机载激光雷达点云多层次建筑物的三维重建

针对城市区域中常见的多层次建筑物,提出一种基于机载LiDAR点云的三维重建方法。使用优化的随机抽样一致性算法对建筑物LiDAR点云进行面片分割,在面片分割的基础上使用delaunay三角剖分进行轮廓点的检测,对检测出的轮廓点使用新的关键点检测算法提取轮廓线关键点,最后连接关键点并进行规则化处理,完成多层次建筑物的三维重建。实验表明,该方法能有效重建多层次建筑物模型,改进的RANSAC算法能更高效地分割屋顶面片,新的轮廓线关键点提取算法能够较好地提取建筑物的关键点,并能抑制错误轮廓点的干扰,减少伪关键点的生成。     

基于轮廓线法的汽车类外观专利图像三维重建

对立体产品的外观设计专利图像进行三维重建是外观设计专利三维检索的基本前提。结合汽车类外观专利图像的特点,提出汽车类外观专利图像三维重建方法。该方法利用三视图理论及汽车模型的对称性,根据俯视图信息确定主视图与后视图之间在不同高度的距离,进而获取三维空间点坐标;对车轮部分的连接进行特殊处理,并按照子轮廓线连接法构造四角面片,实现三维模型的重建。实验结果表明:1)与传统方法相比错误面片数降低了19.4%;2)重建效果图在外形上与实际物体更为接近。     

一种辅助轮廓线的断层医学图像三维重建算法

针对轮廓线重建过程中的轮廓分叉问题,提出了一种改进的多轮廓线三维重建算法,通过构造辅助轮廓线将多轮廓线的连接转换为单轮廓线的连接,改进了利用多轮廓线进行三维重建的不足,利用可接受表面实现特征点的三角化,并根据曲率的变化拟合重建过程中的不光滑表面,进而实现断层医学图像的三维重建。实验结果证明,运用本算法在保证重建物体正确的同时,缩短了体数据的构造时间,加快了整个表面的重建速度。     

人体医学图像三维表面重构的实现

文章简述了医学图像三维重建表面绘制的基本原理,详细介绍了轮廓线连接法表面绘制的实现方法。其中边缘提取采用梯度算子和Kirsch算子结合的方法,解决了不连续边缘点连接的问题;轮廓连接采用同步前进法,并对同步准则作了改进,以解决相邻轮廓线上点的错位连接问题,重建效果较为满意。     

医学断层图像三维重建的辅助轮廓线法

在原有的轮廓线基础上生成与之相似的辅助轮廓线．然后把各轮廓线三角化形成一层层的三角面片,最后按一定的规则把各层三角面片从外到内直接连接形成四面体,从而完成三维重构．文中算法尤其适合基于断层轮廓线的医学图象三维重构,与已有的三维重构法（如MC．MT,Delaunay四面体化）相比,具有算法简单、思路自然、易于实现的特点．     

特征驱动的曲面重建

提出了基于散乱空间点集进行曲面重建的新方法,从点集的空间位置信息中提取待建曲面的内蕴特征量——法向和曲率,利用点集的这些特征信息来确定拓扑重建的搜索空间,采用面片生长的方式重建曲面。该方法在快速获得正确拓扑连接的同时,直接生成了用较少的面片就能保持曲面特征的优化网格。     

特征驱动的曲面重建*

提出了基于散乱空间点集进行曲面重建的新方法,从点集的空间位置信息中提取待建曲面的内蕴特征量——法向和曲率,利用点集的这些特征信息来确定拓扑重建的搜索空间,采用面片生长的方式重建曲面。该方法在快速获得正确拓扑连接的同时,直接生成了用较少的面片就能保持曲面特征的优化网格。     

