检索结果-南通市图书馆

作者：王朝太原理工大学

学位级别：硕士

最近几年，伴随着计算机科学技术的迅速崛起和飞速发展，针对图形重构和表面识别技术也在计算机视觉研究领域得到了普遍的重视。许多研究领域都有其重要的应用。为了方便计算机识别物体的投影线图，人们开始对线图的图形原理进行研究。... 详细信息

最近几年，伴随着计算机科学技术的迅速崛起和飞速发展，针对图形重构和表面识别技术也在计算机视觉研究领域得到了普遍的重视。许多研究领域都有其重要的应用。为了方便计算机识别物体的投影线图，人们开始对线图的图形原理进行研究。主要的研究方向包括：人们提取投影线图的坐标信息;利用计算机软件来识别这些信息;从这些信息中重构出人们想要得到的形状;最终研究者借助特定的算法来获取精确而稳定的三维结构。人类感知外部世界的物体大都是借助于物体的外部轮廓来实现的，例如通过识别物体的边、面、体等具体信息来辨别物体。在此基础上，为了方便识别人眼无法识别的结构，计算机视觉的发展弥补了人眼的局限，也因此三维重构日益受到人们的重视。三维重构就是针对三维物体建立满足计算机表示和处理的数学理论与模型,在借助计算机的条件下对其进行数据处理，同时分析其运算规律,也是在计算机中建立起来并且能够表达客观世界的虚拟现实的核心技术。在计算机图形学领域，三维重构是十分重要的研究内容。近几年来，由于科研工作者的不懈努力，三维重构技术飞速发展。诚然在一些基础科学领域三维重构取得了不小的成就，但是随着研究的深入，课题难度的加大，三维重构的研究也逐渐放缓。由于计算机技术的迅猛发展以及图形和数学理论的不断完善，科研工作者有必要在三维重构领域进行深入的研究和探索。本文所研究的内容是在三维重构的基础上如何对简单复合体实现内表面识别。文章中识别简单复合体的内表面是通过物体的三维点坐标信息。这也是计算机图形学领域中最新的研究课题。本文给出了一种新的识别算法即通过对二维线图点坐标的研究，首先对二维线图进行三维重构，然后通过三维点坐标根据给定的算法实现内表面的识别。整个运算过程包括:①获取三维物体全部特征点的三维点坐标;②根据已知的三维点坐标来计算每个平面的平面方程;③计算复合体所有的相交线并且排除不在平面内的交线;④寻找所有在平面范围内的相交线，并且根据得到的交线求出内表面。本课题主要研究的是复合体内表面的识别，它的意义在于能够借助计算机来更为精确地识别所求的内表面,从而辅助研究人员能够更加准确地理解物体,为深入研究计算机图形学提供必要的理论支持。

关键词：二维线图三维重构内表面点坐标

基于图像处理的单层CBN砂轮磨粒分布评价计算方法

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基于图像处理的单层CBN砂轮磨粒分布评价计算方法

作者：石际亮太原理工大学

学位级别：硕士

随着现代制造业中以磨代车、以磨代镗等工艺的应用逐渐推广,超硬磨料刀具的使用率越来越高。其中单层CBN砂轮的应用更是越来越广泛,生产规模也是逐年增加。但是这种砂轮的生产工艺仍然不够成熟,如CBN磨粒容易脱落、砂轮容屑空间不足导... 详细信息

