定制鞋楦系统加工轨迹的自动获取

为满足制鞋业中个性化制鞋的需求,提出了个性化鞋楦的定制过程.首先用三维扫描方法获得脚形图像,预处理和修改后得到符合设计的鞋楦数据云,然后通过改进的三次样条插值和最小二乘均修的方法,对设计完成的鞋楦点云数据进行光滑处理,最后用细分求法矢与解三角形方法获取鞋楦三维模型的刀具加工中心轨迹,完成鞋楦加工轨迹的自动获取.该方法可将基于三维扫描的定制楦型数据快速自动转换为加工刀具轨迹曲线,并在制楦允许误差范围内保证了加工曲线的光顺性.     

3C技术在制楦工业中的应用

鞋楦是制鞋工业中皮鞋款式的基准。传统的手工制楦方法制作周期和生产效率低，严重地制约了整个制鞋业的发展。基于此，作者提出了鞋楦3C（CAMe/CAD/CAM)集成技术的概念和系统组成，并着重讨论了楦形测量、鞋楦CAD技术、鞋楦CAM技术在制楦 工业中的应用。     

基于足底压力分布的鞋楦参数化设计

文章提出一种考虑人体足底压力分布,并采用鞋楦参数化建模技术的鞋楦设计方法,建立并研究了鞋楦特征位置尺寸之间以及人体足底压力分布与鞋楦底部曲面之间的参数关系;利用三维CAD软件建立了鞋楦参数化模型,分别实现了由多个主参数对鞋楦体的整体控制以及足底压力参数对鞋楦底面的控制.     

鞋楦定制CAD系统中NURBS特征曲线的弧长约束变形

为实现无鞋楦数据库的数字化量足制鞋,提出了基于足楦NURBS特征曲线变形的个性化鞋楦定制CAD系统,通过足楦特征曲线在弧长等特征信息约束下变形成新楦特征曲线进行设计定制。建立足楦舒适度匹配规则,根据变形方式、次序及约束情况不同,将特征曲线分为4种类型。给出4种曲线的约束变形技术路线,其中带弧长约束的II型曲线可采用正向、逆向和双向3种变形路线。双向约束变形中,采用改进的顶点替换算法和变参数4点细分算法,引入弧长损失因子和关节链模型,在母版鞋楦基础上对曲线依次进行采样离散、级放、分段、简化、优化变形、插值细分和NURBS拟合,生成定制的鞋楦特征曲线。以跖趾围轮廓线为例进行了双向约束变形试验,弧长改变量为1.0mm。该系统可在480s内给出男款鞋楦个性化量足定制结果。结果表明:该CAD系统精度较高,可实现无鞋楦数据库条件下的量足制鞋,且定制鞋楦的二次设计利用率显著提高。     

鞋楦三维数控加工算法分析

在使用三维离散法造型技术来描述鞋楦外轮廓表面的基础了简要介绍了数控刻楦机的加工原理,并主要针对加工过程中的刀位点确定进行了详细的算法分析。从空间解析几何的角度出发,为刻楦机建立了空间坐标系,推导出铣刀旋转包络面的空间方程,根据楦加工特征提出最小距离法,并将其应用到鞋楦刀位点的计算中,最终加工出来的楦精度和光洁度均达到常规制楦要求。     

鞋楦曲面数字化特征识别与数据压缩

在鞋楦曲面数字化处理中 ,为了保证鞋楦数字化建模的精度 ,对母楦检测采样数据进行预处理是十分必要的 .针对鞋楦加工中对鞋楦转折锐边的特殊要求 ,提出离散数据特征信息识别法以及适用于鞋楦数字化的数据压缩和存储的有效方法 .     

鞋楦曲面数字化级放方法的研究

根据鞋楦级放原理与级放规范,研究了实现鞋楦曲面数字化级放的方法.着重分析了通过坐标系变换解决母楦曲面数据空间坐标系与级放空间坐标系不一致产生的问题并给出了解决方法,提出通过双线性内插法和设置围度与长度级放误差补偿因子来提高鞋楦级放精度的方法.     

