基于激光面和极线约束的激光条纹匹配算法

针对典型双目CCD的激光扫描测量系统,提出一种基于激光面和极线算法,算法结合了正面映射和反面映射,并且利用激光面和极线约束这一性质重建了物体的完整点云,避免了同一扫描面点云的拼合．另外还对点匹配的匹配质量进行了控制,提高了三维测量系统的精度和点云处理的速度。     

基于约束Delaunay三角剖分的道路三维建模方法

深入研究了一种建立道路三维模型的方法.首先依据道路设计成果计算出道路模型与地形模型的拼合交线,然后用设计点(特征线)数据替换拼合交线内的地形点(特征线)数据,形成建模所需的原始点集和约束边集.针对原始点集采用逐点插入算法进行Delaunay三角剖分,再依据约束边将初始三角网调整为约束Delaunay三角网,由此得到外观与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型.此外,还研制了三角形的快速定位算法,加速了建模过程.实践表明,该方法具有整体性好、网形优、速度快的优点.     

铁路线路三维整体模型构建方法研究

提出了构建三维地形及线路整体模型的一种方法 ,该方法的特点是在拼合地表曲面和线路表面时采用了分治算法 ,且可将面与面的求交计算简化为线段间的求交计算 ,故计算工作量较少且速度快 .在此基础上 ,通过集成AutoCAD及 3DS即可达到对铁路线路进行三维造型的目的 .实际应用表明 ,利用本文所提方法构建的铁路线路三维整体模型制作的图片可以形象生动逼真地预示铁路建成后的整体形象     

基于区域增长和三角分割的局部纹理映射算法

为增强三维场景中物体的真实感,展现物体局部细节特征,文章提出了一种基于区域增长和三角分割的局部纹理贴图映射算法。该算法以用户指定点为中心点,将包含该点三角面作中介面,通过将邻接平面展平到中介平面上,在一定范围内扩展该映射区域,计算区域内顶点纹理坐标。对于部分超过范围的三角面,通过求切线交点的方法进行三角分割,直至获得贴图的合适映射区域。算法成功应用于针织物外观模拟展示系统,很好地实现了在不规则三维物体上的局部区域纹理映射。     

铁路线路三维整体模型沟构建方法研究

提出了构建三维地形及线路整体模型的一种方法，该方法的特点是在拼合地表曲面和线路表面时采用了分治算法，且可将面与面的求交计算简化为线段间的求交计算，故计算工作量较少且速度快。在此基础上，通过集成AutoCAD及3DS即可达到对铁路线路进行三维造型的目的。实际应用表明，利用本文所提方法构建的铁路线路三维整体模型制作的图片可以形象生动逼真地预示铁路建成后的整体形象。     

基于扫描线的多面体隐藏线消除算法

在多面体隐藏线消除算法中计算投影后二维线段的交点时,通常采用的是传统的线段求交算法.本文从提高其速度入手,将计算几何领域中新的研究成果即扫描线算法应用到线段求交算法中,代替传统的线段求交算法,并通过建立线段在空间位置上的连续关系,达到快速消除隐藏线的目的.     

NURBS曲面和隐式曲面求交的局部加密算法

基于等值线法求取NURBS曲面与隐式曲面交线的原理,提出了一种局部加密的改进算法。通过局部加密算法减少正则网格单元顶点处h值计算数目。采用拟牛顿迭代法求交点、B样条曲线拟合参数域上的交线等改进算法,提高了NURBS曲面与隐式曲面求交算法的效率和精度,并通过MATLAB编程进行了验证。     

多个凹凸形多面体的深度消隐算法研究

文章提出一种对多个凹凸形多面体进行消隐处理算法,并介绍了采用层次结构进行三维形体的拓扑关系描述;采用双向链表进行动态结点分配的算法,提高了算法效率;对多个三维物体消隐处理时,进行屏幕投影多边形的重叠排除验证,对多边形边进行交点计算,深度检查,包容性测试等。     

自适应求交算法在鞋楦变跷设计中的应用

皮鞋鞋楦变跷设计是鞋楦CAD/CAM技术中的重要内容.介绍了在鞋楦离散造型建模下用已知平面切割鞋楦体求交线交点的自适应求交(AT)算法的基本原理,即将已知平面上的交点逼近问题转化为对鞋楦某一截面上所求点的逼近,在此基础上介绍了用该方法在变跷设计中的应用.实现了变跷前后鞋楦数据的相互转换,确保了整个皮鞋鞋楦CAD系统数据格式的统一.给出了算法具体实现思想和应用实例.     

物理场的团簇识别与分析技术

复杂构型和物理场的理解与规律提取一直是个难点.该文提供了一种团簇识别和分析技术,用于各类实验或模拟研究中的数据处理和分析.主要算法如下：采用离散点构造面元或体元以分割粒子所在空间;根据物理场的特征合并相同或相似性质的元,从而获得反映物理场特征的团簇结构.在算法中,对空间物体（点、线、面、体、团簇等）统一采用分级树数据管理结构,实现了对空间物体的两种快速搜索,搜索算法复杂性约化到.空间多级树的建立方法及快速搜索算法是通用的,不依赖于空间维数,可以方便地推广应用于其他领域.作为应用实例,我们将该方法应用到二维和三维随机数据处理,验证了该方法的准确性和可靠性.     

