基于SQL Server平台复杂地质体FLAC3D模型的构建

由于FLAC3D软件建立复杂三维地质体模型难度大、易出错,提出一种新的建模方法,即提取三维地质体建模数据并进行编辑成相应的表,把表导入SQL Server软件中,通过SQL查询语言生成FLAC3D可直接读取模型数据文件,从而实现在FLAC3D软件中准确、快速和自动化建立复杂三维地质模型的目的.通过云南某矿山的三维建模实例检验了该方法的可行性和高效性.结果表明:该方法在FLAC3D中建立复杂地质体模型具有一定的参考价值.     

地学三维GIS可视化系统

针对地学研究三维模型中存在的问题,在总结分析已有的多种建模方法的基础上,根据矿体的不规则性,采用ATP建模方法,具体研究并提出了三维GIS可视化系统的设计方案,利用OpenGL图形库实现地矿3D模型的可视化技术,从而方便地生成高真实感的三维图形,并对地质三维空间分析方面的功能作了进一步的研究探讨,能够为矿藏及各种地质现象描述提供科学的依据。     

机器人自主抓取的三维点云基本形体简化算法

针对抓取任务的非结构化特性,提出一种基于非规则物体三维点云的基本形体简化算法,为抓取策略的选取提供思路,提高机器人自主抓取的准确率.将不规则的复杂物体简化为由基本形体组成的简单物体,基于三维网格分割算法将物体3D数据点进行分割,依据最优拟合算法将分割后各部分拟合为球体、椭球体、圆柱体和平行六面体中的一种,实现对复杂物体的简化.实验结果表明:本文算法可应用于不同形状及姿态的非规则物体抓取,具有较高的鲁棒性.     

基于鼠标跟踪的三维交互机制的研究

目的实现三维场景中符合自然习惯的六自由度的三维交互方式。方法在三维场景中建立一个和物理鼠标运动保持一致的3D鼠标(三维模型),3D鼠标在地图空间和视景体之内可以沿各个方向自由运动,超出时进行越界处理,以OpenGL的拾取机制为基础研究新的适用于3D鼠标的拾取方法。结果设计了一种基于鼠标跟踪的三维交互机制,描述了该机制的详细设计策略及原理,提出了3D鼠标运动、越界检测、拾取的有效算法,通过模拟实验实现了融于三维场景的真正意义上的3D鼠标。结论该3D鼠标操作逼真,能够在三维场景中自由运动、有效地进行越界检测以及精确地拾取三维场景中的物体,理论和实践证明该设计机制是可行的。     

基于Cult3D的网络虚拟实验室中交互的实现

网络技术和虚拟现实技术在计算机辅助教学中有良好的效果,而Cult3D技术是一种比较成熟的虚拟现实技术,本文通过3D MAX创建三维模型,运用Cult3D技术实现三维模型的交互,并实现网上发布。利用Cult3D技术创建的三维网页,可以使浏览者更直观的感受到实验的过程,交互式的网页可以提供个性化学习的情景,达到沉浸式的教学效果。     

基于Cesium 的地下三维管网3D Tiles 模型构建与可视化

Cesium作为目前日益流行的开源三维地图引擎,在各领域都有着广泛的应用前景.但目前原生Cesium不具备渲染地下管网模型可视化的条件.基于Cesium提出了一种利用shapefile二维地下管网数据自动构建三维地下管网3D Tiles模型的建模方法并完成了模型的可视化展示.具体步骤是首先将二维shapefile数据分级处理构建四叉树结构关系,通过迭代遍历各级的单块二维数据,将点、线要素分别进行逐瓦片的模型变换矩阵计算和模型构建,将点要素封装为i3dm模型,线要素封装为b3dm模型,得到3D Tiles地下管网模型;然后基于Cesium二次开发实现数据模型对接、地表透明化、裙摆关闭、摄像机地下视角等功能,完成模型的可视化展示.本方法使用辽宁省盖州市北海新区管网shapefile实例数据进行测试.结果 表明,二维地下管网shapefile数据能够快速生成3D Tiles模型,实现良好的地下三维模型可视化展示,为后续Cesium地下空间相关研究工作提供技术支持和方法参考,有助于完善B/S架构的地下空间三维可视化管理系统,支持数字孪生城市建设.     

