混合数据模型在建筑物三维建模中的应用

对三维空间数据模型进行了深入研究,根据建筑物特点提出了一种基于八叉树和NURBS的混合数据模型。混合模型采用了八叉树作为整体描述,利用了NURBS描述实体的不规则曲面。存储结构采用扩展节点和混合式的八叉树结构,编码方法采用八进制前缀编码技术。根据混合模型设计了建筑物三维建模的数据结构,利用OpenGL实现了建筑物三维建模和可视化系统。实验结果表明,模型系统体现八叉树和NURBS的优点,具有一定的实用性和较好的可视化效果。     

基于正四面体的八叉树法三维有限元网格生成

给出了一种新型的、比较简单的基于正则四面体的八叉树空间分解法,来生成三维有限元计算中四面体网络单元,为三维电磁场计算中的难点问题之一-网格的全自工业动生成提供一条思路.首先阐述了传统八叉树的基本思想,根据八叉树分解空间法的基本特点选择边界表述法进行前处理中的实体建模.然后在此基础上详细论述了正四面体八叉树法划分空间、直接生成四面体网络单元的基本过程.最后给出了简单实体的剖分结果作为示范.     

矿山GIS中线性四叉树与线性八叉树混合数据结构的研究

分析了线性四叉树、线性八叉树两种数据结构的特点，介绍了一种基于十进制的线性八叉树编码技术，针对矿山ＧＩＳ中空间三维目标与二维目标叠置分析存在的问题，提出了一咎基于四叉树的线性八叉树的数据结构，试验表明，这种数据结构能较好地解决矿山ＧＩＳ与ＤＥＭ、ＲＳ的结合。     

一种新的三维边界探测算法

本文在线性八叉树的理论基础上，提出了一种新的三维物体边界探测算法，根据本文第4节中的分析，该算法在分辨率确定的情况下所生成的边最“薄”，而且与┃AGR2算法相比，在处理比较复杂的物体时速度快大约2－4倍，但所需的内存量与AGR2算法几乎相等。此外，本文还提出了一种有效的线性八叉树的解码方法。     

基于二分法的六面体网格生成算法实现

有限元分析的精度和效率依赖于网格数量与质量。对于复杂的三维模型,目前还没有一种有效的算法能自动生成高质量的六面体网格。在八叉树法的基础上,通过模型几何特征的识别,依据模型特征构建平衡八叉树,二分法模板加密过渡单元,保留内部网格并将边界点投影至模型表面形成最终网格,实现了六面体网格的生成。利用Laplace节点平滑技术优化网格质量,并采用Scaled Jacobian标准对生成的六面体网格质量进行评价。实验分析表明,网格质量符合有限元分析要求。     

顾及矿山特性的三维GIS数据结构与可视化

在对几种可以应用的三维数据结构进行分析的基础上,指出TIN、三维栅格、八叉树、三维矢量、TEN、面向对象等数据结构可以实现对不同特点矿山实体的三维表达与模拟,而三维混合数据结构则是最有效的,三维数据结构是实现三维可视化包括三维景观模拟、三维数据场可视化、虚拟GIS应用等的基础。     

基于八叉树的复杂地质体块段模型建模技术

为了有效地减少地质块段模型的数据量,提高建模过程中运算速度及准确性,采用八叉树结构表达块段模型,对三维目标空间进行块段细分;提出八叉树与有向有界箱（OBB）树相交测试算法以提高建模过程中的运算速度,同时改进射线法判断点在多面体内外及点在面状模型上下的算法,以确保复杂地质体块段模型建模的准确性．用C＋＋开发语言实现建模算法并与其它同类软件相比较,结果表明：采用该方法从表面模型到块段模型的转换速度比目前国际上常用的矿业软件要快30％～40％,结果准确,所需存储空间较小,便于空间检索与分析,对于地质模型的工程应用具有重要意义．     

八叉树在三维建模中的应用

三维建摸过程中,图形顶点的存储和查找是影响建模速度的重要问题.文章采用八叉树算法存储和查找顶点,并给出了算法的实现过程.实验结果表明,该方法能有效存储和查找顶点,能够提高三维建模时查找顶点的速度.     

几何造型中的八叉树描述法

本文研究了几何造型中的八叉树描述法，提出了八叉树描述法中细分后的立方体分类新方法。该方法通过简单的计算，避免了复杂的面面相交及点分类计算，使立方体分类运算得以简化。实践证明该算法在工程应用中是非常有效的。     

三维实体模型在公路设计中的应用研究

采用CAD软件系统建立公路三维模型可方便、快速地检验和评分公路设计方案，目前常用的公路三维建模方法是面模型方法，存在着交接拼合计算困难、不可剖切和切割等不足。为此提出了公路三维实体建模方法，该方法是在逐桩进行横断面“戴帽子”设计之前，由数字地面模型（DTM）建立地形实体，由路线平面、纵断面及路基标准横断面建立公路填方实体和挖方实体，填控过程可由实体间的布尔运算（并、交、差运算）来实现，即地形实体与挖方实体进行“差”运算，再与填方实体进行“并”运算，所得结果是公路及其周围地形共同组成的组合实体，同时得到填、控方体积，并可剖切得到任一桩号处横断面，为公路平、纵、横设计提供了三维可视化分析工具，该实体建模方法原理简明，在CAD系统中易于开发实现。     

