改进骨架提取的Voronoi图导航中骨架重构算法研究

基于Voronoi图的路径规划算法在复杂环境导航过程中会因环境改变和Voronoi图结构的不变性,使全局路径规划器陷入最短路径搜索“陷阱”,导致导航失败。针对这一问题,提出一种改进骨架提取的Voronoi图导航骨架重构算法。对栅格地图进行预处理,生成全局初始骨架;结合激光雷达观测模型更新代价地图,通过改变代价地图的更新方式辅助骨架重构,实现机器人正确导航。对比实验结果表明,所提算法使骨架重构具有“记忆性”,在保证导航实时性的同时,提升了骨架算法的导航鲁棒性。

袜类三维模型生成编织参数方法及其应用

对于具有高精度设计要求的压力袜、医疗袜等定制产品,现有定制设计方法仅能保证足长、足高等关键数据准确性,存在无法全方位满足定制用户足部数据要求的问题。基于模拟编织的思想,提出了一种由袜子三维模型全自动生成模拟袜机编织的编织路径图的方法。其中编织路径图的生成方法为:采样点由袜口开始沿着采样轴方向在袜类三维模型表面迭代采样用以模拟圆袜机的逐圈编织,并在采样过程中根据采样轴与三维模型顶点法向量的夹角调整线圈高度,直至完成袜头部分的迭代采样。然后将得到的编织路径图进行编译,得到各线圈圈高参数以及各部段圈数参数。最后以该参数修改WLT-6F袜机编织所需的链文件进行上机编织。对比样品与输入三维模型的尺寸差距,其误差处于4.1%以内。

3D multipath planning for UAV based on network graph

According to the characteristic and the requirement of multipath planning, a new multipath planning method is proposed based on network. This method includes two steps： the construction of network and multipath searching. The construction of network proceeds in three phases： the skeleton extraction of the configuration space, the judgment of the cross points in the skeleton and how to link the cross points to form a network. Multipath searching makes use of the network and iterative penalty method （IPM） to plan multi-paths, and adjusts the planar paths to satisfy the requirement of maneuverability of unmanned aerial vehicle （UAV）. In addition, a new height planning method is proposed to deal with the height planning of 3D route. The proposed algorithm can find multiple paths automatically according to distribution of terrain and threat areas with high efficiency. The height planning can make 3D route following the terrain. The simulation experiment illustrates the feasibility of the proposed method.

基于骨架地图的全覆盖路径优化方法

提出了一种基于骨架地图的全覆盖路径优化方法,旨在解决扫地机器人覆盖算法全局路径规划拐点较多、清洁率低等问题。该算法首先对激光雷达扫描得到的栅格地图进行处理,去除地图的细小噪点和离群点等干扰,接着抽取骨架生成骨架地图,再在该地图上进行路径规划。实验表明,在选用的实验环境下,路径的拐点数减少15.64%,实际清洁率提高至98%,从而降低了机器人实际工作的能耗。

机床立柱高比刚度结构仿生设计

提高机床运动结构的比刚度对于提高机床加工精度以及系统动力学性能具有重要作用.基于结构仿生的原理和方法,在分析骨架对生物体刚度的贡献以及体现了最佳的载荷路径这一思想的基础上,对叶片抛磨机立柱内部的筋板结构进行重新设计,使其发挥骨架的作用.对原型及仿生型立柱进行了静力、模态及瞬态动力学分析,经过有限元分析发现,立柱的质量减小,比刚度结构效能得到了较大的提高,其静动力学性能也有明显的改善.

基于区域增长技术的树状器官的骨架提取算法

提出一种树状体数据的骨架自动提取算法.通过适当地定义体素的间距,就可以借助区域生长技术在体数据中生成从给定根节点到所有体素的最短距离图.基于此距离图,骨架提取算法即可自动检测出所有体数据分支的结束节点及其到根节点的最短路径.然后,通过中心化算法删除冗余点,且保证剩余节点集中于树状体数据的中轴线上.该算法产生的骨架具有单体素宽度和26邻域连通性,可以用作虚拟内窥镜的自动漫游路径,实现所有分支的内表面浏览的自动导航.

