基于工程三视图三维实体重构技术的研究

提出了一种利用ObjectARX技术进行三维重构的方法。通过对工程三视图中各种二维图形特征的分类和提取,进行二维视图特征的匹配,以投影模式库为基础求得与之对应的三维基本体素。然后按一定规则将这些基本体素通过各种布尔运算及坐标变换最终形成三维实体,最后在AutoCAD上开发了一个重建系统。在算法的具体实现过程中采用了新颖的二维特征识别方法及匹配方法,比较成功的完成了一定范围内的三维实体的重建。     

基于旋转工件轮廓智能输入系统二维视图的三维重构技术

为了解决虚拟三坐标测量软件对军工涉密项目中零件检测路径规划问题,提出了一种基于二维视图的三维重构技术,设计了旋转工件轮廓二维视图的智能输入系统;操作人员根据提示输入图纸上旋转体母线的关键信息;系统软件对输入信息进行连续性、交叉性和封闭性判断,以构成正确轮廓母线;环绕旋转轴旋转母线重构出三维实体模型,按照标准IGES文件格式输出,从而实现二维视图的三维实体重构、生成的IGES文件提供给坐标测量机系统软件,可实现坐标测量机的自动化测量．联合运用该输入系统与虚拟三坐标测量机,解决了军事涉密项目中零件检测的路径动态规划问题     

工程图中查找极值点及视图划分中心点的算法

提出了自动识别工程图中视图极值点和视图划分中心点的方法;叙述了图元包围盒的思想:给出了三视图划分的两种预处理算法,即二分扫描线算法和极大相邻坐标扫描线算法.针对后一个算法,给出了基本图元包围盒的性质,定义了图元包围盒一维投影轴的概念和相应的视图划分原则.通过获取的视图极值点及视图划分中心点,可将同属一个全局坐标系中的三个视图分开,为后续建立三视图的局部坐标系作准备.     

带自由曲面的三视图重建算法研究

针对蕴含自由曲面的三视图,提出了通过恢复边界线和轮廓线进而根据这些恢复的空间曲线重建自由曲面的算法。首先分析并证明了自由曲面在三视图中的投影性质,从而提出边界投影和轮廓投影的匹配算法。针对视图中存在的被打断的样条曲线,提出了分段样条曲线的爬坡算法来解决此类曲线不能匹配的问题。然后基于投影匹配序列重建出自由曲面的边界线,再由边界投影上的点和轮廓投影端点的对应关系重建出空间轮廓线。由轮廓线等参采样构造截面线并和边界线一起蒙皮生成最终自由曲面。本文提出的算法扩展了工程图的重建域。     

计算机辅助读图系统

论文提出了一个基于AutoCAD平台的计算机辅助造型系统,该系统可用于三视图的读图训练,帮助学习者培养空间想象和空间分析能力.该系统在读取三视图数据后,能将三视图自动分割并提取各视图上的封闭线框,然后以特定的数据结构存储.在知识库的引导下,该系统可通过人机交互快速生成对应的三维模型.     

气调包装机概念设计的四视图方法

利用概念设计的四视图方法,对气调包装机进行创新设计.仿照"三视图"的提法,我们采用功能视图,结构视图,控制视图和信息视图等"四视图"来分析,描述,设计机电一体化系统,让设计者在设计过程中,融入创新思维,发挥自身的设计经验,结合现代设计软件,快速的设计出符合市场需求的产品.     

工程图中建立各分视图坐标中心及局部坐标系的算法

已知三视图极值点和三视图划分点,提出了建立各分视图坐标中心及局部坐标系的方法.给出了两种算法:坐标中心通用求解算法和原点取整平移算法.采用ObjectARX的选择集函数及视图变换建立了各分视图的局部坐标系,为后续的图形正误判断或三维重建作了准备.     