OpenGL与3D Studio MAX结合实现三维仿真

介绍了一种利用OpenGL与3D Studio MAX结合在MFC下实现三维仿真的快捷方法，View3ds是把3D Studio MAx制作的*．3ds格式的三维模型转换成OpenGL格式的较好的软件，并且着重说明了其过程，该方法已经在OpenGL开发的用于舰船网络的三维视景仿真软件中实现，并且可以利用该方法实现虚拟现实。     

生物材料的3D打印研究进展

在生物医药领域,通过对生物材料或活细胞进行3D打印,可构建复杂生物三维结构如个性化植入体、可再生人工骨、体外细胞三维结构体、人工器官等,因而基于生物3D打印在个性化定制及复杂结构调控制造上的独特优势,综述了生物3D打印技术的基本工艺、应用领域与研究进展.重点针对3D打印生物材料这一研究热点,全面讨论了喷墨打印和注射挤出打印两种路径,分析总结了3D打印相关生物材料并应用于体外模型、医疗器械和植入体的制造以及可降解组织支架、细胞三维结构体的构建,最后对该技术未来发展趋势和研究重点提出展望.     

Java3D和VRML在家纺产品三维虚拟漫游模型中的应用

Java3D技术是Java语言在三维图形领域的扩展,是一组应用编程接口(API)。利用Java3D提供的API,可以编写出基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。VRML(virtual reality modeling language虚拟现实建模语言)是一种三维造型和渲染的图形描述语言,通过创建一个虚拟场景以达到现实中的效果。本文研究的是利用Java3D技术建立三维户型,利用VRML建立三维家纺模型,并对家纺面料进行替换,这些是最终形成三维虚拟漫游模型的前提。     

基于3D MAX的模型优化的研究

在复杂虚拟现实系统中,利用3D MAX对三维模型的处理存在两个主要问题:一是载入场景文件要花费很多时间;二是即使是在高性能的PC机上,浏览场景的速度过低也是一个瓶颈问题.场景变换随着鼠标移动滞后几秒钟甚至几分钟.为此需要对模型进行优化.从简化建模和提高渲染速度两个方面介绍了优化三维模型及减少载入时间的几种方法并给出实例说明.     

基于三维动态步态的身份识别方法仿真

根据步态识别人身份的研究中,由于二维步态特征无法完全表示人体特有的动态步伐特征,导致识别受限。提出基于三维动态步态的身份识别方法,以连续步态图像帧为单位,通过立体视觉技术从二维图对不同采样时刻的运动人体三维步态轮廓信息进行提取,提取人体步态三维轮廓后,对其进行无关区域分割,获取和人体行走相关的步态特征。通过构建步态特征变换的几何模型,给出动态三维步态特征的转换过程,依据欧氏距离度量,根据结果实现身份识别。仿真实验结果表明,所提方法具有很高的识别精度和识别效率,性能较静态方法有较大的改善。     

基于三维视觉的运动易损动作识别方法研究

在对运动易损动作进行识别时,一直由于无法克服外界条件带来的影响,存在识别精度低、误差大的问题。提出基于三维视觉的运动易损动作识别方法,对运动动作的三维视觉空间进行三维梯度值求解,获取三维视觉梯度直方图特征;并进行降维出来,得到低维隐空间下的运动模型,在此基础上,对其进行序列映射,求出测试序列与训练序列的吻合度。通过匹配计算,获取匹配度,实现运动易损动作的识别。实验结果表明,所提方法具有很高的识别精度,所需时间较短,识别性能高。     

基于线结构光点云三维重建的弯管形工件测量方法

弯管形工件在化工、冶金生产中应用广泛,对其截面参数要求精确度极高,但该类工件由于内外形状不规则,人工测量效率低、细节捕捉度差、出错率高,难以满足工业在线实时检测的要求,因此提出使用线结构光扫描获取弯管外形三维点云数据的方法对弯管截面进行实时测量.使用已标定好的线结构光三维测量平台扫描约以4.3 cm/s移动的弯管模型并获取其点云数据,对点云数据进行最近点迭代法配准、高斯滤波去噪、改进的角度偏差法简化,然后采用Delaunay三角网生长算法对点云进行三维重构,并对重构模型的宽度、半径、内径进行拟合测量.实验测量过程耗时约20 s,测误差小于0.05 mm,结果表明该方法具有较高的精确度与准确性,可大幅度提升工件检测效率,有良好的工业应用前景.     

