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基于灰度曲面匹配的虹膜识别方法

光学学报 2006年第10期26卷 1537-1542页

作者：苑玮琦徐露林忠华沈阳工业大学视觉检测技术研究所沈阳110023

目前的虹膜识别都是采用在图像上提取特征点,并将特征点编码为固定长度的特征数据用于匹配的方式。这种方式使虹膜识别系统易受攻击。为了进一步提高虹膜识别系统的安全性和识别速度,提出了一种基于灰度曲面匹配的虹膜识别方法。该方法... 详细信息

目前的虹膜识别都是采用在图像上提取特征点,并将特征点编码为固定长度的特征数据用于匹配的方式。这种方式使虹膜识别系统易受攻击。为了进一步提高虹膜识别系统的安全性和识别速度,提出了一种基于灰度曲面匹配的虹膜识别方法。该方法抛弃了特征提取和编码等传统操作,在特征分析的基础上直接利用了灰度曲面匹配的思想,首先对两幅图像中的像素灰度做差,得到灰度差曲面,然后求出该灰度差曲面的方差。将此方差作为衡量两个虹膜特征曲面之间距离的依据,并据此判定两个虹膜是否来自同一只眼睛。在给定阈值为40的前提下,正确识别率为96.89%,识别时间为53.2 ms。实验结果证明,该方法识别准确率高,识别速度快。

关键词：医用光学与生物技术生物特征识别虹膜识别曲面匹配方差

一种描述强对流三维流场的非刚性曲面匹配方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第2期54卷 196-204页

作者：王萍顾恺侯谨毅天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

强对流天气是由空气的剧烈垂直运动导致的,以上升气流和下沉气流为主,它突发性强、破坏力大,对国民经济与民众安全有重大危害,一直是天气预报与分析中的难点和重点.如果可以简捷地描述出包含上升气流和下沉气流的三维流场,将有助于强对... 详细信息

强对流天气是由空气的剧烈垂直运动导致的,以上升气流和下沉气流为主,它突发性强、破坏力大,对国民经济与民众安全有重大危害,一直是天气预报与分析中的难点和重点.如果可以简捷地描述出包含上升气流和下沉气流的三维流场,将有助于强对流天气的分析.本文基于多普勒天气雷达反射率因子数据,在单体分割后通过双线性插值法获得三维格点插值点云,假设相邻体扫时刻同一数据点的反射率因子基本不变,设定反射率因子阈值,对相邻体扫时刻下反射率因子大于等于阈值的点云通过Marching Cubes方法构建三维曲面.然后,对于这对曲面设计出一种非刚性的曲面匹配方法来描述强对流天气的三维流场:设计包含曲面法向量和曲率信息的曲面各点形态特征向量,进行匹配区域限制,设置附加条件解决一点对多点匹配的不确定性问题.通过该曲面匹配方法获得三维流场中各数据点的位移向量,从而近似描述出强对流天气的三维流场.最后,通过由各种三维空间变换得到的模拟曲面数据进行曲面匹配方法的效果测试,综合平均匹配正确率达到87.0%.

关键词：强对流天气多普勒天气雷达三维流场曲面匹配三维可视化

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基于曲面约束匹配算法的装配仿真定位方法

机械工程学报 2018年第11期54卷 70-76页

作者：张秋爽金鑫张忠清张之敬尚可北京理工大学微小型制造研究所北京动力机械研究所

随着工业科技的发展,现代制造业对零部件的装配精度提出了更高的要求,要求从系统制造的早期阶段预测最终产品的精度与性能,这有利于提高装配合格率、一致性及精度稳定性。在精密零件真实模型的装配仿真过程中,确定零件模型的装配定位是... 详细信息

随着工业科技的发展,现代制造业对零部件的装配精度提出了更高的要求,要求从系统制造的早期阶段预测最终产品的精度与性能,这有利于提高装配合格率、一致性及精度稳定性。在精密零件真实模型的装配仿真过程中,确定零件模型的装配定位是进行装配精度预测与控制首要解决的问题,其本质是两个带有几何误差的配合表面的精确匹配。提出一种基于曲面约束匹配算法的装配仿真定位方法,并通过试验验证,零件装配定位的预测值与实测值的相对误差在10%以内。该方法是准确有效的,具有很好的计算精度,可以快速准确地在真实接触状态下分析和验证装配出的产品是否符合精度要求,为产品的装配分析和公差设计提供良好的校验、反馈功能以及可视化手段。

关键词：精密装配仿真几何误差曲面匹配

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基于改进型粒子群算法的曲面匹配与位姿获取

清华大学学报（自然科学版） 2015年第10期55卷 1061-1066页

作者：罗磊陈恳杜峰坡马振书清华大学机械工程系北京100084 总装军械技术研究所石家庄050000

有限散乱点模式匹配是机器视觉与模式识别领域中的一个基础问题和重要环节,在目标识别、医学图像配准、遥感图像匹配、目标位姿获取等方面得到了广泛应用。该文提出了一种变概率密度分布的改进型模拟退火粒子群算法,能够加速算法收敛并... 详细信息