基于等值面拓扑简化的三维重建算法

针对工业CT无损检测中缺陷的空间信息无法准确判断的问题,提出了重建缺陷的算法。该算法使用八叉树来节省内存,并同时从内部增加和外部切除体素的方法来准确找到缺陷的边缘,利用MC提取的等值面经过拓扑简化得到最终的重建模型。实验表明,该方法可以实现对缺陷的三维空间形状观察,并提高了检测效率,得到了缺陷在空间任意方向的分布。     

计算机绘制出三视图图线整理和投影关系的检查

针对同一物体用计算机绘制出的三视图图线组合具有多样性和可能存在的各视图间投影关系的错误，本文作者提出一种唯一性识别图线和检查图形实体投影关系的算法，并在此基础上编制出了能在Auto CAD图形系统中使用的实用软件。     

概率犹豫模糊集的再定义及其在群决策中的应用

为了更好地解决概率犹豫模糊集多属性群决策问题,构建了一种在不同维度下比较各方案综合属性值大小的决策模型.首先,以二维坐标形式给出概率犹豫模糊集(PHFS)中的隶属度和概率,并在此基础上建立概率犹豫模糊元(PHFE)的二维几何距离模型和二维离差程度系数模型; 其次,对PHFS中的隶属度赋予相应的评审专家权重,并用三维坐标刻画隶属度、概率和评审专家权重,以此建立PHFE的三维几何距离模型和三维离差程度系数模型; 再次,在二维与三维条件下分别计算2种维度下PHFE的综合值,并利用Maclaurin对称平均算子对以上2种维度下各个PHFE的综合值进行集结并排序; 最后,利用实例对在2种维度下建立的算法进行了验证分析.结果显示所建立的算法均可对各方案进行有效地排序,但由于在三维视角下建立的决策模型能够反映评审专家的偏好问题,因此该模型的决策效果相对更好.     

基于Kinect传感器的机器人室内环境检测方法

针对移动机器人室内环境检测问题,提出了一种基于Kinect传感器的目标物体检测方法.利用Kinect传感器采集的视频图像和深度数据来实现对机器人工作环境中已知特征目标物体和完全未知目标物体的检测及定位.对于已知特征目标通过颜色特征分析来完成检测,而对于完全未知的物体则通过深度地面消除算法和提取深度图像的轮廓来进行检测.利用传感器成像模型对检测出的目标区域进行三维空间定位,从而获取目标物相对于机器人的空间位置信息.基于移动机器人平台进行实验,结果表明,该方法能够有效地实现室内环境信息的检测及定位.     

复杂物体透视形态图计算的一种新方法

形态图是用拓扑结构互不等价的一组二维投影来全面表示三维物体的新方法。本文提出了基于视点固定的透视投影模型下,形态图的求解新方法。指出透视投影空间为三维空间,用变半径高斯球表示三维空间,通过高斯球半径的一维搜索,将三维的求解问题转化为二维的求解,从而将透视投影和轴测投影下的求解方法有机地结合起来。     

一种新的功能梯度材料实体建模方法

在总结相关建模方法的基础上,提出了一种新的功能梯度材料实体建模方法,即将离散堆积理论运用到形体建模中,同时采用“体积法”在CATIA里很方便地创建离散化的几何模型。功能梯度材料建模基于梯度源理论,选取三维空间中的几何特征作为梯度源和给定材料分布方程,确定实体材料分布信息。为了满足材料建模的需要,将已有的3种布尔运算扩充到6种。论文最后给出了设计实例。     

基于对象类方法的三维树造型技术

通过分析植物结构的分形特征及其与面向对象设计方法的一致性，担子同基于对象类方法的三维树造型技术，并以一个实例讨论了该技术的设计思想及实现过程。     

基于八叉树的六面体网格自动生成算法

有限元网格生成是工程科学与计算科学的交叉研究领域,有限元分析的发展方向之一是三维六面体网格的生成.对于这个问题,许多研究人员已经提出很多方法.然而,可靠的自动六面体网格生成软件目前尚未开发.在介绍栅格法的基础上提出自动六面体网格剖分算法.基于八叉树算法和由内向外栅格法的这种剖分算法分为4步,分别是实体模型的建立和加密点的生成,利用八叉树算法生成原始六面体网格,利用奇偶法删除不需要的单元从而生成核心六面体网格,六面体网格拟合到实体模型表面.实验表明,该算法可以应用到各种工程问题的网格生成.     

用距离传感器实时建立连续表面三维模型的方法

提出了用距离传感器将不同方位上同一物体的实测数据(非连续、二维)实时地合成到同一个模型中,以便能快速得到一个具有连续表面的三维模型的方法。采用本算法规则,不到1min即可在SUN工作站用180×120的实测数据建立一个具有连续表面的工作图像。     

基于数字全息的三维面形测试

三维面形测量一直是质量检测和逆向工程等领域的重要研究课题。基于双曝光数字全息干涉术的原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维面形的非接触测量;基于双光源法,在物光路采用垂直光轴方向移动透镜的方法,代替了直接倾斜反射镜改变照明光束倾角的方法,实现了对物体面形的不同灵敏度测量。基于相移干涉术的原理,实现了四步数字相移法,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置,从而实现了数字全息三维面形测试。实验表明,该方法操作简单,测量精度高,并且简化了测试光学系统,其在照明光束角度改变量Δβ=0.0382°时的精度可以达到2μm。