基于UML的超声三维可视化无损检测系统

为了满足工业无损检测中人们利用超声点云数据进行三维重建的需求,提出一种UML与组件技术相结合的用于超声三维可视化无损检测系统的建模方法.分析系统需求,并利用UML和组件技术相结合的建模方法,构建出超声三维可视化无损检测系统模型,包括系统的架构、需求、用例、静态类、活动、时序和组件部署模型,开发出超声三维可视化无损检测软件系统原型,并经过实例验证了建模方法的有效性.系统开发实践证明:基于UML和组件技术的超声三维可视化系统结构设计合理,复用性、维护性和可拓展性强,为研究超声点云的三维重建算法和将其用于工业无损检测的目标提供了实验依据和实验平台.     

虚拟建筑群三维建模与可视化实现

论述了地形、城市建筑物以及其他附属设施的三维模型建立方法;探讨了三维对象模型与地形模型 的匹配问题;分析了虚拟建筑群的三维可视化过程;采用三维可视化技术,实现了某建筑群的三维建模与可视 化表达,具有很好的实用性,为进一步进行数字城市的三维建模及可视化设计提供了一种辅助手段。     

基于Vlisp和OpenDCL的钢箱梁桥BIM设计方法研究

针对目前BIM技术对桥梁建模的复杂繁琐和效率低下的问题,基于Auto CAD平台进行二次开发,利用Vlisp语言和Open DCL工具编制自动快速建模插件,研究钢箱梁BIM模型的参数化建模方法。该插件为界面友好的可视化工具,对桥梁建模时首先绘制二维构造图,以图中信息为基础进行面域拉伸和放样,从而快速构建出三维模型,为桥梁建模提供了三维可视化的新手段和理念。为了证明该方法能有效提升钢箱梁建模效率和准确度,以苏州中环北线二期工程为实例进行快速建模,实践表明,该方法所建模型能够快速准确的反应工程实例的相关参数,可推广到桥梁工程BIM建模中应用。     

城轨线路三维可视化环境中冲突检测算法的研究

根据在三维可视化中识别出与轨道线路区域相冲突的建筑物的需求出发,引入了冲突检测算法,实现对地下建筑物和城轨线路建模的理论研究。采用CSG与B-rep混合表达的思路,实现基于CSG与B-rep对建筑物建模。在研究模型特点的基础上,提出了使用AABB层次包围法进行第一步的冲突检测,提高检测效率,然后利用三角形相交快速检测算法进行碰撞检测,最后确定建筑与轨道线受影响地区的冲突,通过本文的算法,可以实现快速识别出与轨道线影响的地区冲突的建筑,为在三维可视化环境下的线路设计、选择最优线路、计算拆迁征地费用等方面提供帮助。     

基于单幅影像的三维重建及精度分析

研究了基于单幅影像的快速三维重建,以某一小型建筑三维重建为例,分析了以体为基本单元和以平面为基本单元的两种影像建模方法.并对重建三维模型的精度进行了分析.试验表明,三维重建质量与效率较高、成本较低,在实际中可以满足工程测量要求.     

基于车载激光扫描数据的城市地物三维重建研究

车载激光扫描系统可以精确、快速获取城市建筑物、道路交通设施、隧道等地物的表面信息,非常适用于城市物体三维空间信息的快速精确获取和在此基础上的三维重建.然而点云不是GIS数据,也不是三维模型,要将大量离散的点处理为可使用的三维模型还需要一系列复杂的过程,现阶段针对车载激光点云三维重建的方法还主要依赖于人工交互或半自动化处理,而且没有针对整个城市地物的三维重建方法.针对这一问题,本文仅提供一种基于地物分类的车载激光点云三维重建的方法,数据基础是已分类的彩色点云,重点是充分利用各类地物的特性,对不同地物使用不同的三维建模策略,以首都师范大学自主研制的车载激光扫描系统获取的三亚市点云数据为实验对象,验证了本文提出方法的可行性与实用性.     