基于多视图立体视觉的沙堆三维尺寸测量研究

利用从运动中恢复结构方法(SFM),提出了一种基于多视图立体视觉的沙堆三维重建及三维尺寸测量方法。首先根据SFM方法的求解不稳定特点,结合光束平差法对SFM求解过程进行分析及优化;其次针对SFM重建结果为稀疏点云的问题,利用基于面片的稠密重建算法重新生成稠密的三维点云,再利用泊松算法对密集点云进行三维曲面重建;最后获得模型的三维尺寸信息。对某建筑工地的沙堆进行了三维尺寸的测量实验,实验结果验证了该方法的有效及可行性,提高了重建能力及精度,同时考虑了目标实际测量误差与重建误差,能够满足实际智能测量的应用需求。     

基于MBD的叶片泵建模与工艺信息集成一体化研究

为了实现MBD技术在叶片泵装配工艺设计中全面应用,摆脱以二维图纸为主、三维模型为辅助的传统设计制造模式,利用UG二次开发技术对UG进行相应模块功能开发.产品工艺信息与三维实体建模相结合,建立了面向工艺信息的MBD模型.通过叶片泵装配工艺设计过程分析,用开发的UG连接车间装配管理系统,实现三维建模工艺信息集成一体化,使产品生产真正达到无纸化、数字化、网络化、协同化制造.并以泵轴工艺信息为实例做了应用说明.     

基于虚拟三维环境的参数化方法研究

提出了多视图投影信息的建立方法,根据系统内部特有的三维数据模型,建立了多视图的几何约束和投影的束模型。通过尺寸驱动,实现了复杂工程图的参数化设计。     

三维重建新方法及新技术研究

分析了基于二维工程视图重建三维立体问题,以实际工程图样为重建对象,提出三维重建新方法,即工程语义为基础,基元之间的关系识别是先导,基元识别是关键,基元合成是根本;研制了工程语义处理、基元关系识别、基元识别、基元合成等新技术;实现了一个三维重建原型系统,输出了以工程图样为对象的三维重建实例。     

二维建筑结构图的三维模型重建

分析了建筑结构图的工程对象类型和描述方式特征,针对建筑领域的典型实例提出了与机械三维重建不同的建筑工程三维重建方案。该方案按照最常用的结构制图标准,以DXF格式的结构图纸为处理对象,以AutoCAD二次开发为主要技术路线,选择了标准层平面图为主要对象视图。讨论了建筑工程对象的数据结构设计和重建微观策略,并给出重建结果的实例。     

Shape and motion reconstruction of non rigid objects from their 2D projections under uniform expansion conditions

This paper deals with the 3D-motion and structure reconstruction of a particular class of nonrigid objects based on a sequence of their 2D orthographic projections (images). The investigation focuses on the case where it is known a-pri-ori that the object deforms continuously in a uniform manner performing either expansion or contraction at a constant but, at the same time, unknown rate. Epipolar equations are properly extended to meet the requirements of this particular problem. It is shown that four point correspondences over four views yield a unique solution to motion and structure reconstruction. The theory is supported by a numerical result.     

Design model generation for reverse engineering using multi-sensors

Reverse engineering is the process of creating a design model and a manufacturing database for an existing part or prototype. The applications of reverse engineering are in redesigning of existing partstools or prototype parts where the CAD model of the part is not available. Reverse engineering, for the most part, is performed as an interactive process where the designer identifies the surface features from digitized data and then models the surfaces accordingly. This paper presents the algorithms and implementation results for a reverse engineering system which is intended to automatically create CAD representations of part prototypes. An integrated sensory system combining contact and non-contact sensors has been developed to digitize parts surfaces. The sensory system fuses data from machine vision and a coordinate measuring machine (CMM) in order to automatically digitize the part surface. Machine vision is used to capture the orthographic views of the part. The images of these orthographic views are processed and vectorized to create five views of the part in the form of an engineering drawing. The system utilizes the generated orthographic projections to automatically drive the CMM to capture a grid of point coordinates from the part surface. The CMM digitization process is guided by the segmentation provided from the orthographic views. The segmented data from the part surface is input to the surface modeling module of the system where parametric surfaces are fitted through the digitized points. The surfaces are then extended and intersected using the Hermite approximation method to develop the 3-D CAD model of the part. Accuracy and automation is achieved by combining global shape information obtained from part images with the accurate point data acquired by a CMM. Algorithms for surface segmentation, part digitization, surface extension, and surface intersection modeling are described in this paper.     