随着现代制造业中以磨代车、以磨代镗等工艺的应用逐渐推广,超硬磨料刀具的使用率越来越高。其中单层CBN砂轮的应用更是越来越广泛,生产规模也是逐年增加。但是这种砂轮的生产工艺仍然不够成熟,如CBN磨粒容易脱落、砂轮容屑空间不足导致磨削失效、成品砂轮检测手段的缺失等,其中一个重要原因在于砂轮制造过程中未充分考虑CBN磨粒的分布问题。本文围绕单层CBN砂轮磨粒的分布问题展开研究。由于CBN磨粒的尺寸都在微米级别,一般的检测手段已经不能适用,因此提出了基于图像处理的磨粒分布评价方法。首先要解决CBN磨粒的成像问题,设计了一种采用X-Y工作台、单片机控制、使用工业数码显微镜的砂轮磨粒专用的自动成像装置。并利用汇编语言编写了装置的控制程序,实现对成像过程的半自动控制。基于MATLAB图像工具箱对采集的磨粒图像进行了降噪、分割和边缘检测处理。降噪流程包括使用阈值法对图像进行平滑处理,利用中值滤波消除脉冲噪声及利用小波降噪消除高斯白噪声。选择了HSI阈值法进行图像分割,使得磨粒与背景区分的同时对磨粒的细节有较好的保留。使用了高斯——拉普拉斯算子进行边缘检测,突出了磨粒的轮廓。对单层CBN砂轮在横向和纵向上对磨粒的分布进行了相关研究。横向上,针对砂轮磨粒的分布问题,提出将松散部分的磨粒数方差和磨粒堆积后出现区域连通的比面积方差结合起来的综合评价方法;纵向上利用砂轮的两次成像使用人眼成像法对磨粒进行三维重构,很好的反映了磨粒工作面的形貌信息。

关键词：单层CBN砂轮磨粒成像图像处理磨粒评价方法

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基于用户体验的自动柜员机设计研究

基于用户体验的自动柜员机设计研究

作者：史华星太原理工大学

学位级别：硕士

在体验经济时代下,传统的设计已经不能够满足人们日益增长的需求。自动柜员机给人们的生活带来了极大的方便,但其设计还是处于形式追随功能的阶段,不能够满足人们当下的体验需求,因此本文将用户体验与自动柜员机设计相结合进行研究。本... 详细信息

在体验经济时代下,传统的设计已经不能够满足人们日益增长的需求。自动柜员机给人们的生活带来了极大的方便,但其设计还是处于形式追随功能的阶段,不能够满足人们当下的体验需求,因此本文将用户体验与自动柜员机设计相结合进行研究。本文首先对用户体验及其设计的相关内容进行深入研究,在此基础上提出了产品用户体验设计策略及体验量化评价模型。从用户体验的三个基本需求层次出发,构建了自动柜员机的用户体验应用范畴。结合产品设计方法,提出了自动柜员机的用户体验设计方法流程。其次通过对自动柜员机设计现状的研究,得到了其三个设计影响因素为自然环境、用户行为和使用空间,以及功能为先、安全至上、注重系统、关注审美、可持续性和以人为本六点设计要求。通过对自动柜员机实际调研,分析了其存在的用户体验问题。通过312份网络调研问卷和30份访谈对自动柜员机的用户进行研究和分析,将其分为基本功能需求、隐藏功能需求和非功能需求,构建了此类用户的需求模型。通过对自动柜员机用户体验应用范畴的研究,得到了自动柜员机的设计尺寸,构建了用户的思维和行为模型,提出了自动柜员机设计的原则包括以用户为中心、一致性、快速的信息反馈和容错与帮助,并给出了其功能、形式、造型以及材质设计上的一些建议。最后通过对自动柜员机的设计实践,得到了自动柜员机的设计方案,对其评价后得到预期的结果,验证了自动柜员机用户体验设计流程的可行性和实用性,为同类产品的用户体验设计提供了一定的参考价值。

关键词：用户体验自动柜员机产品设计用户研究

YG8硬质合金表面激光熔覆WC/TiC/Co涂层的研究

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YG8硬质合金表面激光熔覆WC/TiC/Co涂层的研究

作者：梁伟印太原理工大学

学位级别：硕士

硬质合金材料由于具有高硬度、高耐磨性等良好性能被广泛应用于生产生活中,但随着机械设备发展和加工要求提高,硬质合金的磨损和断裂等失效现象逐渐引起重视。针对硬质合金性能改进的方法有很多,本文通过激光熔覆方法在YG8硬质合金表面... 详细信息

