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孔洞填补对开孔RC梁受力性能影响的试验研究

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四川建筑科学研究 2013年第4期39卷 123-126页

作者：邱辉袁广林刘盼盼姚建国中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221008

使用高性能水泥基灌浆料作为填补材料,对腹部开设孔洞的钢筋混凝土梁进行孔洞修补,研究不同形状(圆形和方形)孔洞经填补后受力性能的变化规律及填补对开孔梁承载力的提高、裂缝开展等方面的作用。研究结果表明:方形孔洞在孔角处易形成... 详细信息

使用高性能水泥基灌浆料作为填补材料,对腹部开设孔洞的钢筋混凝土梁进行孔洞修补,研究不同形状(圆形和方形)孔洞经填补后受力性能的变化规律及填补对开孔梁承载力的提高、裂缝开展等方面的作用。研究结果表明:方形孔洞在孔角处易形成应力集中,对梁的削弱作用明显大于圆形孔洞,是一种较不利的开孔形状;采用灌浆料对开孔梁孔洞进行填补,能有效地延缓孔周裂缝的开展,对梁的承载力有明显的提高,起到了一定的修复效果,但无法改变低强度混凝土开孔梁的剪切破坏的形态。

关键词：钢筋混凝土开孔梁孔洞填补应力集中承载力

基于局部细分曲面拟合的散乱数据孔洞修补算法

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机械设计 2009年第12期26卷 72-74页

作者：王英惠吴维勇九江学院机械与材料工程学院江西九江332005 九江学院信息科学与技术学院江西九江332005

在逆向工程应用中,对于带有孔洞的散乱测量数据,给出了孔洞自动识别算法,通过提取孔洞邻域的局部数据进行三角网格划分和网格化简,得到带有孔洞的基网格。提出了基网格孔洞三角划分方法进行孔洞填补,在此基础上采用最小二乘方法进行Loo... 详细信息

在逆向工程应用中,对于带有孔洞的散乱测量数据,给出了孔洞自动识别算法,通过提取孔洞邻域的局部数据进行三角网格划分和网格化简,得到带有孔洞的基网格。提出了基网格孔洞三角划分方法进行孔洞填补,在此基础上采用最小二乘方法进行Loop细分曲面拟合得到光滑的细分曲面片。以孔洞边界为基准,给出了细分曲面裁剪算法去除拟合曲面的多余部分,最后得到精确的孔洞填补数据。

关键词： Loop细分最小二乘拟合孔洞填补三角网格划分散乱数据

用于高反表面测量的分块平滑自适应条纹投影方法

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红外与激光工程 2023年第5期52卷 316-329页

作者：何信欣刘斌王春柳吴冠豪天津理工大学电气工程与自动化学院天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384 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北京100084

条纹投影轮廓术用于测量高反表面时,相机成像会出现饱和区域,区域内相位信息难以提取,进而造成三维重建错误。为此,文中提出了一种分块平滑自适应条纹投影方法。首先,通过投影少量均匀灰度图,对饱和区域进行分块,根据各块的饱和程度,计... 详细信息

条纹投影轮廓术用于测量高反表面时,相机成像会出现饱和区域,区域内相位信息难以提取,进而造成三维重建错误。为此,文中提出了一种分块平滑自适应条纹投影方法。首先,通过投影少量均匀灰度图,对饱和区域进行分块,根据各块的饱和程度,计算相应的初始投影强度。随后,在不饱和情况下,投射亮暗两种强度的条纹图,通过在饱和区域融合两者相位信息,实现相机到投影仪的坐标匹配,获取初始映射投影强度;然后,对初始映射投影强度进行多项式拟合,构建平滑的投影强度曲线,用于逐像素获取最佳投影强度值,同步填补了因相机与投影机分辨率差异引起的映射孔洞,最终生成自适应条纹。最后,将生成的自适应条纹投射至被测物体,进行了相位解算和三维重建。实验结果表明:所提方法只需投影少量灰度图就能生成高动态范围的自适应条纹,实现了饱和区域相位信息的完整提取。相比于现有改进方法,面形三维重建的标准偏差分别减少了40%和28.6%,有效地提高了高反表面形貌测量精度。

