机载气象雷达目标的三维建模方法研究

三维可视化系统能够为机载气象雷达回波数据分析提供支持。本文以预先提取的气象目标三维点云数据为基础,设计了一种面向机载气象雷达目标的三维建模方法。首先运用α-shape算法提取气象目标的外轮廓点云,并通过主元分析法求取点的法向量,再利用泊松重建算法对具有法向信息的外轮廓点云进行三维表面重建。结果表明,该方法得到的气象目标三维重建结果轮廓清晰,表面细节特征明显,能够反映气象目标的空间结构分布特征。相较于仅使用α-shape算法和移动立方体算法,该方法在重建精度和计算效率方面均有提高。重建模型整体上满足机载气象目标三维建模的要求,可以为未来的机载显控气象信息平台三维可视化提供技术支持。     

基于机载激光雷达数据的复杂建筑物三维自动重建方法

为了解决复杂建筑物三维模型重建存在的边缘像素清晰度低和重建效率低的不足，提出基于机载激光雷达数据的复杂建筑物三维自动重建方法。首先通过机载激光雷达快速采集复杂建筑的三维点云数据，并剔出异常点云数据；其次采用SIFT算法提取点云数据特征点，通过梯度特征提取匹配特征点，根据特征点进行平移与旋转，完成复杂建筑点云数据配准；然后对建筑边缘三维阈值提取，获得高精度重建阈值；最后通过三维轮廓交边拼接优化，复杂建筑物三维自动重建。通过对比测试证明了本方法重建建筑物三维模型的边缘像素的灰度值为25～215,灰度值跨度较大，边缘像素清晰度较高，三维模型的重组时间为60 min～145 min,耗时较少，重建效率较高，说明了本方法对复杂建筑物三维自动重建的应用效果较好。     

基于OpenGL的三维模型点坐标拾取方法

获得三维模型指定点的空间坐标是针对模型文件操作的基础。针对传统算法的不足提出一种获取所选点原始坐标的方法。在选点的过程中,该算法允许模型进行任意角度的旋转,以选取模型侧面及背面的点,并通过旋转矩阵对该点还原。算法完成从屏幕的二维像素坐标到模型的三维坐标,再到模型文件原始坐标的转换。实验表明,该方法可以准确获取模型的所有可视表面的点坐标,提高了拾取的灵活性。     

基于线扫描的管路三维重建技术研究与实现

针对航空发动机管路装配过程中,装配质量难以保证、检测效率低的问题,提出一种基于线结构光的管路三维重建测量方法。该方法通过线结构光扫描技术,获取管路表面三维轮廓数据,利用三维点云数据提取管路脊线和半径值。针对离散的脊线坐标值,采取NURBS算法对其拟合,利用管路脊线和半径值重建管路三维模型。通过线结构光扫描测量系统,获取管路轮廓点云数据,重构管路三维模型。实验结果证明,该方法和测量系统可以实现管路三维的快速重建,重建数据可用于管路间隙测量。     

点云数据提取二次曲面特征算法研究

采用三维激光扫描技术可以直接得到真实物体表面的空间采样点,即点云数据,利用点云数据即可以重构三维物体表面。对重构的物体进行修复,并获得相关物理参数,是目前逆向工程重点研究问题。文章就点云数据的一些处理算法进行研究,根据点云数据的特征,利用曲面边的法向量夹角几何特征建立点云数据分割模型对点云数据分割。提取出点云数据的几何特征。对于重构的物体采用k—邻域法建立降噪模型,德洛内三角剖分法和多项式样条插值法建立三维曲面修复模型。并算法应用于具体数据中,取得良好的效果。     

三维物体表面的纹理综合

本文提出了一种新型的并行三维纹理综合算法,即:基于图象的自协方差函数,均值和方差的纹理综合方法。实验结果表明,利用此模型在三维物体表面综合纹理时,计算速度较以前的方法有明显提高,同时具有很好的综合效果。     

一种可用于硅刻蚀工艺模拟的三维表面演化算法

针对硅微加工中的刻蚀工艺模拟应用,提出了一种基于点元网格和单位法向最的三维表面演化算法,在形成的连续曲面上,以高斯积分法得到点元步进的单位法向量,实现三维表面的构建与推进.根据典型的刻蚀工艺及其物理模型,该表面演化算法能够用于硅等离子体刻蚀等与表面演化方向相关的工艺模拟.参照简单的各向同性刻蚀,利用该三维算法实现了不同...     