Recognizing features from engineering drawings without using hidden lines: A framework to link feature recognition and inspection systems

Many two-dimensional (2D) feature recognition systems have recently been developed to salvage the massive store of engineering knowledge in 2D form and bring the benefit of computer-aided design (CAD)-computer-aided manufacturing (CAM) integration to 2D CAD users. However, the significant amount of effort spent in developing these systems has little use in the related field of 'Automated Visual Inspection' (AVI). This is because there are some differences in the formats of input to feature recognition and AVI systems with respect to hidden feature information. This paper presents a method to extract feature information from 2D drawings without using hidden lines. This is an initial step towards establishing a common input format between AVI and feature recognition systems, and in turn a common framework to link them. The absence of hidden edges in photographic and video images, which are used as input to the AVI systems, is mimicked by not using hidden lines, although they are normally available in any drawing. However, the lack of hidden line information is compensated for by isometric projections, which are of the same format as that of the photographic input to AVI systems. The ability to recognize features from orthographic projections coupled with isometric views but without hidden lines will be directly transferable to AVI systems, which will have a substantial impact on automatic inspection, reverse modelling and manufacturing automation and, in turn, on manufacturing productivity.     

双视三维重建的高精度运动参数估计方法

从两幅透视图像恢复被摄目标的三维结构是计算机视觉最基本的任务之一,其中,运动估计算法的性能决定了最终的三维重建精度。首先讨论了双视成像的基本数学模型,并介绍了几种现有运动参数估计方法的基本原理和不足。随后,基于投影误差最小判决函数,提出了用于双像运动估计的改进非线性迭代优化方法。数值仿真结果表明,在大平移小旋转角及小平移大旋转角2种运动条件下,采用文中提出的方法,运动估计精度均有所提高。此外,根据运动参数的估计值对真实目标进行三维重建实验,结果表明尺度重建误差小于2%且角度误差在3°以内。     

复合轴测图的精确绘制

在制图教材的编写中,以及制图课件的制作中,轴测图的绘制占据了很大的工作量.其中某些轴测图还嵌套着正投影图或轴测图,对于这种复合轴测图,用手工或二维绘图工具软件很难精确绘制.AutoCAD是目前广泛使用的计算机辅助设计软件,可以方便地进行二维和三维工程图样的设计,借助于AutoCAD精确的三维数学建模方式,介绍了生成复合轴测图的方法和技巧,并给出了范例,这对新教材的立体插图绘制,课件制作具有很好的实用性.     

三维重建中的剖视图处理

剖视图处理能够有助于更好地理解视图,提高三维重建的效率。基于对剖视图自身特点的分析,提出了三维重建中对剖视图的处理算法,即通过剖视图信息的智能提取生成基元体,将基元体同由视图轮廓生成的参照体进行布尔运算,从而得到最终的目标体。算法能够处理包括全剖视图、半剖视图以及平行剖视图在内的剖视图,最后给出了应用算例以验证算法的可行性。     

一种基于立方单元体的三维模型的构造及其三视图快速生成的方法

介绍了一种基于立方单元体的三维模型构造的基本思想、方法和算法。进而介绍了从构造出的三维模型生成三视图的方法和算法。用数学分析方法阐述了其数学模型、并论证了该特有的三维模型造型及其快速三视图生成的合理性和确定性。最后对立方单元体大小设置、造型的形体复盖域及该种造型方法的实际应用作了简要说明。     

基于工程图的复合体三维重建

提出了工程图的分解重构思想以及基于该思想的分级重建算法;从三维重建的角度,分析总结了回转体的投影特点,提出了在二维视图中确定回转体中心线定位点的方法。笔者所提出的算法,能够识别与重建空间任意位置的平面体、圆柱体、圆锥体及其复合体。对回转体的重建不依赖于相贯线的理论投影,从而允许相贯线在视图中采用近似画法。