C^1 C^2INTERPOLATION OF SCATTERED DATA POINTS

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Hermite interpolation of scattered data based on the assistant surface

An assistant surface was constructed on the base of boundary that being auto-matically extracted from the scattered data.The parameters of every data point corre-sponding to the assistant surface and their applied fields were calculated respectively.Inevery applied region,a surface patch was constructed by a special Hermite interpolation.The final surface can be obtained by a piecewise bicubic Hermite interpolation in the ag-gregate of applied regions of metrical data.This method avoids the triangulation problem.Numerical results indicate that it is efficient and accurate.

机器人原位铣削离散点云快速精简方法研究及应用

为了满足飞机装配机器人原位铣削对数字化高精度快速测量需求,开展了适应三维点云的双边滤波处理和快速精简算法研究,开发了点云快速处理与分析应用软件,实现了空间点云数据的降噪和精简处理,降低滤波对边界特征的损伤,有效保留了复杂构件圆角、筋条、空间曲线边界等关键特征。以典型样件为测试对象,通过与三坐标测量结果对比,验证了本文研究的有效性,软件接口开放性高,实现了与自动化设备的高度集成应用,避免了大量人机交互操作,缩短了数据处理时间,满足了机器人原位铣削的时效性需求。

散乱点云数据的曲率精简算法

针对海量散乱点云数据精简问题,提出了以平均曲率为判据的精简算法.采用八叉树结构对点云数据进行空间分割,由分割结果建立k邻域.在散乱数据点参数化的基础上,对k邻域内的散乱点进行二次曲面拟合,求出拟合曲面的平均曲率,进而得出邻域内所有数据点的平均曲率均值,以此为判据进行数据精简.构造曲率差函数,识别出边界数据点,对其进行数据保护.结果表明,该算法对具有曲率多样化特点的点云数据精简具有一定的理论意义和应用价值.通过实验验证了该算法的可靠性和准确性.

基于Kriging方法的空间散乱点插值

给出的一种距离加权插值方法借鉴地质统计学中的Ｋｒｉｇｉｎｇ 方法，在空间数据场满足给定的统计分布特征的前提假设下进行插值．通过对帽状曲面函数的插值结果的观察，可以看出该方法可以获得良好的插值效果．

散乱数据点三角网格综合优化及分析

研究了在散乱数据点集的三角网格划分后 ,对三角网格进行三角形形状和网格空间形状综合优化的方法 ,并结合应用实例进行优化效果分析。分析结果表明 ,通过这种综合优化方法可同时获得三角形形状和网格空间形状都很好的网格拓扑结构。

Kriging插值方法在地层模型生成中的应用

为了建立三维数字地层,采用了一种适合城市工程地质和岩土工程特点的地层数据模型-基于钻孔信息的3棱柱模型。由于钻孔之间的距离稀疏程度、方向、数据值存在差异,钻孔以外未知的地质特性需要插值和推断,传统的数理统计方法无法很好地解决空间样本点的选取、空间估值和2组以上空间数据的关系等问题。借鉴地质统计学的Kriging方法给出一种距离加权插值算法,即先根据空间数据得到统计特征,再根据统计特征进行插值。通过对地层模型插值结果的观察,得出该算法可以获得良好的插值效果。

散乱数据点的三次多项式插值

用分片三次多项式曲面对散乱分布数据点插值的方法把给定区域划分成三角形网格，在每个三角形上构造一个三次多项式曲面片，整体的Ｃ１曲面由各三角形上的曲面片拼合而成．讨论了整体Ｃ１曲面需满足的条件组成的方程组的性质，并给出了求解方程组的方法．插值方法的多项式准确集包括所有三次和小于三次的多项式．

多连通曲面离散点集的3D三角划分算法研究

在对非封闭曲面、简单封闭曲面和多连通封闭曲面的特点进行分析之后,提出了一种多连通封闭曲面离散点集的3D三角划分算法.该算法无须对离散点集所对应的自由曲面进行分片,直接在3D空间根据曲面的形态变化向前逐层推进生成三角网格.算法同时还适用于非封闭曲面和简单封闭曲面两种情形.实验结果表明,该算法的划分效果优良,能够满足曲面重构的需要.

反求工程中散乱点云的数据预处理技术

提出了一种基于散乱点云的数据预处理方法.该方法包括四个部分:对散乱点云进行Dirichlet域分割并在此基础上进行三角剖分;在各个三角域中寻找中心点,以其为原点建立局部坐标系并采用正态分布模型进行噪声点删除;利用在三角网格上构建B-B曲面进行数据平滑处理;对漏测的数据点进行补全处理.数据点经过上述处理后能基本满足后续的曲面曲线的重构要求.