硬质合金材料由于具有高硬度、高耐磨性等良好性能被广泛应用于生产生活中,但随着机械设备发展和加工要求提高,硬质合金的磨损和断裂等失效现象逐渐引起重视。针对硬质合金性能改进的方法有很多,本文通过激光熔覆方法在YG8硬质合金表面制备WC/TiC/Co涂层并在此基础上进行进一步探索。硬质合金对温度变化敏感且脆性大,为寻找合适的熔覆方式,首先进行初步试验,分别测试对比脉冲激光预制送粉和连续激光同步送粉两种方法,结果表明使用脉冲激光虽然可以得到平整表面但熔覆层容易开裂破碎,裂纹难以减轻,最终选择能量输出较为平稳的连续激光。通过进一步试验确定合适的熔覆参数,在硬质合金表面制备质量良好的熔覆层,然后借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)观察组织结构并分析其物相组成,利用显微硬度仪和摩擦磨损试验测量其显微硬度和摩擦磨损性能。结果显示:涂层表面平整,与基体结合紧密,截面形貌良好。表层和两侧存在未熔的WC颗粒,而熔覆层中WC颗粒消失,新产生的组织分布均匀。受激光影响,热影响区中的WC晶粒发生重结晶和再结晶。熔覆层主要物相为WC、WC、(Ti,W)C、MC(CoWC、CoWC)等,这些硬质相和碳化物的生成及弥散分布提高了熔覆层性能。经过测量,熔覆层硬度最高可达1783HV,高于YG8硬质合金(1598HV),而热影响区和基体的硬度则稍有下降;耐磨性也有大幅提高,熔覆层体积磨损量比YG8减少90.67%,平均摩擦因数0.293,主要磨损形式为磨粒磨损,而熔覆表层由于WC颗粒与Co相结合牢固同样具有高耐磨性,磨损形式为磨粒磨损和剥层磨损。根据单道熔覆试验结果进行多道熔覆试验,试验中发现多道熔覆存在明显热量累积现象,当使用30%搭接率时,熔覆过程基体升温明显,表面有大量WC颗粒堆积,造成厚度增加,形貌变差,熔覆层中出现WC颗粒易脱落、气孔较多等问题,使用20%搭接率熔覆层表面起伏明显,并有逐渐增厚趋势,因此选定搭接率为25%,并在每道熔覆之后停留一段时间冷却,冷却时间依次加长,最终得到较为平整的熔覆面,但在相邻熔覆层间发现有较大气孔存在。此外,使用不规则块状WC颗粒进行熔覆,与使用球形WC相比,块状WC不易堆积,所得熔覆层平且薄,表面粗糙度低。

关键词：硬质合金激光熔覆 WC/TiC/Co涂层微观组织耐磨性

3D打印机喷头的散热结构设计及其冷却性能研究

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3D打印机喷头的散热结构设计及其冷却性能研究

作者：刘晓虎太原理工大学

学位级别：硕士

3D打印技术作为一种新型快速成型技术,近年来受到人们广泛的关注。其中熔融沉积3D成型技术是目前使用最广泛的快速成型技术,其主要原因是以熔融沉积成型技术为机理制造的FDM型桌面级3D打印机制造成本低,可塑性范围广。经研究发现,现阶段... 详细信息

3D打印技术作为一种新型快速成型技术,近年来受到人们广泛的关注。其中熔融沉积3D成型技术是目前使用最广泛的快速成型技术,其主要原因是以熔融沉积成型技术为机理制造的FDM型桌面级3D打印机制造成本低,可塑性范围广。经研究发现,现阶段FDM型打印设备在打印过程中经常出现送丝不稳定、出丝不均匀以及喷头堵塞等现象,导致打印质量低。因此研究FDM型3D打印设备的挤出材料过程,对提高FDM打印设备的打印速度、打印稳定性以及成型质量具有重要意义。本文对造成FDM型3D打印机打印过程中出现的喷头堵塞、送丝不稳定、出丝不均匀等问题的原因进行分析,经研究发现,造成打印机出现此类问题的主要原因在于导丝的挤出力较小,而导致导丝挤出力较小的主要原因是加热盒传导至导丝管内的温度不能及时扩散出去,使导丝管内存留熔融态材料,对导丝的挤出过程造成阻碍。针对导丝管温度散热不良造成的一系列问题,本文设计了一种水冷散热组件。首先根据流体力学理论以及液冷散热理论对其散热效果进行理论计算分析,验证水冷组件设计的可行性。然后应用有限元分析软件对其进行热分析,根据散热结果的温度数据以及温度云图验证设计的合理性。最后将设计模型进行加工制造,并安装于现有FDM型3D打印设备中进行试验分析。通过对理论计算结果、模拟仿真结果与试验温度数据对比发现,该水冷装置能够保证导丝在导丝管内不熔化,从而有效提高导丝的挤出力,满足设计要求。本文的研究成果为熔融沉积型3D打印机打印过程中出现的稳定性差、喷头堵塞等现象提供了有效的解决途径,对研发高精度、高稳定性、低成本的熔融沉积型打印设备具有重要的理论意义和工程应用价值。

