基于局部分块三维物体表面三角划分算法

基于三维重建工作中物体截面轮廓线序列中相邻轮廓线基本相似的事实,提出了物体截面轮廓线点集之间三角划分的一种快速算法．算法首先寻找轮廓线的控制点,对每两条相邻轮廓线的控制点进行配对;然后将这样两条轮廓线之间的三角划分分配在多个小曲线段对之间进行,并且根据事先匹配的控制点,在每个小的区域中进行简便快速的三角划分．实验验证了算法的有效性．     

一种新的多轮廓线重构三维形体算法:切开-缝合法

综合评述了目前通过多轮廓线重构三维形体表面的算法研究现状,提出了一种新的多轮廓线重构三维形体算法切开-缝合法(CS).该法通过引入控制点对作为切口,将轮廓线对进行坐标转换和轮廓对应后,切开并铺展成两条平行直线段,通过寻求轮廓线对顶点的对应关系,生成了符合Delaunay法则的三维形体表面三角面片,解决了形状和顶点数目差异较大的相邻轮廓线重构问题,并将其应用到基于剖面的三维地质建模中.实践证明,该算法行之有效,且对解决相似问题具有一定启发性.     

空间多面体颗粒的三维重构及其参数的统计分析

文章介绍了对多面体的空间分布进行三维计算机重构的算法设计与程序实现,并对产生的颗粒的半径、表面积、体积等参数进行了统计分析。该程序能够在给定的空间内生成随机分布的任意数目的规则颗粒,再经由分层切片方法得到空间分布的规则颗粒的一系列平行截面,通过识别相邻平行截面上各轮廓线之间的匹配关系,实现了相邻两层轮廓线上下轮廓点之间的匹配,并由此得到相应的三角面片,将三角面片逐一连接后,实现了规则颗粒空间分布的三维计算机重构。该项技术为材料微观组织结构定量表征和性能评估奠定了基础。     

基于实测边界线的地下巷道三维建模方法

根据实测边界线和断面参数,提出地下巷道三维实体的分层建模解决方案:采用图论的树结构表达边界线划分的复杂区域(简称区域树),并采用约束三角剖分的方法对区域网格三角化;提取所有三角形中表示巷道的断面底边和“出口位置”的边,根据断面参数,拟合生成断面轮廓线;均匀离散化断面轮廓线,生成左右对称点列,这些点构成三维巷道实体的特征点;分层提取断面轮廓线上的特征点,生成分层轮廓线;最后对相邻分层轮廓线和顶、底轮廓线分别实现巷道体网格三角化.研究结果表明:该算法充分利用区域树表达的空间拓扑关系和断面参数信息,实现简单,适用于同一中段边界线在任意复杂情况下的连通巷道实体三维建模.     

C3连续的保形分段二次三角Bézier插值曲线

基于二次三角Bézier曲线,在两个相邻型值点之间通过插入两个新的控制点,得到插值的二次三角Bézier曲线,不仅保形,而且达到C3连续,曲线的形状还可通过调节形状参数作局部修改,最后给出了算法和数值实例.     

基于构造实体几何模型动态重构的快速显示算法

将区域扫描线算法结合到光线投射算法,提出了一种基于构造实体几何（CSG）模型动态重构的快速显示算法．对每一扫描线,以场景中各物体的视图投影轮廓线作区域分割,对每一分割区域生成不同的CSG动态显示模型．此模型通过动态重构一个原CSG模型的子集而得,可大幅减少计算中所处理物体个数．利用扫描线相邻区域的相关性给出一种快速生成CSG动态显示模型的方法,使显示速度达到实时要求．     

基于单目视觉测量的数字化人体模型重建

针对一套基于单目视觉的双扫描头人体扫描系统所获取的三雏原始点云数据,提出一种人体曲面模型重建方法.该方法首先将获取的扫描线点云构造为切片数据的形式.将人体数据分割为肩头部、躯干、左右手臂及左右腿6个部分,并对点云中的孔洞进行了填补;通过相邻轮廓线同步前进法构建连接人体相邻截面的三角网格,并对分割后的几个部分进行拼接得到人体曲面模型.所建立的模型为后续进行虚拟试穿等提供了前提.     

