列车车轴空间直线度检测

为了准确、快速地测量列车车轴的空间直线度，构建了列车车轴空间直线度测量系统，对所述测量系统采用的空间圆拟合、空间直线拟合、直线度测量等算法进行研究。首先，根据被测对象的特征介绍了基于空间平面与空间球相切空间圆拟合算法；然后，利用随机采样一致性（RANSAC）算法迭代出符合模型的最佳点集，在列车车轴截面空间圆拟合获取的数据基础上对列车车轴截面空间圆圆心所处数据进行分析，并利用狼群算法拟合空间直线，即通过空间截面所处位置的列车车轴截面空间圆的圆心坐标拟合列车车轴空间直线；最后，利用狼群算法对列车车轴空间直线度进行测量，并把测量数据与激光跟踪仪数据进行对比。实验结果表明：基于狼群算法的列车车轴空间直线度测量精度为0.01 mm，能够满足列车车轴空间直线度测量的高精度、高稳定性及测量重复性等要求。     

一种改进的角点探测方法

提出了一种改进的角点提取算法。该算法是基于角点的性质,即在角点的某个邻域内,图像灰度变化在任意一条通过该点的直线上都很大。本文利用此性质对象素点直线方向上灰度变化值求取极值,建立角点候选点。再通过SUSAN特征检测原则进一步剔除虚假角点。测试表明改进后的算法具有运算量小,定位精度高,抗噪能力强的特点,易于实时实现。     

基于特征提取和匹配的图像倾斜校正算法

针对图像中不包含明显直线的情况,提出一种基于特征点提取的图像倾斜校正算法。该算法建立在与无倾斜的训练图像比对基础上,利用特征点构造直线,不依赖于原图中是否存在直线进行倾斜检测,具有尺度、平移无关性。使用双向最大相关系数匹配,匹配正确率较高。利用大数原理对数据进行处理,去除误匹配的影响。该算法最少可以利用两个匹配对,检测出图像倾斜角度。结合本文的应用背景,本文还设计了一种用于特征提取的圆形模板,具有类似于旋转不变的性质。     

特征提取和匹配的图像倾斜校正

针对图像中不包含明显直线的情况,提出一种基于特征点提取的图像倾斜校正算法.该算法建立在与无倾斜的训练图像比对基础上,利用特征点构造直线,不依赖于原图中是否存在直线,具有尺度、平移无关性.首先使用双向最大相关系数匹配,匹配正确率较高;然后利用大数原理对数据进行处理,去除误匹配的影响,该算法最少可以利用两个匹配对,即可检测出图像倾斜角度.结合应用背景,还设计了一种用于特征提取的圆形模板,具有类似于旋转不变的性质.     

Hough变换在表面污渍检测中的应用

针对具体芯片图像的形状特征,提出了基于改进Hough变换的几何配准算法.该算法利用边缘点的梯度方向信息,以及通过圆上任意一点并沿着该点法线方向的直线必定经过该圆的圆心这一几何性质,将三维Hough变换空间简化为二维空间,较好地解决了传统广义Hough变换运算时间长、存储空间大的问题.实验表明,可以有效地对两幅图像进行配准,从而检测出芯片表面的污渍.     

基于二重编码和坐标变换圆形窗口对直线裁剪的算法

直线裁剪是几何造型中的重要内容。提出一种通过二重编码和坐标变换实现圆形窗口裁剪直线的算法。该算法首先通过二重编码快速舍弃大部分位于窗口外的直线段,然后通过坐标变换判断出剩余直线段与圆形窗口的相对位置,并求出其交点。应用实例表明,与其他算法相比,该算法简化了裁剪的逻辑判断过程,且将求交过程简化为加减法的运算,避免了求解二次方程,故大大提高了算法效率。     

基于Hough变换的平行直线检测改进算法研究

根据经典Hough变换检测空间直线的原理,提出了一种基于Hough变换的平行直线检测改进算法,将采集到的图像进行二值化处理,再使用Sobel算子对该二值化图像进行边缘检测,对边缘检测得到的图像进行Hough变换和峰值点检测,由峰值点得到直线段图像,最后使用本文提出的改进算法计算出所有直线段的斜率,利用斜率相等来判定平行直线.通过对比实验证明,该算法能得到更高的精度,并缩短了运行时间.     