基于2维照片构建建筑物三维模型的研究

本文提出一种实际、方便快捷地基于2维照片进行建筑物三维重建的方法。首先对普通相机拍摄的照片采用尺度不变特征(SIFT)完成特征点的提取与描述,采用高斯算法过滤掉最邻近匹配产生的错误匹配点,求出相机的投影矩阵,根据后方交会求得点云数据,由用户选择需要建模的轮廓,贴上纹理,完成三维建筑物模型的构建。试验证明,该方法仅使用普通的照片,通过简单的人工操作,即可完成复杂的三维模型重建工作,非专业认识也可以十分迅速的从二维照片中建立完整的三维模型。     

基于激光扫描技术的三维模型重建

通过分析三维激光扫描系统获取的点云数据,得到了利用点云数据构建三维模型的技术、方法和流程。介绍了利用地面三维激光扫描仪获取点云数据的过程以及结合RiSCAN PRO软件和Geomagic Studio软件进行建模的方法。对原始测量的点云数据进行处理(去除噪声,平滑,对多站点数据做拼接配准,提取目标建筑物等)得到正确和完整的目标建筑物的表面信息,然后构建三角网建立它的三维表面模型,最后通过所拍的照片进行纹理映射得到真实的三维模型。实验结果表明,利用上述方法可以有效地处理三维激光扫描获取的点云数据,实现对建筑物快速三维可视化建模。     

一个显示内部纹理的三维图象重建的快速算法

本论文根据地震数据三维图象重建任务提出了一种既能显示立体表面真实感又能显示内部质地的三维图象重建算法。由于采用了明暗处理、控制格变换及合理的装配方法,极大地加速了算法的执行过程,同时又得到逼真的显示效果。     

基于特征点预测的三维表情人脸合成

对于三维人脸表情合成,基于设备的方法成本高、灵活度低,表情的重建依赖人脸扫描过程中原始人脸表情;基于图像的方法大部分以面部行为编码系统(FACS)为基础,存在FACS兼容性较好的部分模型表现粗糙问题、合成真实度较低等问题.针对于此,本文提出一种基于特征点预测的三维表情合成方法.在三维人脸重建效果较好的3DMM算法基础上...     

基于PC机的断层图象序列3-D表面重建

由断层图象序列重建三维物体模型及其可见表面显示是目前国际上十分活跃的研究课题。本文对X射线CT图象序列重建三维对象模型,以及可见表面3-D显示进行了研究。提出一种给定分段点数的轮廓多边形近似方法,继而提出一种快速断面图象间轮廊插值方法。对重建出的人体肝脏体元阵列,用深度和梯度明暗显示方法进行显示,肝脏可见表面的3-D显示结果令人满意。全部软件都是在以PC/AT为主机,配以PC-VISION图象处理板的微机图象处理系统上,用C语言编程实现的。     

光栅投影图像的3D表面重建

为了克服全患和双目表面重建的某些弱点，利用光栅投影生成二维图像之几何特性，建立投影二维平面图像和三维空间图像的对应关系，并由此确定三维物体表面点的空间坐标，最后利用计算机图形学和虚拟现实的理论与技术绘制出三维物体表面。     

基于激光三维点云技术的3D景观建模设计

为提升城市园林等类型景观的建模精度,以激光三维点云为技术基础,设计一种三维景观建模方法。采用激光三维点云立体式非接触测量技术,获取景观表面数据点三维坐标,在一个坐标系内统一化各角度点云数据,将顺序点间的最远距离作为滤波标准,设定超过标准点为固定端点,平滑处理图像点云,采用三角形网格参数化策略,映射三维网格模型至二维平面中,取得特征点纹理坐标,利用调和映射算法求解非约束点的纹理坐标,通过自适应部分调整策略,优化点云数据纹理,得到最终的景观模型。试验采集研究区域中一处景观的三维数据,结合景观模型效果与评估指标值得出,所提方法能够有效建立模型,且精准度较高,模型细节信息保存得相对完整。     

