矿体三维可视化建模技术

回顾了矿山数字化建设的关键技术之一的矿体三维可视化建模的相关工作,包括主要的矿体三维模型、数据插值技术;给出了矿体三维建模可以考虑的三个维度:模型构成元素、存储的数据类型和构成元素的形状,由这三个维度可以组合出满足需要的模型;提出了适合于基于钻孔数据的矿体三维建模的可裁减的集成的断面-不规则三角网(TIN)-广义三棱柱模型(GTP),它可以方便地利用钻孔数据构造矿体断面,然后利用TIN连接相邻断面形成矿体线框模型,利用GTP表示矿体内部结构;并给出了矿体三维可视化建模技术需要进一步研究的问题.     

纤维图像拼接算法的研究

针对全景显示长纤维显微图像的需求,提出一种纤维图像的拼接算法.通过不同方向的细长纤维产生用以拼接的多边形对象.由于块状对象适合于最优化计算,因此,线状特征的块状化转换提高了匹配的稳定性和精度.图像的拼接通过多边形的重叠匹配实现,通过迭代匹配实现多边形的逼近计算.试验证明本文算法能实现细长纤维图像的无缝拼接.     

基于轮廓线匹配的2D碎片物体复原方法

目的 为了快速地进行2D碎片物体的复原。方法 采用一种基于轮廓线匹配的2D碎片物体的复原方法，轮廓线用多边形逼近表示。这一表示在旋转和平移变换下是不变的。将多边形的本质参数连接点作为匹配的特征集，并采用对特征集排序方法提高了匹配速度。结果 所给出的匹配算法有效，有一定的实用价值。结论 基于保持几何属性和拓扑属性的特征选取，使得多边形的匹配变为1D字符的匹配，从而使得2D碎片物体的复原简单、快速。     

基于局部几何约束的医学图像配准方法

提出一种基于局部邻域几何约束的医学图像配准方法,通过判断初始匹配的SIFT特征点间的几何关系,去除误匹配对;在医学图像中提取全部三维灰度特征,进行第二次误匹配对去除操作,匹配精度高、稳定性强、计算速度快.试验结果表明,本文方法在保证计算速度的前提下,能够在一定程度上提高医学图像特征匹配的准确率.     

基于特征线提取的三维数据配准

在逆向工程等诸多领域,数据配准都是重要的技术环节;而目前大多数应用,都是基于选取匹配标记点的方式来实现初始匹配;因此寻找一种可靠快速的自动数据配准技术成了目前研究的方向.提出一种基于特征线提取三维数据自动配准技术.通过提取不同视角下点云的特征曲线实现了三维点云数据的配准.实验结果表明了算法的有效性.在有更高精度要求的情况下,此算法的输出结果可以作为其他迭代方法的初值,进一步迭代得到更精确的结果.     

一类非线性奇摄动问题的匹配求解

匹配渐近展开法基本思想是用多个展开式来表示解,其中每一个展开式在一部分区域上有效,对相邻的展开式在重叠区域内进行匹配.讨论了一类非线性奇摄动方程的求解问题,利用匹配法求出它的一阶渐近解.依据方程的特征,找出满足左边界条件的外展开式;引进伸展变换确定满足右边界条件的内展开式;对一项外展开式和一项内展开式进行匹配;得出一个一致有效的复合展开式.     

基于解剖结构模型和外极线约束的冠脉血管段匹配算法

采用基于解剖结构模型和外极线约束相结合的血管段匹配算法对两幅不同角度的血管骨架图进行匹配. 利用解剖结构模型匹配大部分血管骨架点,形成特征点对,利用这些特征点对计算两幅图像间的几何变换矩阵. 利用外极线约束法匹配剩余血管骨架点,通过互相关算法对匹配点对进一步优化. 该综合算法可以弥补单一算法的不足并结合基于边缘检测的血管宽度提取方法获取血管的宽度信息,为医生的确诊提供参考依据.     

