鲁棒的水密流形网格修复

针对未经修复的网格模型一般存在非流形结构,常带有孔洞、法向不一致、自交等缺陷,很难直接应用到后续基于网格的应用中的问题,提出一种保持输入网格特征的鲁棒水密流形网格修复算法.首先利用Manifoldplus算法和卷绕数(winding number)构建能够区分输入网格内外且逼近输入网格的水密流形引导曲面;然后利用引导曲面计算受限Voronoi图(restricted Voronoi diagram,RVD);再通过对偶得到受限三角剖分(restricted Delaunay triangulation,RDT);将非流形问题分解到RVD和RDT计算过程中,保证计算的RDT即为修复后的水密流形网格;最后在原始网格边中添加辅助点,保持原始网格特征.基于Windows 10平台,在ModelNet10公开数据集上进行实验的结果表明,所提算法在输出网格的平均精度为1.54×10^(-6),与Manifoldplus算法相当;但是当输入的模型包含孔洞时,Manifoldplus算法无法将孔洞合理地填补,而该算法能够合理地填补孔洞.

精度可控的边界表示模型网格生成

针对边界表示模型生成的面网格模型存在的误差大、分辨率高和不水密的问题,提出针对计算机辅助设计(CAD)实体模型的保精度网格生成算法.算法通过同步生成对齐共边点对保证网格的水密性;利用连续表征设计网格目标边长,以生成高精度、低分辨率的网格.与现有的开源网格生成软件相比,算法能用更少的网格面片数生成精度更高的网格,且网格质量与其相当.

基于生成对抗网络的单张图像高光去除方法

针对真实场景下图像镜面高光降低图像质量的问题,提出了一个新颖的生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)模型,可以有效去除单张真实场景图像中的高光。核心思想是通过VGG-19模块提取图像特征,然后利用GAN生成去除高光的图像,并对其质量进行判定。为了提高针对真实场景中不同尺度大小高光的去除能力,在生成器中加入了金字塔分割注意力机制和空间注意力机制,为多尺度的特征分配不同的权重,从而更聚焦于高光区域的特征,以提升纹理恢复效果。所训练的模型利用上下文损失函数、对抗损失函数和一致性损失函数来联合优化模型参数,提高了去除高光后图像与真实漫反射图像之间的相似性。在2个基准数据集与真实室内外场景中的测试实验结果表明,所提方法可以有效去除图像中的高光,并准确恢复高光区域的本征颜色与纹理细节。

自交有理参数曲面网格生成

针对现有网格生成算法在处理自交曲面时出现的缺少交线表示、误差大以及交线附近三角形质量差的问题,提出一种针对自交有理参数曲面的网格生成算法.首先,利用动平面法计算曲面的奇异因子;其次,利用奇异因子和曲面的第一基本形式定位交线上的拓扑关键点;再次,基于动平面法设计了一种交线网格点配对生成算法,以保证网格交线的邻域协调性;最后,使用基于粒子的网格生成法生成参数域网格.在具有不同拓扑的自交曲面上进行网格生成实验,所提算法可保证网格交线拓扑正确性,且与未进行交线网格点配对的各类代表性各向同性网格生成算法相比,网格三角形最小角平均值平均高0.6%.

各向同性三角形重新网格化方法综述

三维网格模型的重新网格化是计算机图形学中的重要内容,是许多几何应用的关键组成部分。近年来迅速发展的三维处理技术,如有限元模拟、计算机动画、三维打印等,对网格质量的要求不断提升,促进了三维网格模型重新网格化的持续发展,由此产生了许多新的重新网格化技术。首先介绍了三角形网格质量评估的标准,然后概述了各向同性重新网格化的最新进展,并详细研究和比较了各种重新网格化算法的优缺点,最后对未来的研究提出了新的问题与方向。

平面扩展多边形分层表示的构造方法及简单应用

平面多边形的分层表示 (L REP)是一种基于三角形片的多边形表示模型 ,具有构造简单、鲁棒性强等优点 ,并且在许多问题上都有着很好的应用 文中在这一工作的基础上进行扩展 ,使其可以应用到带圆锥曲线边的平面扩展多边形上 ,提出平面扩展多边形的分层表示方法 (CL REP) ,并给出了完整的数学模型和两种典型的构造算法 最后给出了使用该方法的几个简单应用 ,主要是布尔运算和包容测试等 ,可见使用CL REP能够简单。

