倾斜摄影三维模型中水域空洞的自动识别与修复

水域具有独特的光学反射特性,在倾斜摄影测量数据生成的模型中易导致空洞产生。为保证三维模型的完整性和显示效果,需要对水域空洞进行识别与修复。由于倾斜摄影模型内部存在大量独立的几何体,采用常规的三角网拓扑关系提取水域空洞轮廓线时会提取出所有几何体的边界轮廓线,导致无法准确识别水域空洞边界。针对此问题,本文提出了一种基于坐标转换和图像边缘检测获取水域空洞轮廓线的新方法:首先,根据OSGB模型中Z轴方向上是否存在三维点绘制水域空洞二值图,并对二值图像进行边缘检测获取水域空洞的二维轮廓线;再通过坐标转换获取水域空洞的三维轮廓线,对三维轮廓线进行约束构网、纹理映射,得到水域空洞的几何体并将绘制的水域几何体切割融合到不同的模型文件;最终实现水域空洞轮廓的自动识别以及水域空洞的自动修复。

青年男性颈肩部轮廓量化分析与形态匹配

以190名青年男大学生为研究对象,通过照片测量法、三维人体扫描法获取人体正侧面照片及三维点云数据。基于三维点云数据,提取颈肩部轮廓曲线进行椭圆傅立叶拟合得到椭圆系数,经主成分分析和聚类分析,将青年男性颈肩部正侧面形态各分为3类。采用角度半径和欧几里得距离实现二维照片与三维点云数据之间的匹配,并验证匹配准确率。结果显示:颈肩部正面轮廓匹配验证准确率达92.5%,侧面轮廓匹配验证准确率达95.0%。该研究为基于人体照片的人体形态研究提供了理论依据。

2D恒定进给刀路修正在不规则型腔加工中的应用研究

对于2D端铣加工精加工,针对Stori和Wright提出的2D轮廓加工恒定切削率刀具路径生成方法,提出一种新的刀具路径修正算法,通过生成一条新的偏置刀路来调节切削进给,即修正半精加工的刀具路径,使精加工中刀具在精确的偏置刀路上以一个恒定的速率进行加工,减少刀具的偏斜和切削力的变化。在一个复杂的不规则型腔的加工中应用此算法,结果表明精加工阶段的切削力被维持在一个恒定的水平。该算法改善了曲面的加工质量,缩短了加工时间,在提高加工效率和精度方面具有优势。

基于线激光的化铣激光刻型在机精度检测方法

化铣激光刻型工艺是飞机蒙皮加工的重要方式,目前尚缺乏在机测量方法来检测激光刻型的精度与质量。针对此问题,提出了基于线激光的化铣激光刻型在机精度检测方法。首先,基于齐次坐标变换建立了五轴激光刻型机和线激光传感器的运动学模型,确定激光测量坐标系与工件坐标系之间的变换关系,据此获得刻型线扫描点云。然后,基于模板匹配提取单帧刻型槽截面轮廓特征,并通过Levenberg-Marquardt算法求解刻型线槽宽、槽深以及位置信息。再通过点云分割、轮廓匹配和轮廓误差计算方法得到激光刻型的轮廓误差。最后,通过激光刻型在机精度检测试验验证所提出方法的有效性,试验结果表明,该方法能够有效评估刻型线的均匀性和轮廓精度,为加工误差溯源、工艺改进和提高刻型线的轮廓精度提供了重要参考依据。

基于Working Model 2D运动仿真的机构设计

介绍了基于Working Model 2D运动仿真的机构设计。该文利用该软件对四杆机构进行运动仿真和运动分析,结合Excel实现凸轮机构的凸轮轮廓线的设计并作运动仿真。此软件简单易学,仿真过程形象直观,为机构设计提供了一个极好的工具。

二维(2D)活塞泵用端面凸轮的设计与误差补偿

该文简单介绍了浙江工业大学阮健教授团队设计发明的一种新型结构的液压泵,名为二维(2D)单体轴向活塞泵,简述了2D泵的结构和原理,并设计了该泵上的端面凸轮机构。利用平面移动凸轮转化为圆柱端面凸轮的方法,设计了在等加等减速运动规律下的圆锥滚子圆柱端面凸轮,给出了其空间实际廓线方程。分析了利用上述方法设计圆柱端面凸轮实际廓线时产生的误差,给出了一种数学计算的误差补偿方法,运用MATLAB软件计算出误差补偿值。误差补偿后,减小了滚子与凸轮之间的间隙,提高了滚子在凸轮上的运动精度,提高了2D泵性能。

