一、基于顶点预测的特征保持网格光顺算法(论文文献综述)
李俊杰[1](2020)在《曲线曲面偏置理论研究及其在模具智能设计中的应用》文中研究说明模具设计与制造是智能制造中非常重要的一环。在模具设计与制造的智能化进程中,呈现了很多有待深入研究的技术难题,如注塑模具分型设计、水路设计、汽车覆盖件模具设计、电极智能设计与加工、电极平动自动补偿问题等。其中存在大量需要融合领域知识的复杂几何处理难题,涉及的共性几何问题有:曲线曲面的等距/非等距偏置问题,偏置结果中的异常情况自动处理问题,以及光顺曲线的生成问题(包括偏置结果的光顺和其他带约束的光顺曲线自动生成问题等)。目前对于这些问题,尚无有效且统一的解决方案,大多依靠工程人员反复手动调节和修改,不仅费时费力,还难以保证设计结果的准确性与光顺性。本文研究复杂曲线曲面偏置问题,包括:曲线曲面偏置、偏置结果异常处理和光顺等。(1)提出了一种基于渐进迭代理论的曲线曲面偏置算法,通过自动调整控制点位置和数量,逐步提高偏置曲线曲面的精度。该算法计算速度快,相同精度下生成的偏置曲线曲面控制点数量少,且该算法对各种偏置方向以及等距/非等距的曲线曲面偏置过程处理流程统一,适用面广。(2)针对偏置曲线开裂问题,提出了基于球面曲线生成的曲线连接算法。该算法首先求解到球面距离最小的贝塞尔曲线,并对该贝塞尔曲线进行非等距偏置得到球面曲线,从而将偏置曲线开裂处光顺连接起来。针对偏置曲线自交或扭曲问题,提出了基于最小能量理论和多目标优化的曲线重构算法,通过删除偏置曲线上自交和扭曲部分,并重新生成连接曲线的方式,来消除自交和扭曲。(3)将模具智能设计中常见的偏置曲线光顺问题分为单向与双向光顺。针对单向光顺问题,通过再次偏置曲线的方式来检测并消除其中不光顺的部分,然后使用光顺的曲线相连接。针对双向光顺问题,本文建立了基于最小能量理论和选点修改法相结合的双向光顺模型,提出了基于参数敏感性分析的求解算法,实现了偏置曲线的自动光顺。(4)提出了一种基于最小能量理论的带约束光顺曲线自动生成算法,用来解决工程中常见的带约束光顺曲线设计问题,可同时满足:指定起止点、指定切线、指定长度、指定最小弯曲半径和指定经过点等常见的光顺约束,算法具有计算速度快,结果光顺、自然的特点。最后,将提出的曲线曲面偏置与光顺技术应用到模具智能设计与制造中,融合相应领域的知识,提出了针对汽车覆盖件修边模设计、注塑模分型面设计、水路设计、电极设计等难点问题的解决方案,实现了基于三维曲线偏置的汽车覆盖件修边模智能设计与注塑模分型面自动设计、基于曲线曲面偏置与带约束光顺曲线生成技术的水路自动设计、基于平面曲线偏置的电极智能设计和基于曲面非等距偏置的电极平动补偿面自动设计,获得了在生产实际中的应用,验证了本文提出的曲线曲面偏置技术的可行性与实用性。
李娇娇[2](2020)在《牙龈软组织形变三维仿真研究》文中提出虚拟手术仿真系统是虚拟现实技术在医学方面的一个重要的应用,对于医生进行手术前的练习以及手术规划等具有重要意义。虚拟手术利用计算机构建虚拟手术场景,并利用人机交互实现手术过程。虚拟牙齿矫正系统是虚拟手术仿真系统的典型应用,牙龈软组织的形变仿真和建模又是虚拟牙齿矫正系统的重要部分。因此,本课题围绕虚拟牙齿矫正系统中牙龈软组织的形变仿真,进行了相关研究,主要研究内容和创新点如下:(1)针对现有的三角网格质量度量方法大多是基于单个三角形来进行度量,对于三角网格曲面的光顺质量度量,仅从视觉效果上判断,难以通过数值进行精确衡量的问题,本课题设计了一种光滑度度量方法来度量三角网格曲面的光顺质量。通过实验,验证了这种光滑度度量算法度量三角网格曲面光顺质量的准确性,其结果与人眼视觉评价效果一致。该度量方法为后续牙龈软组织形变仿真效果评价提供了依据。(2)针对传统质点弹簧模型模拟牙龈软组织形变时,外力过大引起的牙龈脱落牙齿的超弹性问题,提出一种基于阈值约束的改进质点弹簧模型。在传统面模型的基础上,通过对比形变效果和形变速度来设置形变弹簧最优阈值。当形变弹簧缩短或伸长超过阈值时,将弹簧长度恢复为原始长度以作为下一次单步形变的初始长度,从而使面模型具有一种体的特征。形变仿真实验,将改进模型应用在虚拟牙齿矫正系统中牙龈软组织的形变仿真上。结果表明,改进模型形变速度提高28%以上且光滑度之和明显降低,说明改进模型在保证较快形变速度的前提下,较好地解决了超弹性问题,提高了形变仿真的精度,较真实地模拟了牙龈软组织的形变过程。(3)在牙龈三角网格中普遍存在狭长三角网格区域,针对基于面积判定的自适应细分算法处理该类区域的质量较低的问题,构建了一种基于顶点光滑度判定的牙龈三角网格自适应细分改进算法。采用顶点光滑度作为细分判定准则,在细分前从整体上一次性对顶点1-领域区域光滑度进行计算。通过比较顶点的顶点光滑度与光滑阈值的大小,确定细分区域,并进行Loop细分。设计了平均光滑度指标来评价细分效果,这种方法综合考虑了细分后网格顶点个数对判断细分网格质量的影响,因而可以合理的评价细分算法的性能。细分实验,将改进的自适应细分算法应用在牙龈形变区域的三角网格细分上。结果表明,改进的自适应细分算法细分时间占比平均约节约了4.12%,细分后三角网格更加规则、分布更加均匀,曲面光顺质量更好。
