基于半空间性质的函数曲面与自由曲面求交算法

本文提出的函数曲面与自由曲面求交算法,基于函数的半空间性质,分别将自由曲面上的一系列u向线、w向线进行离散、判断、求交,排序、连线。本算法具有简便可靠、节省内存的优点。     

NURBS求交算法—曲面部分

NURBS曲面的R-cube求交算法通过改变曲面凸包的形状而使得曲面与其凸包贴得更近,从而减少求交过程中的曲面细分次数,提高计算速度。当曲面细分到足够小时,用双线性插值曲面片代替一般的小平面片求出近似交线,提高了求交精度。文中给出具体的实现过程、流程图和实例。经实用系统的验证,这种求交算法具有稳定、可靠、速度快和精度高的特点。     

注塑模 Z-MOLD 系统中的曲面求交算法

介绍了曲面求交的关键算法,给出了高效的曲面求交初判方法,并对传统的交点有效性检验法进行了补充。     

一种等距曲面求交的新算法

参照了等值线的方法，采用先确定交线拓扑结构，然后进行跟踪的方法，来进行参数曲面的等距曲面鲁棒、精确和高效的求交计算，采用该方法，可以直接得到交线在两张原曲面参数域上的轨迹，而不需要进行等距曲面的逼近或从三维交线反求参数域上的轨迹，并且交线都以定义在[0，1]上的参数曲线的形式给出，数值实验证明，算法可以有效地解决等距曲面求交的子环遗漏、分支跳跃、乱序跟踪等问题，精确鲁棒地计算出交线。     

基于包围盒编码的曲面求交算法

利用包围盒编码技术,以分割后的小曲面片为基准,建立新的坐标系,并分别构造各小曲面的最小包围盒,以每个包围盒的中心为坐标中心,进行空间划分和编码;分割求交曲面,并取各小曲面的角点和顶点,利用角点和顶点所在区域的编码间的逻辑运算来判断曲面与包围盒的关系,以此提高求交效率.     

注塑模Z—MOLD系统中的曲面求交算法

介绍了曲面求交的关键算法，给出了高效的曲面求交初判方法，并对传统的交点有效性检验法进行了补充。     

一种参数曲面求交方法

本文综合网格逼近法和追踪法各自的优点，提出一种混合求交算法。通过理论分析，给出运用实例以及实施的数据结构，该算法能满足稳定性好、精度高、能保证拓扑一致性、效率高等要求。     

自由曲面与函数曲面求交的数值解法

本文利用u-w参数平面与xyz空间的对应关系,把以双参数形式给定的自由曲面 P(u,w)=[X(u,w),Y(u,w),Z(u,w)] Umin≤u≤UmaxWmin≤W≤Wmax 与以隐函数给定的函数曲面 g(x,y,z)=O 求交这一空间问题,转化为u-w参数平面上曲线flu,w,=O的求解这一平面问题。通过曲线的导数信息和曲线上的一个初始点,又将后者转化为一个一阶常微分方程组的初值问题。从而导出了双参数自由曲面与函数曲面求交的数值解法,并在此基础上,具体讨论了计算机辅助几何设计中常用的Bezier曲面、Coons曲面,B-Spline曲面这三种不同类型的自由曲面与函数曲面求交问题,分别给出了相应的求交迭代格式。     

改进的迭代最近点快速点云拼接算法

针对迭代最近点算法未涉及点云彩色信息且匹配速率较低的问题,提出一种改进的迭代最近点云快速拼接算法。基于NCAM光学追踪彩色与深度信息,将色彩特征点与随机采样相结合,构建彩色点云模型,进行特征点采样;采用伞曲率体积积分不变量算法对特征点进行描述,构建带色彩约束的目标函数,并通过四元数法和特征值分解法求解最优值,实现点云数据的有效拼接。实验结果表明,改进的点云数据拼接算法可以有效地提高拼接效率及拼接精度,从而提高拼接质量。     

Optimized initial aligning algorithm for point cloud registration

This paper deals with the initial aligning problem of pairwise point cloud registration. A novel Distance Disparity Matrix algorithm derived from Euclidean invariants of rigid motion is proposed to prune the obvious outlier matches while keeping the most inliers.The pruned matches are then sent into a Least-Squares Backward procedure to estimate optimized rigid transformation in fewer iterations.The employed thresholds are automatically determined with respect to the actual resolution of input point clouds. Experimental results show that the proposed strategy effectively eliminates the outliers to achieve better initial alignment at a high speed, and further enhances the performance of point cloud registration.     

