快速求解点到自由曲面的距离的方法

在拟合曲面细分基础上,提出切平面法快速求解点到自由曲面距离。首先对点云数据中邻域不在同一直线的三个点进行局部二次曲面拟合,并求取该拟合曲面的切平面,同时求得细分曲面片任意一点处的切平面,最后在两个切平面上进行点对迭代运算,得到点到曲面片的最短距离。此法只需分割较少曲面片就能得到较高的计算精度,提高了计算速度。     

三维无旋矢量场的一种新的可视化方法

提出了三维无旋矢量场的一种新的可视化方法,即构造空间曲面,使得矢量场在曲面上任意一点处垂直于该曲面。首先找到曲面所满足的偏微分方程组,通过采用类似于经典四阶龙格―库塔方法的数值解法对其求解,得到曲面上的离散点,然后进行三角剖分,从而得到逼近于曲面的空间三角网格。论文的偏微分方程组的求解借鉴了常微分方程求解算法的设计思想,构造出的曲面与传统的点图标和线图标相比,在更大程度上揭示了矢量场本身的连续性。     

不连续平面的平面度误差评定方法研究

提出了一种基于包容直线评定不连续平面的方法.首先,基于主成分分析对点云数据进行全局噪声剔除;然后,采用最小二乘平面拟合算法、多阈值点云提取算法及平行直线拟合算法获取符合条件的包容直线,并以空间中2条平行的包容直线代替包容平面建立最小区域;最后实现不连续平面的平面度误差评定及指导平面调整.实验结果表明:该方法与传统的特征...     

水下移动双目视觉高精度定位方法

为提高水下移动双目视觉的定位精度,首先建立综合考虑径向畸变和切向畸变的水下摄像机非线性数学模型,然后利用焦距归一化成像平面上的成像点坐标和光轴中心点确定空间点所在的空间直线,最后利用两异面直线公垂线中点作为目标点并利用正交投影法求解。该方法不仅很好地化解水下移动双目视觉空间定位时两投影线不相交于一点的矛盾,而且还具有普遍性。     

三角网格模型上的四边形曲线网生成新方法

四边形网格划分是组合曲面建模技术的首要条件。针对海量流形三角网格数据,提出了基于网格简化技术与调和映射算法的四边形网格生成新方法--映射法。该方法采用基于顶点删除的网格简化技术对三角网格模型进行简化,进而借助调和映射算法将简化网格映射到二维平面上进行四边形划分,并将所获得的平面四边形节点数据逆映射回物理域,采用短程线边界形式最终得到适于组合曲面建模的空间四边形拓扑。该方法简单、实用,运行速度较快,实际的算例也验证了方法的有效性与可行性。     

船体曲面柔性敷设块的展开

以船体外表面敷设矩形柔性块的三维仿真设计为背景,在四边形网格等面积曲面展开法的基础上进行了扩充,修正了该算法展开轴对角线上存在的不合理拉伸和压缩变形,在MDT平台上研制出一套曲面展开系统。测试表明该系统可适用于可展和其他不可展复杂曲面,包括含有内轮廓的曲面,对可展曲面的展开与数学展开能保持一致,同时可进行曲面局部区域的展开,实现曲面与展开面上任意点之间的相互映射,能较好的应用于矩形块三维仿真设计。     

空间两射影对应点列形成的单叶双曲面

空间两条交叉直线为底的射影对应点列,对应点连线包络成单叶双曲面。如果移动其中任一点列的位置,单叶双曲面的形状变化有一定的规律。通过对单叶双曲面截交线形状的系统分析,首次提出单叶双曲面上存在抛物线型截交线。针对二射影对应点列作图法的简化,为我们进一步开发应用CAD软件自动生成该曲面提供了理论支持。     

立体图像的几何校正

在立体视觉中,立体图像间特征点的匹配一直是解决各种问题的关键.立体像对中匹配点的搜索是分别沿着像对的对应极线进行的,校正使对应的极线变成共线并且平行于图像平面的一条坐标轴,进而将匹配点的搜索从二维降为一维,使得搜索速度和搜索结果的精度得到大大提高,因此立体视觉图像的校正对于提高匹配算法的性能有着极为重要的意义.     

舞台透视形成的多维投影理论

引言一般的透视图是根据在D~3空间中以点(0°)为投影中心(视点),把形体投射到平面(D~2)的投影面上所得到的投影而绘制的图形。由于形体的投影都落在投影面上,所以这类透视图总是D~2图形。     

从测量值计算非球面参数

为解决按测量值计算非球面光学系统成像质量的问题,提出了一种从三维坐标测量值提取标准非球面方程的参数的方法．首先在两个相互垂直的近似的中心剖面附近取值,并分别投影到这两个平面上;然后拟合曲线;再用这两条曲线在各自的平面内截取一组平行直线成一组线段,改变直线的斜率,使各线段中点共线,确定非球面的对称轴和顶点坐标;最后,平移、旋转坐标系后,将三维坐标降维,用多项式拟合成二维曲线,同时将标准形式方程中的无理项展为泰勒级数,对比二者的系数并推广,得到任意偶数阶标准非球面方程的参数．大量随机取值计算的统计结果表明,算法的误差是测量误差的1／2．     

基于改进ICP算法的波磨区域动态检测方法研究

随着传统波磨动态检测弦测算法的改进,轨顶中线处波磨曲线的提取精度逐渐提高,但钢轨波磨是一种不规则的空间曲面,单一条波磨曲线不足以完整反应真实的波磨信息.由此,文章提出一种钢轨波磨区域曲面动态检测方法,以实现轨顶中线区域波磨曲面的准确还原.所提检测方法运用点线结合的测量方式,将结构光技术与传统中点弦测法结合所得精确测量点...     