师世健[3](2020)在《大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术研究》文中研究说明在我国的航空航天、能源采集、重型运载等重要工程领域的核心装备制造中,普遍存在一类高性能要求的大型椭球类复杂曲面零件。这类零件普遍具有几何尺寸大、材料的结构刚度低、难加工的制造特点,易在加工阶段产生较大的结构变形。因此,必须采用逆向工程加工的思路,即“数据采集-点云预处理-数控加工”的一体化制造方法来保证其加工精度。本文针对大型椭球类复杂曲面零件逆向工程加工过程中存在的问题,开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术的研究,并对数据处理软件进行功能验证。论文研究为大型椭球类复杂曲面零件的逆向工程加工技术奠定基础,具有重要的理论意义和实际应用价值。对此进行了以下研究与分析。(1)研究确定大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的数据采集方案。通过分析不同装置以及测量方法的优缺点,结合工件结构特点和加工技术要求确定数据采集方法,确定采集数据与后续处理数据的转换方法。(2)开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的点云数据去噪光顺方法研究。针对现有的去噪光顺方法对大型椭球类复杂曲面点云数据的光顺处理效率低、精度低的问题,结合大型椭球类复杂曲面采集数据的特点,提出了一种基于S-H-ESD算法和双边滤波算法的去噪光顺方法,实验结果证明了该算法能够快速有效地进行大型椭球类复杂曲面数据的去噪与光顺处理。(3)开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的点云数据精简方法研究。针对现有的点云精简算法无法保持椭球类曲面点云中的细微特征点的问题,提出了一种基于主成分分析法(PCA)和自适应均值漂移法的点云精简算法,实验结果证明了该方法精简后的点云数据能更好地保留原始曲面的细微特征,精简误差更小。(4)开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术的点云数据处理软件的设计与开发。对比分析确定点云数据处理软件的开发环境和开发软件,设计点云数据处理软件的模块组成以及各个模块的功能,并进行界面开发和功能设计,进行软件的功能验证。(5)研究确定工件点云数据数控加工的方法,并结合实际装备制造现场进行大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术的验证。分析现有的点云进行数控加工方法的优缺点,结合大型椭球类零件的结构特点以及逆向加工技术的整体流程,选择合适的方法进行数控加工模拟以及数控加工程序的生成。根据本文所设计的工件点云数据采集方案、点云数据去噪光顺方法、点云精简方法和点云数控加工方法,对实际制造装备现场的大型椭球类零件进行逆向工程加工并分析加工效果。加工分析结果证明本文提出的大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术满足实际工程项目的加工要求,且符合现场操作流程与规范,具有重大的理论意义和实际应用价值。
杨鑫[4](2019)在《四边形网格生成技术研究》文中认为在工程技术领域,有限元法有着十分广泛的应用,而网格剖分作为有限元分析过程中不可缺少的前处理步骤,其质量的好坏直接关系到数值模拟的结果可靠性。相比于传统的三角形单元,四边形单元有着更高的计算精度与效率,但复杂二维平面及三维曲面的全自动四边形网格生成目前仍是一个难题,需要我们不断进行研究和探索。本文首先对网格的一些基础知识以及四边形网格生成领域的研究现状进行了简要的介绍,随后对子映射法(Submapping)进行了详尽的研究,并对其进行了改进。对于子映射法中的顶点分类步骤给出了几类典型模板,并优化了调整顶点分类结果的整数线性规划方程,同时在边界离散时舍弃了传统的软硬设置,给出了新的边界离散方法。经过大量算例的测试,表明本文对子映射法进行的改进是成功的,扩展了原算法的应用范围并提高了算法的可靠性。随后本文借鉴了中轴法和子映射法的思想,提出了一种全新的基于子域分解的全四边形网格生成算法。该算法首先通过约束Delaunay三角化(Constrained Delaunay Triangulation,简称CDT)来生成背景网格,利用初始CDT网格中的一些相关信息来实现对区域的大致分解,并通过后续的算法继续将区域分解为若干个四边形区域,最后应用本文改进的模板法在每个子区域上进行网格生成。由于各子区域间公共边只离散一次,各子区域网格可直接进行合并。最后本文对四边形网格的后处理步骤进行了介绍和研究,实现了一些常见的网格光顺算法,如Laplacian算法,TBase算法等。同时本文对四边形网格的拓扑优化方法也进行了研究,并给出了针对本文模板中的过渡单元的拓扑优化策略。
