采用标记点的弹性连接体三维建模与运动估计

为了采用非常少的参数就能反映人肢体皮肤的变形,提出了一种新的旋转圆锥曲面进行弹性连接体（人体）三维建模,模型包括了人体三维骨架和代表人肢体皮肤的变形曲面方程, 每个肢体只需调整一个变形参数就能反映出人肢体皮肤的变形.根据双目图像序列的标记点估计人体三维变形和运动参数, 包括了骨架的运动参数估计和变形曲面的变形参数确定.实验结果表明：模型能正确地反映人肢体皮肤的变形,运动估计算法能精确地估计人体运动参数.     

利用卷积曲面模型的人体运动姿势估计

基于通过单目图像进行人体运动姿势估计,是计算机视觉中非常困难的问题,提出了一种利用单目图像进行人体运动姿势估计的框架.首先建立了一种新颖的多项式密度卷积曲面人体模型,该模型由连接体线骨架与某种卷积核卷积而成,整个曲面是一张连续曲面,调节多项式和半径参数可以让人体任意变形;给出了正交投影下卷积曲面和曲线对应的概念和相关定理,为二维的图像轮廓和三维人体模型之间建立对应关系;根据正交投影下卷积曲面与曲线对应定理,用卷积曲线去逼近人体的图像轮廓曲线,从而估计和恢复出三维人体运动姿态.实验证明,该方法在没有遮挡的情况下,可以很好地恢复人的三维运动.     

基于模型的弹性连接体三维运动估计

为解决非刚体运动分析中模型精度和计算复杂度之间的平衡问题,该文提出了一种基于圆锥曲线模型的弹性连接体(人体)三维运动估计方法。建立了人体三维模型,根据双目图像序列进行基于该模型的人肢体三维变形和运动参数估计,采用圆锥曲线三维模型及其在图像平面上投影的联系方程估计三维运动参数。人手臂运动估计实验结果表明该运动估计算法能够正确估计人体运动参数。     

手指可达工作空间的三维建模

根据人体解剖结构建立了手指机构学模型.通过测量活体手指的长度及活动度,研究了人体手指几何和运动参数的分布,并用曲面包络的方法求出手指可达工作空间的三维模型.     

骨架关节点跟踪的人体行为识别方法

基于彩色图像的运动检测和分割方法难以获取完整的人体骨架,并且只能提取关节点的二维坐标信息,而 Kinect 传感器能通过捕获深度图像来重建完整的人体骨架关节点三维模型,提高了骨架关节点模型的表示精度。本文通过 Kinect 的骨架跟踪模块对人体的骨架关节点模型进行提取;然后,提出一种坐标转换方法得到人体骨架关节点的三维坐标表示,利用 k 均值聚类将关节点坐标量化为符号序列;最后,建立离散隐马尔可夫模型来进行人体行为识别。通过自建的数据集进行实验,实验结果表明：本方法能取得94％的识别率。     

基于双学习映射增量降维模型的人体运动形态估计

如何从二维的人体运动形态图像序列估计出三维的人体运动形态是一个热门的研究课题。这个项技术的实现需要建立复杂模型,设计复杂的训练算法,并且需要大量的人体运动形态样本进行训练。然而,利用目前的一些复杂模型和算法,估计三维人体运动形态会耗费很多时间,并且估计效果也不好。因此,要想得到更准确的估计结果还是比较困难的。对于这样的一个研究问题,提出基于双学习映射增量降维模型来实现三维人体运动形态估计,该模型可以从单视角的二维图像较好的估计出三维人体运动形态,缩短估计算法运行时间,并得到更准确的估计结果。     

基于Mean Shift的运动人体骨架重构方法

本文提出一种基于Mean Shift的方法来追踪并重构运动人体的骨架结构。首先,手动的将运动目标的部分肢体标识出来,为每一部分都设定Mean Shift跟踪模板,由于单纯的应用原始Mean Shift没有利用人体信息,本文提出一种结合肤色模型和边缘信息的Mean Shift算法将运动人体的骨架运动准确的跟踪,最后利用上面跟踪的结合各运动区域的运动信息,将人体骨架完整的重构出来。实验结果表明,本文方法能够实时的有效的对运动人体的骨架进行重构。     

基于扫描数据建立人体动态模型

提出一种由三维人体扫描数据建立人体动态模型的新方法.该模型由骨架运动学模型和简化的三角网格表面模型构成,分别用于产生人体各种姿态以及表达相应的体表形状.通过操纵骨架运动,可实现实时与逼真的人体姿态仿真.实例分析表明,该方法克服了目前从扫描数据通常仅用于构造静态人体模型或无法实现实时姿态仿真的缺陷,在人机工程设计及虚拟现实领域有较大应用价值.     

