一种深度相机与双目视觉结合的视差估计技术

对于双目视觉立体匹配算法,先验的视差范围估计是影响算法匹配效果和运行时间的重要因素。在双目视觉系统的实际应用中,匹配视图之间的视差范围通常随场景的变化而不断改变,因此需要对视图间的视差范围进行有效的自动估计。针对此问题,开发了一种双模相机,可分时采集场景的灰度图像和深度图像,该深度图像与灰度图像有相同的空间分辨力。在双目视图匹配过程中,通过引入深度图的信息,可约束每一个待匹配像素的视差范围。对于实验室内采集的普通视图对,本文方法相较以视图间视差最大、最小值为约束的方法,匹配速度提高3倍以上,匹配误差减少2%,有效提高了匹配的可靠性和普适性。     

工程图中查找极值点及视图划分中心点的算法

提出了自动识别工程图中视图极值点和视图划分中心点的方法;叙述了图元包围盒的思想:给出了三视图划分的两种预处理算法,即二分扫描线算法和极大相邻坐标扫描线算法.针对后一个算法,给出了基本图元包围盒的性质,定义了图元包围盒一维投影轴的概念和相应的视图划分原则.通过获取的视图极值点及视图划分中心点,可将同属一个全局坐标系中的三个视图分开,为后续建立三视图的局部坐标系作准备.     

基于微型飞行器机载视觉的目标识别与状态估计方法

为了实时获得微型飞行器着陆时与着陆平台的相对位置关系,本文提出了一种基于微型飞行器机载视觉的目标识别与状态估计方法。该方法利用曲面拟合方法获得着陆平台图像边缘的梯度方向和亚像素坐标,并将其作为匹配信息进行相似度运算,匹配成功后再通过运动方程模拟移动平台的运动特性,利用卡尔曼滤波对移动平台下一时刻的位置进行预测。最后进行偏移量的计算,将实验所得的数据通过几何变换可以得出飞行器与着陆平台的相对位置参数。实验结果表明该算法能够实时准确计算出飞行器与视觉着陆标识之间的相对位置关系。     

基于多视图几何的位置与遮挡一致性恢复方法研究

针对增强现实中的几何一致性问题,提出了一种基于多视图几何的虚实场景位置和遮挡一致性恢复策略,该方法利用计算机视觉中的多视图几何原理同时解决了增强现实系统中的位置配准和虚实遮挡两个重要问题,在保证系统实时性的前提下,最大限度增强了真实感以提高系统可用性。实验结果表明,该文方法是有效可行的,在完成位置配准的同时解决了虚实场景之间的遮挡问题,从而有效避免了不正确的遮挡关系给使用者造成的虚实场景相对位置失真的错觉。     

一种基于位置关系判定的GPU三维几何图元拾取方法

针对交互式图形应用对拾取在效率、适用范围和拾取信息方面的需求,提出一种新的基于GPU的三维几何图元拾取方法。在进行拾取绘制时关闭光栅化,将鼠标位置信息和图元顶点坐标变换到规范化设备坐标系,通过在几何处理器中判断投影后的二维图元与鼠标或选择框的位置关系进行命中判定,并利用变换反馈将拾取信息返回应用程序。在提出方法的基础上,介绍了单体拾取和块拾取的Open GL实现。实验表明,该方法的单体拾取效率较基于GPU的射线相交法有约10%的提升,同时能支持高效块拾取。     

在OpenGL中一种新的拾取方法及其应用--基于对象缓冲区的选择拾取方法

当利用0penGL的选择机制时，需要首先在缓存中绘制场景，然后进入选择模式并重新绘制场景。在退出选择模式时，0penGL返回一个与视图体相交的图元表。针对0penGL中选择机制使用比较繁琐的现状，提出了一种新的思路，就是采用对象缓冲区(Object Buffer)的方法来实现选择拾取的功能。该方法通过建立对象缓冲区来识别所要拾取的元素，目前已在CAD软件开发过程中予以应用。     

基于适应性相关测试和点斜式查表求交的圆形窗口快速裁剪方法

在智能CAD、图形识别与理解等复杂图形应用系统中,由于图元数量多、图元间关系复杂,且系统实时交互响应要求较高,现有圆形窗口裁剪算法较难满足要求.为此提出圆形窗口对线段的一种新的快速裁剪算法.该算法由基于切线分隔的圆外线段快速适应性测试方法、基于最小范围的圆内线段测试方法和基于点斜式查表的线段与窗口圆快速求交方法三部分组成.通过按端点位置选择适应的测试方法、尽量避免不必要的操作、尽量以简单操作代替复杂操作等措施,大大提高了圆形窗口对线段的裁剪速度.在图形识别及智能CAD等应用中的实验结果表明,采用文中算法可较大地提高效率.     