韩磊[5](2018)在《点云数据三维表面重构技术研究》文中认为随着信息时代的到来,逆向工程技术在虚拟现实、考古研究、生物医学、汽车工业、水利工程地形测绘等工程领域的应用越来越广泛。然而随着三维扫描仪精度的提高,使获取到的点云数据信息量十分庞大,而且散乱的点云数据缺失拓扑结构。因此,点云数据简化和三维表面重构作为逆向工程的两个关键技术一直是人们研究的重点问题。本文以三维激光扫描仪获取的三维点云数据为研究对象,主要围绕离散点云重构过程中的点云数据简化、三角网格剖分和网格光顺等关键技术进行了研究。研究工作和现阶段取得的主要成果总结如下:针对点云数据简化处理过程中容易丢失模型特征信息的问题,提出了一种自适应点云特征点提取算法。通过计算数据点到其邻域点的距离、该点近似曲率值、该点的法向与邻域点法向夹角的和来设定点云特征参数,根据特征参数正态分布的特点自适应地取均值与方差作为阈值来提取特征点,不需要输入系数。将该算法与球面参数化简化算法相结合,对于大规模点云数据和复杂模型具有良好的简化效果,并保留了原始点云模型的细节特征。实验结果表明,该算法简单稳定且耗时短。对基于Delaunay三角剖分的三种典型算法详细地进行了分析,通过优缺点对比,提出了一种基于Delaunay的生长算法的改进算法。利用自适应空间外接球策略来寻找三角形生长的最优点,进行迭代生长。通过实验验证,该算法重构的三角网格速度快,效果清晰。针对重构后的网格模型存在棱角凸出的问题,提出了一种新的保持模型特征的网格光顺算法,该算法结合了拉普拉斯算子较好地保持三角形规则性的优点和平均曲率方法准确度好的优点,采用拉普拉斯切向分量与平均曲率法向分量调整网格顶点,使三角网更均匀化。本文对比分析了多组实验仿真结果,证明了算法的有效性与高效性。
薛涛[6](2014)在《基于工业CT切片图像的高质量三角网格模型的生成方法研究》文中研究指明在逆向工程领域,工业CT技术以其非接触式测量的优点,被广泛应用于具有复杂内腔产品的无损检测。然而受到扫描条件的限制以及扫描环境的影响,扫描得到的切片数据往往存在一些缺陷,比如由于技术限制,无法得到工件的首尾端面的切片信息、在扫描的过程中存在噪声等等。因此通过扫描得到的CT切片数据进行模型的逆向重建时,重建得到的模型也存在着缺陷。针对重建得到模型存在的问题,本文以基于工业CT切片数据重建得到的三角网格模型为研究对象,对模型的端面不封闭、模型表面存在的孔洞以及模型表面凹凸不平这些缺陷进行研究。具体工作如下:①端面修复。对于重建得到的模型端面不封闭的情况,根据模型扫描间距的不同,采用两种方法对模型端面进行封闭。对于扫描间距较小的工件,通过对MC算法进行修改,即在重建之前添加两张空白的切片,保证重建时可以提取等值面,达到模型端面的封闭;对于扫描间距大的工件,首先对端面内外轮廓进行判别,然后对端面的内外轮廓进行三角剖分,最后对剖分的端面进行细分、光顺处理,最终达到端面轮廓的封闭。②孔洞修补。由于工件本身或者重建算法存在的问题,导致重建得到的网格模型表面存在孔洞,本文首先对孔洞的边界进行预处理,然后采用波前法对孔洞区域进行三角化,最后对于三角化之后的孔洞采用基于三角面片法矢量调整的光顺方法进行光顺处理,最终使得模型的集合特征保持良好以及过渡区域光滑连接。③模型的光顺。为了减小工件在扫描过程中噪声的影响以及消除重建之后模型表面的凹凸不平,还需要对模型进行光顺处理,才能达到后续处理的要求。本文将均值滤波中的面片法向均值滤波迭代算法和加权均值滤波算法结合起来,对网格顶点进行滤波处理,然后通过沿顶点切平面和法矢量方向同时对网格顶点的位置进行调整。该方法可以有效地去除模型表面的噪声,更好的保持了模型的特征。④系统集成及应用。最后本文将上述的端面修复、孔洞修补以及网格光顺集成到了现有的软件系统当中,并成功运用于具有复杂内腔产品的逆向设计中。通过对工件进行CT扫描,得到工件的切片数据,然后通过重建得到网格模型,之后对重建的网格模型进行端面修复、孔洞修补以及光顺的后处理,最后进行逆向重构和实体建模,验证了本文方法的可行性与实用性。
陈中,段黎明,刘璐[7](2013)在《保特征的三角网格均匀化光顺算法》文中认为为了使网格光顺算法在消除噪声的同时,保持模型特征并优化网格,提出一种保特征的网格均匀化光顺算法。首先获取二阶邻域三角面片的信息,使用改进的双边滤波器和准拉普拉斯算子预测顶点位置,然后综合拉普拉斯光顺法与平均曲率法的优点,沿顶点切平面和法矢量方向同时对网格顶点进行调整。实验结果表明,与现有方法相比,该方法可以有效去除噪声,保持三维表面模型的特征并使网格得到优化。
贺强,张树生,白晓亮[8](2011)在《基于局部曲面逼近的网格光顺算法》文中研究说明针对光顺带噪声的三角网格模型并使光顺的结果逼近模型的原始设计意图,提出了一种基于局部曲面逼近的网格光顺算法.首先获取顶点的二阶邻域内的顶点信息,利用邻域顶点的多元L1中值获得邻域确定的局部曲面的2次逼近的点集;然后将顶点沿着其法矢方向向该点集上投影,获得顶点在点集上的投影点;最后将顶点移动到投影点的坐标处,得到光顺后的三角网格.该方法在光顺的同时有效地逼近了网格的原始特征.实验结果表明了算法的有效性和鲁棒性.