基于四元组和面积比的点模式匹配

提出一种无须任何人工干预和辅助信息点模式匹配算法.先在主辅特征点集中构建不规则三角网,再利用两相邻三角形组成特征点四元组,两条对角线将四元组划分为四个小三角形,事先计算出四个小三角形之间的面积比,然后以面积比作为相似性测度来迭代搜索同名四元组,再建立两个点集之间的多项式变换关系.实验表明:该算法计算量小,能自动实现两个点集之间的粗匹配.     

采空区三角网格模型边界剖面线提取方法及其应用

在分析目前常用的三角网格模型边界剖面线提取方法运用于提取复杂边界采空区边界轮廓线时存在缺陷的基础上,对传统的凸包算法进行了改进,形成了适用于复杂边界采空区三角网格模型边界剖面线提取的新方法,即凸包压入法.首先,以垂直于任意坐标轴的平面剖切复杂采空区三角网格模型得到边界剖面线的无序点集,提取无序点集的凸包线作为初始轮廓线,然后将包络于初始轮廓线内的点按张角最大的原则全部添加到轮廓线中,获得完整的剖面轮廓线,形成复杂采空区剖面线.实际应用表明,所提算法能够快速有效地提取各种形态采空区的边界剖面线,可准确获取复杂采空区剖面并能够比较分析采空区的超挖、欠挖量,具有很好的应用价值.     

一种改进的GVF Snake模型轮廓检测方法

由于深度凹陷物体的GVF力场中存在着滞止点区域，导致直接使用GVFSnake模型不能正确逼近深度凹陷物体的真实轮廓．本文提出了一种基于GVFSnake模型的轮廓检测算法。首先根据滞止点区域的伪轮廓把物体的整个轮廓分成多段，然后分别设定初始轮廓线利用GVFSnak。模型获得各段轮廓线，最后把各段轮廓线融合成一个完整轮廓。实验结果表明，新的方法不仅能够提取一次深度凹陷物体的完整轮廓，而且能够成功提取多次深度凹陷物体的完整轮廓。     

一种基于MPI的并行碰撞检测算法

提出了一种快速的碰撞检测算法.主要对虚拟空间划分,计算体元尺寸,通过检测体元内物体的状态构建物体的相邻物体链表.通过时空相关性,确定树的遍历次序,并采用MPI并行处理方式将各子任务分配到各子进程执行.实验结果表明,本算法减少了碰撞检测次数以及包围盒的遍历深度,提高了碰撞检测的效率.     

基于不变角度轮廓线的三维目标识别

三维物体的快速准确识别是研究的热点.根据局部特征变换的特点,提出了不变角度轮廓线的识别方法.算法通过点云矢量特征对物体进行局部分割,利用欧式距离、测地距离以及角度三个变量,建立其不变角度轮廓特征描述,进一步提取不变矩特征,构建特征向量数据库集.被识别物体的特征描述和数据库中特征进行夹角余弦匹配,可完成物体的识别.通过识别实验以及识别算法性能分析,结果表明算法具有较高的识别率和识别效率,可以用于复杂点云物体识别.     

基于区域增长和三角分割的局部纹理映射算法

为增强三维场景中物体的真实感,展现物体局部细节特征,文章提出了一种基于区域增长和三角分割的局部纹理贴图映射算法。该算法以用户指定点为中心点,将包含该点三角面作中介面,通过将邻接平面展平到中介平面上,在一定范围内扩展该映射区域,计算区域内顶点纹理坐标。对于部分超过范围的三角面,通过求切线交点的方法进行三角分割,直至获得贴图的合适映射区域。算法成功应用于针织物外观模拟展示系统,很好地实现了在不规则三维物体上的局部区域纹理映射。     

