保持细节特征的输电铁塔三维网格模型轻量化算法

针对输电铁塔三维网格模型简化后出现模型细节特征大量缺失的问题,以QEM算法为基础,提出了一种保持细节特征的输电铁塔三维网格模型轻量化算法。该算法首先确定了输电铁塔三维网格模型中的细节特征定义,然后提出了输电铁塔细节特征提取策略,并且引入细节特征显著因子和顶点近似曲率因子对QEM算法中的简化代价进行优化。实验结果表明,优化后的算法可以有效保留输电铁塔三维网格模型的重要几何特征和细节特征,避免了简化后模型出现大面积的特征缺失问题,并且相较于普通QEM算法,优化后的算法所简化的模型在最大误差、平均误差和均方差上分别至少下降了39.77%、10.64%和64.99%,实现了输电铁塔三维网格模型的高质量轻量化。

面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法

三角网格模型配准是工业自动化检测软件中的重要一环,其配准精度对检测机械零件的形位公差有重要影响。针对三角网格模型的自动配准精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法。首先,确定三角网格模型特征分割的K值,通过拉普拉斯矩阵确定种子点进行迭代初始化。其次,本文采用合适的区域形状代理和代价函数以加速该过程,并通过多源迭代聚类得到特征分割结果。最终,在三角网格模型特征分割结果的基础上进行基于奇异值分解法的粗配准,之后再根据EM-ICP进行精配准。与传统的特征描述子粗配准结合ICP精配准的方法进行对比,结果表明,本文方法的配准误差下降了25.2%,自动配准时间缩短了62.6%,有效地提高了三角网格模型自动配准的精度和效率。

基于顶点划分和坐标标准化的密文域3维网格模型可逆信息隐藏

密文可逆信息隐藏技术可以在加密载体中利用冗余空间额外嵌入信息,在传输过程中保障载体和信息的隐私安全,载体接收者还可以实现无损地提取信息和恢复载体.3维网格模型作为新型的数字媒体,其文件结构与传统的图像等数字媒体存在着不同,并且在该领域的研究相对较少.如何提升模型的嵌入容量是目前需要解决的问题.将图像领域多个高有效位预测算法直接迁移到3维模型中应用时,由于数据的存储格式与图像媒体不同,使得算法的预测性能受到了限制.因此,提出了将顶点坐标值标准化处理,消除符号位带来的影响,提升了预测算法的性能.为了进一步减少无用的辅助信息,嵌入集顶点的筛选被加入实验中,成功地为有效载荷腾出空间.实验表明,提出的方法与现有方法相比,在保证无损和可分离地恢复模型与所嵌入的信息的同时,获得了最高的嵌入容量.

基于网格模型的自动铺丝路径规划方法

针对复合材料自动铺丝工艺,研究基于网格模型的自动铺丝路径规划方法。梳理了自动铺丝路径规划的业务流程,对三角网格拓扑关系进行重建,节省数据存储空间;提出了基于给定点与方向的定向延伸算法,用于精确计算网格模型的线型路径点;对路径等距后的点集进行优化,避免了等距后的线型自交以及凸边现象,保证了线型的准确;对所规划路径的压辊可铺放性分析方法进行研究,并基于分析结果提出了路径优化策略。结合CATIA二次开发工具CAA在VS平台对自动铺丝路径规划模块进行开发,并通过实例验证了本文所研究方法的可行性与可靠性。

三维网格模型的局部三角剖分算法

为了提高三维网格模型的渲染显示效率和提高网格质量以满足有限元分析,提出了一种新的三维网格模型的局部三角剖分方法。本方法的三角剖分基于Bowyer-Watson插点算法实现。通过在新插入点的邻域内搜索三角形来提高三角剖分的效率,通过对网格的几何形状和连通性进行局部修改来提高网格质量。通过尺寸场来约束控制三角剖分区域,使得生成的网格质量和算法性能有较好的综合表现。

量化三维网格模型复杂度的Fractal Dimension^(+)方法

对三维网格模型复杂度的评估及应用进行研究,提出基于Fractal Dimension^(+)方法量化三维网格模型复杂度。该方法利用分形几何学的分形维度来确定三维网格模型的不规则性;为了全面量化复杂度并且提高量化的准确性和可信度,在分形维度算法中添加孔隙比和亏格数的概念,全面考虑介质内部空间分布和几何结构的连接性以及孔洞分布的信息。对大量三维网格模型进行实验,结果表明Fractal Dimension^(+)方法可以有效计算出准确的复杂度。

