基于透视投影和曲面法矢的自由曲面造型

提出用控制自由曲面形状的数据点透视投影和曲面在数据点处的法矢进行自由曲面造型的新思想。利用数据点透视投影和曲面法线方向计算数据点的三维坐标，采用参数双三次样条曲面构造自由曲面。这种给定自由曲面数据的方法易于控制自由曲面形状，几何意义明显。     

B样条曲面三维扩展目标跟踪算法

在目标跟踪中，三维扩展目标跟踪的实现通常需要多角度的大量量测数据，单传感器所获得的量测无论是从数量还是完整性上来说，都不能良好地满足三维形状估计的要求。针对低量测率下现有的三维扩展目标跟踪算法形状跟踪效果差的问题，提出了一种基于B样条曲面的泊松多伯努利混合滤波算法。首先，利用小波聚类对多传感器获得的三维空间量测数据进行处理，得到量测簇，在提取有效信息的同时保证算法的效率；然后，对量测簇进行划分，获得控制矩阵，控制矩阵基于B样条的控制点原理实现，因此能够表征复杂三维形状的参数，利用控制矩阵与B样条曲面拟合获得三维扩展目标的形状；最后，将B样条融入泊松多伯努利混合滤波器，扩展到三维目标跟踪，预测和更新扩展目标运动状态和形状参数。经仿真实验和真实点云数据集的验证，所提算法能够对三维扩展目标的运动状态和扩展形状实现良好的跟踪效果，且能够实现不规则三维形状的估计。     

超声检测中曲面重构和路径规划方法研究

针对自由形状曲面工件超声检测中存在探头难于对准曲面法线方向和检测效率低的问题，提出了
一种非等参数超声检测路径生成算法.对于CAD模型未知的曲面工件，首先采用超声波测距原理对工件进
行仿形测量，然后应用B样条方法重构工件的曲面模型，最后根据重构的CAD模型用非等参数算法生成检
测路径.该算法采用近似等弧长方法对参数曲面重新进行参数化，使曲面上各扫描点之间的弧长间距近似
相等.应用结果表明,与等参数超声检测轨迹生成法相比，使用非等参数方法生成的扫描点间距分布更合
理，在满足检测要求的情况下扫描点数明显减少.该算法能保证超声波入射方向和各扫描点曲面的法线方
向一致，提高曲面工件的检测精度和检测效率.     

逆向工程中三维曲面测量技术应用

逆向工程技术和先进制造技术相结合目前已发展成为CAD/CAM系统中相对独立的研究领域.自由曲面数字化是逆向工程的关键技术之一.采用了基于计算机视觉的光学非接触式测量方法，得到了自由曲面的三维几何数据.首先介绍了线结构激光扫描三维曲面测量原理、传感器的标定、激光平面的标定；通过对所拍摄的图像进行降噪、二值化、细化等处理获得光刀中心数据，进而实现了曲面的三维计算；最后给出了利用旋转测量系统对一个产品外形进行实时测量的计算实例.     

三坐标测量机在自由曲面反求工程中的应用

结合LK三坐标测量机的特点，在实际反求工作中采用该三坐标测量机对自由曲面进行扫描测量，对测量数据应用Ideas9．0中的Freeform软件实现曲面重构，得到曲面CAD模型，并给出了一个应用实例、     

逆向工程中自由曲面测量规划与重建研究

在逆向工程中曲面的测量应遵循数据采点密度随着曲面曲率特征变化而不断变化这一原则，并应根据离散点的分布确定自由曲面的重建工作.据此提出一种根据自由曲面Z向分层的测量规划和NURBS曲面方程拟合重建的方法，该方法能够有效准确地获取充分反映原曲面特征的最少测量点，并用其进行曲面的重建，保证曲面拟合方程的质量.此方法可以有效地应用于各种自由曲面的测量与拟合中.     

反求原理在重构模具自由曲面中的应用

以某一实际自由曲面为例，结合三坐标测量机(LK G90CSl5．10．8)的特点，在实际反求工作中采用该三坐标测量机对自由曲面进行扫描测量，对测量数据进行预先处理，应用三角Bezier原理．编程实现曲面重构，得到曲面CAD模型．     

一种基于三维深度数据的脸部特征检测方法

提出了一种表征曲面上某点局部形状的新方法--曲率符号分布形状描述子（CurSignTration）。根据高斯曲率和平均曲率的符号确定曲面上点的形状分类，对某点邻域内所有点的形状按编码进行统计，将统计结果归一化后得到的直方图作为该点的CurSignTration。CurSignTration描述了三维深度图像中某点邻域的形状分布状况，对给定的三维深度数据点建立了一种除坐标之外的特征信息。这种表征方法对平移、旋转及镜像变换具有不变性。结合基于外观的人脸特征检测方法，用CurSignTration可以对人脸的三维深度图像进行姿态不变的脸部特征检测。对15张三维深度人脸图像的特征点检测结果表明了CurSignTration的有效性。     

基于逆向工程的汽车车身三维造型设计

运用逆向设计的原理,以保时捷汽车模型车身为研究对象,利用激光扫描获得车身表面的点云数据;用Geomagic Studio软件对点云数据进行体外孤点、噪声点的去除以及点云拼接与对齐;然后用Imageware软件进行由点-线-面的曲面重构过程,并对曲面进行连续性和光顺性分析,得到质量良好的汽车车身CAD模型,完成了逆向工程在车身设计中的应用初步研究。更多还原     

