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基于消费级无人机的古桥三维重构分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第6期47卷 94-100,126页

作者：马如进董一庆潘子超潘玥同济大学桥梁工程系

我国古桥数量众多,但相关档案信息匮乏,古桥细节信息极少.为解决古桥数据缺乏的问题,提出基于消费级无人机的古桥三维重构,首先介绍了消费级无人机的选型配置,同时开展了相机参数的解算工作,研究了合理的飞行路径,讨论了三维重构的算法... 详细信息

我国古桥数量众多,但相关档案信息匮乏,古桥细节信息极少.为解决古桥数据缺乏的问题,提出基于消费级无人机的古桥三维重构,首先介绍了消费级无人机的选型配置,同时开展了相机参数的解算工作,研究了合理的飞行路径,讨论了三维重构的算法.最后以上海的洪德桥为例,进行了算法等建模策略的实践,进行了精度与误差分析.实验结果表明,基于消费级无人机的古桥三维重构具有可操作性、完整性和高还原度,宜作为档案资料进行保存,最终实现古桥的数字化和信息化.

关键词：古桥消费级无人机三维重构重构算法高还原度

偏振多光谱机器视觉的高反光无纹理目标三维重构方法

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测绘学报 2018年第6期47卷 816-824页

作者：郝婧蕾赵永强赵海盟 Peter BREZANY 孙嘉玉西北工业大学自动化学院陕西西安710071 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057 北京大学空间地球与空间科学学院北京100871 维也纳大学奥地利维也纳1090

随着摄影测量及机器视觉技术的迅速发展,对三维重构的普适性有了更高的要求。对于表面光滑、纹理单一甚至缺失的高反光非金属目标,传统的三维重构方法由于对纹理及反光特性的依赖使得此类目标的重构表面出现大面积的数据空洞。针对这一... 详细信息

随着摄影测量及机器视觉技术的迅速发展,对三维重构的普适性有了更高的要求。对于表面光滑、纹理单一甚至缺失的高反光非金属目标,传统的三维重构方法由于对纹理及反光特性的依赖使得此类目标的重构表面出现大面积的数据空洞。针对这一问题,本文提出了基于多光谱偏振的三维重构方法,将摄影测量与机器视觉进行融合,通过获取目标精确的偏振光谱特征实现准确的三维重构。该方法不依赖于物体表面的纹理信息,并且可以解决仅依靠菲涅尔理论无法实现天顶角和折射率同时估计的问题,最终实现天顶角和折射率的联合估计。由于杂散光和漫反射光在不同波段具有不同的偏振特性以及光谱特性,可完成对目标进行耀光去除的预处理,使得后期的三维重构的精度有较大的提高。基于偏振多光谱的目标三维重构方法是摄影测量与机器视觉融合后三维重构的引导性进展,具有更广泛的应用范围。

关键词：三维重构多光谱偏振无纹理目标

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图像三维重构在叶片表面压力测量的应用

工程热物理学报 2012年第9期33卷 1523-1526页

作者：高丽敏高杰谢建刘波西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

PSP(Pressure Sensitive Paint)图像的三维重构即将PSP处理所得二维压力图谱转变为叶片三维模型上的压力分布,其有助于PSP实验结果的分析和压力信息的定量提取。以某叶栅的PSP压力图像为对象进行图像的三维重构,得到了三维叶片模型表面... 详细信息

PSP(Pressure Sensitive Paint)图像的三维重构即将PSP处理所得二维压力图谱转变为叶片三维模型上的压力分布,其有助于PSP实验结果的分析和压力信息的定量提取。以某叶栅的PSP压力图像为对象进行图像的三维重构,得到了三维叶片模型表面的压力分布,并对三维重构图像进行了误差分析。结果表明:1)将PSP图像进行三维重构以后可以方便压力信息的分析及读取;2)标记点的数量及位置分布对PSP图像的三维重构精度有影响。

关键词： PSP压力测量技术三维重构压力分布

基于区域调制度和最大化的大尺寸物体三维重构

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中国激光 2010年第3期37卷 784-788页

作者：程旭升曹益平何宇航四川大学光电科学技术系四川成都610064

提出了一种对大尺寸物体进行三维重构的方法。该方法运用相位测量轮廓术(PMP)测得子区域的三维面形,采用区域调制度和最大化的思想进行高度相关匹配,通过拼接获得了整个物体的三维面形。该方法与运用所有高度数据进行匹配相比,减少了运... 详细信息

