多面体最小体积的包围盒生成算法研究

许多工程应用中需要计算物体最小体积的包围盒。本文基于机械零件的三维多面体模型 (三角面片 ) ,研究并提出了它的最小体积的包围盒生成算法。实际应用表明了该算法的实用性和有效性。

基于遗传算法的封闭轮廓最小面积凸包围盒生成算法

许多工程应用中需要计算区域最小面积的包围盒。当前工程实践中通常采用的是面积最小的矩形包围盒,而最小面积矩形包围盒在许多工程实践中由于存在较大误差因此并不能满足应用需求。本文基于遗传算法的思想,研究并提出了任意封闭区域(轮廓)最小面积的凸包围盒生成算法。该算法简单,速度快,效果显著。实际应用表明了该算法的有效性与实用性。

基于遗传算法的散乱点云最小包围盒求解

提出一种将遗传算法和O’Rourke算法相融合的最小包围盒求解算法,以O’Rourke算法中的体积函数作为遗传算法的目标函数,采用遗传算子指导解的搜索方向,通过新种群的迭代生成过程缩小搜索区域与体积误差,种群迭代结束后对最优个体解码获得最小包围盒.实验结果表明,该算法可在满足最小包围盒体积精度的同时显著提高算法的运行效率,能够有效处理各种复杂散乱点云数据的最小包围盒快速求解问题.

最小体积轴向包围盒的增强现实虚拟测量方法及其应用

针对最小包围盒中的最小体积轴向包围盒问题,提出基于增强现实的虚拟测量方法。该方法首先利用增强现实的虚实注册技术实现真实空间和虚拟空间的尺度对准,然后通过人机交互机制操作虚拟标尺对空间中三维物体进行匹配,标定其最小体积轴向包围盒。最后以玩具声级检测基准框标定任务为例对虚拟测量方法进行实验验证,实验证明该测量方法对最小体积轴向包围盒的标定误差在3%以下。

基于最小生成树的R^＊-树结点分裂算法

针对R*-树应用到逆向工程领域时遇到的适用性差等问题,提出了一种新的R*-树结点分裂算法.该算法将R*-树索引结点表示为轴向包围盒,依据轴向包围盒外接球间的重叠度计算结点相似度,并将其作为权值构建结点无向连通图,用来求解结点无向连通图的最小生成树.沿最大权值边将最小生成树分裂为2棵子树,并基于结点外接球体积对R*-树结构进行优化,从而实现了R*-树结点分裂.实例表明,R*-树结点分裂算法可处理各种复杂数据的结点分裂问题,能够有效地提高R*-树的构建效率及空间数据的查询效率.

基于最小包围盒的三维模型的配准技术

提出了一种以三维模型为基础的数据点配准方法。本方法利用扫描数据生成三角网格模型,首先应用单纯形优化算法生成三维模型的最小包围盒,然后通过坐标变换实现CAD模型与三角网格模型上数据点的粗配准,最后通过ICP(迭代最近点法)算法实现精配准。

一个基于包围盒技术提高光线与物体求交效率的算法

光线跟踪算法是生成真实感图形的主要算法之一。文章介绍了用于光线与物体求取交点的内包围盒技术 ,并对其特点进行了分析。针对这一算法仍存在大量面片需要与光线求交的不足问题 ,对该算法进行了改进。实验表明 。

基于细化和最小生成树的多边形主骨架线提取

现有的不规则多边形主骨架线提取方法存在设计复杂、执行效率低等缺点,对此提出一种基于细化和最小生成树的多边形主骨架线提取方法.首先,确定多边形的最小包围盒,并在其中生成均匀分布、数值分别为0或1的点,运用细化算法提取多边形骨架;再利用Prim算法生成最小生成树;最后,计算最小生成树上的两个叶子节点间的路径长度,将长度最长的路径定义为主骨架线.实验结果表明:本方法提取出的主骨架线效果较好,具有一定的实用性.

排序扫描线算法在克里格估值中的应用

将样品数据和块体数据所在的地理坐标转换到搜索椭球体的走向、倾向、垂向所构成的坐标系中;然后在新坐标系中沿各轴向对样品数据、块体数据进行排序;最后以搜索椭球体的最小矩形包围盒为边界,采用折半查找算法来确定影响当前块体品位的样品数据,从而加速克里格估值过程。

一种使用几何分布的三维网格模型盲水印算法

鲁棒性数字水印作为三维模型版权保护的有效手段近年来被广泛研究;但是现有水印算法存在运算速度慢和抗特定攻击能力差等缺点。该文提出了一种使用几何分布的空域盲水印算法,通过调整网格顶点与最小包围盒中心的距离实现水印的嵌入。实验结果证实提出的算法对仿射变换、数据剪切、数据重排和噪声攻击具有鲁棒性,而且水印嵌入提取速度较快和具有良好的水印透明性。

基于粒子-弹簧模型的动态服装仿真

采用基于粒子 -弹簧模型的仿真系统模拟服装在风等外力作用下的悬垂效果。发展了传统的对象 -空间的冲突检测技术 ,采用基于最小包围盒的快速碰撞检测算法检测人体与服装的碰撞 ,显著提高了模拟速度。同时采用内力修正法克服失真现象 ,取得自然逼真的模拟效果。

地铁隧道变形监测方法研究

通过三维激光扫描技术对地铁隧道进行变形监测,对点云数据进行预处理后,用基于最小包围盒法提取中轴线,以中轴线为基准,先提取断面进行局部拟合再结合RANSAC算法对所有断面进行二次曲面全局拟合进行整体隧道状态分析。可将复杂的隧道模型的全局拟合转化成对许多圆环切片进行的局部拟合,减小了工作量,便于对重点观测部位进行变形监测。对某地铁隧道扫描数据进行处理与对比,表明此方法满足实际作业需求。

面向全自动三维扫描系统的多视角三维数据自动配准技术

针对利用高精度转台进行配准模型的顶部和底部与模型进行配准时效果不佳的问题,提出一种面向全自动三维扫描系统的多视角三维数据自动配准方案.对待扫描模型,利用单轴高精度转台获取由不同角度扫描的点云数据,先使用一种快速简单的方法求解转台中轴,利用中轴将多片点云拼合得到模型主体;再通过点云包围盒变换,完成点云的初始配准,并通过改进的ICP算法完成点云的精确配准.实验结果表明,该方法具有较好的操作性和较高的精度.

基于车载点云空间分布的城区地物分类

城区车载点云数据包含建筑物、树木等不同的地物反射的点的总数,如何对无拓扑、盲目性的激光脚点进行分类成为点云数据后处理的难点。提出一种基于点云分散程度的分类方法:首先构建包围点及其k-邻域点集的最小包围盒,比较其在3个坐标平面的最大投影面积与最小包围盒体积的比值提取面状走势信息;其次比较点集在局部空间的分散程度提取树木点;最后以高程、点云密度作为约束条件进行分类。实例证明,该算法可较好地识别建筑物、树木等地物,具有一定的实用价值。

几何对象统一表示的R~＊-tree结点分裂算法

针对R*-tree应用到逆向工程领域时遇到的适用性差等问题,提出一种新的R*-tree点分裂算法.该算法将R*-tree索引结点表示为最小包围盒,依据最小包围盒外接球间的重叠度衡量结点间的相似值,结合k-means算法,随机提取两个结点作为初始分簇中心,依据结点间的相似值计算新的分簇中心并迭代分簇,直到分簇中心不再变化,实现R*-tree的结点分裂.实例表明,该算法可处理各种复杂几何对象的R*-tree结点分裂问题,并可优化R*-tree结构,显著提高结点的分裂效率.