智能图元特征提取与图形匹配技术

实现作业的智能化批改是本课程多年来未能突破的技术难点,作者要解决的正是这难点。其关键技术是图元特征提取与图形匹配,它为智能化批改的算法、设计与实现做了理论上的准备。并找到了图形匹配的方法,研究了图形匹配技术,并且成功地利用图形匹配技术,实现了规则图元和非规则图元(曲线)的智能批改。     

基于序贯相似度法的多CCD在线检测的研究

为满足在线检测实时性的要求,提出了一种新的图像拼接方法,通过对图像RGB三通道分别计算,并运用序贯相似度找出了匹配图像的对应位置和偏移距离。实验结果表明,该方法检测速度快,精度高,可以满足在线检测的要求。     

视图的可构性分析及其空间构形方法的研究

通过对视图可构性条件的研究,指出单面视图都是可构视图;两面单框视图为对应同类形图框且含有同面点集时是可构视图;两面多框视图的各封闭图框中,至少具有一对对应同类形图框,且在该图框中含有两个相互平行的同面点集时是可构视图。归纳了由可构视图进行构形设计的基本方法:首先构造出满足该视图投影条件的最大点群域,然后用不同性质的截切面来切割该最大点群域,构造出的形体应随截切面性质及位置的不同而变化。     

基于三视图的几何重构B-rep算法研究

在讨论保证输出形体与输入视图一致的条件(线段的合法条件)的基础上,改进了确定性面序列判别法.基于线段的合法条件和确定性面序列的性质,提出了视图中的边(2D边)的分类及判别方法,并讨论了2D边与属于输出形体的候选边的对应关系.这些工作可避免几何元素分层构建法(即B-rep法)在有些情况下重构失败或丢失合法输出形体,从而提高了B-rep法的鲁棒性和重构结果的准确性.     

基于三视图的实体重建技术研究

基于三视图的三维实体重建技术是根据已有二维视图中的几何信息和拓扑信息,生成相应的三维实体模型。以AutoCAD绘制的三视图及DXF格式的文件信息为基础,提出并实现了一种由三视图重建三维实体的算法。通过对三视图的规则处理,由计算机自动实现实体重建,对三视图分别进行平移、旋转、拉伸操作,然后作相应的布尔运算即可反求出该视图所对应的三维实体。     

用AutoCAD自动拆图方法的探讨

以实例说明如何创建适合用AutoCAD2000自动生成零件视图的装配图绘图环境以及绘制该装配图的具体方法和步骤。指出了自动生成零件视图的实现过程和操作技巧;对用一般方法绘制的机械装配图提出了分层处理的解决方案,并提供了用AutoCAD2000目标选择集等相关命令快速处理的方法;最后总结说明了该方法在拆画零件图和零件结构设计过程中的诸多优点。     

基于单目视觉的手势识别系统

在交互式图形学和虚拟现实的应用领域中,用户界面变得越来越重要。由于视觉是人类从外界获取信息的主要器官,人们希望计算机视觉在人机交互技术中发挥重要的作用。本文描述一个实时的基于视觉的手势识别系统,用于替代鼠标与计算机进行交互。与以前的工作不同,该系统仅用一个摄像机来实现多个手势的识别与跟踪,避免了多目视觉的特征匹配问题,进而提高了系统的稳定性和识别速度。进一步的实验证明,基于视觉的交互系统是一种自然舒适,符合人体器官的用户界面。     

面向三维重建的三视图数据结构

提出了一种面向三维重建的三视图数据结构,这是一种采用分层的双向链表结构,它可以完整地表达三视图。     

一种基于立方单元体的三维模型的构造及其三视图快速生成的方法

介绍了一种基于立方单元体的三维模型构造的基本思想、方法和算法。进而介绍了从构造出的三维模型生成三视图的方法和算法。用数学分析方法阐述了其数学模型、并论证了该特有的三维模型造型及其快速三视图生成的合理性和确定性。最后对立方单元体大小设置、造型的形体复盖域及该种造型方法的实际应用作了简要说明。     

Automatic coarse registration of three-dimensional surfaces by information theoretic selection of salient points

We describe a new method to register surface data measured by optical three-dimensional (3-D) sensors from various views of an object. With our method, complete 3-D models of objects can be generated without user interaction. Circumferential acquisition of 3-D objects is done by taking several views from different directions. To generate a complete 3-D-model, the views must be aligned with each other. This process is called registration and is commonly done interactively by searching for so-called corresponding points in the different views and by use of these points to calculate the appropriate rotation and translation. Our approach is based on automatically finding points that are eye catching or salient compared with other surface points. We derive a quantitative measure of point salience and a feature definition for free-form surfaces by introducing a concept to measure pragmatic information. Experiments confirm that our salient points can be robustly located on general free-form surfaces, even if there are no corners or edges. Furthermore, the neighborhoods of the salient points are highly distinguishable from each other. This results in a large reduction of the complexity of the subsequent geometric matching. The computing time is only a few seconds. We present results from various fields of application.     

读图思维的探析

揭示视图与物体之间本质的内在属性,达到对视图与物体之间本质的、深刻的、全面的认识。基于＂线面分析＂和＂形体分析＂两种读图方法,分别从微观和宏观的角度探析读图思维过程;从读图思维对象和读图思维工具分析得到读图的基本思维形式是形象思维和抽象思维两种思维形式;通过读图的分析过程和想象过程,以图文形式探析读图思维本质的、内在的基本特性——读图思维的交替性与读图思维的动态性。     

柔版印刷Kubelka-Munk双常数配色的理论与实践

介绍了Kubelka-Munk理论及其K,S值的求解过程,并采用10个专色油墨进行配色实验验证。实验使用BOPP作为标样的承印物,此方法简化了标样K,S值的求解过程。通过验证,得出双常数配色可以基本满足精美印刷品专色配色要求。     

四面体插值算法在计算机油墨配色中的应用

把四面体插值法应用在油墨的计算机配色中,建立了一种新型的油墨配色系统,可实现油墨从CIELAB色彩空间到CMY(K)空间的转换。该系统可节省油墨配色的时间、成本,提高配色的速度和效率,加快印前工艺的数据化流程。