顾及约束的网络道路三维模型简化方法

针对道路三维模型数据呈海量,且包含大量约束边界的特点,提出顾及约束的网络道路三维模型简化方法。在服务器端已建立道路三维整体模型的基础上,首先提出顾及约束的半边折叠误差度量方法;然后,在服务器端采用半边折叠操作对初始道路模型进行整体简化,同时建立操作层次树;最后,建立远程视相关模型重构准则,在操作层次树上确定需传输至客户端的视相关结点数据,并结合约束边优先策略,在客户端实现道路三维模型的快速视相关重构。研究结果表明:该方法简化率高,远程动态浏览时保留必要的约束边界,需要传输的数据量小,满足道路远程实时交互式可视化要求。

面向移动终端的三维建筑物模型简化方法

目前,针对单体建筑物的模型简化算法主要考虑单独简化墙面和屋顶房檐结构。但对于建筑物组,这些方法忽视邻接建筑物的特征以及与周围特征间的相互连接关系。针对这些问题,利用屋顶结构特征,提出一种能自动生成保持建筑物组结构特征的模型简化方法。通过底面平面图的邻接关系将建筑物分割成不同的结构部分,通过判断屋顶特征,采用自顶向下的投影方法,重构建筑物模型,最后将各部分联合形成简化模型。实验表明,该简化方法在建筑物的顶层和墙面特征较好保留的基础上,能充分利用模型的拓扑结构,用较少的数据量描述模型,生成适合移动端应用需求的精度模型。

基于最小面积差的三维模型简化算法

文章提出了一种基于面积误差度量下的三维网格模型简化方法。该方法通过极小化误差目标函数来简化三角网格模型。算法首先对边遍历,计算每条边的最小面积差;然后对面积差最小的边进行折叠;最后通过求解折叠边的最小面积差,确定新点的坐标。实验结果表明,该算法不仅可以反映局部表面几何变化,还可使模型仍具有较高保真度。最后用实例说明了该方法的有效性。

基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法

针对双足机器人传统射门算法存在仅适用于固定射门角度和射门姿态的问题,提出了一种基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法,用于实现多角度、多姿态的射门;首先利用简化三维线性倒立摆模型规划出零力矩点(ZMP)轨迹和质心轨迹;其次在双腿支撑相对双足机器人进行射门角度和姿态的调整,同时利用贝塞尔曲线规划出游动腿的轨迹;最后利用模糊控制算法精确地规划出双足机器人的射门轨迹;实验部分利用NAO机器人仿真平台验证了文章提出射门算法的性能,并与其它射门算法进行了比较;最后将实物NAO机器人用于全过程与多角度的实际射门实验,验证了本文提出射门的算法可行性与准确性。

网络环境下道路三维整体建模与简化方法

为实现网络环境下道路工程的三维可视化,对其中的关键技术:顾及约束的整体模型构建及模型简化方法进行了研究。基于约束Delaunay三角网构建理论,建立了外形与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型。提出了顾及道路约束边界的半边折叠误差度量方法,采用半边折叠操作,在服务器端对道路模型进行整体简化,并建立操作层次树存储操作记录;提出了约束边优先细化,延迟简化的视相关策略,结合视相关重构准则,减少网络可视化所需传输的数据量,在客户端实现了道路三维模型的快速重构。基于上述原理方法开发了相关系统,已在高速公路的网络建设管理中成功应用。

基于网式过滤器滤网过滤两种模型的流场模拟分析

为探究滤网模型对网式过滤器流场的影响,对翻板网式过滤器采用CFD软件模拟计算不同过滤流速下两种不同形式滤网模型,将两种滤网模型的模拟值与试验值进行对比,并对滤网内部流场和压强场进行分析。结果表明:多孔阶跃模型具有计算耗时少、效率高的特点,多孔阶跃模型在模拟的耗时数值上约为三维滤网简化模型的1/6;多孔阶跃模型和三维滤网简化模型的流场和压强沿x轴都呈现逐渐减小的变化趋势;分析多孔介质交界面流速和压强的模拟数值,发现三维滤网简化模型能较好地模拟出多孔介质网孔结构阻挡作用和微观孔道的流动规律;三维滤网简化模型可以较好地还原介质结构参数对水头损失的影响而多孔阶跃模型能较好地还原介质过流量与水头损失的关系。研究可为实际工程中综合考虑介质特性选取高精度、高效率模型提供参考。