数控刻楦机CAD/CAM方法研究及实现

研究了一种实现鞋楦数控加工的方法.着重分析了对鞋楦数据的处理、伺服电机步距当量的选择和利用数字直接定义加工程序的方法.此外,还分析了避免误差累积的实现方法,使数控刻楦机能高速、高质、安全地进行加工.     

皮鞋鞋楦ＣＡＤ／ＣＡＭ技术

介绍了基于光电测楦机,内腔测量仪和数控刻楦机等硬件支持的皮鞋鞋楦ＣＡＤ／ＣＡＭ系统及它的功能,给出了皮鞋鞋楦自由曲面的数学描述模型,解决了系统实现的一系列相关技术问题,并在ＶＣ５.0下进行了编程实现并调试成功,实现了鞋楦的测量、设计和数控加工的一体化。     

数控刻楦机实用化数据处理技术

从数控刻楦机实用化技术角度出发,逐一介绍了鞋楦原始数据在实际加工以前所必需的工艺处理方法。首先针对缺损点和毛刺点进行数据插补和平滑处理;然后由于测量轴和加工轴并不相同,又对每个截面进行相应角度的旋转和中心轴调整;最后为了方便加工过程中使用夹具,在鞋楦前后设计并添加了楦头和楦尾,着重介绍了楦头和鞋尖的融合方法。     

基于贝赛尔曲面的三维人脸特征点定位方法

三维人脸识别技术中,人脸特征点的精确定位和匹配对后期的人脸识别起了极为关键的作用,为此提出了一种新的三维人脸特征点定位方法,利用矩阵特征分解求解每个特征点的基准平面,进而可用贝塞尔曲面来表达特征点附近的局部三维表面结构,对不同复杂结构的表面可用不同的精度描述,采用局部搜索和全局形状模型的约束相结合得到三维人脸特征点的精确定位.对三维人脸的特征点进行定位的实验结果证明,该方法比其他基于曲率分析的方法具有更精确的定位精度.     

面向自顶向下设计的三维特征建模技术研究

针对现有三维CAD工具在自底向上产品设计建模方面存在的不足，提出了自顶向下的特征建模方法，包括六个层次，即功能层、概念设计层、装配层、零件层、特征层和B-rep层．在概念层设计上，用三维约束系统建立了自顶向下的设计环境，提出了以特征为核心的信息模型解决方案，形成了一套完整的特征造型系统．运用面向对象的分析、设计方法，初步实现了一套面向自顶向下设计过程的三维CAD原型系统．     

基于三维激光扫描技术的边坡表面变形监测

为克服传统边坡监测方法中监测点数少的弊端,基于三维激光扫描技术展开的张承高速某边坡表面位移监测,建立了点与面结合的监测系统;同时利用扫描点云生成的网格及等高线,可获取整个边坡的三维模型及位移云图,进而进行整体位移场的动态分析和特征点的重点监测。试验结果表明,三维激光扫描技术应用于大规模边坡位移长期、高精度监测,突破了传统方法中点对点监测的限制。相比于传统边坡监测方法,三维激光扫描技术具有大范围、高精度、高效率和高速等特点,可以获取三维空间内边坡的详细信息,尤其对区域性预警拥有独特的优势。     

离散点云数据的小波变换处理算法

将离散点云数据表示成适合用作小波变换的形式,提出了一种基于尺度的离散点云数据的特征识别算法,在此基础上给出了具体的基于尺度的二维和三维离散点云的小波分解算法,最后引入实例对二维离散点云的小波分解算法进行分析,实验结果表明算法达到了对点云数据的按尺度特征分解的目的.通过提出的算法,将离散点云数据按照尺度进行分解并提取出不同的特征成分,这样可以根据后期可视化显示的不同要求,将小波变换分解后的数据进行进一步的处理.     