利用直线参数信息的建筑物灭点检测方法

针对现有的灭点检测方法未充分利用产生灭点的直线的参数信息,导致检测精度较低、计算量较大等问题,提出了一种利用直线参数信息的稳健灭点检测算法。首先采用Canny算子和Hough变换相结合的方法提取出建筑物图像中较长的稀疏直线,通过分析直线的参数信息,对不同方向直线进行聚类,并证明了各方向的直线参数满足线性分布关系;然后利用稳健回归算法建立直线参数的线性模型,并据此去除外点,获得产生有效候选灭点的有效直线束;最后根据有效直线束计算曼哈顿方向的最优灭点。实验结果表明,所提的灭点检测算法应用于规则建筑物图像的摄像机标定时,焦距的平均误差为1.05像素。     

运用Freeman准则的直线检测算法

提出了一种简单而高效的在二值图像中检测目标物体直线边界的算法．基于Freeman提出的关于数字直线的准则和数字直线的特征,得出线段元是数字直线的组成部分这一性质．基于该性质,该算法以线段元为基本单位进行直线的构造,从而能高效、准确地检测出图像中物体边界中的直线．此外,该算法还可用于检测二值图像中物体边界的拐角．     

基于欧氏距离的拐点检测算法

拐点是数字图像中的一个重要信息载体，提出一种新的拐点检测算法，该算法并非寻找连续空间中曲率的离散近似计算方法，而是源于离散曲线的外观特征，推导出离散曲线上拐点处k个点对间欧氏距离平方和局部最小这一重要性质。基于该性质，本算法首先利用Freeman链码的性质过滤掉物体边界上明显不可能成为拐点的象素，然后在剩余的边界点中通过寻找该局部最小值定位出拐点。给出了本算法与四种著名拐点检测算法的对比实验。     

渐进迭代逼近方法在曲线变形上的应用

目的 随着几何造型、计算机动画等领域的快速发展,曲线的自由变形技术在近年来受到了广泛的关注。为了获得更多有趣、逼真的变形效果,提出基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。方法 给定数据点集,首先采用渐进迭代逼近方法或是基于最小二乘的渐进迭代逼近方法产生待变形曲线;其次对待变形区域使用延拓准则,基于主顶点方法与待变形曲线的形状信息选取控制顶点进行调整;最后对调整后的控制顶点运用局部渐进迭代逼近方法生成逼近曲线,得到期望的变形效果。结果 此变形操作借助于局部渐进迭代逼近方法,具有较好的灵活性。通过茶壶、面部轮廓、手等数值实例,表明了该方法可以得到良好的变形效果。进一步地,借助于叠加变形还可以得到整体的、周期的、伸缩的等各类更加丰富的变形效果。结论 本文研究渐进迭代逼近在曲线变形上的应用,将主顶点方法引入曲线的变形之中,把两者相结合提出了基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。该算法不仅具备渐进迭代逼近方法的收敛稳定性,且借助于主顶点方法,可以得到较好的变形效果。该方法适用于曲线的局部变形,丰富了曲线的变形效果。     

基于误差控制的自适应3次B样条曲线插值

针对现有曲线插值算法不能有效压缩型值点的缺陷,研究了一种自适应三次B样条曲线插值算法。从型值点序列中选用最少的点插值一条初始曲线,基于提出的点到曲线的最小距离计算方法,分别计算各非插值点对应的插值误差,并从中提取最大插值误差。若最大误差大于给定的误差阈值,则将其对应的型值点加入插值型值点序列,重新插值曲线,直到最大插值误差满足误差要求。与现有曲线插值算法相比,该算法可以在保证插值精度的前提下有效压缩数据量。     

线点包容检测算法

提出的算法是先以快速的方法判断线与多边形是否有交点,如有,则求出线与多边形的各个交点,将交点进行排序,将此线按交点顺序分为多段;如果无交点,则此线只有一段。检测各段中点是否位于多边形内,如果位于内部,则此段在内,否则此段在外。以倾斜射线法检测点的包容性,其特点是此射线不与多边形的顶点或边重合,无须作特殊情况的处理,计算区域小,因而计算量小,对自相交多边形及带孔多边形等多类情况同样适用。通过编写程序计算验证表明,此算法简单有效、稳定可靠,适用于多类情况。     