基于误差传递模型的精密装配几何误差灵敏度分析

文中针对确定各零部件几何误差对装配精度的影响以及瓶颈装配工序等重要问题,分析了两零件装配时由于配合面表面形貌所导致的几何误差造成的零件位姿变动,确定单工序的配合误差.以此为基础,基于多体系统理论建立多工序装配过程误差传递模型,用矩阵微分法建立了几何误差对装配精度的灵敏度分析模型.该模型可以识别出多工序装配过程中对装配精度有较大影响的主要零部件几何误差,从而为精密装配精度分析以及控制提供基础,并通过实例验证了模型及分析方法的有效性.      

地面三维激光扫描建模精度研究

历史建筑三维模型重建是当前研究的一个热点.以某优秀历史建筑为例,分别对其进行全站仪CAD建模与地面三维激光扫描建模.首先阐述了两种建模方式的流程,并对不同建模方法进行对比分析,指出两者各自的优缺点;然后通过对两种建模方法得到模型的点位误差、几何体误差、整体模型中误差等不同方面进行分析研究,探讨地面激光扫描仪应用于大型建筑建模中能达到的精度,以及适应的场合.试验结果表明,相对于CAD建模方法,扫描建模方法具有快速、高效,模型精度较高等优点,并保留了建筑物细部特征,但其后期数据处理自动化程度不高.     

一种点目标三维重构的新算法

双目立体视觉研究利用二维投影图像恢复三维景物世界的问题,其中三维重构是立体视觉测量过程的主要组成部分之一,是从二维图像恢复三维景物的关键环节.针对空间点目标的三维重构,传统的方法是采用最小二乘法进行的,但是由于最小二乘法没有考虑所建立的超定方程组所代表的几何意义,所以计算出的点坐标精度不高.对此,从几何学的角度出发,提出了一种异面直线公垂线段中心法来提高点目标的重构精度.实验表明,该方法比传统的最小二乘法具有更高的测量精度.     

一种改进的最大一致性点云几何基元拟合算法

基于MCMD_Z(maximum consistency with minimum distance and robust Z-score)算法思想,提出了一种稳健的且适用于平面、二次曲面(球、圆柱、圆锥)基元高精度拟合算法.算法依据距离和最小准则,从含有粗差的点集中选取最佳点子集拟合可靠模型初值,并采用稳健Z分数方法循环剔除粗差;对剔除粗差后的保留点集采用加权最小二乘迭代方法拟合.实验表明,对粗差含量较高的点云数据,该算法均能有效剔除粗差、拟合出高精度的几何基元.     

关于三维有限元网格自动生成若干问题的研究

网格自动生成是自适应有限元重要组成部分,其中如何有效地对三维物体轮廓面进行参数化表示一直是一个难点。本文结合岩土工程的实际情况,利用混合样条插值曲面对地形面、大规模断层面等不规则曲面进行了拟合,成功地解决了这个问题。另外本文还讨论了利用双叉树型结构进行几何搜索的算法,该算法能提高行波法生成四面体的效率。最后本文用一边坡洞室开挖的算例验证了编制程序的有效性。     

截断柱群波浪绕射性能的时域数值分析

随着海洋油气资源开发力度的加大,半潜平台等柱群结构的强度校核及设计应用、波浪与截断柱群之间的干扰作用越来越被人们所重视．运用时域三维边界元法对截断立柱群在规则和不规则波中的波浪绕射f生能进行了数值分析,远方辐射面上采用多次透射边界条件,自由面上采用积分格式的自由面边界条件．为满足半潜平台设计中对准确预报载荷和柱群周围波高的要求,将对截断面形状、浪向角、柱间距和埋深比对柱群中单柱所受波浪力的影响进行研究,探讨考虑柱群间干扰作用后对柱群周围波浪场的影响．     

基于UG平台的结晶器搅拌桨CAD/CAM的集成

结晶器搅拌桨采用船用螺旋桨结构，桨叶为复杂曲面．应用Delphi7开发了搅拌桨叶面型值点计算模块，并以CAD／CAM集成系统UG软件为平台，应用其二次开发工具OPEN GRIP建立了搅拌桨的三维实体模型；在分析搅拌桨数控加工特点的基础上，研究了搅拌桨多轴数控铣削加工工艺．利用UG的CAM模块完成搅拌桨的数控编程，实现了搅拌桨CAD／CAM集成．将研究结果应用于搅拌桨生产，搅拌桨的设计一制造周期缩短了70％～80％；几何精度检验结果表明，搅拌桨加工精度显著提高，搅拌桨导边与随边几何误差小于0．05mm；经静平衡检验，不平衡量小于搅拌桨质量的0．05％．