邓平[9](2011)在《大规模交叠网格模型优化算法》文中研究说明由大量网格模型所构建的三维世界在人们的现代生活中已经扮演着重要的角色,随着人们对三维世界越来越多需求,出现了大量的网格数据需要处理,对计算机的存储、计算、显示、传输都带来了很多问题,同时这些网格模型很大部分是相互交叠的,因此对大量网格模型数据进行优化处理已经刻不容缓。经过多年的研究,很多学者提出了很多类型的网格简化算法。如区域合并算法,顶点聚类算法,小波分解,顶点删除算法和渐进网格算法等。这些算法虽然都有一定的网格模型简化功能,但是只适用于一定的范围,而且计算复杂、时间消耗大、模型逼近程度差。在三维场景中并不是每个网格都需要绘制,往往有大量的网格模型内部和模型之间因为重叠,相互遮挡,或者靠的很近,并不需要存在,故采用网格合并算法优化网格模型。鉴于对研究中存在的现有问题,本文提出一种针对大规模交叠网格模型的简单高效的网格优化方法,综合了网格合并和网格简化两种主要的网格优化算法,大大提高了优化的效率和适用范围。将众多交叠模型中不需要的网格去掉,可以重复利用网格资源,分享材质和纹理,会为网格优化带来很大的益处,故而基于网格合并的思想提出一种简单而有效的合并方法。在合并完成后的网格模型还可以进一步的简化网格,所以在顶点删除简化算法的基础上,提出一种改进的简化算法。经过改进后的算法不但降低了网格处理时的复杂度,而且尽可能的保证场景中模型的原有特征。本文的创新之处表现在以下几个方面:1)本文仔细分析和研究了网格合并算法。经典的网格合并算法包含网格交叠区域的检测、交叠网格边界的腐蚀、网格拉链的产生、网格缝合、合并后的光顺平滑处理等多个步骤。复杂的网格合并算法让大规模交叠网格的计算复杂而效率很低。改进的合并算法提出了一种用包围盒分割网格检测待交叠区域,用顶点到网格三角形质心判断网格交叠最小距离,采用网格三角形对过渡合并,在合并后采用拉普拉斯光顺算法对合并区域进行平滑处理,并用一系列参数根据需要控制网格合并情况的方法。它简化了步骤,提高了合并的效率;2)本文比较了各种网格简化算法的优劣。相对而言,顶点删除简化算法实现简单原理清晰易懂,在此基础上提出一种改进的网格顶点删除简化算法,采用了计算顶点的权值的方法来判定选择进行顶点删除,删除后使用基于最短边优先三角化的原理对多边形重新拓扑化,完成对网格的优化。大规模交叠网格模型优化算法结合了网格合并和网格简化的优点,通过简化两者的计算过程,大大提高优化效率,经过实验证实表明,对于大规模网格模型具有很好的优化效果。
韦虎[10](2010)在《三维外形测量系统中的数据处理关键技术研究》文中研究表明对现实世界的物理模型进行三维外形数据采集并构建其数字化模型,在航空、航天、汽车、船舶、机械制造、生物医学、游戏娱乐等行业有着广泛的应用需求,而对测量数据的处理是架设在数据采集与数据应用之间的桥梁,是三维外形测量技术中的重要环节。随着数字图像处理技术快速发展,以面阵摄像机为主要传感器件的三维外形测量技术可以快速获取物体表面的深度图,产生的稠密点云能在较高的分辨率下刻画被测物体上的细节特征。特别是近年来芯片制造技术的迅速发展、相应产品的价格不断下降,使得基于面阵摄像机的三维外形测量技术得到了长足的发展。本文深入研究了基于面阵摄像机三维外形测量系统中数据处理的若干关键技术,包括数据预处理、深度图粗配准、深度图精配准、深度图融合以及网格模型的光顺与简化。本文的主要内容和创新点总结如下:1、针对基于面阵摄像机的测量系统所获得的海量数据同时具有深度信息和像素结构信息的特点,分别提出了稠密点云三角化和自适应取样三角化方法。其中稠密点云三角化方法可以快速得到测量数据的全分辨率网格模型;自适应取样三角化方法通过对测量数据的不同区域进行不同比例取样,在简化显示测量数据的同时保持物体三维外形轮廓,解决了海量测量数据的实时显示问题。2、在对已有粗配准算法进行深入分析的基础上,提出了基于两种不同原理的深度图粗配准方法。第一种方法中首先提出一种新的基于多分辨最小主曲率的网格角点检测算法,通过该算法直接提取网格曲面上的角点特征,并查找两幅深度图间相匹配的角点,利用最小二乘法实现深度图的粗配准。第二种方法根据深度图数据的特点,利用深度图中每个空间点的形状指数,将深度图映射为二维合成灰度图像,并利用二维图像领域的特征检测与匹配技术提取合成灰度图像上的特征点,再通过映射关系间接地在深度图网格上提取三维匹配特征点对,最后通过进一步去除误匹配的优化策略实现深度图粗配准。大量实验表明,两种粗配准算法对噪声和数据重叠度均具有较高的鲁棒性,特别地,当深度图上几何特征较少时,第二种方法表现出更高的稳定性。3、深入研究了多视角测量数据的精配准理论和方法,对基于虚拟弹簧力系统的全局精配准算法提出了改进。主要的改进之处有两点:一是克服了原算法中不存在外点的假设条件,在最近对应点查找算法中增加边界约束,并依据迭代过程中的配准误差自动设置相应的权重,提高了配准精度;二是针对算法计算效率较低的问题,采用基于GPU的高效并行加速技术,明显提高了对应点的搜索效率。4、提出了一种基于网格融合的多视点深度图同时融合算法。算法依次将每幅深度图定义为基准图,在基准图基础上同时对其它多幅深度图重叠区域进行检测和优化调整,有效降低了融合累积误差。为使去除冗余后的基准图之间的缝隙能够光滑连接,融合算法中提出了边界重叠对应点约束方法以及设置层次边界加权方法,在缝隙缝合过程中综合考虑了数据的重叠与删除信息,简化了缝合难度,使得无需重新三角化或增加新点即可缝合多视图之间的缝隙,形成单一拓扑流形的融合网格曲面。在实现几何数据融合的同时,提出了一种纹理融合方法,能够在几何数据融合的统一框架下得到平滑过渡的纹理融合结果。多个实际测量模型的融合实验结果验证了本文融合算法有很好的效果。5、提出了一种具有各向异性的混合滤波算法。该算法定义了一种基于二阶邻域面的双边滤波算子,并通过分析比较该算子与基于一阶邻域点的双边滤波算子对光顺噪声和保持特征的不同原理,将这两种算子通过自适应设置的权重进行加权合并得到新的混合滤波算子,新算子可以在对噪声进行有效光顺的同时对光滑区域起到很好的保持作用,并有效抑制了多次光顺迭代所产生的网格模型收缩或扩张。6、提出了一种二次误差测度(QEM)网格简化法的改进算法。算法提出了网格简化的支撑域概念,在简化过程中通过查找折叠边在初始网格上的支撑域,建立简化边与初始网格之间的联系。在折叠过程中增加计算折叠边的新顶点到初始网格上相应支撑域的全局误差,并将此误差引入到QEM的误差测度中。实验表明,在相同简化率下,改进的简化算法比原始QEM算法较为明显地降低了简化误差,同时更好地保持了初始网格的细节特征。