基于三维测量的奶牛体型性状指标的数据采集

采用立体视觉的三维测量方法重建奶牛的三维模型,实现了对奶牛的体型性状指标测量,首先通过立体标靶进行摄像头的标定,然后利用SIFT(scale invariant feature transform)尺度不变特征点匹配算法对图像进行特征点提取与匹配,最后通过投影矩阵计算匹配特征点的三维坐标;针对双目视觉中摄像头视角范围受限问题,提出通过在相邻视点的公共区域设置标记点,根据标记点计算不同坐标系的转换关系,将各局部特征点转换到统一坐标系下,从而实现不同视点下各局部区域的三维拼接.实验表明,采用该方法重建的奶牛模型较理想,测量精度和测量效率满足评定要求,能够取代手工测量.     

基于RANSAC改进算法的单目视觉里程计研究

运用SIFT算法对单目所采集的室外视频图像的相邻两帧进行了特征点的检测与匹配.采用改进的RANSAC算法对所匹配点进行了误匹配点剔除.根据相邻两帧图像特征点的跟踪以及里程计读数作为辅助信息,求解特征点的三维坐标;进而根据视觉里程计模型,达到机器人的定位.实验结果表明,该方法相比传统的里程计定位精度高,比之双目激光等定位方法,又有成本廉价的优点.     

一种基于SIFT的遮挡目标跟踪算法

针对运动目标遮挡的难题,提出一种新的遮挡目标跟踪算法.采用三帧取均值进行背景建模,采用相邻帧差法和背景差分结合自动提取出运动目标,对单运动目标生成SIFI(scale invariant feature transform)向量.当运动目标处于遮挡状态时,将遮挡区域与单运动目标进行SIFT特征匹配,通过特征匹配点的坐标...     

面向三维参数化女性人台构建的胸部特征数据测量方法

为了在计算机中实现三维参数化人台的显示与调节，并能真实地反映人体各围度曲线的变化，本文通过三维激光非接触式人体扫描仪，对300余名在校女大学生进行测量，获取了大量的人体长度和围度方向的测量数据．通过对胸部测量数据的统计分析，选择了能够反映女性胸部形状和形态的5个水平截面，提取了影响曲线围度形状的特征点．对特征点坐标与身高及反映胸部体型的参数进行了多元线性回归分析，得出构成胸部各围度曲线的特征点坐标变化规律，实现了女性参数化人台胸部曲线的真实模拟．     

树的匹配覆盖

设图G没有孤立点.图G的匹配覆盖数,记为mc(G),是指满足如下条件的最小正整数k:G有k个匹配M1,M2,…,Mk覆盖图G的所有顶点.证明了如果图G是一个树,则mc(G)∈{Δ0(G),Δ0(G) 1},其中Δ0(G)是指使得图G的某个顶点有l个一度邻点的l的最大值.而且,任给一个树G,给出了一个可以确定图G的匹配覆盖数的线性算法.     

简单相连多边形对应的图构形的特征多项式

图构形是构形领域研究的与图相关的一类超平面构形。给出了多边形简单相连和点相连的定义, 研究简单相连多边形对应的图构形的特征多项式, 并给出其具体表达式。通过具体例子说明多边形连接方式和连接顺序的不同对图构形中超平面相交关系的影响。     

基于含拓扑剖面的三维地质建模

提出了一种通过引入剖面中空间要素（多边形－弧段－结点）之间的拓扑关系（邻接、关联 和包含）来生成基于边界表达的三维地质模型的方法。该方法特别适合于剖面中有多个相互 连接的地质体单元的多体建模,而该情况在三维地质建模中比较常见。同时,该方法中使用 的剖面不要求共面或者平行,拓扑信息包含于生成的三维模型中。而且,在用户少量干预的 情况下,结合地质知识,该方法可以建立绝大多数复杂地质模型。基于该方法,开发了一个 三维地质建模与可视化系统,并成功应用到北京市奥运场区的三维地质建模中,结果表明该 方法具有建立实际复杂三维地质模型的能力。     

一些特殊图的无符号Laplacians多项式

用表示有n个顶点的简单图G的邻接矩阵,表示图G的度矩阵.图G的无符号矩阵为S=A+D.本文给出了一些特殊图的无符号矩阵和特征多项式.     