基于3D Max的校园场景可视化的设计与实现

基于三维GIS技术、3D Max软件平台,利用CAD底图、数码影像等数据实施学校三维景观可视化的操作,以校园办公大楼建模为例,研究基于3D Max创建虚拟校园快捷简便的多边形建模方法,具体描述建筑物三维模型创建的流程,探讨提高模型精确度的方法,为场景可视化、校园漫游、信息查询等提供技术支撑.最后,通过对校园办公大楼建模的具体实例,分析在将矢量数据导入3D Max时应注意的问题,提出利用3D Max实现校园场景建模的优化技术,如纹理技术、实例技术、摄像机技术等,可美化模型外观和提高校园场景可视化的效率,对地理空间信息的可视化等领域具有一定的借鉴作用.     

国外建筑物火灾建模研究

本文简单介绍了国外建筑物火灾建模的发展情况,并重点介绍了区域火灾模型和计算机火灾模拟模型中的FDS模型的内容及其可视化软件Smokeview的功能特征。     

虚拟制造中生产线可视化设计

为了快速地设计出高效合理的生产线,研究一种利用虚拟制造技术对生产线进行可视化设计的方法.首先应用面向对象技术建立制造环境中的基本资源类库,并针对其中对象建立相应的模型库,然后通过可视化的建模方式,构建出可模拟真实生产环境的虚拟可视化模型.该技术将为生产线的设计以及快速重组设计提供有效的建模和分析工具,并可提高设计的合理性.     

水利水电工程地质-水工 三维协同设计系统研究

针对实现水利水电工程三维设计中所存在的关键问题,基于三维地质建模、水工建筑物快速建模和计算机协同设计技术等先进技术,采用了面向对象方法,设计并实现了水利水电工程地质-水工三维协同设计系统。该系统由三维地质建模、水工建筑物建模、工程地质分析与设计,以及数据库管理4个模块组成。地质和水工建筑物建模为工程地质分析与设计提供了三维模型,能够进行三维剖切分析、建基面分析、地下建筑物布置分析、边坡开挖分析等多方面的综合分析和不同专业间的协同作业,为水利水电工程三维设计提供了技术支持。     

基于形变模型的三维人脸快速重建改进算法

针对传统三维人脸重建算法效率低且难以满足实际应用的缺陷, 提出一种三维人脸重建改进算法。该算法基于ASM（Active Shape Model) 增强算法, 自动地对特定二维人脸特征区域进行准确定位, 并实现三维人脸数据库的归一化; 利用稀疏形变模型对特定正面二维人脸进行快速三维重建; 采用明暗纹理恢复算法对重建后的三维模型人脸特征区域的每个顶点法线进行约束, 并将其应用于人脸识别中。实验结果表明, 该方法可实现对特定正面二维人脸快速三维重建, 并取得较好的三维重建精度与识别率, 与经典ASM算法相比, 精度提高12.3%, 迭代次数减少6次。     

单幅手绘草图重建三维模型方法研究

提出从单幅手绘草图快速生成三维模型的方法,对输入草图进行在线识别与规整,将草图转换为规则的几何图形.然后提出二维图形向三维模型转换的映射机制,完成三维信息的添加.最后进行实验验证,结果表明可自然高技地完成手绘筒田的三维重建.     

三维场景相息图快速生成研究

相息图以其衍射效率高,无共轭像等优点而被广泛应用于全息三维动态显示中,然而相息图计算量大,生成速度慢而影响了它的实时动态显示;鉴于此,提出了一种三维场景相息图快速生成方法;采用OpenGL进行物点离散采样,逐点计算的优化查表算法进行相息图计算,将相位因子拆成水平方向和竖直方向因子的乘积,离线制作的查找表只需存储水平方向和竖直方向因子,从而使存入GPU纹理内存的查找表空间大大减少,并利用CUDA架构合理设计并行计算方案,使相息图的运算速度进一步加速;实验表明:采用此方法能正确生成所需的相息图,且计算速度比基于CPU的计算方法提高了40倍左右.     

