三维图像中边界曲面的抽取与半透明可视化

已有算法在重构及可视化梯度值从高到低变化且包含弱边界的边界曲面时无法分辨弱边界与噪声碎片。针对上述问题,提出边界曲面半透明显示方法。采用半透明显示技术显示边界曲面及附着在其上的小碎片,利用人的智能及知识在观察可视化结果时对小碎片及弱边界进行有效的区分。结果证明,该方法有助于正确理解及完整显示三维图像中梯度值从高到低变化的边界曲面,为进一步的交互式操作去除小碎片提供依据。

点云部分缺失条件下边界曲面直接拟合技术

针对零件数据采集过程中可能出现的测量数据边界不完整的情况,提出一种点云部分缺失条件下边界曲面的直接拟合算法。对于两种不同的边界曲面类型,选择相应的方法自动构造贴近点云的基面;对点云中的点进行基面投影参数化的同时,运用改进的病态指标准则确定基面的病态控制顶点;在曲面拟合过程中,通过对病态控制顶点的抑制和加入离散边界约束条件,使得拟合得到的边界曲面在逼近点云的同时保持了良好的曲面内部品质,且和周围曲面之间达到近似G1连续。工程应用实例验证了提出算法的有效性及实际应用价值。

三维图像中连续隐边界曲面的逼近计算

三维图像中感兴趣目标的边界曲面的检测与重构是三维图像分析中的一个重要问题.本文提出了从三维图像中计算连续隐边界曲面离散采样点的新方法.基于这些计算得到的离散采样点及其灰度值,可以推导出更合适的等值面或者自适应曲面去近似表示三维图像中的连续隐边界曲面.

NURBS边界曲面直接生成法

由于非均匀有理B样条(NURBS)曲面的复杂性,传统NURBS边界曲面的生成是先构造孔斯曲面,再由孔斯曲面向NURBS曲面转换得到,其操作过程比较烦琐。针对此问题,提出了NURBS边界曲面直接生成算法,该算法根据给定的四条NURBS边界曲线,结合孔斯曲面生成方法直接插值生成NURBS曲面,从而避免了通过孔斯曲面向NURBS曲面转换所带来的计算代价,因此同传统方法相比,具有较低的计算代价。实验结果表明:该算法简化了曲面生成步骤,减少了曲面转换过程的计算量,生成的曲面边界信息明确,且连续性好。

3-D涡块边界曲面高阶正则性的传播

本文讨论了涡块问题边界曲面高阶正则性的传播，同时解决了［８］中所提出的关于边界曲面Σ０的高阶正则性的传播问题．

AutoCAD实体边界曲面的提取与实现

在AutoCAD中,实体用了边界模型来表示。因此可以利用各种遍历器对实体的边界曲面进行数据提取,在数控加工中,主要是对实体的曲面进行分析,因此需要对实体曲面数据进行提取。

由边界曲面方程计算空间立体体积一般方法的探讨

简单的空间几何体可以通过绘制图形计算立体体积.但是,对空间想象能力一般或者没有绘图基础的学生来说,借助绘图计算边界曲面较为复杂的空间立体体积就不容易了.本文探讨了不借助绘制三维立体图,而是从立体边界曲面的方程出发利用二重积分计算一般空间立体的体积的一般方法.文中给出了通过方程运用二重积分计算立体体积的三个步骤,并采用方法与例题相结合的形式,针对由方程确定投影区域的四个不同情形,较为全面地讨论了计算空间立体体积的一般方法,同时也解决了三重积分计算中积分区域的表示问题.

3维图像中边界曲面的分类追踪及抽取

3维图像分析中,边界曲面的检测与重构是一个非常重要的问题。已有的连续隐边界曲面的抽取及逼近计算技术存在着把某些零交叉曲面片错误地识别为边界曲面片的缺陷。为此,提出一个新的边界曲面的追踪及抽取的方法。该方法首先将包含边界曲面的全部立方体分为两类:包含一个连通零交叉曲面片的立方体叫第1类边缘立方体,包含两个及其以上不连通零交叉曲面片的立方体叫第2类边缘立方体;然后根据边界曲面的连续性连通性,便可追踪出两类边缘立方体;对于追踪出的第1类边缘立方体直接提取边界曲面片,对于追踪出的第2类边缘立方体的边界曲面片通过其相邻的第1类边缘立方体来提取。实验结果表明本文方法是可行有效的,而且可以有效地克服已有技术的缺陷。

逆向工程中基于三目视觉自动提取并构造复杂曲面边界技术

在逆向工程中复杂曲面零件表面的几何模型的构造是研究重点之一，根据零件表面的数字化数据提 取零件表面的边界是构造零件几何模型的关键步骤．本文提出基于三目视觉方法来提取和构造复杂曲面边界的技 术．从一幅图像中提取反映物体边界的特征点，再利用图像匹配方法得到这些特征点的空间坐标，最后以这些特征 点构造出物体边界Ｂ样条曲线．

曲面边界样点逆向均值漂移识别

针对现有的曲面边界样点识别算法难以适应非均匀分布的实物表面采样数据的问题,将目标样点的k-近邻点集作为曲面局部样本,基于均值漂移算法使得曲面局部样本在一定程度上向目标样点邻近的采样数据稀疏区域扩展,实现对曲面局部样本的增益优化,并对增益优化后的曲面局部样本进行核密度估计,获取目标样点对应的模式点,并通过比较目标样点与其对应模式点的偏离程度进行边界样点判定。实验表明,该算法可快速准确地识别曲面裁剪边界、几何连续的相邻面片公共边界以及曲率变化较大的过渡曲面上的特征样点,并且对非均匀分布的采样数据具有良好的适应性。