二、基于顶点预测的特征保持网格光顺算法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于顶点预测的特征保持网格光顺算法(论文提纲范文)
(1)曲线曲面偏置理论研究及其在模具智能设计中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 曲线曲面偏置问题的研究现状 |
1.2.1 曲线曲面偏置方法 |
1.2.2 曲线曲面偏置结果异常的检测与处理 |
1.2.3 曲线曲面光顺技术 |
1.2.4 曲线曲面偏置中存在的问题 |
1.3 曲线曲面偏置在模具智能设计与制造中的应用研究 |
1.3.1 汽车覆盖件模具设计研究现状 |
1.3.2 注塑模智能设计研究现状 |
1.3.3 电极智能设计与放电补偿设计研究现状 |
1.4 论文的研究内容和组织架构 |
1.4.1 研究的关键问题 |
1.4.2 章节结构 |
1.5 本章小结 |
第二章 曲线曲面偏置理论 |
2.1 理论基础 |
2.2 曲线曲面偏置理论框架 |
2.3 关键技术 |
2.3.1 曲线曲面偏置算法 |
2.3.2 偏置结果的异常处理技术 |
2.3.3 偏置结果的光顺技术 |
2.3.4 带约束的光顺曲线生成技术 |
2.4 本章小结 |
第三章 曲线曲面偏置技术 |
3.1 曲线偏置算法及其实现 |
3.1.1 曲线偏置OPIA算法的关键步骤 |
3.1.2 曲线偏置OPIA算法的实例研究 |
3.2 曲面偏置算法及其实现 |
3.2.1 曲面偏置的OPIA算法关键步骤 |
3.2.2 曲面偏置OPIA算法的实例研究 |
3.3 本章小结 |
第四章 偏置结果异常处理 |
4.1 偏置曲线开裂的自动处理 |
4.2 偏置曲线自交与扭曲的自动处理 |
4.3 本章小结 |
第五章 偏置结果光顺处理 |
5.1 曲线光顺问题的定义与模型 |
5.1.1 曲线光顺性的定义 |
5.1.2 光顺问题的求解方法 |
5.1.3 基于最小能量理论的曲线光顺模型 |
5.2 双向光顺问题及其求解方法 |
5.2.1 双向光顺模型 |
5.2.2 双向光顺模型求解 |
5.3 单向光顺问题及其求解方法 |
5.4 带约束光顺曲线自动生成算法 |
5.4.1 问题描述 |
5.4.2 折线优化法 |
5.4.3 基于最小能量理论的带约束光顺曲线自动生成方法 |
5.5 本章小结 |
第六章 系统实现及其在模具智能设计中的应用研究 |
6.1 系统开发环境与架构 |
6.2 汽车覆盖件修边模镶块自动设计 |
6.2.1 应用背景 |
6.2.2 系统框架 |
6.2.3 关键技术 |
6.2.4 系统实现与应用 |
6.3 注塑模分型面设计 |
6.4 注塑模冷却水路智能设计 |
6.4.1 基于曲线曲面等距偏置的冷却水路设计 |
6.4.2 基于光顺曲线生成技术的外接水路设计 |
6.5 电极智能设计 |
6.5.1 解决方案与系统框架 |
6.5.2 待拆区域自动检测 |
6.5.3 待拆区域自动分解 |
6.5.4 电极自动设计算法 |
6.5.5 系统实现与应用 |
6.5.6 电极平动补偿设计研究 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间撰写的学术论文 |
(2)牙龈软组织形变三维仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 软组织形变仿真研究现状 |
1.2.2 网格光滑细分研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 论文章节安排 |
2 基于光滑度的三角网格质量评价方法 |
2.1 网格质量度量方法 |
2.2 基于光滑度的网格光顺质量度量 |
2.3 实验验证 |
2.3.1 实验环境 |
2.3.2 不同精度模型光滑度分析 |
2.3.3 不同光滑度模型光滑度分析 |
2.4 本章小结 |
3 基于阈值约束的牙龈软组织形变仿真 |
3.1 质点弹簧模型分析 |
3.2 基于阈值约束改进模型 |
3.2.1 改进模型的提出 |
3.2.2 形变仿真算法 |
3.3 形变仿真实验分析 |
3.3.1 实验环境 |
3.3.2 实验数据 |
3.3.3 数值度量结果分析 |
3.3.4 视觉效果分析 |
3.4 本章小结 |
4 基于顶点光滑度判定的牙龈三角网格自适应细分 |
4.1 经典细分算法 |
4.1.1 Loop细分 |
4.1.2 Butterfly细分 |
4.1.3 Sqrt3细分 |
4.2 自适应细分区域判定方法 |
4.3 细分判定改进 |
4.3.1 顶点光滑度判定 |
4.3.2 改进细分算法 |
4.4 细分实验分析 |
4.4.1 实验环境 |
4.4.2 实验数据 |
4.4.3 数值度量结果分析 |
4.4.4 视觉效果分析 |
4.5 本章小结 |
5 牙龈软组织形变仿真系统 |
5.1 系统框架设计 |
5.2 系统界面设计 |
5.2.1 系统主界面设计 |
5.2.2 形变效果实体模型展示设计 |
5.2.3 形变效果线框模型展示设计 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(3)大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 逆向工程加工关键技术研究现状 |
