散乱点云的快速增量网格重建算法

散乱数据的网格重建是数字几何处理的基础性技术之一.本文提出一种快速增量式散乱点云网格重建算法,运用波前( Wave Front)方法渐进地由点云数据生成物体表面的网格模型.该算法以一个”种子”三角形初始化搜索队列,以逐渐生成的新边为搜索元素,借助Kd-树空间划分技术和搜索约束条件,快速完成优化点的评估及三角面片重建,可在保证网格质量的同时,过滤部分对重建效果意义不大的点.实验表明,该算法能够高效、可靠地生成具有不同几何复杂度的原始曲面二维流形三角网格逼近,适用于海量数据点的网格重建.     

支持STL数据源的网格曲面动态空间索引

针对STL文件格式存在网格顶点数据冗余以及缺乏面片邻接信息等缺陷,提出一种基于多维动态空间索引的显式曲面拓扑重建算法,在消除网格顶点数据复本的过程中逐步构建网格曲面顶点的KD树,通过该索引提高顶点数据复本消除效率,并基于KD树叶节点层数据存储的开放性融入半边数据结构,实现曲面拓扑结构的快速重建。最后,对6个不同规模的数据模型进行实验:与采用R^*-Tree、数组、散列表作为索引等方法相比,所提出的KD树与半边结构融合的动态空间索引在处理近百万面片的数据文件时,去除冗余顶点用时11.93 s,拓扑重建仅仅需要2.87 s,大大减少了冗余顶点的去除时间和拓扑重建时间,并且有效支持网格曲面拓扑邻域信息的快速查询,查询时间在1 ms之内,远小于对比算法所用时间。实验结果表明:所提算法能够提高网格曲面冗余顶点去除效率和拓扑重建效率,实现网格曲面拓扑邻域信息的快速查询。     

在机检测中三角网格拓扑重建方法的研究

对STL（Stereo Lithographic）模型中三角面片进行拓扑重建是解决在机检测系统中对零件模型表面进行曲面划分的前提条件之一。在建立点-边拓扑关系的基础上,将原有基于顶点坐标值浮点数比较的半边匹配结构转化为基于索引值的整型数匹配,并提出了基于关联-散列结构三角网格拓扑重建方法。该方法采用散列结构为辅助数据结构来减少STL模型顶点归并和边界归并的计算量,利用STL模型相邻网格单元数据相关性降低哈希函数的构建难度并提高冲突处理效率,在滤除冗余数据的同时完成拓扑关系的建立。计算实例验证了该算法的高效性和有效性。     

三维网格模型的快速拓扑重建算法

为了提高重建三维网格模型拓扑的速度,选择半边结构作为表示实体模型拓扑关系的结构模型,设计了新的用于加快顶点合并的索引方法。在顶点合并时直接定位到欲查找的顶点位置上,无须借助AVL等辅助查找表。拓扑重建的时间复杂度由原来的O(n log n)降低至O(n)。通过SMF格式文件进行的测试结果表明,在普通PC上重建含有10万个三角面片模型的拓扑结构也只需1s。     

基于AVL树的STL模型快速拓扑重建算法

STL数据格式是目前广泛应用于CAD系统中进行数据交换的标准格式之一。使用三角面片表示实体表面信息。但STL数据格式具有数据冗余和缺乏拓扑信息的缺点,针对这一问题,本文采用半边数据结构,提出一种基于辅助AVL树的STL模型快速拓扑重建算法,能快速有效地去除冗余顶点及实现半边合并。     

一种基于SfM重建点云的三角网格化算法*

针对SfM重建点云的曲面建模问题,提出一种改进的区域增长网格化算法。定义k近邻影响域提高拓扑稳定性,引入二叉排序树高效地组织候选三角片,采用无向环搜索策略完成孔洞的检测,最终获得完整的三角网格面。实验结果表明,该算法相比于Possion曲面重建,在获得高的重建精度的同时显著提高了计算效率,有助于提升3D曲面重建与模型表现的性能。     

基于三角片拼合的STL网格模型重建算法

采用三角片拼合的方法递增建立网格模型,新增三角片被归纳为5种类型.首先通过半边匹配确定新增三角片的类型;然后针对每一种类型使用不同的方法去除冗余顶点,并同时建立拓扑关系;最后通过顶点数组紧缩消除顶点空隙,将半边hash表转化为半边数组,完成网格模型的重建.该模型为改进的半边结构,具有完整的形状和拓扑信息,可以表示非流形边,是法矢调整、网格分块等后续处理的理想起点.实验结果表明,文中算法高效、鲁棒、可扩展.     

基于STL文件的曲面网格重建算法

利用STL文件的数据相关性以及平衡二叉(AVL)树的数据搜索效率仅与树的高度相关的特性,提出一种高效的三角形曲面网格模型重建算法。该算法可以解决STL文件存在大量的冗余、使用效率不高等问题。实验结果证明,与基于AVL树的顶点快速聚合算法相比,该算法的重建效率更高。     

散乱数据点的增量快速曲面重建算法

给出了一个新的散乱数据的曲面重建算法.算法充分利用邻近点集反映出的局部拓扑和几何信息,基于二维Delaunay 三角剖分技术快速地实现每个数据点的局部拓扑重建,然后通过自动矫正局部数据点的非法连接关系,以增量扩张的方式把局部三角网拼接成一张标准的整体二维流形网格.该算法在重建过程中能自动进行洞的检测,判断出散乱数据所蕴涵的开或闭的拓扑结构.实验结果表明,该算法高效、稳定,可以快速地直接重构出任意拓扑结构的二维流形三角形网格.     

