利用数码相机建立轿车数字模型库

在工业设计或建筑设计中,积累丰富的素材是成功作品的必要条件。随着计算机辅助设计技术的普及,建立数字化的素材库显得尤为重要;在汽车设计领域,现有的素材库多为2维的数字图像,而非3D模型。这里基于计算机视觉原理,利用数码相机,设计了一套轿车车型快速数字化系统,通过对轿车仿真模型的旋转、摄像来获取车身的3D信息。文中给出了两种国产轿车的设计实例,效果令人满意。     

雕塑实体计算机视觉建模方法研究

计算机视觉3D重构方法是一种很有前途的几何建模手段。但对于常见的黏土、石膏雕塑模型、传统的计算机视觉算法并不适用,其原因在于缺少表面特征。这里针对这种情况提出了一种新的计算机视觉建模方法。这种方法与CAGD技术紧密结合,首先将物体表面分割为N边域曲面片,经由边缘线提取、匹配,重构出曲面片的边界曲线;然后通过反射模型,图象光亮度分析求出曲面片的跨界切矢;最后综合上述信息,构造出光滑的曲面模型。     

车身复杂曲面的建模方法与应用

汽车车身是复杂的空间自由曲面，在汽车设计开发过程中，车身设计是直接影响设计成功与否的重要因素，而在车身的计算机辅助设计当中，复杂曲线和曲面的设计又是一个核心的问题。将设计思想或实物原型转变为CAD模型，是加速引进车型的国产化与产品创新设计的关键技术。通过对目前工程界采用的整体造型、参数法及工程图纸、三维测量等反求工程建模方法的介绍，讨论其造型技术的原理、过程和方法，分析了车身曲面球模的特点和主要问题。     

基于照片的实体建模方法的现状及展望

基于照片的实体建模方法指通过摄像、图像处理获得物体三维模型的方法。该方法源于计算机视觉,是一种方便快捷的三维建模方法。对基于照片的实体建模基础理论与方法进行了论述,并对目前国内外的研究动态进行了分析,提出了进一步研究的方向。     

汽车覆盖件焊装夹具设计参数库的开发

通过采用模块设计和参数化设计技术，研究车身薄板零件焊装夹具的定位特征和设计特征，建立汽车车身焊装夹具零件分类准则和相关设计准则，开发出汽车车身焊装夹具参数化零件库，为焊装夹具的设计提供有力支持。     

残缺数据环境下的轿车车门三维数模构建方法的研究与实践

介绍了在五缺数据环境下轿车车门三维数模构建方法，重点阐述了常见的残缺数据的种类及其解决策略，并将其具体应用到轿车车门的设计中去，同时对计算机辅助车身造型中的车身曲线，曲面的特点进行了分析。     

内燃机燃烧室芯头反求设计的CAD/CAM技术研究

以某发动机燃烧室铸造芯头为研究对象，采用非接触式光电测量技术获得了七万多个数据点，并对测量数据进行了预处理；运用CAD技术对散乱数据点进行了NURBS曲面拟合和光顺处理，生成了结构的三维实体模型；采用CAM技术对该芯头的数控加工技术进行了研究，编制了NC代码，加工出了符合要求的产品模型，成功的为某汽油机燃烧室的改进定型提供了技术指导。在此基础上生成的CAD／CAM软件系统可以应用于其它复杂曲面产品的反求工程。     

产品反求CAD建模工程化技术研究

研究了模型边界处理方法及复杂曲面局部特征设计方法，总结了CAD模型边界的三种获取方法，提出了基于零件视图投影原理，从2D图纸合成3D边界的技术方案，提出了一种以特征点为导向、基于多视图连续变换原理的3D边界和初始曲面模型匹配方法；提出了边界特征和内部特征曲面设计方法，给出了复杂形状产品反求CAD建模应用实例。     

Imageware在逆向工程中的应用

逆向工程（ReverseEngineering,RE）又称反求工程,是根据已经存在的产品模型,反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。     

基于CATIA V5的汽车三维标准件库的建立

提出一种在CATIA V5环境下运用知识工程参数化建立标准件库的设计方法。这种方法通过运用CATIA的知识工程顾问模块,以产品知识为基础,参数化地建立标准件模型,再把标准件模型导入Catalog模板实现标准件库的建立。并以标准件六角头螺栓的设计为例,详细地阐述了这种设计方法在产品设计中的具体实现过程。     

利用照片建立虚拟现实模型

虚拟现实技术有着广泛的应用背景,建立实体模型是其首要步骤。传统的几何建模方法费时、而且难以表现实体表面的真实特征。这里提出、实现了一种便捷的虚拟现实建模方法。首先对待建模对象进行用摄像,并将照片输入到计算机内,经过特征匹配、相机标定及纹理映射等步骤,最终得到具有表面纹理的实体模型。此方法简单易行,文中给出了建模实例,验证了所提出的方法。     

移动相机下基于三维背景估计的运动目标检测

室内环境中的运动目标检测是计算机视觉领域的研究热点,而移动相机造成的动态背景是运动目标检测的难点。本文提出一种基于同步定位与地图创建(ORB-SLAM)三维背景估计的运动目标检测算法,首先使用移动相机遍历整个室内环境,采用ORB-SLAM技术建立当前全局环境的三维背景特征点云模型;然后基于局部视频建立局部三维特征点云,根据定位信息将当前局部三维特征点云与环境三维背景特征点云进行嵌入,基于环境背景信息,采用三维均值漂移(3DMS)算法,对局部三维特征点云进行前景特征点提取;运用深度卷积神经网络,对提取的前景特征点所在候选区域进行运动目标确认。通过多个室内场景的实际实验进行验证,结果表明本文方法具有较高的运动目标检测准确率和召回率,提出的运动目标检测算法充分利用了三维背景信息,采用深度卷积神经网络进行确认,有效地改善了检测的准确性和鲁棒性。     

