三维激光扫描技术在犯罪现场重建中的应用

目的:研究利用三维激光扫描技术进行现场重建的技术方法。方法:首先,利用三维激光扫描仪对现场进行扫描,获取现场的点云数据;然后,依据点云数据进行现场建模和动画模拟。结果:精确地重建了犯罪现场的场景并获得具有交互性、沉浸感的动画模拟效果。结论:利用三维激光扫描技术可以精确、方便地进行现场重建。     

一种基于螺纹点云的缺陷提取方法

针对螺纹表面凹坑缺陷,结合双目三维扫描仪的数据采集特点与螺纹表面特性,提出基于三维螺纹点云缺陷检测的方法.该方法首先利用法向量提取算法,将缺陷部分提取出来,同时将轮廓点云一并提出.然后采用基于密度的DBSCAN聚类算法去除法向量提取的轮廓点云,且只保留凹坑缺陷点云.最后采用最小包围盒算法对缺陷点云参数化,测算其长度、宽度以及深度,实现了表面缺陷的数字化测量.     

一种大型锻件外形尺寸在线测量新方法

提出了一种大型锻件外形尺寸的在线测量新方法.首先通过激光扫描仪扫描锻件表面的信息,将获得的扫描仪到锻件表面的距离信息转化为坐标信息,然后进行点云拼接、数据精简和曲面重构处理,最后导入SolidWorks软件中构建锻件的三维模型,从中提取截面,给出锻件的尺寸信息,实现大型锻件外形尺寸的在线测量.     

基于集成学习的强鲁棒性三维点云数据分类研究

目的通过三维扫描仪得到的点云数据往往存在很多异常值,例如噪点、遗失点和外部点等。在这些异常值存在的情况下,为了提高三维点云数据的分类精度,提出一种基于集成学习的强鲁棒性三维点云数据分类方法。方法提出一种基于最大投票法的集成学习思想,将2个深度神经网络的分类结果进行集成,从而提高网络的泛化性和准确性;采用全局特征增强和中心损失函数来优化神经网络结构,提高分类精度并增强鲁棒性。结果文中方法缩短模型训练时间至30个迭代次数,且在有噪点、丢失点和外部点的情况下分类精度均得到有效提升。结论提出的EL-3D算法在含有噪点、丢失点和外部点的情况下,鲁棒性效果要优于目前的点云分类方法。     

基于多Kinect的旋转人体扫描系统研究

为解决目前人体扫描系统价格昂贵、操作复杂、占用面积大等问题,基于微软推出的Kinect相机具有快速、安全、经济的特点,提出利用3个Kinect相机和一个旋转台来构建三维人体扫描系统,研究该系统涉及的深度相机成像原理、多相机标定以及点云配准等技术。首先利用KinectFusion技术重建出单个传感器的三维点云,然后采用多相机标定技术,计算各传感器之间的相对位置关系,实现点云的初始拼接,并使用ICP算法实现点云的精确配准,从而重建出完整的三维人体点云模型。实验结果表明,该方法能够重建出高精度点云,并且该人体扫描设备成本低,占地面积小,可行性与实时性强。     

基于MATLAB对三维激光扫描数据的精度评定

针对三维激光扫描存在对扫描精度难以评定的问题,该文提出了1种基于(结合)MATLAB的三维激光扫描数据的精度评定方法。首先,对三维激光扫描测量的数据进行预处理,获得被扫描体表面的点云数据;其次,切割被扫描体的点云曲面,获得点云剖线;再次,通过MATLAB拟合点云曲线,将其转成离散点位;最后,依托TS30高精度的特点,对三维激光扫描数据进行精度评定。     

