基于双色光刀的三维扫描仪标定方法的研究

为了解决双色光刀三维扫描仪的标定问题,分别采用直线对应法和基于最小二乘的标定方法对摄像机和光刀进行标定,设计并实现了三维扫描仪系统的标定,经试验表明,此方法简单易行,计算结果精度高,对数据测量的精确性和可靠性提供了保障。也为后续口腔修复CAD／CAM软件系统的开发奠定了基础。     

基于特征点和改进ICP的三维点云数据配准算法

在光学非接触三维测量中,复杂对象的重构需要多组测量数据的配准。最近点迭代(ICP)算法是三维激光扫描数据处理中点云数据配准的一种经典的数学方法,为了获得更好的配准结果,在ICP算法的基础之上,提出了结合基于特征点的等曲率预配准方法和邻近搜索ICP改进算法的精细配准,自动进行点云数据配准的算法,经对牙齿点云模型实验发现,点云数据量越大,算法的配准速度优势越明显,采用ICP算法的运行时间(194.58 s)远大于本算法的运行时间(89.13 s)。应用实例表明:该算法具有速度快、精度高的特点,算法效果良好。     

基于测地路径的牙齿模型交互分割算法研究

从3维牙颌模型中精确地分离出单颗牙齿是计算机辅助正畸治疗的重要步骤。由于牙齿有不同的形状并且不同个体之间有很大差异,其自动分离比较困难。为此,提出一种交互分割单颗牙齿的方法：首先,在牙颌模型上交互选定特征点,然后计算特征点间近似测地路径,待测地路径封闭后,利用区域生长方法从整个牙颌模型上精确分离出单颗牙齿。实验结果显示,该算法执行速度快,用户交互量少,且分割得到的牙齿边界线平滑,较好地满足口腔正畸的临床要求。     

一种基于PSO的自动化排牙方法

在牙齿三维矫正中需要对牙齿进行排列,常用方法是通过人机交互完成,效率不高。提出了一种基于粒子群的自动化排牙方法,将每颗牙齿上的特征点到标准牙弓曲线的距离和作为目标函数,利用粒子群算法对解空间进行搜索,在搜索过程中加入约束条件,得到牙齿移动的最终位置。利用该算法对牙齿进行排列,可以省去人机交互中的平移等操作。实验结果表明该算法能够有效地用于牙齿三维矫正中,提高了排牙效率。     

基于体半径函数的网格分割算法

为解决现有网格分割算法对表面局部特征和噪声敏感的问题,定义一种刻画模型体属性的测度——体半径,该测度具有姿态不变性和噪声鲁棒性.在此基础上,提出一种网格层次分割算法.计算模型顶点的体半径值,采用二状态高斯混合模型对体半径分布拟合,进行连通分量标注,获取模型的各子部件,结合图切分技术得到有视觉意义的分割结果.实验结果表明...     

基于遗传算法的点云数据配准

在光学非接触三维测量中,复杂对象的重构需要多组测量数据的配准。为此,提出一种基于遗传算法的线扫描点云数据配准方法。曲面线扫描点云数据同一表面的拓扑结构在不同视图下曲率变化趋势相同,根据该性质,利用遗传算法识别两点云数据集的重叠区域,并求解子集的坐标变换矩阵,完成配准。实验结果表明,与ICP算法相比,该方法的运行速度较快,且配准精度较高。     

特征保持的基于紧支径向基函数的点云简化

提出一种特征保持的基于紧支径向基函数的点云简化算法.算法采用迭代简化的策略:使用改进的k近邻算法计算点的k邻域,并根据每个点的局部最小二乘拟合曲面多项式计算每个点的高斯曲率;根据选择的紧支径向基函数,建立与点曲率和基函数支撑半径内点云密度相关的评估函数来评估点的重要性,删除函数值最小的点;更新与删除点相关的函数值,迭代删除值最小的点直到满足简化要求.实验结果表明,该方法能够精确地控制简化后点云的数量,尖峰信噪比高,且能够较好地保持点云的特征.     

基于Delaunay三角剖分和区域生长的散乱点云重构

提出了一种基于Delaunay三角剖分和区域生长相结合的对散乱点云进行三角网格重构的方法。首先计算了点云的Delaunay三角剖分,从中选取一个三角面片作为初始区域,然后在区域的边界边上迭代添加新的三角面片,通过曲面网格由局部到整体的动态增长最终生成了一张完整的三角网格曲面。与传统的区域增长算法相比,在区域生长的过程中使用自定义的可接受度因子作为判断添加新三角面片的标准,可以提高生成网格的质量。实验证明:该算法是快速有效的,并能在一定程度上避免狭长三角形的产生。     

基于RTW ERT/VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于RTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法.在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题.Matlab中的RTW是专门为实时仿真设计开发的.VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行,主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码,保证了实时性.同时提供了利用C-API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问.     

基于RTW ERT／VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于PTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法。在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题。Mathb中的RTW是专门为实时仿真设计开发的,VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行。主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码．保证了实时性。同时提供了利用C—API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问。