提出了一种对大尺寸物体进行三维重构的方法。该方法运用相位测量轮廓术(PMP)测得子区域的三维面形,采用区域调制度和最大化的思想进行高度相关匹配,通过拼接获得了整个物体的三维面形。该方法与运用所有高度数据进行匹配相比,减少了运算时间,提高了拼接精度。利用高度匹配得到的重叠区域位置,制作调制度二值化模板将物体从背景和阴影中提取出来,对子物体图像进行了灰度图像拼接。结果表明,三维重构的重复精度优于20μm,拼接精度优于100μm,为大尺寸物体的三维重构提供了一种有效方法。

关键词：图像处理相位测量轮廓术三维重构相关识别调制度高度匹配图像拼接

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基于三维重构的乌鳢整皮剥离系统设计与试验

农业工程学报 2024年第1期40卷 100-111页

作者：翟晓东赵明岩蒋昕余林敏王炜智黄章炜中国计量大学机电工程学院杭州310018

针对乌鳢脂肪层薄、皮肉分离难度大、手工剥取效率低且存在安全隐患等问题,该研究设计了基于三维重构的乌鳢整皮自动剥离系统。针对其头部、鱼身、鱼尾截面变化剧烈,表皮黏滑难以固定、臀鳍坚硬严重干扰剥皮作业等特点,采集并分析其形... 详细信息

针对乌鳢脂肪层薄、皮肉分离难度大、手工剥取效率低且存在安全隐患等问题,该研究设计了基于三维重构的乌鳢整皮自动剥离系统。针对其头部、鱼身、鱼尾截面变化剧烈,表皮黏滑难以固定、臀鳍坚硬严重干扰剥皮作业等特点,采集并分析其形态特征参数,设计了装夹机构、切割机构、皮肉分离机构及剥皮终端。开发了视觉系统,对待剥皮对象进行三维重建,根据重建结果,通过算法控制、规划各执行机构路径,实现了乌鳢整皮快速、准确剥取。以单台乌鳢整皮剥离机的单尾鱼皮剥离时长、鱼皮剥取率、皮肉分离指数及鱼皮破损率为指标,对样机性能进行分析。试验结果表明:单尾鱼平均剥离时长为183 s,鱼皮剥取率均值为94.60%,皮肉分离指数均值为9.93,鱼皮破损率均值为6.25%,符合整皮剥离工艺要求。该研究结果可为鱼类整皮剥取自动化系统的研发与设计提供参考。

关键词：设计试验鱼皮剥离机乌鳢三维重构

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纳米纤维膜三维重构与过滤行为分析系统

光学精密工程 2022年第9期30卷 1071-1079页

作者：郑高峰姜佳昕邓世卿陈隽毓刘益芳厦门大学仪器与电气系福建厦门361005 福建省增材制造创新中心福建福州350118

为了对纳米纤维空气过滤膜进行有效的理论数值计算和分析,建立了纳米纤维膜空气过滤性能计算的分析系统。对该系统所采用的三维重构、过滤效率计算及过滤压降计算等算法进行研究。通过去噪处理、二值化、细化算法和离散化进行纳米纤维... 详细信息

为了对纳米纤维空气过滤膜进行有效的理论数值计算和分析,建立了纳米纤维膜空气过滤性能计算的分析系统。对该系统所采用的三维重构、过滤效率计算及过滤压降计算等算法进行研究。通过去噪处理、二值化、细化算法和离散化进行纳米纤维膜的特征提取,并通过对纳米纤维膜的特征信息定义、存储和可视化渲染实现三维重构。通过对颗粒物与纳米纤维的碰撞检测和力学分析判断颗粒物被纳米纤维膜捕获的数量进行过滤效率的计算。最后,根据泊肃叶定律和压降原理实现了基于SEM图像的过滤压降计算模块。针对纳米纤维膜的拓扑结构和厚度进行了数值计算与实验比对,对比结果表明,过滤效率计算误差在10%以内,过滤压降计算误差在20%以内,计算结果趋势与实验结果相符,能够反映不同拓扑结构的过滤性能差异。

关键词：纳米纤维膜三维重构分析系统过滤效率过滤压降

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全局最优混合活动轮廓模型肺组织三维重构

仪器仪表学报 2018年第11期39卷 232-239页

作者：张蔚航王雪清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室

医学图像三维重构是一种重要的计算机辅助可视化技术,对医学诊断和辅助治疗具有重要影响。在胸腔CT图像中,肺部组织密度远小于胸腔壁、骨骼等外围组织。因此,在对肺组织进行三维建模的过程中,肺部易被外围组织遮挡,严重影响其三维观测... 详细信息