稠密散乱数据点多分辨率曲面重构

将曲面重构看作是一种信号重构过程，针对大量散乱数据点，借助成熟的三角网格划分和网格化简算法，利用提升小波变换实现曲面重构，可以快速地构造出复杂拓扑结构的Calmull-Clark曲面；给出了小波系数估算方法以及基于网格拓扑结构的局部最优路径搜索算法．通过运行实例证明了文中算法的有效性．     

模块化机器人拓扑重构规划研究

模块化可重构机器人由若干个相同的机器人模块组合装配而成,能够重构成不同的几何形态和结构,从而适应不同的作业任务要求。本论文主要对树状拓扑结构的模块化机器人的重构规划问题进行了研究,定义了构型重构的基本概念,提出了分支重构规划算法。这类模块化可重构机器人可以用树状拓扑结构图来描述。机器人的拓扑结构从自由树转化为有根树,然后分解为若干个分支结构,并按一定顺序排列,通过对各个分支结构的逐步比较和操作,完成重构过程。最后选定模块数目,进行了重构规划过程的仿真计算。结果表明,文中所述算法对于树状拓扑结构的模块化机器人的重构规划问题是有效的。     

保持拓扑和尖角特征的网格简化算法

提出了一种有效的保持拓扑和尖角特征的网格简化算法。由于曲率刻画了模型的尖角特征，该文利用顶点曲率的高斯加权函数对经典边折叠算法的二次误差测度矩阵进行了修正，增强了尖角点对新点位置的影响。鉴于网格的拓扑保持具有重要的工程应用，论述了网格简化中各种可能的拓扑错误，并给出了相应的解决措施。平衡二叉树和半边匹配数据结构的引入，提高了拓扑信息重建的速度。最后，几个网格简化实例显示了该文算法的有效性。     

基于平衡因子的AVL树设计实现

平衡二叉树又称AVL树,得名于它的发明者G．M．Adelson—Velsky和E．M．Landis。作为一种常用的数据结构,许多教科书都详细描述了实现的算法,但是基本都是根据不同树形LL、RR、LR、RL给出相应逻辑,而且都是直接给出结论。而文中则以平衡因子为出发点,揭示了不同树形的一致性算法,第一次以数学公式推演,论证了AVL插入和删除操作在不同树形情况下,哪个节点开始失去平衡,怎么平衡以及哪个节点平衡结束,并给出算法的完整实现代码,使AVL的实现一致、简单、易懂。     

虚拟现实场景中基于八叉树的网格简化方法

在基于顶点聚类的网格简化算法中,通常对网格模型进行八叉剖分来建立一棵顶点树以表示整个网格模型的数据结构;但顶点在空间上分布的不均匀导致了顶点树的不平衡,增加了顶点树的深度。针对上述问题,论文提出了基于紧凑八叉树的剖分方法。该方法在虚拟现实场景中表现了较好的效果。     

线性四元树表示二值图像的围线追踪和Euler数的计算

本文将基于边过程的围线追踪算法推广应用于四元树表示的二值图像，给出了一个对线性四元树表示二值图像实现围线追踪的算法，算法利用输入的四分形编码确定四分形左上及右下角处象互的位置坐标，由此确定图像中的所有非零边过程，再进行基于边过程的围线追踪，算法求得围线的树结构，表达和图像的拓扑性质，利用围线的树结构给出了一个计算图像的Ｅｕｌｅｒ数的非常简便的方法。     

Concurrent Manipulation of Expanded AVL Trees

The concurrent manipulation of an expanded AVL tree(EAVL tree)s considered in this paper.The presented system can support any number of concurrent processes which perform searching,insertion and deletion on the tree.Simulation results indicate the high performance of the system.Elaborate techniques are used to achieve such a system unavailable based on any known algorithms.Methods developed in this paper may provide new insights into other problems in the area of concurrent search structure manipulation.     

基于P/S模型的分布对象中间件匹配算法研究

高效的匹配算法是大规模基于内容的发布订阅系统所要研究的关键问题之一。建立了订阅语言和事件模型,提出了一个高效、实用的基于内容的匹配算法,它主要研究匹配操作符为＂=＂,充分利用了多维索引技术和AVL搜索树加速查询,这种算法比其它常用算法具有较大提高,并且扩展性好,适合应用于大规模分布式基于内容的发布订阅系统中。     

一种新的删除AVL树的结点的算法

所有传统的删除AVL树的结点的算法的主要思想都是先删除结点再自下而上处理某些子树,涉及自下而上的后退。提出一种新的删除AVL树的结点的算法,其主要思想是先自上而下处理某些子树再删除结点,不涉及自下而上的后退。举例说明新算法的执行过程。证明新算法是正确的。与目前通常采用的Foster的算法相比,新算法不涉及辅助栈的使用。设n是AVL树的结点的个数。新算法的时间复杂性是O(log2n),与Foster的算法相同。实验结果表明新算法的平均执行时间比Foster的算法的短。新算法的空间复杂性是O(1),比Foster的算法的低。     

一种基于图的层次多标记文本分类方法

由于一个类别在层次树上可能存在多个镜像,基于层次树来进行分类可能会导致不一致性。一种自然的解决方法是采用图结构来描述类别关系,在现实生活中人们实际的描述方式也是如此。鉴于此,提出了一种直接基于图的层次多标记分类方法,称为GraphHMLTC。该方法利用有向无圈图的拓扑排序而非树的自顶向下的层次关系来确定类别之间的分类顺序,并且该拓扑序根据分类情形进行动态维护。实验表明,采用层次图分类的GraphHMLTC方法比非层次分类方法的代表之一BoosTexter.MH在较大程度上改善了分类精度。该工作体现了基于层