基于机器人的管道内壁三维重建技术研究

该文主要研究根据排水管道的二维激光扫描信息重建其三维内壁图像的技术与应用。提出了携带二维激光扫描仪的管道机器人对管道内壁进行数据采集及处理的方案;探讨管道内壁的三维数据重建算法,即利用机器人在管道中相对于水平面的二维倾角信息和管道内壁点云的圆柱形几何特征来计算机器人在管道中的姿态,进而得到机器人坐标系相对于全局坐标系的变换矩阵,把不同视点的点云转换到统一的全局坐标系中,对点云进行匹配。实验验证了该文提出的管道三维重建算法的可行性,对于检测管道内部工况具有重要的理论与应用价值。     

无人机航拍图像的三维重建方法研究

在无人机为载体的基础上进行对目标场景的三维重建,就是结合无人机和计算机视觉技术,利用无人机操作灵活性,视角可控制性等优点.为实现更加完整的三维模型的重建,提出一种基于多图像拼接三维重建算法.基本思路是在无人机为载体的基础上,从不同方向获取目标物体的图像,通过自标定方法获取相机内参数,采用图像拼接融合技术对多幅图像分析、...     

基于单幅图像数据的三维重构方法研究

针对传统的基于阴影恢复形状方法（SFS）的三维重构方法的局限性,综合运用计算机视觉、图像处理和计算机辅助几何设计理论与技术,提出了一种实用的三维重构方法。采用SFS方法获取三维形貌信息,利用图像分割技术提取物体的二维轮廓信息,通过三维形貌信息与二维轮廓信息的融合建立物体的数字化模型,通过B样条方法实现数字化模型的重构。实例表明,该方法能够有效地去除图像的背景信息,改善重构模型的分辨力,为基于图像的三维重构技术的广泛应用提供了条件。     

基于图像传感器的激光测距方法研究

针对传统接触式测距方法的局限性,介绍了一种根据光学三角法利用图像传感器近距离测距的方法。通过半导体激光器发出的光经过物体反射成像在CMOS图像传感器的光敏面上,接受到的激光光斑图像通过接口传到主机,利用Matlab进行分析处理计算,得到被测距离。通过搭载模拟实验平台,验证了该方法的可行性,并且简单易于实现,有较高的实用价值。     

徒手设计效果图的三维重建技术研究

将徒手设计效果图,根据透视图的基本原理、应用数据融合算法进行透视反求,分析计算确定透视条件,实现二维信息到三维信息的转化,从而进行三维重建.     

基于单目图像序列的铸件三维重建方法

为了实现基于机器视觉的铸件毛刺自动检测与识别,提出了一种基于单目视觉的铸件三维重建方法。利用单目相机对目标进行无标定多角度旋转拍摄,获得一组单目图像序列;运用“两步匹配法”优化相邻图像特征点的匹配,剔除大量误匹配点,提高特征点匹配效率。对三维重建的点阵进行泊松表面重建,细化了铸件三维表面的细节。实验结果表明,该方法装置简单,无需对相机与目标的相对位置进行预先标定,能有效地恢复铸件三维表面的细节特征。该方法适用于机械加工环境下零件的三维表面重建。     

基于分层图像采集和三维重建的刀具磨损检测方法

提出一种基于分层图像采集和三维重建的刀具磨损检测方法,对刀具的磨损区域通过显微镜和摄像机进行分层拍摄采集图像,根据图像的清晰部分和模糊部分的判断对刀具磨损区域点的高度进行判断,清晰部分和模糊部分的判断采用各层图对应区域的像素的亮度方差进行相互比较的方式进行判断,对于各层图像不连续的部分采用高斯插值法进行插值,最终用Matlab对得到的数据进行三维重建,从而得到了磨损区域的三维形貌图,通过实验得到了车刀的磨损程度与切削时间的关系。该方法突破了传统的图像处理方法而只能得到刀具磨损二维图的局限性,将基于图像处理的刀具磨损检测拓展到三维,从而更为精确、具体地得到了刀具的磨损量。结果证明该方法简单,检测效率高,为提高机械加工质量进一步提供了保障。     

激光等离子体三维重建迭代方法研究

利用CT技术,采用乘代数重建法(MART)和加代数重建法(ART),编制出三维图像重建程序CT3D,通过对“星光Ⅱ”装置的激光等离子体进行X光针孔成像的五个方位,对三维重建问题进行数值模拟,计算结果表明MART比ART的重建精度高,能满足诊断误差δI/I小于10%的要求。     

基于切片数据的人工牙三维重建方法的研究

三维重建技术是随着计算机技术和数据测量技术的进步而发展起来的一门新兴技术.当重建物体外形复杂时,不规则形状所引起的错动和大批量数据的测量误差给三维重建带了很大不便.文中提出了一种以切片表示方法将原始大批量稠密数据点的无序结构简化为具有层列结构的有序组织形式,并在此基础上通过重构各层轮廓线的方法对牙齿实现了较为理想的三维表面重建.     

