二维非规则碎片匹配的算法

提出了一种基于曲率相似性的二维碎片轮廓匹配算法。该算法根据碎片轮廓上各点的曲率值来确定轮廓上的特征点，按照特征点对轮廓进行分段，将二维碎片的匹配简化为特征段的相似性度量与可匹配性验证。对可匹配的轮廓段进行欧氏变换以拼合两个轮廓曲线，自动地检测在当前变换下两个轮廓是否有重叠情况存在。没有重叠的两个轮廓组合起来更新为一个新的轮廓，进行再匹配直至重建过程完成。实例表明，算法是有效、稳定的。     

基于组合式测量的复合材料点云数据拼合及模型重建

针对大尺寸复合材料薄膜表面信息采集,提出一种组合式测量方法,将摄影测量系统与三维扫描系统结合,进行数据采集和拼合,从而完成模型重建。首先通过CCD相机对布置在物体非接触表面的标记点和编码标记点完成区域定位,根据基于SVD分解的配准算法,通过若干区域的公共编码标记点使区域数据拼合到全局坐标系统。将三维扫描仪测得的局部数据通过标记点在区域坐标系统中定位,根据配准算法完成局部数据在区域坐标系统下的拼合,进而配准到全局坐标系统。对整体优化配准后的数据进行曲面重构以及平面度分析等进一步的研究。实验结果表明,该方法有效可行,区域和局部拼合误差合理。     

3维碎片拼合的算法研究

为实现艺术珍品保护或古器物修复中3维碎片的比对和拼接,提出了一种空间任意形状的3维碎片拼合算法。该算法首先对由实物测量数据建立的三角网格模型进行预处理,即去除模型中所存在的一些缺陷,以提取模型边界轮廓曲线;然后对碎片的边界轮廓离散点进行五次B样条插值,同时计算轮廓曲线上各个点的曲率、挠率和法矢,并据此分析3维碎片轮廓曲线的几何特性;接着根据轮廓曲线上各个点的总曲率来检测轮廓的特征点,并对轮廓进行分段;最后根据曲率、挠率的变化对不同轮廓上的特征段进行相似性度量,并运用法矢对相似性程度较高的轮廓段进行可匹配性验证,同时计算出可匹配轮廓段的坐标转换关系,以实现碎片的拼合。实例表明,该算法是高效、稳定的。     

无人机协同设计的数据管理系统研究

面向无人机协同设计过程,以实现工程数据的有效管理为目的,建立一种协同数据管理系统.该系统采用并行工程的思想,对数据的同步、更新与其享等环节进行管理,为工程数据的完整性、一致性与安全性提供了保障.结合某型号无人弹射飞机研制过程,阐述了数据管理系统的工作方式,验证了系统的有效性.     

稀疏点云的曲面重构

为研究曲面重构中的一类特殊数据,针对稀疏点云提出了一种高效、简单、实用的曲面重构方法。首先分析稀疏点云自身特点,按特征进行预处理与分块。然后依次拟合曲线,通过参数化优化与调整,得到适合造型的曲线,并且引入迭代、渐进的思想来弥补部分数据的缺失。最后利用两种典型重构方法分别对不同分块数据进行曲面重构。实例表明,该方法解决了稀疏点云的曲面重构过程中由于点云信息量少造成的重构困难。     

基于局部基面参数化的点云数据边界自动提取

提出了一种反求工程中基于局部基面参数化方法的点云数据边界特征的自动提取方法。首先选择合适的局部基面 ,然后用点云垂直投影于局部基面投影点的参数化代替空间点的参数化 ,二次参数曲面逼近点云 ,再利用曲面的微分特性估计点云数据的曲率值 ,求出曲率极值点 ,从中提取边界点。通过这些边界点可以进一步拟合边界曲线 ,达到对点云数据进行自动分片的目的。该方法具有较强的可操作性和实用性 ,对于反求工程的自动化和智能化研究具有实际意义     

二维碎片轮廓曲线的匹配算法

笔者提出了一种二维轮廓匹配的方法，该算法是对图像之间相似性度量的Hausdorff距离的进一步推广。首先，以特征点及其两侧的若干点构成特征段，用特征段对轮廓进行分段描述，然后用特征段之间曲率的Hausdorff距离来度量分段轮廓之间的相似性，获得匹配结果。该算法充分利用轮廓线的几何特征信息，既保证了较好的匹配精度，又能显著提高算法速度。     

基于Hausdorff距离的多尺度轮廓匹配算法

在提取碎片轮廓线的基础上，提出一种以Hausdorff距离为度量准则的轮廓匹配方法。该方法的基本思想是首先采用卷积积分的方法，在多尺度空间里通过对轮廓进行重采样来计算轮廓上每一点的曲率并选取特征点。特征点及其两侧的若干点构成轮廓的特征段，然后由特征段之间的Hausdorff距离来比较二者的相似性，即为匹配程度。当Hausdorff距离小于给定的容差时，说明与特征段相对应的轮廓是匹配的。实验证明该方法是有效的。     

复杂结构的公差分析及优化

公差分析和优化是产品设计过程中的核心部分,在降低成本和提高产品质量方面起着重要的作用.介绍了复杂结构的公差分析及优化过程,阐述了公差分析的原理和步骤;以医用喷射装置为研究对象,建立三维CAD模型、装配尺寸链模型及公差分析模型;运用公差分析模块,计算出装配封闭环在极值情况和统计情况的实际分布情况.根据敏感度和贡献度数值查找影响装配精度的关键尺寸,对不合理的尺寸精度提出优化.     

基于遗传算法的曲面匹配

提出了一种基于遗传算法的曲面匹配算法。该算法构造曲面的有向深度图像,将问题由3维转化到2维,通过图像的比较来获得曲面的匹配误差。由匹配误差值得到适应度值,使用遗传算法对曲面的匹配位置在7维空间中进行寻优,得到最优匹配。该算法稳定、高效。