Kriging点云滤波改进算法及监测试验研究

为进一步提高三维激光扫描技术的量测精度,从优化滤波算法的角度出发,基于Kriging改进算法,考虑描述对象的空间相关性质,针对点云数据的滤波处理问题,研究点云格网化滤波的优化方法。以实际工程为依托,通过现场监测比对试验,对三维激光点云数据进行格网化处理和分析,将试验得出的变形数据与传统方法的量测数据进行对比。结果表明：基于Kriging滤波的改进算法不仅能够高效识别和提取隧道轮廓断面可视化数据,而且可以高效、准确地获得隧道变形;试验的拱顶下沉数据与传统量测数据较接近,而周边收敛数据则有一定的差异。三维激光扫描技术下的隧道变形监测在一定的环境条件下能较好地反映隧道变形的真实情况,为隧道工程的施工提供有效的安全预警。     

基于MLS点云模型特征的提取算法

针对以往特征提取算法提取边界特征效果不理想和特征识别时间较长的问题,提出了一种改进的点云模型特征边界线提取算法.该算法以移动最小二乘法为基础,在对已有的边界特征提取方法研究的基础上,结合研究对象棱角分明的特点,提取点云模型边界特征点集,利用双向搜索方法快速生成模型的特征边界线,并对得到的特征边界线进行特征修复,从而得到较为稳定的点云模型的特征边界线.实验结果表明,该算法能快速地提取点云模型的特征边界线,为后续基于特征边界的建模节约了大量时间.     

用于点云曲面重构的数据精简方法研究

数据精简是进行曲面重构的重要内容.通过分析现有精简方法的不足,采用了根据曲率变化对原始散乱点云进行精简的方法,重点研究了散乱点云的空间划分、邻域搜索、曲率估算和曲率精简原则.对具有不同特征的测量数据进行了精简分析,实验结果表明该方法得到了更合理的精简效果.     

V－SLAM中点云配准算法改进及移动机器人实验

针对移动机器人视觉同时定位与地图构建(visual simultaneous location and mapping,V-SLAM)中,存在帧间配准误差大造成重建精度低、位姿轨迹丢失的问题,提出一种三阶段改进点云配准的ICP算法.首先通过RANSAC(随机采样一致性)采样策略对RGB图进行点对的筛选从而获得内点完成预处理;然后采用基于刚体变换一致性的对应点双重距离阈值法完成点云初配准;在得到良好的初始位姿下,引入一种动态迭代角度因子的ICP精配准方法.在后端部分引入滑动窗口法和随机采样法相结合的关键帧筛选机制,结合g2o(general graph optimization)图优化算法优化机器人位姿轨迹,实现全局一致的VSLAM系统.采用标准点云模型对本文算法与文献算法进行点云配准实验对比,在配准精度上有明显提高;通过移动机器人在真实环境下的地图重建实验,验证了本文算法的有效性;最后基于TUM数据集的实验表明了本文算法能有效估计出机器人运行轨迹.     

顾及相邻点序号差的路面点云自动提取方法研究

现阶段车载点云道路提取的研究主要为有规则路坎的结构化道路,而在现实中有些道路两侧是草地,结构化道路的提取方法不再适用.针对此问题,本文提出一种融合移动窗口高差和相邻点序号差的路面自动提取方法.首先利用相邻点间距实现扫描线的提取,接着根据移动窗口高差和相邻点序号差提取道路边界点,并采用RANSAC(RANdom SAmp...     

红外云杂波下点目标检测算法性能评价

针对目前红外云杂波下点目标检测性能评价方法存在的局限性,提出了一种新的评价方法。首先,对影响检测性能的各要素,建立了杂波量化模型、探测器噪声模型和目标能量量化及传递模型;结合检测器理论,构造了算法性能表征参数。然后,将量化结果作为输入,利用基于遗传算法的BP神经网络建立量化结果与算法性能表征参数的数值关系。最后以Top-Hat算法和Butterworth滤波器为例,采用该方法评价并分析了其目标检测性能。实验表明,本方法误差在5×10-4以下,具有较高的评估精度。本方法将影响检测性能的耦合因素进行解耦合,通过该模型,不仅可以掌握算法性能变化规律,还能够为探测系统的总体设计和算法的选择提供依据,具有理论意义和工程应用价值。     

基于点云数据的立木树干局部曲面拟合及拓扑结构

基于海量测量点云数据加工处理的关键是通过获得点云的局部特征拓扑结构来精简数据,而其算法的效率尤为重要。本研究首先对缺乏足够几何拓扑信息的点云,建立每个数据点邻近点的几何拓扑信息,同时综合运用重构管道曲面和随机霍夫变换算法,对立木树干进行拟合。实验结果表明,其效果明显优于双三次Bezier曲面插值拟合法。然后改进求取K近邻获取拓扑信息的算法,也得到了良好的精简效果。     

基于改进RANSAC算法的车载LiDAR地面点云提取

针对传统RANSAC算法提取车载LiDAR地面点云精度低、结果不稳定等问题,提出了一种改进的RANSAC算法.使用KD-Tree构建点云拓扑关系并将点云空间划分成不同区域,设置邻域半径得到每个点的邻近索引并计算点云法向量,根据法向量对地面点云进行粗提取.遍历粗提取的地面点云求平均高程,将其作为阈值滤除较高的地物点得到地...