关键词：散热设计水冷散热 3D打印机数值模拟喷头组件

基于AutoCAD ObjectARX二次开发的线画图标记中节点类型判别

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基于AutoCAD ObjectARX二次开发的线画图标记中节点类型判别

作者：杨恩太原理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,人—机之间用图形进行通讯日益受到重视,在许多场合显示出其重要性。为使计算机能“看”懂物体投影线图,需要研究计算机解释投影线图的机理。计算机分析、处理和理解线图的研究成果可用于互联网、CAD系统中的人—机... 详细信息

随着科学技术的发展,人—机之间用图形进行通讯日益受到重视,在许多场合显示出其重要性。为使计算机能“看”懂物体投影线图,需要研究计算机解释投影线图的机理。计算机分析、处理和理解线图的研究成果可用于互联网、CAD系统中的人—机通讯接口、逆向工程及计算机视觉系统中,能缩短图形输入时间,减轻人—机通讯中“人”的工作量。本文旨在研究判别法国学者Cooper对曲面物体的线图标记中给出的新的节点标记分类。其节点代表分类有：terminal、C、curvature-L、L、3-tangent、W、Y、T、4-tangent、X0、K、Ψ、Peak、Multi、X、L0等。本文对立体线图的线条标记中常见的这16种节点的判定给出了多种较为详细的算法,并且给出了每种算法的数学推理过程,对于判断同一节点类型的算法进行了对比以寻求更优的算法。在前期的部分节点算法验证中,利用Visual C++6.0进行了编程,并通过MFC界面输入节点坐标和节点相邻点坐标及输出节点图形与判断结果的一致性,验证了这些算法的可行性。由于立体线图的线条标记在二维平面中进行,所以选择在AutoCAD中判别线画图标记中节点的类型。通过对立体线图的线条标记中节点的类型判别的要求分析,进一步明确得出了所二次开发的AutoCAD软件的功能。并通过对AutoCAD系统结构和接口语言的深入了解以及对前人在AutoCAD二次开发扩展功能时的相关经验的总结,得出了在AutoCAD 2002平台上以二次开发形式解决线画图标记中节点类型判别问题的可行性并给出了整个节点类型判别系统的总体设计方案和相应的各种判别流程图。通过对AutoCAD各种二次开发工具特点的对比和分析,结合AutoCAD 2002节点判别功能需求,决定以Visual C++6.0为平台、以ObjectARX为开发工具。在节点类型判别系统开发中,通过对各种节点组成线型的分析,选用对应各种线型的类,如AcDbLine类,AcDbCurve类对应直线和曲线,选用相应的获取直线和曲线的起点和终点函数,如对于曲线利用AcDbCurve类定义对象,通过函数getStartPoint ()和getEndPoint ()获取起点和终点坐标。除获取起点和终点外,还可以通过获取曲线和直线的特征点等方法获取所需点,如使用函数getOsnapPoints()获取椭圆、椭圆弧等对象捕捉点。在一个节点的的所有的获取的点中,通过比较算法实现获取节点坐标,进而可以通过其余获取点的坐标、节点坐标与其余点坐标问的数学关系及统计曲线和直线的条数来分类节点的算法等实现节点类型的判别。为了使AutoCAD二次开发扩展界面符合人们的操作习惯及与原来界面的区分,除了让用户使用自定义的命令外,还加入了功能菜单,使用开发工具ObjectARX的MFC功能创建了非模态对话框的可停靠窗口。