基于边界表示的拔模算法及其应用

拔模操作是三维几何造型系统中给实体创建倾斜面特征的有效方法。笔者以商业造型软件 TiGems 为平台,提出了一个基于边界表示的拔模算法。针对现有拔模算法的不足,改进了拔模操作中边的计算方法,提高了算法的效率;增加了判断并消除形体自交的功能,提高了算法的鲁棒性。笔者将本文的算法应用到草图的倾斜拉伸操作中,取得了不错的效果。

基于CAD模型的直接快速成型软件

目前国内普遍使用的基于STL模型的快速成型软件在精确度和灵活性上都存在着很多缺陷 ,在一定程度上影响了快速成型技术在生产中所起的作用 以三维几何造型系统GEMS 6 0为平台 ,实现了一个基于CAD模型的直接快速成型软件 ,可进行分层、填充、构造支撑体以及生成CLI文件等

局部形状特征概率混合的半自动三维点云分类

三维激光扫描获取的点云数据可用于数字城市建设、三维模型获取、场景分析与物体测量等领域.但因遮挡和噪声的影响,加之扫描场景复杂,采样精度受限,使得不能直接运用经典的曲面和三维空间理论对点云数据进行有效分析和处理.分类是点云数据预处理的重要方式之一.提取近邻四面体体积、近邻法向量差异度、主方向差异度和主曲率值4个局部形状特征,采用概率混合策略构建了一种点云数据的半自动分类方法,可实现平面点集、柱面点集和其他点集的有效区分.其中,概率混合策略是依据近邻点平均距离和单指标类别一致程度估计每个特征推断形状的概率,通过混合加权,依据概率赋权函数最大值准则进行局部形状推断.可实现用户交互,以便处理不同扫描尺度和精度的点云数据.采用本文方法对模拟生成的点云、单棵树木点云、街道场景点云、旷野自然场景扫描点云以及航空机载扫描点云等多组数据进行了实验,结果表明,基于局部形状特征的概率混合方法对各种点云数据均具有良好的分类效果.

电动工具的减振领域专利分析

作者以专利数据为分析样本,进一步对电动工具零部件研究的主要分支以及体系进行简单分类,并对主要申请国的专利申请年度分布情况以及电动工具减振领域的龙头企业的专利申请布局及相关专利申请作进一步分析。

CAD模型三角网格优化算法

针对工业产品设计过程中的一个实际问题——如何高质量地将连续的CAD模型转换为离散的三角网格模型,提出一种基于Creo二次开发平台与几何特征保持的CAD模型的三角网格优化算法.首先基于Creo的二次开发平台构建CAD模型的特征点集;然后通过逐面网格化构建每个面的网格模型,通过网格模型逼近得到一个初始三角网格模型;最后结合CAD模型的几何特点改进RAR网格优化算法局部算子的适用性条件,使用改进算法对初始三角网格模型进行网格优化.将算法集成于Creo 2.0软件中,以3个工业零件的CAD模型为数据开展实验,结果表明,该算法构建的初始网格模型与原始几何模型逼近程度好,优化的网格模型具有较好的性能参数.

基于人耳掩蔽效应的电子耳蜗语音增强方法

提出一种符合人耳听觉感知的语音增强方法,使电子耳蜗能在噪声环境下获得准确的语音信息。利用Bark子波变换实现电子耳蜗中的语音处理,结合人耳听觉系统特性实现语音增强。使用根据人耳听觉掩蔽效应提出的自适应减参数。实验结果表明该算法在低信噪比情况下,信噪比可提高30 dB左右,更好地抑制了残留噪声和背景噪声,合成的语音具有较好清晰度和可懂度。

基于局部优化的重心Voronoi图计算

重心Voronoi图(centroidal Voronoi tessellation,CVT)是一个重要的几何结构,在地理信息系统,信号处理,网格生成/优化,可视化等领域有着重要应用。针对传统全局生成、优化的方法的不足,比如奇异点多、收敛速度较慢等问题,提出了生成优化与随机扰动两种局部优化方法,以及一个整合了层次生成、局部优化、蒙特卡罗优化的CVT生成算法框架。实验结果表明,相比于已有算法,本文方法在速度与质量上有综合的提升。