三维图像骨架化方法综述

首先介绍了三维(3D)图像骨架化相关问题描述与基本概念,接着从原理、实现技术及详细分类等方面综述了常用的三类3D图像骨架化方法,同时从算法的实现难易程度、骨架特性及运算速度等方面对三类方法进行了比较与分析.最后展望了3D骨架化方法今后的研究方向.

基于骨架模型的快速布线方法

为提高三维布线的效率,提出一种在骨架模型中进行快速自动布线的方法。首先定义布线实体模型中的支架、电连接器、电子设备的属性;然后收集布线基准特征并创建骨架模型;最后在网络路径中根据线缆的属性和连接关系实现线缆的自动生成和装配。通过对某系统线缆敷设的应用实验表明,根据电连接器节点数据表与三维模型的连接关系,该方法能够自动完成三维布线,方便地实现各种连接器的变更,自动生成线缆分支图及各种线缆的信息报表,明显提高布线效率;生成的线缆圆滑,与真实线缆非相似,得到的线缆长度结果对工程制造有重要的指导意义。

基于几何特征枝干点云骨架提取最短路径算法

树木建模广泛应用于林业信息化等领域,点云各项优良特性使其也称为树木建模主要方法。基于几何特征的树木枝干点云骨架提取中以根节点距离相似归类的方法在枝条分叉处更加合理,而该方法的实际应用受制于传统使用的最短路径求解算法的Dijkstra算法因而较少。主要针对树木枝干点云,将现有若干最短路径算法进行相应的改进以应用于基于几何特征的树木枝干点云骨架提取中。通过实际数据验证可知,利用邻接表能够大幅度降低内存需求,相较于以往采用的Dijkstra算法,SPFA的执行速度是理想的,更加快速,能够对精细化点云树木建模提供帮助。

基于最优子序列双射的骨架树匹配

基于图描述的骨架图匹配大多考虑骨架图的拓扑结构,使得匹配精度受到影响。先通过骨架构造以骨架中心为根节点的骨架树,使用骨架中心到骨架端点测地路径等信息来描述骨架树的叶子节点,利用改进的最优子序列双射时序匹配算法来确定两幅骨架树叶子节点的匹配关系,该算法不考虑骨架树的拓扑结构,只匹配骨架树的叶子节点。通过匹配实验结果和检索实验结果,表明该方法有效地提高了匹配精度。

拟合复杂形状主骨架的颜色渐变填充

针对复杂形状的颜色渐变填充无法较好拟合形状的延伸方向问题,提出了形状主骨架颜色渐变填充算法(SMSCGFA)。引入骨架路径视觉显著性评价向量,针对主骨架设计了整体优选及局部几何优化相结合的方法,对复杂形状抽取主骨架进行简化;骨架提取时结合了基于约束Delaunay三角剖分(CDT)的三角形中线法骨架提取和基于骨架二叉树的骨架路径双栈跟踪提取;对主骨架进行颜色渐变计算,通过局部的主骨架颜色信息,完成形状整体沿延伸方向的颜色渐变填充。实验验证表明,采用该方法后,骨架路径的优选比可达5.5%,消除了较多的骨架冗余分枝;与颜色线性渐变填充相比,基于骨架的颜色渐变填充,拟合形状延伸变化趋势较好。

基于路径轮廓的三维目标识别

骨架能更有效地反映出目标的拓扑结构和细节变化,因而在三维目标识别中得到广泛应用,但存在的基于骨架的识别方法均要求骨架端点位于轮廓曲线上,并且识别精度受骨架端点排序的影响。针对该问题,提出了一种新的基于路径轮廓的三维目标识别算法。该算法首先定义了一种新的特征点———骨切点,并根据骨切点在轮廓曲线上的顺序关系,对骨架端点进行排序;然后利用路径轮廓对目标轮廓进行分割;再构造一种新的局部不变特征,并结合hash表以识别三维目标。实验结果表明,该算法对存在部分遮挡或缺损的三维目标仍有较好的识别效果。