关键词： AutoCAD二次开发线画图节点类型曲线标记 ObjectARX 节点判别

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基于不含隐线的单幅线图的三维重建

基于不含隐线的单幅线图的三维重建

作者：王绚太原理工大学

学位级别：硕士

人类视觉系统可以毫不费力的将简单的二维线图解释成三维立体，无论三维立体所隐藏部分的信息是否在二维线图中表达出来。要想从线图中认识真实的物体，就要从二维线图中获得三维空间信息，重建出三维立体。将三维物体在投影面上进行投... 详细信息

人类视觉系统可以毫不费力的将简单的二维线图解释成三维立体，无论三维立体所隐藏部分的信息是否在二维线图中表达出来。要想从线图中认识真实的物体，就要从二维线图中获得三维空间信息，重建出三维立体。将三维物体在投影面上进行投影是将高维信息转化为低维信息的过程，而且这个过程已经有了较为成熟的理论和方法。现如今，随着计算机技术的不断发展，人们致力于让计算机模仿人类给出二维信息去求解三维信息的这种能力，输入二维线图并由计算机自动重建出三维立体，成了现代计算机图形学领域最热门的研究方向之一。在计算机图形学中，进行三维重建的主要方法之一是先从图形中抽取线图，再根据线图来解释所要构造的三维物体的信息。虽然线图只是由平面上的线段组成的，但却表达了三维物体上的许多重要信息，可见线图对于三维重建的重要性。我们一般规定对三维物体进行投影时，可见的线段用实线表示，不可见的线段用虚线表示，但往往所给出的线图中不可见的部分并未表示，这加大了三维物体重建的难度。线图标记法是一种解释三维景物行之有效的辅助方法，更好的分析了现有线图中点、线、面之间的相互关系。三维重建在20世纪80年代初成为了计算机图形学领域最热门的研究方向之一，研究人员从多个方面，多种方法对其进行研究，有了突破性的进展：欧式几何意义下的三维重建、空间点的重建、空间直线的重建、空间二次曲线重建等。三维重建就是一个恢复顶点坐标值的过程，简单的讲，就是将二维线画图中各个顶点缺失的深度坐标值补充完整。本文是对仅有可见点和边的二维线图进行三维重建，以往人们进行重建的线图都是三维物体完整的线图，但如果给出的线图中物体隐藏的部分并没有表达出来，那么这一部分所呈现的物体将有无穷多种可能，使得重建难以实现。本文提出一种新方法来推断隐藏部分的结构，使之尽可能符合人类的视觉系统，然后再将完整的二维线图进行基于点的三维重建。本论文的研究工作主要分为三个方面：（1）推断出不含隐藏顶点和边的二维线图中隐藏的顶点和边，完善二维线图;（2）基于分割-合并的方法将完善后的二维线图进行优化，使之符合人类视觉系统;（3）将优化后的二维线图进行基于点的三维重建。

关键词：二维线图三维重建分割-合并回路搜索面识别

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点云数据特征保持算法研究

点云数据特征保持算法研究

作者：郭东兵太原理工大学

学位级别：硕士

当今社会,随着科学技术的快速发展,点云数据模型在3D实体造型中的应用也与日俱增,点云数据的特征保持已经成为逆向工程、3D重建、生物医学、质量检测、古文物保护和虚拟现实等领域的热点研究内容。然而在3D扫描过程中由于模型表面镜面... 详细信息