用UGⅡ三维造型CAD软件对全顺汽车高顶蓬的设计

根据自由曲面以及曲面造型的原理，结合UGⅡ三维造型CAD软件的自由曲面造型的方法，阐述对于外部形状复杂的全顺汽车高顶蓬三维造型CAD的全过程，包括合理划分曲面片，前、中、后三部分曲面片设计，实体模型设计以及在造型过程中的一些思路和方法，并由此得出完成复杂自由曲面造型设计的三个结论，可供工程设计者参考。     

CT骨骼边界坐标文件的IGES数据转换

针对CT骨骼边界坐标文件和Imageware等逆向CAD系统之间进行数据信息交换存在的问题，依据IGES格式要求，应用编程工具VC＋＋，设计了数据转换模块，实现了骨骼边界数据文件到标准IGES文件的转换，生成了Imageware可以识别的格式文件．     

反求工程中基于IGES的数据转换

针对反求工程中,三坐标测量机与CAD／CAM系统之间进行数据信息交换存在的问题,依据IGES格式要求,应用面向对象的编程工具Visual C＋＋,设计了基于IGES格式的数据转换模块,实现了将三坐标测量机数据文件的点信息转换成标准的ICES文件的点信息,生成了CAD／CAM可以接受的IGES格式文件．该文件可以被UG（Unigraphics）系统正确识别,同时测量数据点的几何信息也得到了准确保留。     

敞篷式体育场膜结构找形分析

采用基于非线性有限元理论的形态结合法对敞篷式膜结构进行了找形分析。首先介绍了相关理论和相应有限元计算公式,通过提升支座,得到膜面的初始曲面,即“形”;然后在此形状基础上,通过温度作用对膜施加真实的预应力,迭代计算得到了真实的膜面预应力分布,即“态”,实现了“形”与“态”的结合,得到了最终膜结构的形状;最后对郑州大学新校区综合体育场膜结构工程进行了找形分析。结果表明,该方法能够快捷、精确地得到敞篷式膜结构的曲面形状,对更加合理地设计膜结构具有重要意义。     

辊型曲面的计算方法

运用分解重构原理,把管棒材曲面在本身坐标系下离散后,将离散点转换到矫直辊坐标系下再重新构造出管棒材表面,再利用截面法求出辊型曲面． 这种求解方法,可以求出管棒材在矫直辊中间为任意形状时,较为理想的矫直辊的辊型曲面． 并且它适用于各种辊系的矫直机上的矫直辊的设计,也可以求二轧辊及斜轧辊的辊型． 该方法是一种适用于ＣＡＤ的计算方法．     

基于光学信息处理的交互式电子白板

将面阵电荷耦合器件（CCD）用于探测和跟踪指点特殊光点的位置，基于windows编程的应用软件建立了基于大屏幕显示的新型人机交互设备--“交互式电子白板”.利用视频同步信号分离的专门芯片以及处理用数字电路，通过对面阵CCD输出的全电视信号进行预处理以及逻辑时序运算可以得到光点像在CCD像面上的位置；通过坐标转换可以将得到的光点在CCD像面上的坐标转换为显示屏幕上的坐标；在应用软件支持下，可对计算机进行操作.实验结果表明，在特定指点笔的操作下，可以使任意的显示大屏幕转变为具有电子书写板和触控功能的虚拟大型触摸屏.     

地表移动观测站数据处理方法探讨

为研究开采沉陷区地表移动的规律，在现有的地表移动观测站及先进观测仪器的基础上，进一步改善观测数据处理的精度，提高地表移动数据处理结果的可信度，提出了对地表移动观测站按照坐标进行观测的方法．通过计算点位的方位角，不但可以求出沿观测线方向上的位移，还可以得到垂直于观测线方向的位移，从而提高了计算精度，便于对数据进行计算机处理．     

三维几何造型在机械设计中的应用

三维几何造型是当前 CAD 技术主要课题之一,可分为线框、表面和实体三种。几何模型通过图形或数学关系来描述一个零件的形状。线框模型是三维几何造型中最简单的一种,使用计算机时间和内存也少,但不能用作复杂表面分析。描述零件复杂表面要用表面或实体模型。表面模型能揭示零件表面信息,但不能提供其内部数据。实体模型不仅定义零件的表面,而且还能揭示有关设计的内部信息。模型建立后,可以进行零件设计和制造。     

飞机结构试验载荷演算方法研究

针对飞机结构静力试验设计问题,将计算机辅助设计技术引入这一领域,结合飞机的曲面外形,探讨了飞机结构静力试验设计中的分布式载荷和集中式载荷的演算问题。在ＵＮＩＸ工作站上Ｍｏｔｉｆ图形用户界面环境下完成了交互式的载荷演算软件,使载荷演算能够以较高的精度和自动化程度进行,并且可以使载荷演算的结果直观地以图形方式进行显示。     

基于GeomagicStudio的叶片修复与曲面建模

根据原始叶片扫描的点云数据,经过点阶段、多边形阶段和曲面阶段,生成叶片的CAD模型.并利用Georagic Studio软件在多边形阶段和曲面阶段的强大功能,修复叶片扫描模型上的缺陷,为实际叶片的进一步修理提供依据.     

基于RE/RP/RT产品创新设计方法的开发与研究

在传统的产品创新设计方法的基础上,开发出基于RE/RP/RT技术为一体的产品创新设计方法,以适应新产品快速开发与创新设计的需求.此产品设计方法的主要流程是:首先采用RE技术对已有产品(实物)进行测量获得三维坐标数据,并依据设计要求重构得到所需的CAD模型;在将CAD模型离散化后采用RP技术进行快速原型加工;最后以RP制件作为母模,借助RT技术快速制作模具.本文以鼠标产品外形的创新设计为例,进行了基于RE/RP/RT创新设计技术流程的可行性及高效性的验证,实验证明此方法为产品的快速创新设计探索出一条捷径.