明,环形编码标志在不同角度、距离以及复杂背景环境下均具有良好的检测识别效果。