应用快速多极子曲面边界元法的换流阀塔电场计算

直流换流阀塔电场的精确快速计算对于阀塔设计具有重要指导意义,但是阀塔结构复杂,规模巨大,多种介质混合存在,数值求解存在较大困难。针对该问题,提出多介质多极子曲面边界元法。以静电场多介质边界积分方程为基础,解决多介质共存问题。提出多介质情况下多极子的展开形式,利用改进的多极子方法加速基于坐标变换的曲面边界元,提高计算精度,降低计算代价。通过带有均压环的绝缘子模型,与不同方法比较验证算法的计算准确度和效率。使用实际换流阀塔模型研究绝缘子对金具表面电场的影响以及绝缘子内部电位和电场的分布情况。最后应用该算法分析±160kV换流阀单桥臂的电场。本文方法适合于分析多介质共存的大规模电场问题,是直流换流阀塔优化设计的有效工具。

AutoCAD中实体曲面边界数据的提取及应用

利用AutoCAD的ObjectARX二次开发环境中的边界表述库 ,对AutoCAD的三维实体进行边界曲面信息的提取与分析处理 ,为数控机床加工的刀具位置路径的生成和对刀具位置进行验正 。

汽车车身A面的基本曲面边界问题研究

汽车车身A级曲面的光顺需要涉及基本曲面边界的确定及曲面的延伸等诸多问题,为此,对异形曲面的构造、曲面边界形状和大小的确定及曲面延伸的影响因素等进行了分析,并给出了设计准则和方法。实例表明,依据基本曲面边界确定的基本原则光顺曲面,可提高曲面光顺的质量和效率。

换流阀屏蔽系统表面电场对称多极子曲面边界元法研究

为确保柔性直流换流阀运行时不发生电晕现象,需要合理设计屏蔽系统,控制表面电场,但是屏蔽系统结构复杂,数值求解存在较大困难。为准确快速地计算表面电场,提出了对称多极子曲面边界元法。通过多极子方法加速基于坐标变换的曲面边界元,提高计算速度减少内存占用。通过镜像法将封闭的阀厅问题转换为多平面对称问题,同时利用多极展开系数的对称关系和紧致二叉树结构,进一步加快计算速度。使用球模型和实际屏蔽系统模型,与有限元方法对比验证了该算法的计算精度;与不同方法比较验证了该算法在计算效率上的提升效果。最后应用该算法研究了±160 kV换流阀屏蔽系统表面电场,地面、墙壁对于屏蔽系统表面电场影响明显,随着距离的减小影响变大。此方法可以快速准确地计算屏蔽系统表面电场,是优化设计的有效工具。

三维静电场球坐标系曲面边界元法仿真精度分析

三维电场的仿真数值计算精度与模型网格的选择和密度有密切关系,相关研究较少,已公开发表的研究成果中数值计算的网格划分大多靠经验,缺少网格剖分规范。基于球坐标系的曲面边界元法以曲面单元离散求解的模型表面,可以减少平面单元的拟合误差。对球面划分不同区域分别进行三角形网格和四边形网格剖分,对不同网格剖分面积和密度进行控制,讨论不同区域网格对仿真计算精度的影响,给出球面模型兼顾计算内存及计算时间下的最佳剖分方法。讨论了不同极点位置对球面积分的影响,结论可以广泛应用于工程实际。

固定边界的曲面中面积最小曲面的必要条件

考虑固定边界的曲面中面积最小曲面的必要条件的证明方法问题.在三维欧氏空间中,给定边界的闭曲面中面积最小的曲面,其平均曲率一定为零.采用直接的曲面向量方程的扰动方法,给出了固定边界面积最小曲面的必要条件的证明过程.

基于小波技术的曲面边界光顺及简化算法

与传统造型方法相比,T样条曲面具有曲面拼接、局部加细、数据简化等特点。基于T样条曲面的非矩形拓扑结构及B样条小波的滤波优势,提出了一种曲面边界光顺及简化算法。与传统方法相比,该算法基于非均匀B样条小波分解,对选定的曲面边界进行光顺,并利用T样条技术减少冗余控制点。最后,给出具体实例以验证算法的有效性和实用性。

三维服装模型上的边界提取与编辑

领口、袖口、裤口等是三维服装模型上的重要部位,这些部位的提取、计算和编辑在三维服装合体性设计中有着重要的研究价值。首先对服装模型进行预处理如去除孤立三角片和孔洞修补,然后提取服装模型上边界点并使用三次非均匀B样条曲线拟合边界线,通过累加弦长参数法计算边界线的长度,最后采用平行切面投影边界点的方法适当增加空间数据点,用三角剖分得到延展的边界曲面。该方法可用于三维服装模型的局部调整和编辑。

基于Delaunay三角剖分的曲面求交技术

研究曲面边界建模过程中的曲面求交问题。基于两个曲面Delaunay三角剖分,首先进行包围盒判定预处理,再进行三角形相交测试,求初始交线。然后,检测初始交线存在性和连续性,提出"带权曲面边界延伸方法",解决因离散数据点采样不足导致的两曲面有相交趋势但没有初始交线和初始交线断裂两种问题。最后,将"带权曲面边界延伸"思想应用到初始交线处理中,使交线的两个端点都位于两个曲面的边界处,便于后续的限定Delaunay三角剖分、曲面裁剪等操作的进行。仿真实验结果表明算法是可行的。