基于 ICT切片图像的复杂产品三维重建方法

对于复杂结构的复杂产品零件，借助ICT测量设备获取产品零件的层层切片图像，并通过分析计算、数字图像处理和CAD软件等辅助工具，建立产品的几何模型。着重论述了将已经经过数字图像处理过的ICT切片的产品数字化模型，通过NURBS曲线、曲面进行三维重建等方面的应用研究，并对基于此方法重建的产品模型进行了误差分析。     

基于点云三维重建技术的甲状腺超声穿刺三维导航研究

设计了一种基于超声自动扫描机器人的甲状腺点云三维重建系统,并与甲状腺超声截面穿刺机器人系统相融合,实现并验证了一套甲状腺超声穿刺三维导航的软硬件方案.通过甲状腺自动超声扫查机器人获得了１组带有准确空间位姿信息的甲状腺超声图像,并且通过传统图像算法和深度学习方法分割出甲状腺组织的区域.此后通过点云重建和空间重建方案获得了甲状腺模型,并将超声模型与CT扫查模型及机械臂模型进行空间配准和数据融合,依此在软件界面为医生提供了穿刺手术的多视角三维空间信息,在减轻手术医师负担的同时提升了穿刺手术的精准度和成功率.通过实验分析了扫描控制算法和三维重建算法的可行性和稳定性,并验证了该三维导航系统的导航空间精度和响应速度.     

基于光线投射算法的医学图像三维重建研究

医学图像的三维重建是医学图像可视化的关键技术之一,本文通过对体绘制不同重建方法的比较,提出了以光线投射算法为基础的医学图像三维重建的方案;并改变了以往以点进行的采样方式,提出了以段进行采样的采样方式,结合图像合成加速算子,加速了图像的绘制速度。将采样加速与合成加速结合并在GPU上实现绘制,得到绘制速度快、绘制图像质量高的效果。     

基于灰度值的非对称等离子体弧形貌的三维重建

等离子体加工技术在处理各类难加工材料的成形与制备方面备受关注,其温度特性是影响加工质量的决定性因素。针对现有温度特性研究大多在弧径向对称的假设前提下间隔采样测量完成的问题,提出了一种基于灰度值的非对称等离子体弧形貌三维重建方法。首先,基于自行设计的图像采集系统,给出了CCD空间布置方案,同步获取了360°方向上加工过程中的等离子体弧数字图像;然后,对采集图像进行了灰度化、直方图均衡化、滤波去噪以及灰度等值线提取等预处理,以获得良好的视觉场和测量效果;最后,取内六层灰度等值线进行了基于立体匹配和插值重构的数值模拟,建立了与温度场存在相关性的等离子体弧形貌三维模型。研究结果定性地描述了等离子体弧温度场的分布情况,实现了等离子体弧形貌的非接触测量,得到了加工过程中等离子体弧的真实形貌。     

基于区域Voronoi图的复杂形体的三维重建算法

针对目前由二维轮廓线重建三维实体的方法要求轮廓线间距小、形状相似,对轮廓分叉及孔洞的解决有诸多限制且计算量大费时等问题,提出了Delaunay三角剖分与体素重建的思想相融合的方法。首先将断层图像轮廓近似表示成平面多边形,并利用Voronoi图进行划分,然后对其进行三角剖分。最后通过最短路径把这些三角形连接到相邻断层轮廓线的顶点上,扩展成四面体,从而直接完成三维重建。试验结果表明,该方法能较好地解决轮廓的分叉、孔洞等问题,且减少了数据量。     

基于Marching Cubes与Ray Casting的医学图像三维重建

本文研究了医学图像三维面绘制和体绘制的典型算法 Marching Cube 和 Ray Casting 的原理和三维可视化工具包VTK的实现机制,在VC 6.0平台下,利用VTK分别实现了基于上述算法的DICOM格式的CT序列图像三维重建,并给出了关键算法和3D可视化结果.     

工程图的三维重建方法研究

近四十多年来,虽然针对工程图的三维重建研究已经取了较大的进展,对工程图内几何信息与拓扑处理提取方法不断完善,可以在算法约束范围内完成简单形体的三维重建工作,但离达到工业化生产标准还有一段距离。在整个重建过程中,三维重建算法的建立是重建工作的核心,也使得三维重建算法成为整个重建过程的突破口。为此,对基于工程图的三维重建算法进行整理,从历史和国内外角度对典型三维重建算法进行梳理与归类,剖析了现阶段三维实体重建工作所遇到的瓶颈,并指出下一步的研究方向。     

基于医用X-CT的三维重建系统研究

根据CT图像特点,运用计算机图形、图像和三维可视化技术,开发了一套基于医用X-CT的三维重建原型系统,实现对二维有序CT的浏览、图像分割及重建图像显示等操作.介绍了系统的结构和各种算法的实现.试验结果表明,该系统满足临床辅助诊断和手术计划制定的要求.     

基于改进MC算法的DICOM格式CT图像三维重建

保证MC算法所抽取等值面的拓扑正确并作有效实现是医学三维应用的关键技术。本文对MC算法的内部拓扑歧义判定方法作了改进,使其更为简单直观,并以此为基础开发了CT序列图像三维重建系统。系统读入D ICOM格式的CT图像数据,封装成由立方体单元组成的规则体数据,用改进的MC算法抽取等值面,得到三角网格模型,为后续基于三角网格的医用修复体设计研究打好了基础。     

基于轮廓线法的三维重建技术研究

提出基于轮廓线法的改进算法,使其更加适用人体组织的三维重建。先根据医学图像的特点将轮廓数据进行分类,然后分别在各类中进行对应处理和分支处理确定轮廓间的拓扑关系,最后以最小对角线为优化目标进行三角面片的拼接,进而得到三维模型。由于较好地确定了拓扑关系,使得组织器官的三维模型表达更精确,建模效率更高。