手持式非标定2D轮廓传感器的应用

随着2D轮廓检测行业的发展,市场需求的不断变化以及应用领域的不断变革,针对轮廓检测技术,人们在不断提高传感器性能和可靠性的同时,还谋求检测领域的拓展和检测便携度的提升。对此,本文对基于非标定摄像技术的2D轮廓传感器的应用展开论述。

研究CAXA对零件采用二维环境下等高线加工技术

运用CXA制造工程师对凹凸类零件进行等高线粗加工、小刀等高线精加工的二维编程加工技术,省去三维建模的繁琐过程,充分运用CAXA的等高线粗加工的优越开粗功能——可以高效地去除毛坯的大部分余量,再用小刀采用等高线粗加工进行二次开粗,最后采用等高线精加工完成零件的加工。缩短了工期,节省了小径刀具的消耗,为企业赢得更高的经济效益。

一种快速光刻模拟中二维成像轮廓提取的新方法

在一种新颖的快速光刻模拟算法的基础上 ,提出了一种新的基于稀疏空间点光强计算的二维成像轮廓提取算法 .该算法能够根据版图特点合理选择采样线的位置 ,有效地确定轮廓线存在的范围 ,并根据在采样线上光强单调分布的特性来快速地搜寻轮廓点 .实验表明 ,这是一种快速高效的轮廓提取方案 ,能够适应光学邻近校正中巨大的运算量 .

一种基于单一视图的三维模型检索方法

针对已有研究存在的视图冗余性问题,提出采用单一视图进行三维模型形状特征度量,并通过动态规划进行相似性计算,实现三维模型的单一视图特征描述和匹配.算法主要由三步组成:首先,将三维模型进行姿态调整,并通过渲染得到最能表达三维模型外形特征的主视图.其次,对渲染得到的视图进行轮廓采样,通过内在距离和内角提取模型形状特征描述.最后,采用动态规划算法计算不同模型之间的相似程度.实验结果表明:尽管只采用单一视图进行特征描述,但所提出的算法检索精度要高于一些典型三维形状特征描述符,包括采用深度视图定义的形状描述符.

对于切削进给的前向刀具路径修正研究

针对由Stori和Wright所提出的2D轮廓加工恒定切削率刀具路径生成方法的缺点,在分析传统刀具路径修正算法的基础上,提出了一种可以应用到任意几何形状的刀具路径中的优化算法,该修正算法修正最后一条刀具路径,使得刀具按恒定进给率进行切削加工,大大降低了刀具切削力的变化和刀具偏斜,减少了加工时间,提高了加工几何精度。并且将此算法应用于实际加工中,取得了良好的效果。

二维轮廓铣削刀具半径补偿算法的研究与实现

介绍了二维轮廓铣削加工条件下刀具半径补偿原理,对平面刀具半径补偿的各种转接类型进行了综合分析,提出了实现方法。以圆弧接圆弧为例给出了刀具半径补偿的算法,用VC6·0开发了刀具补偿算法程序,实现了二维轮廓刀具半径自动补偿功能。这种算法推导简单、运算速度快,能够满足CNC加工的需要。

基于二维投影点集的三维模型检索算法研究

本文给出一种基于二维投影点集的三维模型检索算法.该算法利用二维投影点集边界点,给出一种结合夹角信息的二维投影轮廓特征提取算法,简单有效地刻画三维模型外围轮廓;同时还利用二维投影点集内部点,给出一种剖面特征提取算法,反映三维模型空域信息.实验结果表明该算法在保证检索效率的同时,显著提高三维模型的检索准确性.