一种多源特征阵列生成算法

为解决特定特征定义下的多源特征阵列问题,提出一种基于碰撞检测的多源特征阵列生成算法。利用实例和单一实体的碰撞测试,得到连接实例和脱节实例,然后进行连接实例与单一实体的集合运算生成新体,再通过脱节实例与连接实例碰撞测试得到新的连接实例,从而生成正确的结果实体。该算法已在商业几何造型系统TiGems6.0中实现,简化了多源特征阵列的操作方式,克服了某些凸台实例被错误舍去的问题。最后,给出了实验结果。

基于二次曲面拟合的机械模型交互式分割方法

针对三角网格全自动分割方法的自适应能力较差的问题,提出了一种基于二次曲面拟合的交互式半自动分割方法.首先采用变分方法对网格模型进行二次曲面拟合和分割,然后引入用户的交互信息来指导模型的分割,并配合迭代优化算法交替使用.具体地,算法包括以下3个步骤:基于random sample consensus(RANSAC)的初始化、迭代优化、交互式合并与切分.其中,初始化方法可以取得一个较好的划分结果,迭代优化可以提高算法的分割质量,而交互式合并与交互式切分步骤可以与迭代优化步骤交替使用,利用用户的主观先验知识对分割不够准确的地方进行局部操作,从而使得分割的效果更为准确、真实.通过比较不同算法对多个机械模型进行分割的效果,算法在收敛速度和拟合误差方面都有明显的优势,并且可以对具有不同特征的三维机械模型以及带有噪声的模型进行准确、合理的分割.

浅析电动工具的除尘技术

基于电动工具除尘领域的国内外专利,经过专利分析与总结,得到电动工具除尘领域的技术分支,并对其中的吸含尘空气除尘技术的发展做了比较深入的研究,包括对过滤器和集尘部的改进,在技术分支的基础上,对电动工具除尘领域的专利主要申请人进行了研究,尤其是对有关电动工具除尘领域的关键技术进行了分析与总结,得出目前对电动工具除尘技术的改进一直局限于传统的除尘技术,改进点比较小,发展新的除尘技术尚有空间与可能。

砂轮修整技术专利综述

砂轮修整技术用于使砂轮恢复工作面的磨削性能以及正确的形状,对于工件加工具有举足轻重的作用,本文通过对砂轮修整领域的专利申请进行分析,从中国以及国外的专利申请量、以及重要的申请国等方面进行了分析统计,展示了砂轮修整技术在世界范围内的发展状况,梳理出技术发展脉络,并且针对应用最多的金刚石修整工具进行了技术分析。

机器人倾倒碰撞动力学建模与不同刚度下碰撞响应

为了确定刚度对柔性臂倾倒碰撞力的影响,基于混合坐标法建立柔性臂运动学模型,利用假设模态法对柔性变形解耦,基于Hertz接触理论和非线性阻尼理论建立接触碰撞力模型,利用Lagrange方程建立了含碰撞的动力学方程。编写了变步长变精度的四阶Runge-Kutta数值求解算法。对不同刚度下柔性臂的碰撞响应进行仿真,得到了接触力、关节转角、角速度和弹性变形曲线。对比可得,随着抗弯刚度增大,接触力变大且峰值出现的相位提前,且碰撞后柔性臂关节转角变小,弹性变形和角速度的振动都减小;材质结构阻尼对弹性振动变形有明显的抑制。该文所建模型和求解方法有效。

机器人手臂的刚柔耦合建模及摆动模态对比

以机器人柔性手臂为对象,基于Jourdain变分建立了刚柔耦合动力学模型;通过假设模态法将物理坐标变换成模态坐标,对动力学方程进行解耦。参考人体参数,利用ADAMS建立了虚拟样机模型,设计了形函数矩阵。在MATLAB中编写了方程求解算法。对比了ADAMS和MATLAB对柔性手臂转角的仿真。针对碳纤维、铝合金、聚乙烯和聚丙烯4种材质手臂仿真重力作用下的摆动运动,绘出了末端横向变形位移和频谱图;量化分析了变形量和模态。结果表明随着弹性模量与密度的比值增大,手臂固有频率增大,横向变形位移减小;碳纤维材质可近似建模为刚体;碳纤维和铝合金适合做手臂机构;聚丙烯材质刚度和柔顺性较好。

减振镗杆国内外专利技术分析

在进行深孔镗削加工时,镗刀刀杆呈细长悬臂状态,刀杆刚度不足容易发生颤振,严重影响了加工精度和加工效率。对减振镗杆相关专利进行了国内外的专利检索,从并国内外专利申请趋势,专利申请地域分布、申请人等角度进行了研究和分析。