基于有符号距离场的矿山三维模型布尔运算

针对复杂形态的矿山三维模型构建,提出一种基于三角网格的有符号距离场的三维模型布尔运算算法.首先借助方向包围盒层次树快速计算三角形之间的交线,然后通过约束德洛内三角剖分对候选的三角形逐个进行拆分,分别计算三角网格模型的顶点、边和面的角度加权伪法矢,建立要运算的2个三角网格的有符号距离场,从而根据有符号距离场确定拆分后三角形单元与另一个模型的位置关系,最终根据布尔运算类型进行取舍得到表面模型的运算结果.该算法能有效的对三角网格表面模型实施布尔运算,适用于各种复杂的矿山三维模型.     

映射的二维不稳定流形计算

针对二维流形求解较困难的问题,提出一种新的离散映射系统二维不稳定流形的算法.该算法以成熟的数值算法为基础,首先通过求初值曲线计算均匀分布的一维子流形,再用三角形有限元逼近相邻一维子流形之间的流形面.计算一维子流形的关键思想是在流形面上找到与当前点相距合适步长的下一点,从而逐步增长流形.该步长根据当前点附近流形的弯曲程度调整.该算法不但可以快速求得流形的直观图像,而且能够准确地反映流形的变化过程.并用超混沌广义Hénon映射不动点的不稳定流形的计算验证了本算法的有效性,此外,通过计算出的直观流形图验证了稳定流形和不稳定流形的相交.     

由点云数据生成三角网格曲面的区域增长算法

提出一种新的由点云数据生成三角网格曲面的区域增长算法. 该算法充分利用点云内在的几何与拓扑信息, 使用一组检测过滤规则, 对曲面进行快速网格重构. 算法包括两部分： 首先对点云做预处理完成数据精简, 其次使用一组检测规则, 从种子三角形出发, 针对每个活动边, 在点云中选择匹配点与其构成新的三角形, 并通过不断更新边界, 使剖分区域不断增长. 所使用的检测规则, 可以针对活动边与预选择匹配点之间的不同位置关系采用不同的阈值, 从而避免了重叠与自交三角形的生成, 防止产生错误拓扑, 确保了重构三角网格曲面的质量. 同时针对区域增长算法中的前沿分裂问题, 在数据结构中采用反向重合边, 使剖分过程始终保持一个前沿边界. 实验结果表明, 该算法具有运算速度快、 结果准确性好、 适用范围广等优点.     

多重拓扑下Fan Ky点的通有稳定性

建立集合族空间,讨论了公共元的通有稳定性,得到了闭集族空间上的交运算在Hausdorff 拓扑下的上半连续性.在2种拓扑结构下研究了Fan Ky点的通有稳定性,显示了集族空间交运算方法具有良好的适应性.     

Surface/Surface Intersection Using Simulated Annealing Genetic Algorithm

The genetic algorithm and marching method are integrated into a novel algorithm to solve the surface intersection problem. By combining genetic algorithm with local searching method the efficiency of evolution is greatly improved. By fully utilizing the global searching ability and instinct attribute for parallel computation of genetic algorithm and the local rapid convergency of marching method, the algorithm can compute the intersection robustly and generate correct topology of intersection curves. The details of the new algorithm are discussed here.     

基于MC算法的螺旋CT扫描数据的三维重建

在Marching Cubes(MC)算法的基础上，针对螺旋CT扫描数据的特点，提出一种改进的三维表面的快速绘制方法。通过使用体元描述表，并且对体元数据进行二值化处理，简化了数据，在绘制过程中，根据形体拓扑结构，优化了体元内部的等值面形成算法，提高了三维重建的速度和质量。     

注塑模CAE的三维等值线生成算法

提出了三维等值线生成的新算法．通过对曲面的扩展及离散，生成三维曲面的三角形网格．在网格节点构成的空间点集中，进行有序地搜索，并运用线性插值法获取三维曲面上系列的等值点，从而实现三维等值线的生成，以满足注塑模ＣＡＥ后置处理的需要     

基于Voronoi图的无线Mesh网络网关部署算法

将Voronoi图应用于无线Mesh网络网关部署问题中,提出了基于Voronoi图的无线Mesh网络网关部署算法.算法首先根据已知AP(access point)位置对网络拓扑图进行Voronoi划分,使得每个终端与其最邻近的AP属于同一区域;然后提取每个Voronoi区域与相邻区域的交点作为备选网关位置,依次计算以每个备选网关作为根节点的网络最小生成树;最后将生成树权值最小、跳数最少的输出作为部署结果.NS2仿真结果表明,在经过Voronoi划分的较小规模网络场景下,所提出算法的丢包率、转发包数量等性能均优于最小权值算法和随机算法.     

近似拓扑的并、交、补性质

引入拓扑的并、交、补拓扑,从而定义了近似拓扑的三种并、交、补结构,得出了对于近似拓扑的第三种并、交、补,近似拓扑具有封闭性和构成完备格,且近似算子是拓扑格到近似拓扑格的同态满射的重要结论.还研究了并、交、补拓扑在近似算子作用后与近似拓扑的并、交、补的重要关系.     

基于硬件的点模型绘制

点云模型是一种新兴的物体几何表示方式,基于点的建模与绘制技术是近年来计算机图形学的研究热点之一。随着可编程特性的出现,GPU成为图形学研究中越来越流行的计算平台。以GPU为计算工具,设计了一种适合于GPU处理的类八叉树空间剖分结构,提出了一种新的基于GPU中的点模型光线求交算法,实现了基于GPU的点模型的快速光线跟踪绘制。