当今社会,随着科学技术的快速发展,点云数据模型在3D实体造型中的应用也与日俱增,点云数据的特征保持已经成为逆向工程、3D重建、生物医学、质量检测、古文物保护和虚拟现实等领域的热点研究内容。然而在3D扫描过程中由于模型表面镜面反射、人为操作因素或周围环境光照变化等影响,会导致获取的3D点云数据中会包含很多的不属于原扫描模型的噪声点,获取的点云数据中布满噪声将直接影响后续点云数据的正常使用及实验结果的质量。因此,为了获得满意的实验结果,必须选择一种高效且鲁棒的点云去噪、特征保持算法,这也是本论文研究的主要目的。传统的特征保持算法主要有基于网格去噪算法和基于法向去噪算法,两类方法对含噪模型进行处理时,都取得了一定的成果。但是,这些特征保持算法仍然存在着以下局限性:(1)处理噪点密度较高的点云模型时,难以将噪声完全去除。(2)针对模型的尖锐特征会出现过度光顺现象或者过度去噪而在模型表面出现孔洞。针对这种情况,本论文分别提出一种新的改进网格去噪算法和基于多数投票法的尖锐特征保持算法,可以实现可行、有效的噪声去除和特征保持。首先,论文主要研究了改进的网格去噪算法,该方法主要是通过更新网格中顶点位置坐标实现噪声去除,主要有三大步骤:先对原始顶点进行预处理,然后面法线过滤,最后对顶点坐标进行更新。这种改进后的网格去噪算法,对点云特征保持有较强的鲁棒性。其次,论文研究了多数投票算法,它是一种集体决策方案,在特征保持过程中多数投票算法的具体应用如下:首先构建点云的k-d tree拓扑结构,采用主成分分析方法来估计点云所有邻域中每个点的法向,结合曲面变化度对散乱点云进行区域划分;然后将多数投票法应用于特征区域,对模糊点进行识别;最后设定阈值,将判定出的噪声和离群点去除。由于点的种类识别精确,所以该方法可以避免出现去除不完全或者过度光顺等问题。最后,利用相应的实验来对比本文所提算法,验证了改进的网格去噪算法对特征保持效果较佳,也验证了多数投票算法的强鲁棒性。

关键词：散乱点云噪声网格去噪算法多数投票算法特征保持

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基于二维线图点坐标的三维重建

基于二维线图点坐标的三维重建

作者：郝武强太原理工大学

学位级别：硕士

由于科学技术的发展,人机之间借助于图形进行通讯日渐受到重视,在很多场合体现出它的重要性。为了能使计算机能“读”懂物体的投影线图,其中对投影线图解释的机理研究是计算机图形学中的主要方面之一主要的方向就是人们利用计算机软件... 详细信息

由于科学技术的发展,人机之间借助于图形进行通讯日渐受到重视,在很多场合体现出它的重要性。为了能使计算机能“读”懂物体的投影线图,其中对投影线图解释的机理研究是计算机图形学中的主要方面之一主要的方向就是人们利用计算机软件来解释线图,首先我们从线图中来提取相关的数据信息,其次利用所学的投影来研究线图中所没有的隐藏信息,从而得到理想中所需要的三维图形,最终研究者借助重建的方法来就得到了所要求的实体。现当代人类对实体的认知都是借助于物体的外部形体来感受的,比如对物体的棱、面、体等的认识来辨别和记忆物体的,同时在人们的视觉效果中存储的信息也是成立体形状的。而且人们也是利用三维思维的思考方式来思考的,因此我们为了得到物体的更为明朗形状结构,同样也使得能够在人机的交流中将图像表现的更加自如、更加的精确。为了能够进行交互式显示和各种必要的操作,使得所画图纸能在计算机中自由的转换而形成三维模型,我们必须首先从二维图纸中读取中必要信息,运用相应的知识来进行数据组织,最后得到相应数据所形成的图形元素,即对其所存在的几何元素和位置,及其尺寸进行了相应的记录,即我们称为对线图的这种过程的进行了三维重建(3D Reconstruction)。三维重建是计算机图形学中重要的研究课题之一,近半个世纪研究人员从多个方面,运用多种方法进行研究,并取得了显著的成就。但随着人类对科学领域的进一步探索,同时也伴随着产生各种前沿的探索问题,对早期进行的三维重建的方法也有新的挑战,需要现当代研究人员继续在三维重建的道路上继续探索。随着计算机科学的飞速发展,对重建的问题也起到重大的作用与帮助,借助计算机的运算能力和计算机软件的仿真模拟功能,使得三维重建过程变得更形象具体化,直观体现重建过程,更有利于我们在研究中分析和解决问题。基于二维线图的三维重建是近期研究的主要方向,鉴于二维线图在现在工程上的直观明了的表示,通过线图进行的三维重建问题更突显重要。本文基于二维线图对三维物体的重建是计算机图形学中的研究课题。以往人们对其的研究主要是从线,面,视图等方面着手。本文提出一种新的方法：即对二维线图点的研究,通过点坐标的重建,从而达到对物体的重建。重建过程包括：①对二维线图中点坐标(X,Y)的提取;②二维线图点重建的数学公式的推导,同时求取相应点的三维坐标;③依据三维坐标点对图形进行重新生成;④运用轴测投影的平行线段的定比性,分析误差,验证方法的准确性。本课题主要是研究从二维线图对三维实体的重建,对简单的线图进行分析,进一步推测出具有一般意义的规则,并对几何图形进行解析化,即数学表示(主要是点坐标的表示,公式的提出),同时对会有误差的方面进行分析,优化,最终使得实验的效果达到最佳,使得恢复的三维实体和人的视觉系统更为统一