1.2.1 三维点云数据采集的研究现状 |
1.2.2 三维点云数据预处理的研究现状 |
1.2.3 点云数据数控加工的研究现状 |
1.3 本课题的主要研究内容 |
2 大型椭球类复杂曲面数据采集方案设计 |
2.1 大型椭球类复杂曲面测量方法比较 |
2.2 大型椭球类复杂曲面数据采集方案设计 |
2.3 大型椭球类复杂曲面数据采集路径规划 |
2.4 测量装置数据转换与储存 |
2.5 本章小结 |
3 大型椭球类复杂曲面点云去噪光顺方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于S-H-ESD和双边滤波的去噪光顺算法 |
3.2.1 S-H-ESD算法介绍 |
3.2.2 改进后的S-H-ESD去噪光顺算法 |
3.2.3 双向滤波光顺算法 |
3.2.4 算法流程 |
3.3 算法实验结果与分析 |
3.3.1 S-H-ESD算法去噪效果分析 |
3.3.2 椭球曲面点云整体去噪光顺效果分析 |
3.4 本章小结 |
4 大型椭球类复杂曲面数据精简方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 自适应点云数据特征保持精简算法 |
4.2.1 K均值算法初步简化 |
4.2.2 PCA分析点云数据特征点 |
4.2.3 自适应均值漂移算法 |
4.2.4 算法流程 |
4.3 算法检验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
5 大型椭球类零件点云处理软件的开发与功能验证 |
5.1 工件数据处理软件的总体设计方案 |
5.2 工件数据处理软件开发环境及开发软件 |
5.3 工件数据处理软件界面与模块的开发实现 |
5.3.1 工件数据处理软件界面的开发与实现 |
5.3.2 工件数据处理软件数据导入模块的设计开发 |
5.3.3 工件数据处理软件光顺效果对比模块的设计开发 |
5.3.4 工件数据处理软件登录信息管理模块的设计开发 |
5.4 工件数据处理软件操作流程 |
5.5 本章小结 |
6 大型椭球类零件点云数控加工研究与实际加工验证 |
6.1 大型椭球类零件点云数据数控加工研究 |
6.1.1 引言 |
6.1.2 大型椭球类零件点云数控加工仿真 |
6.2 大型椭球类零件逆向工程加工效果实际验证 |
6.2.1 椭球型实验件的逆向工程加工及效果 |
6.2.2 实际椭球型零件的逆向工程加工及效果 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)四边形网格生成技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 结构化网格与非结构化网格 |
1.2.1 结构化网格 |
1.2.2 非结构化网格 |
1.3 常见的四边形网格生成算法 |
1.3.1 直接法 |
1.3.2 间接法 |
1.3.3 四边形网格剖分的发展趋势 |
1.4 本文的研究内容 |
2 基于改进的子映射法的全四边形结构化网格生成 |
2.1 子映射法的介绍 |
2.2 顶点分类 |
2.2.1 介绍 |
2.2.2 顶点分类模板 |
2.2.3 顶点分类调整的整数线性规划方程 |
2.3 边的分类 |
2.4 边界离散 |
2.4.1 软设置与硬设置 |
2.4.2 节点数调整的整数线性规划方程 |
2.5 几何分解 |
2.6 网格算例 |
2.7 本章小结 |
3 基于CDT分解的全四边形网格生成算法 |
3.1 引言 |
3.2 Delaunay三角剖分 |
3.3 基于CDT的区域分解 |
3.3.1 区域分解算法流程 |
3.3.2 虚拟边离散的整数线性规划模型 |
3.3.3 子区域分解模板 |
3.4 四边形区域的网格生成模板 |
3.5 四边形网格生成算例 |
3.6 本章小结 |
4 四边形网格的后处理 |
4.1 引言 |
4.2 四边形网格单元的质量评估标准 |
4.2.1 单元长宽比 |
4.2.2 单元内角 |
4.2.3 单元扭曲角 |
4.2.4 单元翘曲角 |
4.2.5 弦偏离度 |
4.2.6 雅可比比率 |
4.3 网格光顺 |
4.4 拓扑优化 |
4.5 针对四边形网格过渡模板的后处理 |
4.6 网格优化实例 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(5)点云数据三维表面重构技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 点云简化国内外现状 |
1.2.2 网格重构国内外现状 |
1.2.3 网格光顺国内外现状 |
1.3 论文的研究内容 |
第二章 三维散乱点云的空间搜索算法 |
2.1 点云数据的获取 |
2.2 点云空间搜索算法分析 |
2.2.1 K-D树法 |
2.2.2 八叉树法 |
2.2.3 包围盒法 |
2.3 本文空间索引的建立 |
2.4 本章小结 |
第三章 点云数据简化 |
3.1 简化算法概述 |
3.2 保特征的点云简化算法 |
3.2.1 点云数据特征点提取 |
3.2.2 非特征点简化算法 |
3.3 仿真分析 |
3.3.1 特征点检测仿真 |
3.3.2 点云简化仿真 |
3.4 本章小结 |
第四章 点云数据三角网格重建 |
4.1 点云三角化基本概念 |
4.1.1 平面三角剖分 |
4.1.2 空间三角剖分 |
4.1.3 Delaunay三角网生成方法 |
4.2 一种基于空间自适应外接球的Delaunay三角网格重构算法 |
4.2.1 构造种子三角形 |
4.2.2 自适应空间外接球策略 |
4.3 仿真分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 网格模型优化 |
5.1 三角网格光顺算法 |
5.1.1 拉普拉斯光顺算法 |