基于Kinect骨架追踪的三维人体模型检索

在计算机动画研究领域中,三维人体建模需要消耗大量的成本和时间,根据模型的相似性充分复用已有的模型以成为节约成本的有效手段.然而,如何精确、高效地检索到所需的三维人体模型是一个极具挑战性的问题.本文提出一种基于Kinect骨架追踪的三维人体模型检索方法.首先,定义人体体型和三维人体模型形态的骨架特征参数,如身高、肩宽等,并使用Kinect设备追踪人体获取这些参数.然后,利用参数分组加权模型匹配算法,在人体模型数据库中检索相似的三维人体模型.最后,建立了基于XNA框架的人群仿真系统并将检索结果应用到该系统中去.实验结果表明本文的方法能够简单、高效地对三维人体模型进行检索应用.     

织物三维着装系统中几何建模和纹理映射技术的研究

从几何建模和纹理映射方面介绍了实现高质量的织物三维着装效果的计算机仿真方法。通过B样条曲面构造人体与服装模型,利用基于曲线的纹理映射方法,较好地解决了人体与服装曲面的光滑感以及织物图案“贴”到服装曲面后的变形。     

Human Body Modeling and Posture Simulating Based on 3D Surface Scan Data

This paper presents a new approach for modeling the human body by considering the motion state and the shape of whole body. The body model consists of a skeleton kinematic model and a surface model. The former is used to determine the posture of the body, and the latter is used to generate the body shape according to the given posture. The body surface is reconstructed with multi-segment B-spline surfaces based on the 3D scan data from a real human body. Using only a few joints parameters and the original surface scan data, the various body postures and the shape can be generated easily. The model has a strong potential of being used for ergonomic design, garment design, virtual reality environment, as well as creating human animation, etc.     

人体脊柱腰椎节段三维有限元建模

为了探讨人体脊柱腰椎节段三维重建方法,利用逆向工程软件Mimics（Materialise＇s Interactive MedicalImage Control System）,结合CT断层扫描图像,重建人体脊柱腰椎节段三维几何模型。经ANSYS转化建立脊柱腰椎L1-3的理想三维有限元模型,在Mimics中对所建立的有限元模型赋材质,实现了非均匀材质的骨组织赋值问题。该腰椎节段三维有限元模型高度模拟腰椎结构与材料的特性,具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点。本模型可进行任意旋转观察,可任意切割,并可通过调整模型几何及材料参数,施加不同的载荷与边界条件以模拟不同实验状态并能够以不同的文件格式输出,可用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域。     

立体构成在立体裁制教学中的应用

就当今的服装发展趋势而言，单纯的平面结构形式已无法满足现代服装设计的要求，设计界呼唤一种能凭借匠意与经验运用服装材料在人体或模型上进行造型的立体构成艺术，因而立体裁制教学改变了传统概念上的只定义为一种获取服装裁片的裁剪技术，而成为了一种立体造型的设计手段。将立体构成的形式应用在立体裁制教学中可从两方面入手：一为服装材料与人体在空间的立体构成关系，二为服装材料之间的局部立体构成关系。     

运用曲面拼接思想三维造型

为了构造复杂、形状和边界不规则的三维模型,运用三角曲面光滑拼接条件,通过引入参数确定控制点,构造出三角域上的2次B-B曲面,保证相邻曲面之间达到一定的光滑拼接,并且修改其中参数可改变拼接曲面的形状,结尾构造出可成为工艺品或标志建筑物的三维模型。     

A graph theory model using human nature structure

A graph theory model of the human nature structure ( GMH ) for machine vision and image/graphics processing is described in this paper.Independent from the motion and deformation of con-tours, the human nature structure (HNS) embodies the most basic movement characteristics of the body.The human body can be divided into basic units like head, torso, and limbs.Using these basic units, a graph theory model for the HNS can be constructed.GMH provides a basic model for human posture processing, and the outline in the perspective projection plane is the body contour of an image.In addition, the GMH can be applied to articulated motion and deformable objects, e.g., in the design and analysis of body posture, by modifying mapping parameters of the GMH.     