基于Snake模型的图像目标轮廓自动跟踪方法

针对实验数据像素灰度的分布特点，提出了一种对目标轮廓线进行有效和可靠的搜索和跟踪策略．由于数据中病变组织与其邻近组织像素灰度差别相对明显，首先通过来用一种改进的轮廓自动跟踪方法对目标轮廓进行跟踪，将得到的轮廓线经采样得到其离散控制点作为Snake轮廓搜索和跟踪算法的输入，既克服了Snake方法对初始轮廓线控制点分布的局限性，又避免了采用单一轮廓跟踪方法跟踪目标轮廓线的不确定性，提高了分割病变组织的速度和准确性，此方法具有较高实用意义。     

快速成形技术中基于STL模型的分层算法研究

提出了一种基于STL模型新的分层算法.通过分析STL模型三角形面片之间的邻接关系,建立了有向图,采用递归分层方法实现了具有容错能力的快速分层.为了进一步提高算法的效率,对算法进行了改进,首先,利用所谓信息继承技术确定了每个截面轮廓第一个切割的三角面片;然后,根据每个轮廓环第一个切割的三角面片,直接确定了截面轮廓的正确走向.实验表明,该算法不仅能够高效实现STL模型的分层,而且运行稳定可靠.     

基于OBB与八叉树的数控加工碰撞干涉算法的研究

为了提高碰撞干涉的检测速度,在构造层次包围盒时融合OBB与包围球的优点,能首先将多数明显不相交物体对快速排除。干涉检测分为快速检测和详细检测两阶段,先采用分层OBB结合八叉树的算法,快速检测出可能存在干涉碰撞的叶子节点;再在包含干涉叶子节点的三角面片和OBB的三角面片之间采用基于三角面—三角形相交检测算法,实现详细干涉检测。由于刀具路径离散点具有连续性,可以设置缓冲区来减少需要处理的节点数。这些改进有效简化算法,从而提高了碰撞干涉检测的效率。     

用序列二维轮廓线重建三维形体表面的方法

针对以往重建表面算法的复杂、计算量大以及存在误连而导致走样等不利因素,提出一种基于角度的三角面片联结方法。该方法主要是在面片联结之前对轮廓线上的点按角度进行取舍,不仅减少了要处理的数据点,而且也使三角面片的联结简易化。实验表明,该方法简单易行,重建速度快,计算量小,适合于由序列单轮廓线重建三维表面形体。     

基于自适应阈值区间的动态采样Hough变换直线检测算法

目的为解决Hough直线检测方法计算量大、参数空间中峰值点被次峰值点包围导致漏检或误检、阈值难以设定等问题.方法通过对Hough变换原理以及直线表示的特点进行分析,采用阈值区间表示一条直线,通过三个约束定义了该阈值区间,并根据其中第三条约束识别图像中其他像素点是否在该直线上.对被识别的轮廓线采用邻接关系将像素点聚集为不同类,将其依次存放到数组中,根据数组下标对这些像素点进行动态采样,对采样位置上的m个相邻像素点使用阈值区间进行直线判定与轮廓线上的像素点识别.针对GREC2003标准测试集进行实验验证.结果本算法与已有改进算法、Matlab内置优化Hough变换函数进行对比,实验结果验证了本算法的有效性.结论本算法通过过滤噪声信息,提高了Hough变换直线检测的抗干扰能力,增强了算法的鲁棒性.     

General Surface Reconstruction From a Set of Planar Contours

提出了一种由轮廓线定义的任意复杂形状的物体的三维重构的通用方法。对于其中的两个难点（对应性问题和分支问题），分别给出了解法。为了使提出的方法适用于含洞型（奇异型）分支问题，先用包围盒测试轮廓线之间的拓扑包含关系，再用一种法则确定相邻切片上轮廓线之间的对应关系。将分支问题分解为非奇异型或奇异型的单分支问题。此方法被用于断面解剖学中的人脑蝶鞍区切片的三维重构中，得到非常满意的效果。     

利用OpenGL实现三维物体形状检测可视化

针对三维物体形状检测数据,提出一种简单、可行的基于轮廓线的曲面重构算法,并在C Builder 6.0开发平台上,利用OpenGL(open graphic library)编程,实现了三维物体形状检测的快速可视化.