基于深度学习方法的单张零件图像重建网格模型

重建物体的三维形状是计算机图形学领域的一个研究热点,网格模型是一种常用的三维模型。文中基于深度学习方法提出一种从单幅机械零件图像重建其网格模型的方法。首先经过一个图像预处理过程将前景零件从背景中分离出来;其次基于ResNet和BSP⁃Net两个骨干网络建立一个新的网络结构,将前景零件图像重构为网格模型。该网络将零件的多个视图图像作为输入,并融合它们的重要特征。此外,加入形状先验损失引导模型的训练过程以优化重建结果。对螺母、螺栓和垫圈进行重建实验,验证了该方法的有效性。通过训练过程的损失函数曲线说明添加多视图特征融合和形状先验损失可以让损失收敛到更低的值。在三个评价指标上的测试表明,文中方法的重建结果优于ResNet+BSP⁃Net方法和IM⁃Net方法。

一种板状结构网格模型破口面积快速算法

论文针对板状网格模型破口面积的快速定量计算问题,设计了一种快速算法,并针对一批某鱼雷对某驱逐舰爆炸毁伤数值仿真结果进行了计算,验证了该算法的有效性。该算法应用主成分分析方法,可实现对各类板状结构产生的不规则破口区域面积的快速计算,可为相关结构物毁伤评估提供支撑。

基于精细网格模型的邮轮人员疏散模拟及实验验证

[目的]人员撤离分析是邮轮设计和安全评估中的重要内容,为相对精确地模拟邮轮上的人员疏散行为和规律,提出一种基于精细网格的邮轮人员疏散仿真模型。[方法]首先,为刻画邮轮的内部空间结构,将甲板内部区域划分为0.1 m×0.1 m的基本二维网格点,并定义目标区域和功能处所区域这2类特殊区域;然后,引入行人期望运动方向和运动趋向性参数,建立自由选择最短路径和指定最短路径这2种人员运动规则;最后,以欧盟Safeguard项目的邮轮疏散实验为案例进行仿真分析。[结果]对比结果表明:所建立的人员疏散模型满足ERD,EPC,SC,TAT%等4项模型验证指标的衡准要求;与实验数据对比,全船总撤离时间、各集合站撤离时间的模拟结果与实验结果基本一致,其中全船撤离时间的相对误差为4.9%;与商用软件EXODUS的模拟结果相比,所建立模型的计算结果更契合实验数据。[结论]该人员疏散模型满足邮轮人员撤离分析要求,可为邮轮脱险通道的设计布置以及人员撤离方案的制定和优化提供支持。

基于顶点范数三维网格模型抗简化盲水印算法

为提高三维网格模型的数字水印对网格简化攻击的鲁棒性,提出一种基于顶点范数的三维网格模型抗简化盲水印算法。结合网格模型点与面的权重关系计算模型中心,利用中心计算顶点范数,根据水印长度建立顶点范数分组,在嵌入水印时,通过映射函数调整分组内顶点范数均值嵌入水印信息;在检测水印时,计算各集合内均值进行水印信息的盲检测。实验结果表明,该水印算法具有较好的透明性、鲁棒性以及简化攻击抵抗的能力,为三维网格模型的版权保护提供了有效技术支持。

三角网格模型法与NURBS曲面重构法相结合的测头半径补偿

在使用接触式测量法进行检测时,测量数据是测头中心点的数据坐标,与实测点之间存在一定的误差。针对该问题提出一种三角网格模型法与NURBS曲面重构法相结合的方法对测头半径进行补偿。对测头中心采样点进行曲面拟合,并通过三角网格划分该曲面,求解三角网格顶点法矢和实测点。再选取高斯曲率较大或曲面法矢方向与坐标平面夹角较小的区域进行NURBS曲面重构,求出重构后的实测点。仿真实验结果表明:采用该方法补偿后的精度比三角网格模型法提高了95.52%。对未知CAD模型的自由曲面工件进行验证实验,补偿误差最大值为0.0121mm,补偿误差平均值为0.0033mm,验证了该方法的有效性和实用性。

基于动态空间索引结构的三角网格模型布尔运算

针对目前三角网格模型布尔运算运行效率低的问题,提出了一种三角网格模型的动态空间索引结构,基于该结构可快速定位2个网格模型之间的相交区域,求解其交线;进而沿交线将每一三角网格模型分割成2个子网格模型,通过子网格模型的不同拼接生成三角网格模型的布尔运算结果.实例结果证明,该算法可准确地求解交线数据,有效地提高三角网格模型的布尔运算效率,并适用于各种复杂型面三角网格模型.