基于聚类平面特征的三维点云数据精简算法

根据建筑物在高度方向截面上的点云数据必定位于其轮廓线的原理,提出基于聚类平面特征的点云数据精简算法。该算法无需对扫描对象进行表面重构,而是在保持建筑物高度方向数据精度的前提下,对点云数据分层聚类简化,保留满足条件的特征点,删除其余的点。通过实例证明该算法可以在保持建筑物外形特征的同时,达到较高的精简比率。

基于Geomagic的曲面重构方法研究

阐述了散乱数据点的曲面重构的方法,重构出不同结构物体的三角网表面模型。首先根据扫描点云的分布特点、疏密程度等实际情况,分析影响重构曲面的关键因素,然后按照正向设计的思想,分析零件的外形,发挥不同曲面拟合的优势。结合典型逆向软件Geomagic对曲面造型方式的特点及应用进行研究与分析。进而规划两个零件的重构路径,达到了良好效果,为复杂零件的重构提供了借鉴意义。

弹道中段带翼弹头章动微多普勒特性研究

文中建立了带翼锥体弹头章动数学模型,分析了章动参数对目标姿态角的影响,推导了带翼弹头固定型和滑动型点散射中心的章动微多普勒理论公式,并对其进行了时频分析。基于电磁计算软件获取的目标静态电磁散射数据,结合目标运动模型合成了带翼弹头的雷达动态回波,进而获得其章动微多普勒的电磁仿真结果,验证了章动微多普勒理论公式的正确性,并给出了重要结论。

共散射点成像及其在低信噪比三维地震数据处理中的应用

根据地震旅行时的双平方根方程,采用叠前克希霍夫积分偏移原理,将地震道按产生的散射点,在给定的偏移距范围内抽成道集,称为共散射点道集。然后对该道集进行速度分析、动校正和叠加,得到偏移地震剖面,即共散射点成像。由于共散射点等价于共反射点,而且它具有很高的信噪比,还可以通过它建立准确的速度模型,因此利用共散射点成像,再配合专门的去噪、剩余静校正等处理手段,对于低信噪比地震资料的处理是很有意义的。文中给出的实例证明了该方法的有效性。

基于一种曲率最小优化准则的散乱点三角剖分

从曲率入手 ,提出一种空间凸四边形的曲率估计算法 ,由此建立了一种新的基于该曲率的三角剖分优化准则以及曲面三角剖分算法 .该算法修改了部分常用的数据结构 ,使得算法有更好的空间复杂度 .通过分析 ,算法的时间复杂度为O(m2 ) ,同时还将这一优化准则与几种常用的优化准则作了扼要比较 .实验结果分析表明本算法具有保形特性 ,这在曲面重构和曲面设计等方面有很好的实用价值 .

三维激光扫描系统的关键性技术研究

为获取三维数据信息及对所获得的三维数据信息进行处理,首先介绍了陕西科技大学计算机实验室三维激光扫描系统的组成及工作原理,对三维激光扫描系统的关键性技术如摄像机标定、影响测量精度因素、散乱数据点的消除以及点云数据的压缩问题的研究进行了概述,并指出该技术的应用在某些方面还需进一步完善和改进。

散乱点云数据的曲率估算及应用

提出一种直接在散乱数据点云上计算曲面的局部微分性质,包括平均曲率、高斯曲率和主曲率。首先,计算各点的邻近点集,选取合适的局部基础曲面,把邻近点集投影到相应的局部基础曲面。然后,在以局部基础曲面内投影点的参数化代替空间邻近点集的参数化的基础上,用二次参数曲面逼近空间邻近点集,从而计算出各点的法矢,再对不协调的法矢方向进行调整。最后,利用曲率公式计算出各点的曲率。试验表明这种方法可以较好反映曲面的特征。运用该曲率算法对海量数据进行了简化。

基于非均匀细分的散乱点云数据精简算法

针对海量散乱点云数据精简问题,提出了基于非均匀细分的精简算法。采用八叉树结构对点云数据进行空间分割,由分割结果建立k邻域。对k邻域内的散乱点进行二次曲面拟合,以拟合曲面的平均曲率为判据决定是否对八叉树空间实行非均匀细分,细分过程中由数据点之间的最大间隔角决定细分程度。构造曲率差函数,识别出边界数据点,对其进行数据保护。该算法对具有曲率多样化特点的点云数据的精简具有实用性,通过实验验证了该算法的可靠性和准确性。

平面离散点集的边界搜索算法

进行有限元仿真首先要建立有限元网格模型。使用不含有任何拓扑信息的离散点集直接进行网格划分可以快速、精确地建立网格模型。使用铺路法进行网格剖分是从边界开始向内生成网格单元。该文提出一种使用搜索盒的搜索平面离散点集边界的算法。该方法将离散点分配到搜索盒中 ,遍历位于边界的搜索盒 ,将其中的点连接成边界点链表。该算法能正确地搜索包含有凹点、孔洞特征的离散点集的边界 ,具有较强的通用性。文中介绍了算法的基本思想 。