5.1.2 能量最小化方法 |
5.1.3 平均曲率流算法 |
5.1.4 λ/μ方法 |
5.1.5 双边滤波算法 |
5.2 保持模型特征的网格光顺算法 |
5.2.1 顶点的法矢 |
5.2.2 二阶邻域三角形预测顶点 |
5.2.3 预测顶点调整 |
5.2.4 优化网格顶点 |
5.2.5 误差分析 |
5.3 仿真分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(6)基于工业CT切片图像的高质量三角网格模型的生成方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 逆向工程的发展和研究 |
1.1.1 逆向工程技术概述 |
1.1.2 逆向工程技术在工业上的发展及应用 |
1.1.3 逆向工程的主要流程 |
1.1.4 工业 CT 技术在逆向工程中的应用 |
1.2 课题的研究内容及意义 |
1.2.1 课题研究内容 |
1.2.2 课题的研究意义 |
1.3 课题研究现状 |
1.3.1 网格端面修复相关研究 |
1.3.2 网格孔洞修补相关研究 |
1.3.3 网格光顺相关研究 |
1.4 论文的组织结构 |
2 基于工业 CT 切片数据的网格重建 |
2.1 网格重建技术概述 |
2.2 相关概念 |
2.3 MC 算法 |
2.4 基于工业 CT 图片重建的 MC 算法流程 |
2.5 基于工业 CT 切片数据的 MC 算法存在的问题 |
2.6 实验结果 |
2.7 本章小结 |
3 模型的端面修复及孔洞修补方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 端面修复 |
3.2.1 修改体元法 |
3.2.2 端面轮廓的三角剖分 |
3.2.3 实验与分析 |
3.3 模型孔洞的修补 |
3.3.1 孔洞边界识别及孔洞三角化 |
3.3.2 孔洞修补网格的顶点调整 |
3.3.3 实验分析 |
3.4 本章小结 |
4 网格模型的光顺方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 网格光顺概述 |
4.3 基本概念 |
4.4 网格模型的光顺 |
4.4.1 网格顶点的滤波 |
4.4.2 网格顶点的移动 |
4.5 试验结果与分析 |
4.6 本章小结 |
5 软件设计与应用实例 |
5.1 软件的系统设计 |
5.2 系统实现 |
5.2.1 三角网格模型的存储 |
5.2.2 软件功能实现及介绍 |
5.3 应用实例 |
5.3.1 实例一 |
5.3.2 实例二 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
(7)保特征的三角网格均匀化光顺算法(论文提纲范文)
0 引言 |
1 基本概念 |
(1) 顶点的邻域三角面片 |
(2) 顶点的邻域顶点 |
2 保特征的网格均匀化光顺算法 |
2.1 顶点法矢量的计算 |
2.2 预测顶点 |
2.3 顶点调节 |
2.4 优化调整顶点 |
2.5 算法流程 |
3 实验结果 |
4 结束语 |
(8)基于局部曲面逼近的网格光顺算法(论文提纲范文)
1 点集的曲面逼近 |
1.1 顶点法矢量的计算 |
1.2 二阶邻域顶点的确定 |
1.3 基于多元L1中值的曲面逼近 |
2 顶点向邻域顶点所确定的曲面投影 |
3 参数设定及算法流程 |
4 实验结果 |
5 结 论 |
(9)大规模交叠网格模型优化算法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 网格模型的应用 |
1.1.2 网格模型优化的意义 |
1.2 相关研究技术介绍 |
1.2.1 三维数学概念 |
1.2.2 三维网格基础知识 |
1.2.3 网格模型优化技术 |
1.3 研究目的与主要成果 |
1.4 本文的研究章节安排 |
第2章 常用网格模型简化算法 |
2.1 引言 |
2.2 网格简化的原则和误差度量 |
2.3 常用的经典网格模型简化算法 |
2.3.1 顶点聚类法 |
2.3.2 几何元素删除法 |
2.3.3 网格模型细分法 |
2.3.4 小波分解法 |
2.3.5 重新布点法 |
2.3.6 层次表示法 |
2.3.7 渐进网格法 |
2.4 总结 |
第3章 改进的网格合并算法 |
3.1 经典的网格合并算法 |
3.1.1 网格合并区域腐蚀算法 |
3.1.2 网格边界缝合算法 |
3.2 待合并区域的提取 |
3.2.1 包围球 |
3.2.2 离散凹凸包围盒 |
3.2.3 轴对齐包围盒 |
3.2.4 方向包围盒 |
3.3 改进的网格合并算法 |
3.3.1 交叠网格的待合并区域检测 |
3.3.2 基于三角面的网格合并 |
3.4 本章总结 |
第4章 大规模交叠网格模型优化算法 |
4.1 网格模型光顺算法 |
4.1.1 Laplace光顺算法 |
4.1.2 Taubin光顺算法 |
4.1.3 Desbrun光顺算法 |
4.1.4 双边滤波光顺算法 |
4.2 大规模网格模型优化算法思路 |
4.3 大规模交叠网格的合并 |
4.3.1 大规模交叠网格合并原理 |
4.3.2 网格合并的控制 |
4.4 交叠模型合并区域的拉普拉斯光顺平滑优化 |
4.5 改进的基于顶点删除网格模型简化算法 |
4.5.1 顶点的权值计算 |
4.5.2 基于最短边原理的三角剖分 |
4.5.3 顶点删除简化网格 |
4.6 大规模网格优化算法分析与实验例图 |
4.7 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 课题总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:攻读硕士学位期间参加的项目及发表的论文 |