钠冷快堆直流式蒸汽发生器固定网格与滑移网格模型对比分析

根据钠冷快堆核电厂直流式蒸汽发生器(OTSG)的热工水力特性,基于固定网格模型和滑移网格模型编制了OTSG瞬态分析程序OTAC。对美国能源技术工程中心(ETEC)的OTSG停闭实验进行了模拟,并将计算值与实验值作了对比分析。结果发现,两种模型的计算值与实验值吻合较好,其中固定网格模型只有在网格数目足够多时才能避免计算结果的突跳,而滑移网格模型可在较少网格数目下取得很好的计算效果,提高了数值稳定性,避免了计算结果的不连续。

结合Nystrom方法的三维网格模型分割方法

针对谱聚类三维网格模型分割方法耗时长、占用内存大的问题,本文提出了一种结合Nystrom方法的三维网格模型分割方法。首先,对模型面心进行采样,计算采样点和所有面心的亲和力数值,使用Nystrom方法估计亲和力矩阵的主特征向量,避免了计算亲和力矩阵的巨大开销;其次,使用K-Means算法对主特征向量聚类,实现对模型的分割;最后,使用自适应邻域滤波算法对分割结果进行优化,去除估计误差。在细分后的普林斯顿数据集上进行实验,并同5种分割方法进行定量比较,结果表明本文方法可以有效降低谱聚类方法的时间、空间开销,并且兰德分数比其余方法平均高0.21,可以得到更高精度的分割结果。

基于三角Bézier曲面的三角网格模型光顺算法

针对三角网格模型整体光顺效果较差的问题,提出一种基于三角Bézier曲面的三角网格模型光顺算法,该算法采用R*S树组织三角网格模型的动态索引,对三角网格模型进行精确保形精简,根据保形精简后三角网格模型型面几何特征构造整体G1连续三角Bézier曲面,将其作为三角网格模型的光顺参考曲面。通过将三角网格顶点映射于光顺参考曲面上,实现三角网格模型的光顺处理。实例证明该算法可对各种复杂型面的三角网格模型获得理想的整体光顺效果,并有效保留原模型的型面特征。

基于离散光滑插值的三维地质体构造网格模型

针对现有网格模型大多存在失真和变形等问题,提出一种基于离散光滑插值(discrete smooth interpolation,DSI)方法的三维地质体构造网格模型.通过数字化依次建立地质空间和参数空间的换算关系,使当前地质空间的任何点在参数空间中被重新定位,解决了基于地质体构造网格模型解决纯六面体地质网格的建模难题.利用某水电站工程实际测量和地质钻孔等数据进行验证,结果表明,该方法能有效满足实际工程的三维地质建模和岩土数值分析需要.

网格模型化简综述

网格模型的化简对于其存储、传输、处理以及实时绘制有着重要的意义.对国内外在这一领域的工作成果进行了较为系统的介绍,并对各方面典型算法的优缺点进行了分析,最后对这一技术的发展进行了展望.

密度和速度随机分布共网格模型的重力与地震联合反演

针对重力与地震联合反演存在的问题,结合已有的研究成果,本文研究实现了速度和密度随机分布共网格单元模型的建模技术,以适应密度和速度剧烈变化的复杂模型及联合反演的计算要求.重力正演利用了该网格的二度半体模型,并进一步改进了地震走时的二维射线追踪计算方法,以适用于速度随机分布的网格介质.结合改进的模拟退火算法,实现了这种共网格条件下的重力与地震资料的同步联合反演.模型试验证明了重力与地震联合反演可以准确确定复杂物性界面的密度和速度结构,适用于物性界面不完全一致和物性变化剧烈的复杂模型,并且联合反演结果要优于单独的重力反演.带先验信息约束下的实际资料的联合反演,进一步证明了该方法的适用性和效果,可提高反演精度并减少多解性.

三角网格模型的特征线提取

在反求工程中 ,散乱数据点云的曲面重构常采用三角网格模型 ,若将其转换成曲面实体模型则有更广泛的应用 ,从三角网格模型中提取特征线是转换过程中的重要步骤 在讨论反求工程中数据点云分块方法的基础上 ,采取“基于边”的方法来提取特征线 :先提取特征点 ,再连接成特征线 根据相邻三角片的法矢夹角和各点主曲率是否为极值 ,分两次提取特征点 ,利用三角顶点加权和均匀化等方法减少狭长三角片对特征点提取的计算误差影响 ,再将特征点分组连接成B样条曲线 文中算法的结果可为B样条曲面分片拟合和建立B

三维网格模型的空间布尔运算

为了快速正确地对各种复杂程度(开放、封闭)的网格模型进行空间布尔运算,根据复式网格的可定向性建立各元素间的拓扑关系,并根据这些拓扑关系判断网格面片的最终去舍,得到布尔运算结果.算法首先对网格方向一致化,然后通过相交测试求出两两相交三角形面片之间的交线,再由相交三角形与它的交线得到多边形,并对该多边形进行三角化,得到"结果交域",最后根据这些"结果交域",以及各元素间的邻接关系判断其他网格的取舍,得到最终结果.实验表明该算法结果正确、计算量少、速度快,同时适应于封闭与开放网格模型.