滑坡堆积体滑带土强度参数反算研究

根据滑坡堆积体的特点,提出一种新的反算滑坡堆积体滑带土强度参数的方法—差分进化支持向量机方法.该方法在滑面位置已经查明的情况下,建立堆积体稳定性计算模型,根据堆积体变形情况确定计算剖面的稳定性评价指标.利用均匀设计方法,构造2因素25水平的计算方案,采用极限平衡分析计算出各剖面在不同c、φ值下的安全系数,将其作为学习样本.通过支持向量机学习,建立参数与安全系数之间的非线性映射关系,基于这种关系,利用差分进化算法搜索滑带土强度参数.以溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体为例,采用基于极限平衡法的差分进化支持向量机方法反算滑带土强度参数,利用反算出的强度参数,对堆积体的稳定性进行分析.研究表明,计算出的安全系数与稳定性评价指标误差较小,说明该方法效果良好,适用于反算滑坡堆积体滑带土强度参数,对工程具有指导意义.     

基于球谐变换及负荷响应解算地表三维形变

地表水储量发生大幅度迁移时会引起周边区域的地表形变,严重时导致地质灾害的发生,因此,对地表形变的监测预测具有重要意义。针对该现象提出一种基于球谐变换及负荷响应理论解算由于水体大幅变化引起的地表三维形变的方法。模拟以水体为质量中心的载荷模型时,基于研究区域的数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据创建平均水厚栅格矩阵,其空间分辨率可精确至1.1 km左右。基于负荷响应理论将平均水厚栅格矩阵进行球谐展开,通过保留更高阶次的谐波信息,解算出更精确的地表三维形变及其时间序列。以三峡水库为实例进行方法验证,反演过程中等效水高的误差率可降低至0.742%,且垂直形变时间序列的趋势与负荷格林方法的解算结果具有较好的一致性。     

基于三维离散元的弃渣边坡变形过程模拟

以某隧道弃渣边坡为研究对象,采用野外调查、室内试验等方法对弃渣体的力学参数和坡体结构特征进行测定与分析,利用三维离散元软件 PFC3D 对弃渣边坡变形至滑动过程进行数值模拟。结果表明：(1)弃渣体由几乎无黏结的碎石块组成,运用线性模型能够符合实际情况。采用筛分测定的级配与概化形状后生成的颗粒簇模拟弃渣碎石较为合理。(2)弃渣边坡下部的碎石位移增加最快,上部的碎石位移次之。边坡的变形范围从坡体下部与上部向坡体中部扩张,变形区域在中部连为一体。坡表开始滑动时,弃渣边坡变形区域与地面的夹角约等于弃渣碎石自然休止角。(3)变形区分界面发生“台阶-圆弧-台阶-圆弧”的变化并向坡内扩展,在此过程中坡体表面碎石的位移最先达到失稳临界点,失稳时碎石顺着坡面逐层滑动。     

刀具侵入作用下节理岩体位移及应变场演化特征试验研究

为了研究在全断面岩石隧道掘进机(TBM)作用下节理岩体的变形破坏特征,采用DSCM方法,通过对加载过程中试件表面数字散斑图像进行计算分析,获得刀具侵入作用下临界状态不同节理参数(倾角和间距)试件表面的位移场以及应变场分布特征。研究结果表明:节理参数的不同对试件表面位移场和应变场分布有着明显的影响,节理的空间位置控制着试件表面变形局部化特征,进而影响裂纹的扩展模式。试件达到临界破坏状态时,其应变场的分布特征能够很好地反映损伤局部化的特点。