球面上G1插值曲线

用球面径向投影的方法解决了由球面上给定的点及该点处切平面上的单位矢量,来构造球面上的一条光滑插值曲线问题。首先,由球面上给定的点及该点处切平面上的单位矢量构造一条插值给定点及给定单位向量的空间3次Bézier样条插值曲线,然后再将此曲线沿球面的径向方向投影到球面上,就得到所求的限制在球面上满足插值条件G1连续的插值曲线。     

构造两个曲面的拼接曲面

给出了当两个待拼接曲面的拼接线具有参数化形式或者可以参数化时,它们之间 G1光滑拼接曲面的构造方法。所得的拼接曲面是由一个空间曲线集定义的,每一条空间曲线由拼接线上的点对确定。并且拼接曲面都是参数曲面,它们的形状可以通过预设的参数很好地调整和控制。作为实例,讨论了两个截口是平面的或非平面的(由两个二次曲面定义)的二次曲面之间的拼接曲面的构造和一般的参数曲面的拼接曲面的构造。     

轴测投影直观构图的几条规律

轴测投影的直观遵循形象思维的同一律,而要遵循同一律,又必须遵循相似原则、连续原则、接近原则（三原则）,符合三原则的图形看上去位于同一平面。因此可根据三原则将轴测投影中空间元素的相对位置区分开来。投影面的垂直面可转化成投射线与平面的共面问题,当一个平面内有两条相交直线与另一平面具有连续相似接近的性质时,二平面才看上去共面。符合三原则的图形看上去还可组成一个整体图形,而人眼倾向于将一个图形知觉成结构特征数目最少 的那种形式,即遵循简化原理,因此可根据三原则和简化原理减少图形空间特征数目,以利感知、记忆和理解。     

一种摄像机自标定的线性方法

提出了一种基于空间共面直线从单幅图像进行摄像机自标定的线性方法.本方法结合工程应用实际,直接利用场景的直角信息,根据点的中心投影关系,推导直线的投影关系,基于平面上不平行的3条直线,由单幅图像线性的高精度的标定出摄像机内、外参数.算法用仿真实验和实拍图像都得到了精确、可靠的结果,在精度上明显优于基于共面点的算法.     

二维图形最狭长包络矩形的求解原理及方法

最狭长包络矩形是二维图形的一个潜在几何属性,可作为平面外形智能设计、板料优化排样及图像自动识别的重要依据.目前国内外尚无此课题的专门深入研究.提出了最狭长包络矩形的概念,将任意二维图形的最狭长包络矩形的求解转化为对其凸包的最狭长包络矩形的求解.明确给出了过凸包上给定4个顶点的包络矩形的包络角及长宽比求解公式,并通过分析包络角及长宽比求解公式之间的关系,证明了凸多边形至少存在一条边与其最狭长包络矩形的一条边共线.基于该定理,求解并比较与二维图形的凸包的n条边分别共线的n个包络矩形的长宽比,得到了二维图形的最狭长包络矩形.最后用实例验证了定理和求解方法的正确性和应用效率.     

基于平面投影的空间直线度误差评定

在分析了目前空间直线度误差测量的一些方法后,为了得到简单易行并且结果更准确的空间直线度误差值,本文提出了基于平面投影的空间直线度误差评定方法.先求出均值点的空间最小二乘线,然后将直线度的测量点投影至最小二乘线的中垂面上,在中垂面上找出所有投影点的最小包容圆,将最小包容圆的直径作为空间直线度误差.经实验数据验证,本文方法...     

现代光学准直方法

一个成功的精密准直装置,技术上必须妥善解决: 1.提供一条理想的空间直线(或平面)基准。理论上它应尽可能是空间直线或平面;实践上它相对被测件的位置应是稳定不变的。 2.在一定范围内精确地测量相对这条基准线(或基准面)的偏差。 3.合理地采用测量以上偏差的精密对准方式。 4.测量基准和评定基准的尽可能统一。     

三坐标测量机快速测量轴类形面的方法

数控车床加工的零件内外形面多，由直线与直线、直线与圆弧、圆与圆相交、相切、相割等组成。其形状较复杂，尺寸精度要求高。为确保产品质量，其加工的首件产品必须经过检验合格才能继续加工。这样，测量工作就成为生产中的重要环节。在三坐标测量机上测量轴类零件形面尺寸时，零件放置的恰当与否，直接影响测量速度。我们采用将零件的轴心钱置于与测量机其中1个轴线相平行（垂直），如平行X轴，Z轴的坐标点置在零件的中心平面上（即Z坐标为零），在XY平面上进行测量，这种放置方法能使测量速度狡任意放置提高3～5倍。测量时，对线与线、…     

激光线扫描测量系统中物像对应关系的建立

提出一种基于样本线建立物像对应关系的标定法。该方法采用三棱柱作为标定块,标定块在标定范围内运动,得到样本线上的点。样本点的像由三棱柱两个棱面上的光带中心线用最小二乘法拟合直线求取交点的方法计算,所得像点到拟合样本线的最大偏差小于 0.1 像素。样本线将标定空间划分为 4 个子域,每个子域用线性插值的方法建立各自的映射关系。在自行设计的激光线扫描测量系统中采用该标定法,实际测量标准平面与球面的误差小于±0.05mm。