医学图像三维重构是一种重要的计算机辅助可视化技术,对医学诊断和辅助治疗具有重要影响。在胸腔CT图像中,肺部组织密度远小于胸腔壁、骨骼等外围组织。因此,在对肺组织进行三维建模的过程中,肺部易被外围组织遮挡,严重影响其三维观测和定量分析。提出了一种针对胸腔CT序列肺部组织的非遮挡三维重构方法。首先提出一种全局最优的混合活动轮廓模型准确分割连续胸腔CT图像中的肺部组织,然后采用基于错切变形的最大密度投影体绘制实现肺部三维模型重构。通过对30例患者CT数据进行实验,结果表明所提出的混合活动轮廓模型可实现准确的肺部组织分割。平均Dice相似性系数为0.983,平均双向Hausdorff距离为6.1mm,每个病例的平均分割效率为4.5min。采用错切变形体绘制重构后可获得无遮挡的肺部三维模型。

关键词：三维重构肺组织分割活动轮廓模型全局最优错切变形体绘制

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基于三维重构的哈蜜瓜均瓣雕花算法

农业工程学报 2021年第19期37卷 276-283页

作者：赵明岩林敏徐鹏王勇金宋天月梁明轩胡剑虹中国计量大学机电工程学院杭州310018 中国计量大学理学院杭州310018

为解决哈密瓜雕刻速度慢、花瓣大小不一致等问题,该研究提出了一种基于三维重构的哈蜜瓜均瓣雕花算法。对多角度拍摄得到的哈蜜瓜照片进行滤波处理,提取其图像特征并进行稀疏重建,通过点云坐标得出哈蜜瓜的特征参数;接着在稀疏点的基础... 详细信息

为解决哈密瓜雕刻速度慢、花瓣大小不一致等问题,该研究提出了一种基于三维重构的哈蜜瓜均瓣雕花算法。对多角度拍摄得到的哈蜜瓜照片进行滤波处理,提取其图像特征并进行稀疏重建,通过点云坐标得出哈蜜瓜的特征参数;接着在稀疏点的基础上利用CMVS/PMVS算法进行稠密重建;最后调节八叉树算法与泊松表面重建,得到哈密瓜精确三维空间坐标。根据哈密瓜体型特征及设定花瓣数量,将点云三角网格化在深度优先算法的基础上结合粒子群算法,规划雕刻起点、终点及雕刻深度,使每个花瓣体积相同。采用48个哈密瓜,雕刻花瓣数取15~30,雕刻深度为1.5、2.0、2.5 cm。其中切割花瓣数为28这一组精度最低,测得最大与最小花瓣体积分别为3.40与3.25 cm^(3),最大体积差为0.15 cm^(3),误差小于5%。结果表明,该研究提出的基于三维重构的哈蜜瓜均瓣雕花算法精度高,研究结果可为机器人雕刻哈密瓜提供技术支持。

关键词：图像处理粒子群算法三维重构均瓣雕花点云拼接三角网格化

基于多视角二维图像的钙质砂颗粒三维重构方法

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岩土力学 2022年第3期43卷 761-768页

作者：胡聪龙志林旷杜敏龚钊卯俞飘旖徐国斌湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105

以多视角二维图像为基础进行复杂形状颗粒三维重构。以具有复杂形状的钙质砂颗粒为样本,针对块状、条状以及树枝状等典型复杂形状颗粒进行重构,并以凸度、圆形度以及长宽比等形状指标为依托对其最终重构精度进行表征。在重构过程中,以... 详细信息

以多视角二维图像为基础进行复杂形状颗粒三维重构。以具有复杂形状的钙质砂颗粒为样本,针对块状、条状以及树枝状等典型复杂形状颗粒进行重构,并以凸度、圆形度以及长宽比等形状指标为依托对其最终重构精度进行表征。在重构过程中,以颗粒初始投影面为基础绕轴转动获取一系列颗粒二维投影图像,并提取其边界坐标值,而后利用三维点云与所获取的二维图像轮廓坐标进行定位匹配,并删除位于二维图像轮廓外部点集,最终得到使得所有点均位于所获取的系列二维图像轮廓内。在此基础上,进一步对点云实体化处理并构建得到三维实体。通过对150个不同形状颗粒展开重构,统计发现90%以上颗粒的重构误差在10%以内,其中,误差范围最大的为树枝状颗粒,最大误差为10.84%,最小误差则小于1.00%。该方法原理简单,可有效地构建得到精度较高的复杂形状颗粒三维模型。

关键词：二维图像钙质砂三维重构复杂形状