散乱点云的自适应α-shape曲面重建

针对α-shape算法不适用于散乱非均匀点集曲面重建的问题,提出了一种基于点云数据局部特征尺寸（LFS）的自适应α-shape曲面重建改进算法。首先,以采样点的k-邻近点计算出负极点逼近曲面中轴（MA）;然后,根据近似中轴计算曲面在采样点处的局部特征尺寸,并依据局部特征尺寸对原始点云进行非均匀降采样;最后,根据三角面片的外接球半径和对应的α值自适应重建出物体表面。与α-shape算法相比,所提算法可以有效合理地减少点云数据量,点云简化率达到70%左右,同时重建结果中冗余三角面片更少且基本没有孔洞。实验结果表明,所提算法能够自适应地重建出非均匀点集的表面。     

股骨解剖结构的B样条曲面重构

按照曲线复杂度定义，首先对复杂度最高的曲线进行最精简逼近，然后在一定控制精度下对轮廓线依据曲率特征进行重采样；对所有曲线进行基于曲率特征的重采样，并对曲线采用插值方法统一轮廓点数量；采用平均化的方法获得U，V方向的公共节点矢量，并通过插值的方法得到体积较小的曲面造型．避开了生成相容性轮廓线的过程，提高了曲面重构的效率．     

物质点法流固交互表面细节优化算法

为了增强现有物质点法流固交互中表面细节,同时改进大量固体粒子对其表面重建没有贡献的问题,提出一种高效的流固交互自适应物质点法.首先使用一种接触面离散积分点方法解决物质点法中出现的数值黏性伪影问题,实现流固移动接触面上粒子的自由滑动;然后引入自适应广义插值方法,在流体和固体的不同区域自适应地调整网格分辨率,增强表面细节;最后采用窄带仿射粒子网格方法,通过粒子重采样减少固体内部粒子数量,从而在节省内存空间的同时减少计算量.利用斯坦福开源模型进行多组消融实验,结果表明,与均匀背景网格物质点法相比,所提方法流固交互表面细节更丰富,消融实验场景下整体粒子数减少80%,平均模拟效率提高50%.     

基于仿射变换的运动补偿

此文在分析由仿射变换描述的三角形运动补偿基础上，提出了基于重叠区域的三角形运动补偿方法。在引入弹性网概念后，对三角形网格点进行四边形匹配，从而完成了网格点运动矢量的优化精选，提高了运动预测精度。     

Automatic construction of quadrilateral network of curves from triangular meshes

The aim of this study is to propose a method for building quadrilateral network of curves automatically from a huge number of triangular meshes. The curve net can be served as the framework of automatic surface reconstruction. The proposed method mainly includes three stages: mesh simplification, quadrangulation and curve net generation. Mesh simplification is employed to reduce the number of meshes in accordance with a quadratic error metric for each vertex. Additional post-processing criteria are also employed to improve the shape of the reduced meshes. For quadrangulation, a front composed of a sequence of edges is introduced. An algorithm is proposed to combine each pair of triangles along the front. A new front is then formed and quadrangulation is continued until all triangles are combined or converted. For curve net generation, each edge of quadrilateral meshes is projected onto the triangular meshes to acquire a set of slicing points first. A constrained curve fitting is then employed to convert all sets of slicing points into B-spline curves, with appropriate continuity conditions across adjacent curves. Several examples have been presented to demonstrate the feasibility of the proposed method and its application in automatic surface reconstruction.     

自适应三角网格模型重新布点算法的研究

在对任意拓扑三角网格模型进行自动三边界区域划分的基础上，提出一种适应的三角网格模型重新布点算法，该算法首先根据三边界区域划分的结果，构造初始网格模型具有最低分辨率的基础网格模型，然后利用协调映射技术，对网格模型进行重新采样，从而不断对基础网格模型进行细化，算法的特点是可以根据不同的精度自动在曲面的大曲率处重新采样得到较多的点，而在曲面的小曲率处则重新采样得到较少的点，该算法可以用于三角网模型的自适应简化和优化，文中的应用实例表明，该算法可以保证在满足指定精度要求的条件下，得到更合理的三角网格模型，取得理想的效果。     

Construction of a VC1 interpolant over triangles via edge deletion

We present a construction of a visually smooth surface which interpolates to position values and normal vectors of randomly distributed points on a 3D object. The method is local and uses quartic triangular and bicubic quadrilateral patches without splits. It heavily relies on an edge deleting algorithm which, starting from a given triangulation, derives a suitable combination of three- and four sided patches.     