关键词：自适应条纹投影三维测量最佳投影强度多项式拟合孔洞填补

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基于缺陷特征的三角形网孔模型自动修复算法

南昌大学学报（理科版） 2014年第3期38卷 295-300页

作者：王俐吴禄慎南昌大学机电工程学院江西南昌330031

逆向工程中,采集到的点云数据往往是以三角形网孔(STL文件)的形式输出存储,以供曲面重构、快速成型、有限元分析等后续处理。目前,三角形网孔模型已成为CAD系统与快速成型系统以及各CAD系统间数据交换的一种通用标准。然而,由于种种原因... 详细信息

逆向工程中,采集到的点云数据往往是以三角形网孔(STL文件)的形式输出存储,以供曲面重构、快速成型、有限元分析等后续处理。目前,三角形网孔模型已成为CAD系统与快速成型系统以及各CAD系统间数据交换的一种通用标准。然而,由于种种原因,三角形网孔模型存在着大量的缺陷,直接影响到快速成型、有限元分析等后续处理的有效性,一些看似不起眼的小问题都可能导致后续操作无法进行。通过对三角形网孔模型缺陷的成因及特征分析,给出了一种基于缺陷特征的三角形网孔缺陷自动检测与修复算法,提高了修模的自动化程度。实验结果表明:系统能检测到网孔中存在的各种缺陷并对其进行自动修复,修复后的模型拓扑结构完整,证明了算法的有效性和可靠性。

关键词：自动模型修复三角形网孔特征诱导孔洞填补

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虚拟手术仿真系统中电切割场景研究

虚拟手术仿真系统中电切割场景研究

作者：陈马俊南昌大学

学位级别：硕士

虚拟手术仿真技术可用于低年资医师手术训练,避免在实际手术中出错。然而大多研究者都是针对传统的手术操作开发虚拟手术系统,少有人针对电切割这类新兴手术操作搭建虚拟手术平台。本文针对现有的虚拟手术仿真中存在的问题:（1）模型孔... 详细信息

虚拟手术仿真技术可用于低年资医师手术训练,避免在实际手术中出错。然而大多研究者都是针对传统的手术操作开发虚拟手术系统,少有人针对电切割这类新兴手术操作搭建虚拟手术平台。本文针对现有的虚拟手术仿真中存在的问题:（1）模型孔洞问题;（2）手术烟雾仿真计算负担较大;（3）涡粒子烟雾难以施加碰撞边界条件;（4）烟雾与虚拟手术系统结合难,开发了一套包括切割肺组织和电凝肿瘤组织的电切割虚拟手术系统,解决了虚拟手术电切割场景仿真存在的问题,提升了电切割手术仿真的真实感,为低年资医师提供了一个现代化虚拟手术训练平台。首先,针对CT图像与Mimics软件重构的肺组织三维点云模型存在的孔洞问题,设计孔洞填补算法,有效填补了点云模型孔洞,重构完整逼真的肺组织模型,并且使用贝赛尔曲线算法模拟了电切割伤口。借助八叉树碰撞检测算法获取较大孔洞的边界。采用球面映射算法将边界点直角坐标与球面坐标进行转换,填补大孔洞,与传统的线性插补法相比,填补的区域具有弧度,更能还原软组织结构。采用点云扩增渲染算法对模型小孔洞进行填补,通过八叉树最邻近搜索法确定合适的扩增倍数,填补小孔洞。结果显示孔洞填补后的肺组织模型结构完整、视觉效果逼真,为后续的手术操作奠定了基础。其次,针对传统涡粒子法模拟手术烟雾计算负担较大,提出一种网格涡粒算法,不仅能较好的展现烟雾上升的涡旋细节又能有效的减小了烟雾仿真的计算负担,适用于虚拟手术实时仿真系统。采用立方体网格包围所有涡粒子,并借助体积分权法和亥姆霍兹分解法加快更新涡粒子速度和位置。比较网格涡粒法和传统的Biot-Savart集成方法,网格涡粒法将时间复杂度从O（N2）降低到了O（N）+O（Mlog2 M）,尤其在涡粒子数目较大时,减小的计算损耗更为明显。再次,针对涡粒子和不规则表面碰撞时难以获取碰撞面法向量信息的问题,提出辅助粒子法为碰撞涡粒子传递碰撞面的法向量和位置信息,帮助碰撞涡粒子可以根据不同的信息及时更新位置和涡量。本文采用辅助粒子法完成了烟雾与不同类型的表面碰撞,实验证明辅助粒子法可以使得涡粒子模拟的烟雾在碰撞时满足不可穿透无滑移的流体边界条件,有效的解决了涡粒子碰撞难题。最后,搭建电切割虚拟手术平台,将填补孔洞后的软组织和手术烟雾融入该系统。实验结果表明本课题开发的电切割虚拟手术系统可以有效得完成电切割手术操作,具有逼真的视觉效果。