(10)三维外形测量系统中的数据处理关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 三维外形测量数据采集 |
1.3 测量数据处理技术现状 |
1.3.1 深度图配准 |
1.3.2 多视图数据融合 |
1.3.3 网格模型光顺 |
1.3.4 网格模型简化 |
1.4 选题背景和研究内容 |
1.4.1 论文的选题背景 |
1.4.2 研究内容与论文组织 |
第2章 测量数据预处理 |
2.1 引言 |
2.2 深度图三角化 |
2.2.1 深度图稠密点云三角化 |
2.2.2 深度图取样三角化 |
2.3 测量数据存储与管理 |
2.3.1 测量数据的结构 |
2.3.2 测量数据的管理 |
2.3.3 一些相关的定义和符号 |
2.4 网格模型的离散微分性质 |
2.4.1 法矢计算 |
2.4.2 曲率计算 |
2.5 本章小结 |
第3章 多视点深度图粗配准 |
3.1 引言 |
3.2 粗配准算法综述 |
3.3 基于MPCBC 的深度图粗配准 |
3.3.1 网格角点特征检测 |
3.3.1.1 定义网格曲面的角点特征 |
3.3.1.2 设置角点特征阈值 |
3.3.1.3 多尺度角点检测 |
3.3.1.4 角点检测实验 |
3.3.2 网格同名角点匹配与变换 |
3.3.2.1 同名角点对应关系查找 |
3.3.2.2 求解配准坐标变换 |
3.3.2.3 深度图粗配准实验 |
3.4 基于 SIBAI 的深度图粗配准 |
3.4.1 深度图灰度化 |
3.4.1.1 创建二维图像 |
3.4.1.2 定义合成图像的灰度值 |
3.4.1.3 SIBAI 图像的实验与比较 |
3.4.2 二维灰度图像同名特征点提取 |
3.4.2.1 SIFT 特征检测与匹配 |
3.4.2.2 SIBAI 图像特征点检测及匹配 |
3.4.3 深度图同名特征点提取与优化 |
3.4.4 SIBAI 方法的进一步推广 |
3.4.4.1 一般三角网格曲面的SIBAI 配准 |
3.4.4.2 多视点深度图粗配准 |
3.4.5 实验结果 |
3.4.5.1 鲁棒性实验 |
3.4.5.2 有效性实验 |
3.4.6 SIBAI 方法与MPCBC 方法的比较 |
3.5 本章小结 |
第4章 多视点深度图精配准 |
4.1 引言 |
4.2 精配准算法综述 |
4.2.1 对应点度量 |
4.2.2 外点阈值与对应点加权 |
4.2.3 对应点搜索与加速 |
4.2.4 代价函数与求解 |
4.2.5 多视点深度图配准 |
4.3 基于虚拟弹簧的全局配准算法 |
4.3.1 虚拟弹簧模型 |
4.3.2 变换矩阵求解 |
4.3.3 算法实现过程 |
4.4 改进Eggert 算法 |
4.4.1 外点约束与对应点加权 |
4.4.2 基于 GPU 的对应点搜索加速 |
4.5 实验结果 |
4.5.1 两两精配准实验 |
4.5.2 不同初始位置的配准实验 |
4.5.3 多视点深度图精配准实验 |
4.6 本章小结 |
第5章 多视点深度图融合 |
5.1 引言 |
5.2 重叠区域检测与合并 |
5.2.1 计算投影矩阵和投影方向 |
5.2.2 投影法检测重叠对应点 |
5.2.3 重叠对应点优化与合并 |
5.2.4 非重叠点调整 |
5.2.5 边界重叠对应点约束 |
5.2.6 确定阈值参数 |
5.3 基准图之间缝隙缝合 |
5.3.1 两幅基准图缝隙缝合 |
5.3.2 多视图缝隙缝合 |
5.4 支持纹理属性的多视图融合 |
5.4.1 纹理获取与显示 |
5.4.2 纹理融合 |
5.5 实验结果 |
5.5.1 重叠点加权实验 |
5.5.2 不同融合顺序实验 |
5.5.3 测量数据的融合实验 |
5.6 本章小结 |
第6章 网格模型光顺与简化 |
6.1 引言 |
6.2 网格模型光顺算法 |
6.2.1 光顺算法概述 |
6.2.2 双边滤波算法 |
6.2.3 基于双边滤波的改进光顺算法 |
6.2.4 实验结果 |
6.3 网格模型简化算法 |
6.3.1 简化方法概述 |
6.3.2 QEM 简化算法 |
6.3.3 基于支撑域的网格简化算法 |
6.3.3.1 简化支撑域 |
6.3.3.2 算法原理 |
6.3.3.3 边界约束 |
6.3.3.4 算法实现 |
6.3.4 实验结果 |
6.4 融合网格模型的综合实验 |
6.5 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 研究工作总结 |
7.2 进一步研究方向 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、基于顶点预测的特征保持网格光顺算法(论文参考文献)
- [1]曲线曲面偏置理论研究及其在模具智能设计中的应用[D]. 李俊杰. 上海交通大学, 2020(01)
- [2]牙龈软组织形变三维仿真研究[D]. 李娇娇. 西安科技大学, 2020(01)
- [3]大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术研究[D]. 师世健. 北京交通大学, 2020(02)
- [4]四边形网格生成技术研究[D]. 杨鑫. 大连理工大学, 2019(02)
- [5]点云数据三维表面重构技术研究[D]. 韩磊. 长春理工大学, 2018(01)
- [6]基于工业CT切片图像的高质量三角网格模型的生成方法研究[D]. 薛涛. 重庆大学, 2014(01)
- [7]保特征的三角网格均匀化光顺算法[J]. 陈中,段黎明,刘璐. 计算机集成制造系统, 2013(03)
- [8]基于局部曲面逼近的网格光顺算法[J]. 贺强,张树生,白晓亮. 哈尔滨工业大学学报, 2011(05)
- [9]大规模交叠网格模型优化算法[D]. 邓平. 武汉理工大学, 2011(09)
- [10]三维外形测量系统中的数据处理关键技术研究[D]. 韦虎. 南京航空航天大学, 2010(07)