Local surface interpolation with Bézier patches

A surface interpolation method for meshes of cubic curves is described. A mesh of cubic curve is constructed between the given vertices. This mesh is filled with Bézier patches, so that the surface is represented as a union of geometrically continuous bicubic quadrilateral and/or quartic triangular Bézier patches. The method is local and uses Farin's [Farin '83] conditions of G¹ continuity between patches. The procedure for finding the needed control points of the Bézier patches is simple and efficient.     

激光三维扫描数据的表面重建

对激光三维扫描系统获得的没有任何附加信息的轮廓线点云数据进行处理,首先采用求最大连通域的方法删除噪声点,利用设定相邻点连线夹角正切阈值的方法精简数据,然后采用基于局部切平面簇的方法对数据点云进行切平面的估算、法向量的调整和计算距离函数,用改进的MC方法输出三维网格,并且应用基于顶点的网格删除算法对三维网格进行简化,在估算切平面的时候采用新的估算原则,提高了重建速度,改善了重建效果,所表述的重建流程,成功地解决了激光扫描系统所得轮廓数据点的表面重建问题。     

Generation of bi-monotone patches from quadrilateral mesh for reverse engineering

Thanks to recent improvements, computational methods can now be used to convert triangular meshes into quadrilateral meshes so that the quadrilateral elements capture well the principal curvature directional fields of surfaces and intrinsically have surface parametric values. In this study, a quadrilateral mesh generated using the mixed integer quadrangulation technique of Bommes et al. is used for input. We first segment a quadrilateral mesh into four-sided patches. The feature curves inside these patches are then detected and are constrained to act as the patch boundaries. Finally, the patch configuration is improved to generate large patches. The proposed method produces bi-monotone patches, which are appropriate for use in reverse engineering to capture the surface details of an object. A shape control parameter that can be adjusted by the user during the patch generation process is also provided to support the creation of patches with good bi-monotone shapes. This study mainly targets shape models of mechanical parts consisting of major smooth surfaces with feature curves between them.     

由深度数据重建三维物体的一种方法

讨论由深度数据重建三维物体的一种新方法.其基本思想是根据由基于物体旋转的主动 式三角法三维信息获取系统所获取的物体深度数据作为该物体的型值点.再根据型值点进行 网格划分,以便形成满足一定约束条件的空间拓扑网格.最后使用有理Bezier三角曲面片与 矩形曲面片相结合的方法进行曲面拟合与逼近.     

四边形网格生成中的前沿边生长改进算法

为提高B样条曲面重构中点云四边形网格的生成效率和质量,对现有的四边形网格Q-Morph前沿边生长算法进行改进,提出面向四边形网格生成的三角网格拓扑优化方法,通过设定生长限制条件和调整网格顶点度,保证全局四边形网格质量,实现适合复杂曲面重构的规则四边形网格获取。实例结果表明,该算法效率高、适应性好,生成的四边形网格具有分布均匀、不规则网格数量少的优点。     

基于C-B 样条的三角形和四边形曲面生成

文章给出了基于C-B 样条的由网格数据产生三角形和四边形曲面片的方 法,C-B 样条是由基底函数{sin t, cos t, t, 1}导出的一种新型样条曲线,它可以克服现在正在 使用的B 样条和有理B 样条为了满足数据网格的拓扑结构而增加多余的控制点,求导求积 分复杂繁琐,阶数过高,从而讨论其连续拼接时增加了困难等缺点,如何将它推广成曲面就 成为一个重要问题。作者利用边-顶点方法构造插值算子,再将这些算子进行凸性组合,将 C-B 样条曲线推广成三角形曲面片和四边形曲面片,它可以用于CAD 的逆向工程中散乱数 据的曲面重构。