利用Voronoi图与GIS规划三维飞行航迹

针对飞行器三维航迹规划问题展开研究,通过引进地理信息系统(GIS)的方法对地形图数字化和插值得到三维地形数据;利用Matlab构造Voronoi图计算出初步水平航迹,采用ArcGIS软件获取水平航迹对应的高程值(垂直航迹);再由坡度限制平滑算法,曲率限制平滑算法对垂直航迹进行法向加速度和曲率的约束求取最优飞行的路线,显示出规划的三维航迹及地形;并在突发威胁发生的情况,进行了路径的重规划。仿真结果表明,该方法能够快速规划出合理的航迹并满足实时性要求。

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Voronoi图的三维地层自动建模方法

三维地质建模是一项学科交叉的研究内容,也是学界的研究热点。针对目前三维地质建模方法中建模效率差、自动化程度低以及对地层尖灭、夹层识别不足的问题,提出一种基于钻孔平面点集Voronoi图的三维地层自动建模方法。首先分析处理钻孔数据,按地层块体属性归类,而后通过平面连通性与高程连通性判定,确立基于Voronoi图的地层边界,最后将地层块体分为普通地层和夹层两种地层块体,分层构建地质模型。该方法在南京某地下工程中应用结果表明,文中建模适用于沉积地层的建模,能够较好地识别地层分布中常见的尖灭和夹层现象,实现,无需人工干预的自动化快速建模。

基于强约束Delaunay-TIN的三维地学模拟与可视化

该文以煤层为例,在分析地层底板空间信息特征的基础上,以地层底板等高线为数据源,基于强约束Delaunay三角形研究含断层约束的三维地学模拟的数据组织方法,设计地层底板要素的数据结构,并讨论底板各要素的拓扑关系。进而以Delphi和OPGL编程,在GeoMo3D系统中开发插件,实现了地层底板的3D可视化和基于Voronoi图的地层体积与矿层储量计算。

基于分层制作的三维汉字构建

目前 ,三维汉字图象的构建主要是基于“扫掠”原理 ,即用变化的截面沿汉字笔划中心线进行“扫掠”来形成立体笔划 ,它的主要缺点是难以表达变化丰富的汉字笔划 ,数据量也庞大 ,为此 ,基于快速成型的分层制作原理 ,提出了用二维汉字来构建三维汉字的一种新方法 ,即先将三维汉字笔划视为一些二维汉字笔划层面沿高度方向的叠加 ,然后通过采样二维汉字基本笔划轮廓线点列来构造它的 Voronoi图 ,由此来自动生成它的不同层面的等距线 ,再以这些不同层面的轮廓线作为骨架 ,采用三次 Bezier- B混合样条曲面拟合来形成立体笔划 ,最后将它们组合 ,构成三维汉字 ,并以一个三维汉字的构建实例来说明该算法的有效性 ,构建结果表明 ,该方法能更丰富地表现汉字笔划 ,同时能克服三维汉字构造中的数据量过大和放大处理的失真问题 .

面向非完全序列的水下三维传感网定位算法

针对三维空间节点定位精度低以及算法复杂度高的问题,提出一种面向非完全序列的水下三维传感网定位(NFSL)算法。该算法区别于传统基于序列定位算法,考虑更切实际的信标节点通信范围非全网覆盖的情况。首先,利用3D Voronoi图对三维定位空间进行区域划分,并确定虚拟信标节点以及其阶次序列;然后,根据由接收的信号强度指示(RSSI)所得的未知节点序列与信标节点序列的阶次相关系数得到"最邻近"信标节点并构建最邻近序列表;其次,设计针对非等长序列相似度的算法并利用该算法得到未知节点的非完全序列与最邻近序列表中各序列的阶次相关系数;最后,将该阶次相关系数作为权重实现对未知节点位置的加权估计。仿真实验以信标节点比例、通信半径、节点总数以及网络规模作为变量对NFSL与DV-Hop和质心算法的定位精度进行比较,仿真结果证明了该算法的有效性,且其定位精度随信标节点数的增加而大幅提高,与传统定位算法相比该算法定位精度最大可提高约23%。

三维Voronoi图在三维方向关系计算中的应用

提出一种基于三维Voronoi图的三维方向关系计算方法。在分析二维方向关系的基础上,提出一种三维空间中的"27方向关系",从而定性描述方向关系。阐述了三维Voronoi图用于三维方向关系计算的原理和方法,采用三维Voronoi图中面的加权法线值来计算非相交情况下的方向关系,并提出了空间目标相交情况下的方向关系计算策略。