基于水平集的散乱数据点云曲面重构方法

提出了基于最小能量约束的水平集重构方法，用以解决由三维数据点云自动重构复杂拓扑结构物体模型的问题．其基本思想是将重构曲面看成是一个定义在三维空间的可变形封闭曲面，在曲面自身几何特征以及目标模型力的作用下，逐步逼近目标模型，其演变过程同时也是曲面能量逐步减小的过程．采用偏微分方程来表示曲面能量最小化的过程，将曲面进行三维空间网格划分，采用快速扫描法将三维数据点云转换为有符号的距离场，并给出了离散偏微分方程的数值解法．实验表明，基于水平集的三维曲面重构方法能够从初始表面自动收缩到目标模型，而且能够适应任意拓扑结构的复杂物体．     

改进的RBFNN用于机器人三维表面 测量系统曲面重构

为克服三坐标测量机检测速度慢等缺点,提出机器人三维表面测量系统. 针对该系统设计了一种基于径向基神经网络(RBFNN)的简洁快速曲面重构方法. 该方法考虑到RBFNN选取的神经元函数为高斯函数,将机器人三维表面测量系统获得的点云数据投影到二维平面,然后将该二维平面平均分割,选取分割点为RBFNN神经元的中心,避免了模糊c-均值法选取中心需要迭代计算的缺点,并且重构的网络训练精度和测试精度均高于模糊c-均值法选取中心设计的网络精度. 利用该测量系统获得的实际点云数据验证了     

基于GPU并行处理的地形三维重建技术研究

介绍了一种基于GPU(Graphic Processing Unit)并行处理的地形三维快速重建算法。该算法利用分而治之的思想,基于CUDA编程框架,首先计算每一点的邻域信息,并在其切平面上进行局部的三角剖分,然后合并形成最终的地形网格。实验结果表明,基于GPU并行化处理的三维重建算法高效、稳定,可以快速的实现结构复杂的大规模地形的三维重建。     

基于SURF-RANSAC配准的三维重建

为了提高三维重建中双目特征匹配的匹配效率和重建质量,在基于传统的加速鲁棒特征(SURF)匹配算法基础上,提出了一种基于SURF-RANSAC配准的三维重建算法。利用左右两幅图像来进行三维重建,首先通过Hessian矩阵来获取目标图像的初始特征点,并用邻近快速搜索算法完成初步的特征点匹配,然后融合随机抽样一致性算法(RANSAC)来优化匹配,最后利用三维坐标和纹理映射来完成三维重建。在Open CV上对该算法进行验证。结果表明,本文算法比传统的三维重建算法具有更高的精确度和更快的速度。     

海洋波导中三维目标的快速声学成像

研究了用声点源入射波所获得的近场散射数据来成像海洋波导环境中三维未知目标的反问题．发展了一种指示器样本快速成像方法，即不需要预先知道未知目标的声学特性就能非常快速成像．数值试验表明：该方法对成像海洋波导中三维目标是有效的，即使在有限孔径的测量方式和具有噪声散射场测量数据的情况，也能够得到未知目标的一个理想成像，而且还表明了海洋波导边界的多重反射效应对成像效果具有一定的正面影响．     

减速器盖逆向造型与三维数字化检测

针对复杂曲面构成的零件的逆向设计,利用减速器上箱体这一代表性零件,采用三维扫描的方法进行数据采样,利用特征曲线进行模型重构,并进行了重合度检测,实验表明这种方法重构精度高、操作方便、快捷,有推广意义。     

非接触式三维重建技术综述

三维重建是获得物体三维信息的技术,是计算机视觉和计算机图形学领域的研究热点,广泛应用在机器人视觉导航、工业制造、医学等领域,具有较高的研究价值。目前,三维重建技术的方法众多,三维重建的外界环境、使用设备和物体的几何形状等因素都会对三维重建效果的准确性、稳定性产生一定的影响。通过分析原理,对主动式三维重建的飞行时间法、光栅重建、结构光重建和被动式三维重建的单目、双目、多目重建等非接触式三维重建技术进行了分析。