关键词：虚拟手术系统电切割孔洞填补手术烟雾

基于倾斜摄影三维模型的模型修整系统开发与应用

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基于倾斜摄影三维模型的模型修整系统开发与应用

作者：刘伊宁东北大学

学位级别：硕士

倾斜摄影测量三维重建已经成为城市建模的主要手段,其具有高效率、高精度、高真实感和生产成本低的优点,但也面临海量数据、一张皮和细节质量较差的挑战。航拍影像中遮挡、弱纹理、光照不同、阴影等因素,可能会导致倾斜摄影三维模型中... 详细信息

倾斜摄影测量三维重建已经成为城市建模的主要手段,其具有高效率、高精度、高真实感和生产成本低的优点,但也面临海量数据、一张皮和细节质量较差的挑战。航拍影像中遮挡、弱纹理、光照不同、阴影等因素,可能会导致倾斜摄影三维模型中存在粘连、孔洞、色差、扭曲等情况,影响模型场景的真实感。本文在分析国内外研究现状的基础上,针对上述倾斜摄影三维模型中常见问题展开研究,主要内容如下:1)根据倾斜摄影三维模型特点完成系统文件管理、数据库和框架的设计,达到对海量模型文件快速检索和快速处理的目的。根据模型空间划分和LOD结合的特点,设计模型数据库,用于存储模型文件的空间信息,并为系统功能处理提供快速检索文件功能;根据需求构建各模块数据类和结构体,实现系统数据组织与管理。结合计算机技术特点,对系统的操作流程进行合理的设计,尤其对于选择、绘制和任务管理与处理等人机交互的操作步骤进行精简,利用多线程、批量处理等技术手段优化系统交互和提高模型处理效率。2)本文解决了模型修整涉及的关键问题。根据切割三角面片设计并实现任意平面对模型三角网切割算法,提高切割的准确性和边缘平整度,实现连续三角网物理分离,是多项修整功能的基础;利用仿射变换算法实现对纹理图片的局部修改,解决三角形在图像中投影发生形变的问题,为模型纹理色差等相关问题的修复提供支持;基于模型切割实现将外部模型向场景模型的数据融合,减小单文件的数据增加量和维持原模型空间划分,避免数据冗余。3)模型修整功能设计与实现。针对倾斜摄影三维模型中存在的孔洞、残缺、扭曲等问题,本文系统基于关键技术研究和联动外部软件(如PhotoShop),设计并实现棱线修复、模型整平、孔洞填补、悬浮物剔除、纹理修复和模型裁切六个主要功能,可以通过单一或多项功能组合的方式完成对模型中常见问题的修整。本文所述系统基于底层语言C++、SQL和OpenCV、OSG、SQLite3等开源库底层开发。通过实践应用表明本文模型修整系统,能够解决倾斜摄影三维模型中存在的常见问题,在细节层次提升模型质量,满足倾斜摄影三维模型的应用需求。

关键词：倾斜摄影三维模型模型切割纹理修改棱线修复孔洞填补

可移动文物三维数字重建的关键技术与应用研究

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可移动文物三维数字重建的关键技术与应用研究

作者：陈晓聪佛山科学技术学院

学位级别：硕士

随着现代光学采集和信息技术的发展,三维扫描领域已出现能采集物体表面彩色点云数据的扫描设备,其在文化遗产的数字化保护领域有着重要的应用价值。目前三维扫描的点云重建过程中缺乏对彩色点云的色彩信息进行同步处理,导致后期的三维... 详细信息