Hopfield神经网络构建骨架图的一种有效应用

采用一种局部连接 Hopfield神经网络 ( HNN)来构建骨架图 ,进行移动机器人路径规划。该HNN势场没有非期望的局部吸引点 ,所构建骨架图和环境连通性相一致 ,保证了路径规划的完整性。

统计骨架信息的形状描述新方法

针对形状描述与识别问题,提出了骨架结构特征直方图,利用提取的形状骨架信息,解决了形状轮廓的起点选择、旋转、平移以及缩放等不变性。首先,计算每对骨架点关于骨架中心的测地路径长度比例特征和骨架点圆盘半径比例特征,然后结合上述2个特征统计构造直方图矩阵来描述图像形状。实验结果表明,该形状描述不仅具有刚性变化不变性,在一些非刚性变化下也能够实现高效率和高精度的形状检索。

一种骨架提取的无人机航迹规划法

未来战争中无人机的应用地位将大大提高,如何提高无人机的生存率、作战效率成为航路规划研究的主要方向。将敌方雷达、对空导弹、地形等威胁简化构建成威胁圆,根据威胁圆的分布情况,构造基于威胁圆的规避威胁的骨架化图;结合各具体威胁信息,计算各路径段的代价值,形成有赋值的有向图,计算初始最优航路;利用实际飞行中无人机对威胁规避的要求,对初始航路做缩短处理。运用Matlab编制图形化界面,得到仿真结果的图形显示。

面向更新改造的SI住宅体系实施路径研究

建筑更新改造逐渐成为城市建设的重点内容。分析既有建筑更新改造的问题及原因,发现统筹建造与改造的建筑体系和高质量的建造方法是解决问题的关键,而采用SI住宅体系有助于更新改造问题的解决,但现有研究并未系统整合其建造与改造过程。针对现阶段更新改造问题提出SI住宅体系发展的功能目标,结合SI住宅体系支撑体和填充体的建造与维护改造过程及实践经验,形成应用SI住宅体系解决更新改造问题的技术实施路径,阐述实施要点,以期为我国城市的可持续建设提供参考。

基于距离变换与路径规划的骨架提取算法

目的骨架具有与原始物体相同的拓扑与形状信息,能够有效地描述物体,在医学图像处理中有很好的应用前景,但传统基于距离变换的骨架提取难以保证骨架的连续性,因此引入骨架候选点概念以解决连续性问题。本文提出一种基于距离变换和路径规划的骨架提取算法。方法首先利用距离变换后的约束条件(局部距离变换最大值和局部距离变换梯度的模的最小值),选择骨架候选点,利用动态规划中最短路径原理连接骨架候选点。结果本文算法产生的结果与标准骨架对比,平均相似度达94%以上。结论基于距离变换和路径规划的骨架提取算法很好地保护了骨架的拓扑性和连续性,无需过多的后处理,并引入了相似度的概念来评价骨架算法。

随机网络最长路径的概率分布

利用马尔可夫骨架过程理论研究随机网络的最长路径问题,给出其最长路径长度的分布函数.

飞机结构件平顶筋顶面骨架分区计算方法

为了提高飞机结构件复杂平顶筋的数控加工编程效率与质量,提出基于分治思想的平面域骨架分区计算方法,利用骨架生成飞机结构件平顶筋数控加工刀轨,以解决飞机结构件中平顶筋数控编程效率低且质量不稳定等问题。首先基于分治思想给出由完整平面域、分支子区域和单元区域构成的层次模型;然后依据层次模型对平面域进行分区,逐步跟踪迭代求解单元区域内的单元骨架,通过单元骨架拼接得到完整平面域的骨架;最后利用骨架生成飞机结构件平顶筋数控加工刀轨。通过实例测试结果验证了所提方法的可行性和有效性。

基于点云数据的树木骨架线提取研究

为了构建树木骨架线,利用三维激光扫描仪对树木扫描得到点云数据,以此为数据源,利用Geomagic软件去噪配准后构建树木三维模型,对树木主干、枝干分割后,利用Excel对点云数据进行微分后计算出每一小段的重心即骨架点,最后基于单源最短路径算法来构建出树木的骨架线,实验证明该方法简单可行,对树木三维建模以及林业研究有重要的意义。