基于成长型神经网络以线段为基元的曲线重建

在逆向工程中,对基于散乱数据点的曲线重建研究有着重要的意义。曲线可用线段基元逼近。提出使用成长型神经网络以线段为基元的曲线重建新算法。给定某一曲线的散乱点集和一初始折线,新算法优化折线上的顶点位置,使折线更好地逼近散乱点;持续分裂折线上活动性强的顶点和删除活动性最弱的顶点,使折线上顶点的分布更符合散乱点数据的概率分布。实验结果表明,新算法能够取得良好的曲线重建效果。     

基于节点的线状图骨架提取算法研究

文中提出一种重视保留节点形位信息的线状图骨架提取算法,首先提出了截面序列的概念,光栅线索两侧的两个与线素走向近似垂直的轮廓点连线构成了一个截面,一组连续斋构成了一个截面序列,由不属于截面序列的轮廓点可计算出节点位置及拓扑结构关系;最后将通过同一节点并满足光滑性条件的截面序列归并为同源线索,并对其提取中心线得到的线状图骨架。     

带约束的B 样条曲线曲面延伸技术

论文提出了一种带光滑有序点列约束的B 样条曲线延伸方法。该算法能 够根据约束点列的情况对曲线延伸部分所对应的节点值进行优化,通过插值尽量少的约束 点,使得延伸曲线与约束点列之间的最大距离小于预先给定的误差值,并且延伸曲线与原始 曲线之间自然达到最大阶连续。该方法也同样适用于带曲线约束的B 样条曲面延伸。实例 表明,所提出的算法是可行且有效的。     

二值图象曲线轮廓提取的新算法

从二值图象中得到曲线轮廓（简称曲线化）,在计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）中有重要的作用,为了更有效地从二值图象中提取更高质量的曲线轮廓,提出了一种新的二值图象曲线化的算法,该算法的核心是对待拟合折线进行自动分段和对分段曲线进行三次Bezier曲线拟合,与传统的二值图象曲线化方法相比,由于它能够获得更高质量的图象边界轮廓,因而从根本上解决了点阵图象轮廓无法在线性设备（绘图仪,刻字机,数控机床等）中直接输出的问题,并避免了出现形变（锯齿效应和折线效应）的难题,经商品化刻绘软件（“文泰刻绘”）广泛使用证明,该算法具有很强的实用性,其效果和速度已接近国外同类软件的水平。     

基于分段Bezier曲线的手绘雕刻图案矢量化

针对手绘复杂雕刻图案的特点,利用分段三次Bezier曲线实现手绘复杂雕刻图案的矢量化。提出一种自适应区分线条图案和区域块图案及提取区域块图案边界的解决方案。依据检测的角点信息将得到的轮廓边界分解成若干条独立的线段。曲线拟合时,为提高拟合精度,根据线段数据点到曲线的偏移量对线段进一步细分,提出一种实现分段曲线光滑连接的新方法。实验结果表明,该方法对手绘复杂雕刻图案的矢量化具有算法复杂度低、矢量化效果较好的优势,有广泛的实用性。     

Cubic B-spline curve approximation by curve unclamping

A new approach for cubic B-spline curve approximation is presented. The method produces an approximation cubic B-spline curve tangent to a given curve at a set of selected positions, called tangent points, in a piecewise manner starting from a seed segment. A heuristic method is provided to select the tangent points. The first segment of the approximation cubic B-spline curve can be obtained using an inner point interpolation method, least-squares method or geometric Hermite method as a seed segment. The approximation curve is further extended to other tangent points one by one by curve unclamping. New tangent points can also be added, if necessary, by using the concept of the minimum shape deformation angle of an inner point for better approximation. Numerical examples show that the new method is effective in approximating a given curve and is efficient in computation.     

A B-spline curve extension algorithmB 样条曲线延伸算法

B-spline curve extension is an important operation in computer aided design systems. In this paper, we present a new extension algorithm for B-spline curves. The algorithm uses curve unclamping to generate a uniform B-spline curve segment from the original curve and gradually extends the segment to pass through every target point. Algorithms of uniform B-spline curves are used such that our algorithm has a low time cost and can easily handle arbitrary-order derivative constraints at the target points. Generalization for non-uniform rational B-spline curve extension is also discussed, and examples show the efficiency of our method.