关键词：二维线图三维重建轴测投影点坐标数学思维

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平面立体线图三维反求的研究

平面立体线图三维反求的研究

作者：张雷太原理工大学

学位级别：硕士

基于正轴测投影图反求的研究是以正轴测投影线图为研究对象,利用计算机软件解释线图,提取线图中的数据信息,根据公式计算从而反求出原来线图中投影所丢失的隐藏数据信息,也就知道了三维实体的隐藏结构,进而做出物体的三维实体模型。人... 详细信息

基于正轴测投影图反求的研究是以正轴测投影线图为研究对象,利用计算机软件解释线图,提取线图中的数据信息,根据公式计算从而反求出原来线图中投影所丢失的隐藏数据信息,也就知道了三维实体的隐藏结构,进而做出物体的三维实体模型。人类处于三维空间中看到的触摸到的都是无隐藏的三维实体,在大脑中存储的信息也同样是立体图形,进行的是三维思考,所以二维线图的三维反求重构就是让人与计算机能够更自由、无误差的交流物体形状结构。反求工程(Reverse Engineering, RE)是伴随着数据测量技术的进步以及计算机技术的发展和成熟而迅速发展起来的一门新兴技术和学科,在线图不完整或者没有设计图样也没有CAD模型的情况下,以现有信息为基础,利用各种数字化技术、CAD二次开发技术重新构造,形成实体模型的过程。人类视觉系统可以轻松的识别一个三维物体的二维线图,甚至是当这个二维线图没有画出隐藏线时也是如此。许多三维重构方法提出要效仿人类的这种本领,但是隐藏线没有画出时这些方法便不能恢复对应的三维物体。本文提出了一种从自然线图中重构三维物体的方法,包括物体背面的形状。首先,为推断物体的不可见的边界和顶点的拓扑结构,需要发展一套理论约束条件和运算法则,以便提出一种基于物体平面性和对称性的重构方法。通过图和公式的形式来介绍线图三维反求的理论依据,主要包括轴间角与视线方向角间的关系、各视线的方向角与各轴向的变形系数和投影方向角等;其次主要对三维物体本身以及相应的拓扑结构做了假设(以便最终恢复的三维实体与感知一致),并给出了线图隐形结构的推理约束,在前面工作的基础上,对线图的隐藏结果进行恢复。把线图的隐藏结构恢复后也就是变为完整线图后,接着就构建线图的三维结构,提出了三维反求的基本算法。论文方法是使用一种以最优化为基础的方法来处理三维重构问题,通过合理假设建立一个目标函数,然后分析与恢复投影线图的隐藏结构,这种优化方式极大地减小了反求研究中出现的误差。论文最后举出了三维反求的应用实例,经过对比分析得出可靠地结论,反求出了三维实体模型。

关键词：三维重构反求工程拓扑结构二维线图实体模型