基于变形模板的复杂截面轮廓重构方法研究

常规的B样条曲线重构存在散乱数据点的序化、参数化等步骤,采用变形模板的曲线重构方法可有效避免这些繁琐的操作.针对给定的复杂曲面零件的设计轮廓和实测截面数据点,提出了一种基于变形模板的复杂截面轮廓重构新方法,建立了最小模板变形条件下的截面轮廓配准与重构模型.提出的模板与实测点的精确配准与模板约束变形的迭代优化策略,以及基于递归细分的快速距离算法,保证了截面轮廓的重构精度与效率,建立起了设计模板与实际截形的解析关系.最后的实例验证了所提方法的有效性和实用性.     

利用弦长不变特征的叶片截面轮廓匹配算法

针对大型燃气轮机叶片型面形状加工质量高精度检测分析评价中的无基准坐标匹配问题,提出了一种利用截面轮廓曲线弦长几何不变特征的精确坐标匹配算法.该算法在获取对应截面轮廓数据后,基于叶片截面轮廓曲线对应弦长不变特征建立目标函数,并依此计算出理论轮廓曲线中与测量数据对应的坐标点,构造出坐标变换超静定方程组,然后通过豪斯荷尔德矩阵变换方法计算出该坐标变换的最小二乘最优解.采用该算法计算出叶片截面轮廓曲线的模拟测量数据与理论数据之间的坐标变换矩阵,得出了该变换矩阵下的截面轮廓评价结果,其偏差小于1.5μm,表明该算法对于自由曲面的大型燃气轮机叶片型面形状加工质量的检测评价具有较好的应用效果.     

基于R*-tree的散乱点云截面数据获取算法

为快速准确地获取散乱点云的截面数据,以较少数据准确表达模型信息,提出一种截面数据获取算法.采用R* -tree建立点云的动态空间索引结构,基于该结构快速准确获取截面邻域数据,依据该数据与截平面的位置关系将邻域数据分为正负两个邻域,通过对两邻域数据点配对连线与截平面求交获取截面数据,并采用最小生成树算法对其排序,最终得到有序的截面数据.结果表明,该算法数据适应性强,截面数据获取精度高,运行速度快,且能够以较少数据准确表达模型型面特征.     

目标组织轮廓的三次非均匀B样条逼近

提出断层医学图像中目标组织轮廓最少数据点描述的样条曲线建模方法．首先采用多边形逼近将图像分割和轮廓跟踪所获得的目标组织轮廓线上几乎共线的部分离散数据点去除；再以剩下的轮廓数据点作为型值点，采用周期B样条曲线逼近的方法，得到控制误差条件下最少数据点描述的目标组织轮廓曲线，并依照IGES标准，输出医学内植物设计和骨组织有限元分析所需的目标组织样条曲线几何模型．     

基于最小误差逼近的轮廓特征点提取

针对轮廓曲线的多边形近似和特征点提取,提出了多边形逼近误差和局部最小误差逼近特征点的定义和相应的实现算法.该特征点对轮廓曲线进行树状递归划分,并最大限度地减小逼近误差.使得在给定特征点数目情况下,多边形逼近误差为最小.在给定逼近误差的情况下,特征点数目为最少.对于轮廓线的特征提取、优化多边形逼近、压缩表示具有一定的意义.     

基于线性方程的凸多边形内外点判别算法研究

多边形内外点判断算法是多个领域相关研究的基础，主要用于检测某点位于给定多边形内部或外部.针对传统射线法的奇异性问题以及角度和法、面积和法误差大、精度要求高等缺点，提出一种基于线性方程的多边形内外点判别新算法.该算法借助求解线性方程的思想，将点与多边形的位置关系判别问题转换为点与直线的位置关系判别问题.经过实验仿真，证明该算法能够正确判别点与凸多边形的位置关系，且能正确处理高精度的地理坐标数据.     

一种基于重心计算的角点检测算法

提出了一种基于重心计算的轮廓曲线角点提取算法.针对图像的数字化轮廓曲线,首先,以等曲线长为特征点检测邻域,通过插值法得到精确的支持区域端点;接着,采用分割多边形法计算支持区域重心,避免了重心近似引起的误差;最后,以曲线上的点到其对应支持区域重心距离为特征值,依据该特征值区域最大化方法实现角点提取.实验证明,本算法具有较强的抗噪声、干扰能力,且运行速度快,角点寻找准确.     

海量点云数据轮廓特征线的快速生成算法

从海量点云数据中快速生成轮廓特征线,是实现基于特征的模型重建的关键.提出了一种基于切片的轮廓特征线快速生成算法.该算法首先对点云数据进行切片,将数字图像的方法应用到基于切片的特征点提取中,通过设置数字栅格平面的边长快速地提取特征点,并根据提出的双向索引连通法快速构造特征线,最终实现了点云数据的曲线模型.实例证明:本算法可以快速、准确地生成海量点云数据的轮廓特征线.     

基于倾斜影像点云的建筑物提取算法研究

多视倾斜影像密集匹配后能够生成海量点云数据,但数据本身缺乏有效的建筑物分类信息.针对此问题,提出一种基于倾斜影像点云的建筑物提取算法.首先对三维点云进行去噪处理和植被的剔除,将点云进行空间格网分区后降维到二维平面,通过赋予二维平面格网内每个点一定的权值,进而对格网进行特征值重采样.然后对二维平面进行图像形态学处理,利用骨架提取算法找到建筑物的轮廓,将该轮廓和三维点云进行融合后重新整饰建筑物边缘,提取出最终的建筑物点云.两组实验结果表明,该方法提取的建筑物点云轮廓清晰,建筑物立面提取较好,该算法具有较好的稳健性.     

基于插入法构建油藏剖面图中的多边形图元

为了获取指定剖面上油藏内部参数场的空间分布情况,需要依据剖面与油藏模型间的交点集构建多边形,进而根据不同油藏参数得到相应的剖面图.在研究常用多边形构建算法的基础上,根据交点数据集的特点,提出了基于插入法的多边形构建算法:利用矢量叉积性质,根据点与射线位置关系,确定待排序点在有序顶点集合中的位置,对有序顶点依次连接构成多边形.应用结果表明,该算法能够有效地解决油藏模型剖面可视化中多边形的构建问题.