有限散乱点模式匹配是机器视觉与模式识别领域中的一个基础问题和重要环节,在目标识别、医学图像配准、遥感图像匹配、目标位姿获取等方面得到了广泛应用。该文提出了一种变概率密度分布的改进型模拟退火粒子群算法,能够加速算法收敛并搜索到全局最优解,提高匹配准确性。通过采集已知旋转体目标局部表面有限散乱点,构造适应度函数并进行坐标变换,实现散乱点与曲面的匹配和目标位姿获取,讨论了误差影响因素和算法适用性。应用结果表明:该方法与最小二乘曲面拟合方法相比,所需散乱点数目少,计算效率和精度高,且具有对散乱点采集误差不敏感等优点,能够满足排爆机器人抓取目标局部裸露情况下的位姿获取应用需求。

关键词：粒子群算法模拟退火曲面匹配排爆机器人

面向复杂飞行器表面的自适应分块与无褶皱展平算法研究

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机械设计与研究 2024年

作者：向洋刘顺宋雨遥王东海金隼上海交通大学机械与动力工程学院空间物理重点实验室

随着空天飞行器技术的发展，具有发汗材料特性的高分子柔性蒙皮以其轻质、高效等优点，成为飞行器表面防隔热铺贴防护的优势材料，但柔性蒙皮铺贴不仅需满足几何贴合性，还受到铺贴数量约束。本文围绕飞行器表面复杂曲面的蒙皮大面积、... 详细信息

随着空天飞行器技术的发展，具有发汗材料特性的高分子柔性蒙皮以其轻质、高效等优点，成为飞行器表面防隔热铺贴防护的优势材料，但柔性蒙皮铺贴不仅需满足几何贴合性，还受到铺贴数量约束。本文围绕飞行器表面复杂曲面的蒙皮大面积、低畸变、高贴合的需求，开展蒙皮展平算法研究，解决蒙皮铺贴过程中存在的铺贴性能和制造成本问题。针对柔性蒙皮挤压易褶皱的特性，提出了复杂曲面自适应分块与展平联合的双重循环优化算法。通过保角变换，利用Dirichlet能量更新切割曲线，在保证展平效果的基础上尽量减小曲面分割的块数，实现复杂外形表面自适应分块-展平-版型设计，并设计样机铺贴实验对算法进行验证。实验结果表明，蒙皮表面无起皱缺陷以及搭接重合现象，铺贴接缝误差一致性满足性能需求。样机铺贴实验说明所提飞行器复杂曲面的自适应分割与保形展平算法可有效保证飞行器表面柔性蒙皮铺贴精度，验证了算法的可靠性。

关键词：复杂曲面曲面分割保形展平飞行器蒙皮曲面匹配

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自由曲面的匹配检测新方法

哈尔滨工业大学学报 2010年第1期42卷 106-108,114页

作者：徐毅李泽湘哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳518055 香港科技大学电机与计算机工程系

为将测量坐标系匹配到CAD坐标系,研究了自由曲面检测中被测曲面和设计曲面的匹配方法,提出了多级匹配策略.首先进行曲面的粗匹配,使实测曲面和设计曲面保持大致相同的位置和姿态,即先定义曲面中心,然后搜索4个角点,通过这5个点的匹配实... 详细信息

为将测量坐标系匹配到CAD坐标系,研究了自由曲面检测中被测曲面和设计曲面的匹配方法,提出了多级匹配策略.首先进行曲面的粗匹配,使实测曲面和设计曲面保持大致相同的位置和姿态,即先定义曲面中心,然后搜索4个角点,通过这5个点的匹配实现粗定位.接着在粗定位的基础上进行精定位,通过对目标函数的变形,提出了一种新的方法来完成对位姿关系的求解.最后通过一个自由曲面的仿真实验,验证了方法的有效性.

关键词：自由曲面曲面匹配五点预定位

曲面匹配算法对曲面在线检测不确定度影响的研究

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曲面匹配算法对曲面在线检测不确定度影响的研究

作者：王建军武汉理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,人们对产品外形美观性和个性化需求日益提高,曲面零件在飞机、汽车、家电等产品中得到越来越多的应用。同时,对零件的几何精度测量提出了高精度、高效率的要求。曲面类零件因其形状不规则使得传统测量工具难以对其... 详细信息