随着现代光学采集和信息技术的发展,三维扫描领域已出现能采集物体表面彩色点云数据的扫描设备,其在文化遗产的数字化保护领域有着重要的应用价值。目前三维扫描的点云重建过程中缺乏对彩色点云的色彩信息进行同步处理,导致后期的三维重建需要对位置信息与色彩信息的配准、融合、填孔等进行分别处理,存在工作量大、色彩信息还原准确度不高、色彩和位置信息需要二次配准等一系列问题。本文针对上述问题开展了深入的研究,提出了一种整合处理点云位置和色彩信息的三维数字重建新方法,实际应用到广东石湾陶瓷博物馆馆藏陶瓷艺术作品的三维重建工作中。本研究主要开展的工作包括以下几个方面:1.重叠彩色点云的融合。针对多次采集得到的点云数据在完成配准后出现对应点重叠的问题,采用结合颜色信息的体素滤波法进行对应点的融合计算,通过建立体素单元来划分对应点对所处空间,再利用重心计算完成体素单元内点云的位置和色彩信息融合。2.彩色点云孔洞区域填补。针对点云孔洞的修补问题,结合形状可控的点云孔洞填充算法,提出了点云填充时颜色信息同步地填充的方法,通过填充边界点邻域点的色彩信息来加权计算新点的色彩信息,有效地解决了点云孔洞区域位置和色彩信息同步修补的问题。3.网格重建与色彩纹理的配准。利用Poisson网格重建算法将完整的彩色点云数据进行网格模型的重建,并通过网格参数化的方法将三维模型映射至二维平面域,同时提取点云色彩信息形成二维纹理图像,解决三维模型与二维色彩纹理的空间配准问题。4.在国家文化和旅游科技创新工程项目的支持下,利用上述方法开展数字化重建工作,完成了广东石湾陶瓷博物馆馆藏103件陶瓷艺术作品的三维数字化采集与重建,并基于Unity 3D引擎和HTML5.0技术,开发Web端的虚拟展示平台,实现传统文化遗产的数字化保护及推广应用。

关键词：三维重建彩色点云融合孔洞填补虚拟展示可移动文物

大型复杂装配几何模型重建与更新关键技术研究

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大型复杂装配几何模型重建与更新关键技术研究

作者：章劲松哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

大型复杂装备作为国之重器,且由于其本身的特性,研制过程复杂,研究成本高,研制成功会极大地促进国家社会的发展,而一旦研制失败,不仅会造成国家社会的巨大经济损失,甚至会影响国家重要战略,这种巨大的经济和社会成本是难以接受的。将现... 详细信息

大型复杂装备作为国之重器,且由于其本身的特性,研制过程复杂,研究成本高,研制成功会极大地促进国家社会的发展,而一旦研制失败,不仅会造成国家社会的巨大经济损失,甚至会影响国家重要战略,这种巨大的经济和社会成本是难以接受的。将现实的物理模型转化成虚拟的数字样机并在计算机中进行模拟装配分析的虚拟装配技术能够很好得解决这一问题,通过虚拟装配分析技术,可以快速有效地发现装配过程中可能出现的,大大降低研制过程中的风险。这其中将物理模型转化为数字样机的过程称作几何模型重建。本文针对大型复杂装配几何模型重建与更新过程中的关键技术进行了分析,并作了相关研究,包括总体方案设计、点云数据处理以及点云孔洞修补等相关工作,具体情况如下:以某大型风洞喷管段这一典型大型复杂部段为研究对象,分析了大型复杂装配的特点,给出了以参数化建模技术、同步建模技术和逆向工程建模技术为组合重建手段的几何模型重建方案,并对各种重建手段的特点及适用情况进行分析,同时提出了针对不同重建手段的模型更新方案。对重建方案中的逆向工程建模工作展开研究。对风洞喷管段微缩模型的喉道块表面进行激光扫描获取三维点云数据并对点云数据进行建立了K-D Tree拓扑关系,结合基于K-D Tree的搜索策略和ICP算法,将同一区域不同角度扫描得到的点云数据进行了配准拼接。通过对喉道块表面点云数据模型的分析,利用了投影平面法,将空间点云数据对应至二维平面实现三角剖分,并最终完成喉道块曲面的重建工作。针对大型复杂装配在进行点云数据扫描过程中容易出现的点云孔洞问题进行研究。分析了孔洞成因并利用算法对点云数据中的点云孔洞进行了边界识别,介绍了点云填补的最小角度法并提出了改进最小角度法的点云填补方案。设定三角网格误差计算规则,对填补后的点云模型进行误差计算并分析。以一典型部件为例,分析其工作状态以及受力情况,组合三种重建方法,完成对该部件的几何模型重建与更新工作。

关键词：大型复杂装配几何模型重建逆向工程建模孔洞填补模型更新

东深供水改造工程B-Ⅲ_3标段(架空)明槽清水混凝土施工技术

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甘肃水利水电技术 2004年第1期40卷 61-62页

作者：谢仕群广东省源天工程公司广东增城511340

针对东改工程清水混凝土面不装修、外观质量要求高的特点 ,着重从模板工艺、测量放样、混凝土施工工艺。

关键词：供水工程明槽清水混凝土测量放样孔洞填补