木材锯切表面粗糙度二维分析与三维分析对比

使用传统的二维轮廓测定方法,测量木材锯切表面粗糙度准确度不高。利用三维表面轮廓成像技术测定木材锯切表面粗糙度,可获得较为准确的检测值和更真实的锯切表面微观形貌。

基于投影轮廓的轮轨三维接触几何计算研究

为便于研究轮轨接触的几何关系,将轮轨的直线上接触、曲线上接触和轮轮接触3种典型轮轨三维接触几何计算归结为轮轨直线接触平行投影轮廓和轮轨曲线、轮轮接触旋转投影轮廓的二维接触问题。利用轮对的旋转体特性,分别推导出轮对在不同投影下其底部轮廓的计算公式,给出求解步骤以及适合轮轨三维接触计算的二维同步迭代流程。以S1002CN踏面轮对与60kg·m-1钢轨的三维接触几何关系为例,仿真分析直线、300m半径曲线及轨道轮半径为900mm的滚动试验台的轮轨三维接触几何情况。结果表明:将轮轨接触点相对于轮对底部母线的偏转角作为计算参数,使得基于投影轮廓的轮轨三维接触几何计算方法简单、易用;直线及曲线线路上的轮轨三维接触几何关系相近,当轮对摇头角小于5～10mrad时还可用轮轨二维几何关系近似;轮对大横移下的接触点偏转角,在一定的摇头角范围内可视为轮对摇头角的线性函数;二维同步迭代能有效实现复杂条件下的轮轨三维接触几何计算;小横移条件下,轮轮三维接触即具有明显的接触点偏转角,仿真时需要修正。

二维机械装配图轮廓识别与消隐裁剪算法

基于 ＡｕｔｏＣＡＤ软件系统，利用 ＡｕｔｏＣＡＤ软件提供的二次开发环境和技术，针对绘制机械装配图中的装配图轮廓识别和消隐裁剪算法问题，设计了零件的统一表示模式，提出了一种新的轮廓自动识别算法，可将内外轮廓识别统一起来，并采用线段端点分类点排序的策略，快速可靠地解决需要消除的部分。最后，给出一个稳定可靠的任意多边形裁剪算法。

多波束海底地形图的制作方法探讨

提出了采用高斯距离函数加权平均算法,对离散多波束数据进行网格化,该算法的优点是权函数收敛较快,能较好地保留细小的地形特征,而且运算速度较快。对于图形制作方面,提出了2D等深线图叠加3D阴影图模式的海底地形图的绘制思路及实现方法,最终成果图立体感强,可以更好地表现出地形细节。最后就如何改进海底地形图的配色方案进行了探讨。

基于手绘轮廓的3维服饰模型生成

为了满足虚拟角色交互式服饰设计的需要,提出了一种基于手绘轮廓的3维服饰模型生成方法,该方法的主要特点在于以下3个方面:一是通过限定距离场的方向(仅考虑z轴方向)来建立3维人体模型的参考模型,从而简化了距离场计算;二是利用手绘服饰轮廓与人体投影轮廓间的相对位置关系来生成服饰网格,以实现2维草图向3维服饰的有效映射;三是根据服饰网格点与人体模型上网格点间的对应关系来生成3维服饰模型,确保了服饰宽松部分的有效生成。实验结果表明,该方法能够从2维服饰轮廓实时生成符合人体表面形状的3维服饰模型。

基于LabVIEW的发动机万有特性曲线建立

发动机万有特性图通常包括等油耗曲线和等功率曲线。采用LabVIEW 2011编程,先通过ActiveX控件读取Excel文件中的试验数据。然后构造曲面网格,利用Biharmonic Spline二维离散点插值方法拟合三维曲面。最后,采用Contour Line.vi绘制等高线水平可定义的等油耗曲线和等功率曲线(二维等高线图),并由三次样条插值得到的外特性曲线和坐标轴构成的多边形边界删除等油耗曲线和等功率曲线的界外点,成功建立万有特性曲线。

变形模型在冠状动脉二维运动跟踪中的应用

本文提出一种采用变形模型对X射线造影图像序列中的冠状动脉血管进行运动跟踪的方法。首先采用多尺度高斯滤波对造影图像序列进行预处理,将血管区域从背景中提取出来,灰度图像被转化成二值图像。然后,采用改进的离散活动轮廓模型对图像序列进行感兴趣血管段的运动跟踪,其中模型的初始位置是自动获取的。通过在外部能量中引入对端点的灰度相似度和对中间点的运动相似度的测量,有效地避免了模型沿血管收缩或漂移的现象。同时为了保证模型的连续性和光滑性,降低变形结果对权重参数的敏感性,在每次变形结束后对模型进行重新采样。对临床得到的造影序列进行了实验,结果证明了方法的可行性。