开孔泡沫金属传热和流动特性

近年来开孔泡沫金属运用于散热设备逐渐成为研究的热点。由于开孔泡沫金属结构复杂无序,数值模拟时大都将其结构进行化简,目前已有种类繁多的简化模型,然而适用于其传热与流动特性模拟研究的简化模型尚不明确;另外,适用于散热领域的泡沫金属结构参数有待详细研究。为此,建立开孔泡沫金属的5种简化三维模型,并进行传热和流动特性的对比研究,认为Gibson-Ashby模型更能准确描述实际开孔泡沫金属的传热和流动性能。在此基础上,采用Gibson-Ashby模型对开孔泡沫金属的关键结构参数进行传热和流动综合性能分析,发现孔隙率90%、孔密度30PPI开孔泡沫金属翅片的综合性能j/f^(1/3)(j为换热因子,f为阻力因子)最优;将孔隙率90%、孔密度30PPI开孔泡沫金属翅片与平直翅片进行对比,发现开孔泡沫金属翅片换热效果是平直翅片的2倍以上,综合性能也优于平直翅片。所得研究成果可为开孔泡沫金属在换热领域的应用和设计提供参考。

基于Skyline的三角形快速折叠方法研究

随着各种三维建模软件模型数据量越来越复杂,传统的网格简化算法受到海量三维模型数据量严重挑战,大型三维模型高效简化成为Web端军事推演虚拟试验可视化的迫切需求。为了提升模型简化的效率,论文引入Skyline思想,提出了基于Skyline的三角形快速折叠算法TMF-Skyline以保持原始模型始终朝着折叠收敛速率最大的方向进行折叠。最后通过与边折叠算法和三角形折叠算法进行比较,展示了该算法在大型三维模型数据的简化任务中具有更快的折叠速度性能。

面向道路工程Web3D档案管理的三维可视化方法

道路工程Web3D档案管理技术对辅助提高决策能力具有重要意义。对其中的海量数据组织管理、三维整体建模及模型简化方法进行了研究。提出了基于有向无环图的三维场景组织管理方法,深度方向从总体到细节的逐步细分,广度方向按里程分段或模型类型进行划分,标准模型节点为多个父节点所共享;基于约束Delaunay三角网建立了道路三维整体模型;提出了顾及约束的三维模型简化误差度量准则,考虑了对任意边进行简化时的几何误差,并为约束边建立了一个附加误差项,保证约束边尽早细化。基于上述方法开发了道路工程Web3D档案管理系统,远程客户端可快速重构出三维模型并较好地保留了约束边,目前已应用在多条高速公路的建设、运营管理中。

一种侧视图的三维人脸重建方法

三维形变模型(3D Morphable Model,3DMM)和从运动中恢复结构(Structure From Motion,SFM)方法被广泛用于三维人脸重建.基于单视图进行三维人脸重建需要正视图和先验模型,会受到计算复杂度高、容易陷入局部极小值和易受姿态变化的影响.本文提出一种针对侧视图的三维人脸重建方法,首先对侧视图使用改进的三维形变模型,得到初始的三维人脸正视图及特征点;然后根据人脸对称性,得到侧视图对称的视图及对应的面部特征点;最后用SFM方法将正视图、原始视图和对称视图重建,得到稀疏三维模型.并用不同姿态的面部图片对该方法进行了评估,结果表明该方法比已有的方法对姿态变化更具鲁棒性.

LOD技术在电子地图显示中的应用研究

将计算机三维模型简化中的LOD技术思想引入到电子地图的显示中 ,通过一定的算法 ,建立了图层、点状要素、线状要素、面状要素、注记、栅格图像的LOD模型 ,实现了地图数据的多分辨率、快速显示。

三维城市模型快速可视化技术研究

三维城市模型数据量大,种类多样,如何有效地存储和管理好海量、多源异构的三维模型并对其高效地分析处理以便为上层不同领域应用提供数据支撑,是目前亟待解决的问题.为此,提出了一个从数据存储与管理、数据分析处理与三维模型综合简化,到多源数据融合可视化的多源三维城市模型可视化处理框架.首先将数据存入HBase中以方便管理,并为其设计了全新的行主键便于快速地检索和索引;然后分析模型数据的语义和几何特点,提出了一种模型综合简化算法,实现了Hadoop环境下对三维城市模型快速并发简化处理,从而在保留视觉效果的情况下减少了模型的复杂度,进而增加了网络传输速度和模型渲染效率;最后借助Cesium平台,实现了多源三维城市模型的融合可视化,验证了所提框架的有效性.

民机机头装配厂房漫游系统关键技术研究

飞机机头装配厂房漫游系统的实现可为管理、技术人员或待培训人员提供装配工位布局最直观的认知,为飞机制造企业的工人培训活动带来了便利。现利用CATIA对三维模型进行轻量化处理,然后将模型导入Unity3D,以第一人称视角将整个装配环境展现出来,实现各个工位装配场景合理便捷的切换。