地质体的三维形态分析方法与应用

针对隐伏矿体立体定量预测中复杂形态地质体的空间分析问题,利用数学形态学和欧氏距离变换理论,提出基于三维栅格模型的地质体三维形态定量分析的方法.利用开闭滤波或闭开滤波的数学形态学变换,构建地质体表面形态趋势的提取算法;将形态滤波、欧氏距离变换、全局集合运算结合起来,建立地质体形态起伏定量分析及分级提取模型;采用基于欧氏距离场的计算模型,提出地质体表面与趋势面夹角的提取方法.在建立地质体三维栅格模型的基础上,将地质体三维形态定量分析方法应用于安徽铜陵凤凰山矿田的新屋里岩体分析,实现地质控矿因素指标的定量提取.研究结果表明:采用该方法对地质体进行形态分析,可计算出地质体的各种形态参数,并提取出地质控矿因素量化指标,能有效地应用于隐伏矿体立体定量预测.     

基于矿床真三维显示的图形消隐处理算法

为了更好地解决地矿实体在平面图形设备上显示时凹面矿体及多矿床实体之间的消隐问题,提出了画家消隐处理的算法.通过采取汇集前平面多边形、分解多边形图形面成三角形的图形面、排序处理三角形面、建立三角形图形面深度次序四步骤,对地矿工程三维实体消隐处理,使得原实体中那些被不透明的体素或其他实体挡住的线素或体素不再被输出,当地矿实体在平面图形设备上显示或打印时将使地矿工程三维实体更具真实感.     

一种有向图中道路的识别方法

为改进已有的道路识别方法 ,通过对有向图邻接矩阵的研究 ,提出了一个较为简便的方法。为确定结点 i和 j之间有无道路 ,新方法不需要对有 n个结点的有向图的邻接矩阵 A做 n次乘方 ,而是定义一个对应于节点 i和 j的行向量 V,只需作行向量 V和邻接矩阵 A的 n次乘法。乘法计算量仅为传统方法的 1/ n,当 n比较大时 ,能大幅度节约计算时间     

基于足底压力的人体重心轨迹包络面积算法

为了评估人体平衡功能,需要计算人体重心轨迹包络曲线的面积,提出了一种包络曲线的计算方法。首先,通过足底压力采集系统获取足底压力数据,计算得到人体重心点;然后,提出了一种基于斜率逐步比较的重心轨迹包络凸多边形构造法,通过斜率比较筛选出包络凸多边形的顶点;最后,根据斜率大小对凸点进行排序,通过三角形面积累加得到包络凸多边形的面积。计算实例证明,提出的算法与经典的快包法相比提高了人体重心轨迹包络曲线面积的计算速度,算法具有良好的稳定性,稳定性差值在±0.01 s之内,算法的时间复杂度为O(nlgn),可有效应用于人体重心轨迹包络面积的计算。     

利用雷达散射截面积序列的特定航天器工作平台分类识别方法

针对三维运动特性及雷达散射截面积(RCS)的姿态敏感性等因素影响航天器在轨运行识别的问题,结合特定工作平台RCS测量序列的典型特征,提出将每个观测弧段的RCS序列视为图像来提取边缘、骨架和密度等特征,再利用基于Hausdorff距离的图像匹配方法与特定工作平台上的航天器模板进行匹配识别,从而有针对性地实现了航天器的分类识别.实测结果表明,所提方法的分类正确率可高达85%,识别效果明显优于传统的统计和小波变换的方法.