基于改进MC算法的三维表面重建

MC算法是面绘制中构造等值面的方法中最具代表性的方法之一，已经得到了许多完善及改进。介绍了改进MC算法的实现步骤，并介绍了用Delphi 7．0为开发平台，利用OpenGL三维图形软件包开发基于改进MC算法的三维表面重建系统的设计过程。     

激光扫描与倾斜摄影空地协同的建筑物三维模型构建方法

建筑三维模型是智慧城市建设的关键空间数据基础设施。针对当前倾斜摄影建模、激光点云建模等单一建模方法存在局限性，融合建模方法存在工作量大、效率低、误差积累大等问题，提出一种利用激光扫描与倾斜摄影空地协同的建筑物实景三维模型构建方法。首先利用倾斜摄影获取建筑顶层和侧面中上部分的点云，增加贴近摄影方法提升建筑侧面效果，利用激光视觉跟踪快速扫描建筑物中低层并实时拼接。其次对两种点云进行去噪与精简，采用特征点匹配算法与ICP配准方法结合的方式进行精确配准，最终构建完整的建筑实景三维模型。最后通过试验开展模型结果分析、精度评估及效率分析。结果表明，该方法构建的三维模型不仅效果较好、精度高，而且效率得到较大提升，为建筑物三维模型构建提供了一种新方法，具有很好的工程应用价值。     

基于局部形变模型三维人脸快速建模

针对传统三维形变模型计算量大,难以满足实时性的不足,提出一种实用、高效的三维形变模型,进行个性化三维人脸重建。首先,对三维人脸关键特征点定位,分割划片;然后,对每个分片分别建立形变模型并进行匹配恢复其局部形状信息;最后,把每部分进行无缝拼接,生成逼真的三维人脸。实验结果表明,该方法能够获得较好的建模精度,在短时间内可以通过单幅真实图像重建出逼真的三维人脸模型。     

自适应邻域尺寸选择的点云法向量估计算法

三维空间中的法向量估计在计算机视觉和表面重建等研究领域中具有重要的意义，基于局部表面拟合的方法是基于点云数据的经典估计方法。为了增强该方法对于不同局部邻域细节尺度的适应性以得到更准确的估计结果，提出了一种基于自适应邻域尺寸选择的点云法向量估计算法。该方法通过分析三维空间点的邻域点在点的梯度上投影来估计点云中各点的邻域分布情况|最后根据不同的分布情况选择不同的邻域大小，根据该邻域范围内的点拟合出的平面求解得到各点的法向矢量。实验结果表明:该方法能够克服邻域半径选择过大或者过小的情况，有效地提高基于局部表面拟合法向矢量求解的正确性。     

基于近景立体像对的目标纹理提取与自动粘贴技术

三维技术中附着纹理是使三维模型具有真实视觉效果的重要技术之一，文章在立体量测获取三维点信息的基础上,提出一种纹理影象获取方法。该方法利用立体像对中匹配好的一组像点，在量测三维点位置信息的过程中，同步快速提取相应平面矩形的纹理影象，并且在一定的三维建模环境中自动粘贴至模型表面。该方法已应用于实际三维建模工作中。     

三维直方图重建和降维的Otsu阈值分割算法

针对三维Otsu阈值分割算法中因区域误分而产生的抗噪性差这一问题,提出了一种三维直方图重建和降维的Otsu阈值分割算法.该方法首先在详细分析三维直方图中噪声点分布的基础上,通过重建三维直方图,减弱了噪声干扰;然后将三维直方图区域划分由八分法改为二分法,使得阈值搜索的空间维度从三维降低到一维,减少了处理时间和存储空间.本...