随着科学技术的发展,人们对产品外形美观性和个性化需求日益提高,曲面零件在飞机、汽车、家电等产品中得到越来越多的应用。同时,对零件的几何精度测量提出了高精度、高效率的要求。曲面类零件因其形状不规则使得传统测量工具难以对其加工误差进行精确检测。利用在线检测系统从曲面零件表面采集测量数据,将零件表面形状数字化,再利用曲面匹配算法将测量数据与理论模型进行匹配,最后,基于匹配结果实现对零件加工误差的评定。在对曲面零件进行检测的过程中,在线检测系统只是基本的坐标采集设备。误差评定的结果依赖于合适的测点数量和较好的测点分布。本文主要完成了曲面匹配算法对曲面在线检测不确定度影响的研究,阐述了测量数据与理论模型之间的最佳匹配问题,利用统计学的Bootstrap方法,建立了曲面匹配算法不确定度评定的数学模型,采用实验的方法研究了测点数量和分布对在线检测不确定度的影响。首先,研究了测量数据与理论模型之间的最佳匹配问题。建立了曲面匹配的数学模型,并阐述了曲面匹配算法在实现过程中的四个关键性问题,引入了基于迭代最近点的曲面匹配算法。通过计算机模拟,利用预先给定坐标变换矩阵的方法,验证了所提出曲面匹配算法的有效性。其次,研究了曲面匹配算法不确定的评定问题。引入测量不确定度,对曲面匹配算法的不确定度进行了分析,引入基于统计学的Bootstrap方法,将Bootstrap方法和曲面匹配算法结合,提出曲面匹配算法不确定度的评定方法。当Bootstrap重抽样次数较多时,虽然得到的结果准确性较高,但是却需要很大计算消耗。为了追求计算准确性和计算消耗之间的平衡,通过实验分析,得到的结论是：当Bootstrap重抽样次数取1000次时,即能保证结果的准确性,也具有较少的计算消耗。最后,利用实验的方法,研究了曲面匹配算法对在线检测不确定度的影响。基于在线检测系统平台,对汽车轮毂模具的曲面进行检测,并利用提出的不确定度评定方法,研究了曲面匹配算法对在线检测不确定度的影响。

关键词：不确定度 Bootstrap方法曲面匹配在线检测

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曲面匹配中的重采样逼近性质研究

曲面匹配中的重采样逼近性质研究

作者：窦晶大连理工大学

学位级别：硕士

三维几何匹配与相似性技术研究是通过对三维几何模型的分析、变换、特征提取等手段来实现对几何模型的识别、相似性度量、匹配等。三维曲面的匹配问题作为其中主要的部分，在逆向工程、虚拟现实、计算机视觉、医学图像配准以及药物分子... 详细信息

三维几何匹配与相似性技术研究是通过对三维几何模型的分析、变换、特征提取等手段来实现对几何模型的识别、相似性度量、匹配等。三维曲面的匹配问题作为其中主要的部分，在逆向工程、虚拟现实、计算机视觉、医学图像配准以及药物分子结构设计等领域有着重要应用。随着三维几何模型在计算机视觉和图形学研究中的重要性与日俱增，三维形状分析和匹配作为核心问题得到了深入研究。三维形状分析和匹配是指对给定的三维几何模型，寻找一个三维空间中的变换(可以是刚体变换或尺度变换)，使得两个局部或整体相同或相似的模型之间的某种距离达到最小，以方便我们进行更进一步的形状比较和分析。本文以散乱噪声点云数据为研究对象，围绕曲面匹配若干关键技术展开研究，主要对三维几何离散曲面的匹配及其相关处理技术进行了研究。本文的主要贡献是研究重采样中主曲率估计的收敛性，检测噪声等因素对主曲率估算的实际影响，给出定量的理论结果，在噪声点云数据各阶微分量估计的基础上，给出了逐点估计各阶微分量的误差的公式，并进一步给出了三维空间中法向及主曲率估计的误差边界。本文共分为四章，结构安排如下：第一章首先介绍了课题所属的研究领域、课题的理论意义和应用价值，然后对国内外在曲面匹配方面的研究成果和发展趋势进行了分析。第二章对形状匹配与相似性技术进行了综述。第三章阐述了特征提取技术的数学理论和方法，对已有的一些特征提取算法进行了简要的介绍。第四章分析了离散曲面重采样下微分量计算的逼近性质，这是本文中着重要解决的问题。最后是对本文所做工作的总结以及对后续工作的展望。

关键词：点云曲面匹配特征主曲率误差边界

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基于特征曲线和曲面匹配的弹痕自动比对方案

数学的实践与认识 2010年第15期40卷 130-138页

作者：温惠刘腾翁海霞山东大学电气工程学院

提出了消除测量误差的两套方案：基于特征曲线提取的方案和基于曲面匹配的方案．建立了中心重合法、近似法矢重合法与多点预定位法相结合的曲面匹配模型；讨论并给出了用于弹痕比对的六个差异度衡量指标；建立了弹痕及弹头相似度模型；... 详细信息

提出了消除测量误差的两套方案：基于特征曲线提取的方案和基于曲面匹配的方案．建立了中心重合法、近似法矢重合法与多点预定位法相结合的曲面匹配模型；讨论并给出了用于弹痕比对的六个差异度衡量指标；建立了弹痕及弹头相似度模型；给出了方案的有效性评价体系；最后，对一组实际的弹痕数据，进行有效性验证，取得了较高的正确率．

关键词：形状特征曲线曲面匹配多点预定位相似度