基于双目立体视觉的海浪波面三维重建技术

为了提高海面特征点检测的准确度和三维重建的精度,在基于传统的Harris算法的基础上,提出1种基于高斯金字塔图像的改进Harris特征点检测算法.利用搭建的双目相机平台,对海浪图像进行采集并完成相机的标定过程,然后根据改进的角点提取算法对图像的角点进行检测,利用尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)算法对海浪图像特征点进行立体匹配得出视差图,最后根据三角测量原理获取图像的深度信息,实现海浪波面的三维信息重建.实验结果证明,在针对海浪图像时,该方法具有更高的精度和准确度.     

一种基于双平面镜的相机标定算法

为了从物体的二维图像得到三维重构模型,需要通过相机内部参数,建立已知物点、像点对应的关系模型.提出一种基于双平面镜的相机标定算法,用两个普通平面镜取得物体5个不同角度的二维图像,通过基于颜色信息和基于区域背景差的方法获取目标轮廓,用多边形动态规划算法获取轮廓的特征点以确定各个物体轮廓的对应点,最后根据特征点得到相机内部参数.多边形动态规划算法将时间复杂度从O(n3)降低到O(n2),算法的效率得到提高.     

一种采用单照相机的三维人体测量方法

非接触式三维人体自动测量是现代化人体测量技术的主要特征,也是今后人体测量的趋势所在.在分析国内外非接触式三维人体测量方法的基础上,提出一种采用单照相机的三维人体测量方法.首先通过在单照相机前加一套镜面组合系统,进行实时拍照,获得一张同时记录人体的正面和侧面的照片;然后通过基于图像的人体特征区域和特征参数提取得到人体尺寸信息(尺寸、轮廓点和轮廓线).试验结果验证了此方法的可行性.     

基于三维重建的人脸姿态估计

人脸姿态估计是计算机视觉及人脸识别领域的一项关键研究内容.将三维模型应用于估计人脸图像姿态参数,提出了基于三维重建的人脸姿态估计算法.根据人脸正面图片上的特征点计算出形状参数,实现三维人脸重建.基于三维人脸模型,由姿态图片上提取的特征点信息推知等姿态下模型上对应特征点的信息,针对照模型正面姿态,运用线性回归估计姿态参数.实验表明,重建的三维人脸具有较好的真实感,在较大的姿态变化范围内,该方法也能够取得较好的估计精确并具有鲁棒性.     

用层切法反求牙冠(牙合)面

采用 CT、核磁共振等断层扫描方法对牙齿进行反求时 ,受到硬件技术的限制 ,难以得到足够的轮廓数据 .故先对牙齿实物进行塑料模型、层切模型的制作 ,对层切模型进行铣削 ,并取得每层断面的图像 .将所得图像转换为数字形式 ,并将结果与牙体其他部分的 CT数据拟合 ,得到了牙齿的整体的数据 .依据所得的整体数据得到牙齿的曲面和实体造型 ,在曲面和实体造型的基础上 ,进行了造型快速原型实体复制和有限元分析等工作 ,为后续建立修复方案库等完成了前期基础工作     

多孔混凝土基层缩缝处沥青面层应力分析

为了研究多孔混凝土基层沥青路面的结构设计方法,通过三维有限元数值分析方法,建立多孔混凝土基层缩缝处沥青路面的三维有限元模型,分析多孔混凝土基层缩缝处沥青面层的荷载应力、温度应力、荷载与温度耦合作用下的耦合应力。结果表明:基层缩缝处沥青面层底面荷载主应力多为压应力值,但其剪应力在接缝处出现峰值;在温度作用下,沥青面层应力峰值点的位置在基层缩缝中点处沥青面层的底面及表面;荷载和温度耦合作用下基层缩缝中点处沥青面层底面的第一主应力介于荷载应力和温度应力之间。