地面三维激光扫描仪与外架数码相机间安置参数的高精度标定

提出了地面三维激光扫描仪与外置数码相机安置参数的高精度标定方案。首先,利用商业化近景摄影测量系统对相机内参数进行单独标定;然后,利用回光反射标志作为二维和三维匹配的同名控制点,对直接线性变换进行拓展应用,在算法迭代过程将内参数作为已知值对外参数进行求解;最后,根据相机数据采集特点确定其拍摄全景时多张影像之间的位置关系,对多张影像的外方位元素进行求解,从而实现全景点云与全景完整影像之间的映射。进行了实验测试,利用安置参数标定结果反求验证点像素坐标与真实测量结果之差验证了本文标定方法的精度和可行性。实验显示:点云与影像间的映射精度可达到1像素左右;相机拍摄全景获取的影像与全景点云可以实现正确映射,表明提出的标定方法正确,满足纹理贴图及将影像作为特征提取辅助信息的精度要求。     

The measurement of discharge using a commercial digital video camera in irrigation canals

This paper presents measurements of the discharge by image techniques on the surface velocity field and water stage in irrigation canals. The velocity and stage gauge are obtained from a commercial digital video camera. The time series of the surface velocity and stage were collected simultaneously. Particle image velocimetry (PIV) was used to determine the surface velocities in the irrigation canal. PIV proceeds by using bubbles floating on the water surface as tracer particles, and making a cross-correlation analysis between two continuous images. The whole surface velocity distribution in the irrigation canals can be obtained. The water stage of the canal is obtained from the digital video camera images by making use of image segments to separate the stage gauge and the background. The discharge is computed by using the surface velocities and water stage via open channel velocity distribution theory. Comparing the discharge measured using image techniques with Parshall flume data shows that the differences are less then 5%. The results suggest that the image measurement techniques developed can be used in applications to estimate the discharge in irrigation canals effectively.     

Measurement of the forward slip in cold strip rolling using a high speed digital camera

The forward slip in strip rolling was defined as the relative difference between the roll surface speed and strip exit speed. It was always an important parameter because of its significant influence on friction and tension control. In this study a Phantom V3.0 digital high speed image acquisition and motion analysis system was used to record the movement of the roll and the workpiece during rolling. The pictures captured were analyzed to obtain the speeds of the roll and the workpiece along the roll bite, which then yielded the forward slip. The measurement accuracy has been validated by the mass conservation. The maximum relative error of the forward slip was only 1.6 %. The results have shown that the forward slip increased as the reduction increased for both dry and lubricated rolling. The roll speed did not change the forward slip in the case of dry rolling, but the forward slip was significantly reduced with roll speed when lubricated.     

面向真实感激光内雕刻的立体照相系统

论述了一种以真实感激光内雕刻为目的的立体照相系统的实现.为了得到真实感的三维雕刻数据,使用基于单相机光栅测量法的照相系统拍摄第1幅带光栅的人物肖像照片,以获取人物面部的三维数据,进而构造以三角片为基础的三维曲面;随后,迅速拍摄第2幅无光栅的人物肖像照片,将其抖动后的二值图像作为纹理图,映射到三维曲面后获得最终的雕刻三维数据.还详细描述了实现该系统遇到的关键问题及解决方案,包括生成最终三维雕刻数据的方法创新、算法优化,以及相关硬件设备的制作与改造.     

基于单数码相机的板料成形应变测量关键技术及其系统

设计并实现了一种基于单数码相机的板料成形应变测量系统MOSAS,并对其中的关键技术作了深入研究和讨论。在基于多视角几何原理、编码元技术实现各个拍摄视角相机姿态定位的基础上,本文使用光束平差等全局优化技术进一步提高定位精度;针对方形网格图像,综合运用数字图像处理技术自动实现亚像素精度的图像网格节点提取和网格拓扑关系稳健建立;结合极线约束和网格拓扑,实现多视图下同名网格节点自动鲁棒匹配;提出多视图下的三维重建方法以获得网格节点空间坐标;最后由有限应变理论解算出应变值.通过对网格边长为1mm标准模板的测量实验,表明MOSAS系统的三维重建精度为0.004mm(2σ),应变准确度不大于0.4%(2σ)。     

绕光轴旋转拍摄LCD上平面靶标实现相机标定

针对在相机标定过程中传统的图像拍摄方法需要拍摄很多幅图像的问题,本文采用绕相机光轴旋转拍摄LCD屏幕上的平面靶标的方法,以利用少量图像获取较高的标定精度.通过对显示在LCD屏幕上的一个具有不同大小圆形特征点的标定表绕相机光轴旋转拍摄几幅图像,利用亚像素边缘轮廓检测算法检测图像中的轮廓,采用最小二乘椭圆拟合方法得到亚像素椭圆中心坐标,在Zhang的算法的基础上考虑切向畸变系数进行相机参数的计算,计算过程中对所求参数进行非线性优化.本方法利用LCD屏幕存在可视角度这一特性以及极高的几何精度和纯平面性的优点,与以往的拍摄标定方法相比较,本方法所需要图像幅数少,仅需3幅图像就可实现标定并得到较高的标定精度.实验表明,重投影平均误差在0.04个像素左右.证明了该标定方法的可行性和高的标定精度.