纸张表面形态立体观测及表征系统研究与应用

目的研究纸张表面微观形态观测系统,对纸张表面形态进行高精度的立体观测及细节表征。方法通过组合DT-400E精密程控三维平移台和基恩士LJV-7200二维激光扫描仪,开发高精度纸张表面形态立体观测及表征系统硬件部分,扫描并传输纸张表面形态点云数据至计算机。研发系统软件部分的相应软件将得到的纸张表面形态数据进行处理、表征和分析。结果该系统精确、直观地还原并分析了纸张的立体表面形态,并使局部细节得到了详细表征,其点云数据可应用于3D打印或其他方向。结论利用该系统对样张扫描,可以科学而准确地对纸张表面形态进行立体观测和分析,为研究纸张表面形态对印品质量的影响提供了有效而新颖的手段。     

基于RGB-D值的三维图像重建系统研究

针对目前视频画面角度固定、缺乏深度和人机互动的问题,本文利用Microsoft Kinect体感摄像机可以同时获得彩色图像和深度图像的特点,搭建了基于多台Kinect的三维图像重建系统,实现了在DepthOfField10.1环境中可以手动旋转,看到不同视角的三维图像.本系统首先通过校准得到相机标定参数,然后将获取的彩色图像和深度图像进行自身数据融合生成一组三维点云数据,同时通过坐标转换将三维数据在世界坐标系中表示,再将多组点云数据进行融合重建,在进行重建的过程中运用纹理贴图技术进行渲染,得到3D图像.由此得到的立体图像可以通过旋转看到各个角度的三维图像,具有很强的立体感.通过对系统的初步实验验证了本系统的可行性.实验结果表明:本系统可以实现手动旋转三维图像,获取不同角度的三维画面,增强人机互动.     

带微孔的透平叶片的光学测绘方法

提出了一种获得透平叶片及其微孔CAD模型的光学测绘方法,首先,采用小视场的数字结构光三维扫描仪分块测量并拼接获得叶片点云;然后,在微孔中插入直径合适的高精度圆柱量规,测得量规点云,拼接到叶片轮廓上;最后,分别拟合叶片点云和量规点云为NURBS曲面和圆柱体曲面,圆柱体轴线与NURBS曲面交点即为微孔位置,圆柱体轴线方向即为微孔的法线方向,该方法采用传递测量对象的方式,测量芯棒而不是直接测量微孔;通过增加点云的采样密度,提高重建模型的精度和可靠性,测绘结果表明,叶片和量规的曲面模型的残差均为0.104 mm.     

人体扫描模型的特征提取方法研究

在人体模型前处理的基础上,按照人体测量学的方法对三维扫描人体的特征点进行定义。针对特征点的分布规律给出一个可变步长的搜索方法,该方法兼顾搜索速度与搜索结果精度,最后根据特征点的位置获得扫描人体的特征尺寸并且生成人体骨骼。     

采用单目视觉系统的人体三维姿态恢复

提出了至少存在一个点深度值已知的约束条件下,基于单目视觉系统恢复人体三维姿态的方法.该算法简化了CCD相机的标定过程,实现了人体三维姿态的恢复.避免了多目视觉系统在实际应用中对空间和光照等的限制,以及在对应特征点匹配上的弱点.给出了上述方法的实验过程及计算结果,验证了在上述约束条件下基于单目视觉恢复人体三维姿态算法的可行性.     

行走激励的傅里叶级数模型及其参数的实验研究

利用三维动作捕捉技术结合三向测力板,开展了7种不同步行频率下行走激励的动力特性实验,得到73人次5 004条有效单足落步荷载曲线。利用实测的双足重合的准确时间点将单足落步荷载曲线拓展成连续时程曲线,进而得到行走激励竖向及横向分量的傅里叶级数模型的前5阶系数及相位角值。与其它国家现有模型的比较反映出了不同人群特性的差异,所建议模型可用于大跨工程结构考虑行走作用的振动舒适度问题的设计与分析。     

人体结构参数模型人工神经网络法拟合及虚拟测量

利用神经网络的非线性映射能力，寻找身高，体重和性别与个体结构静态尺寸的普遍性规律，建立统计参数的网络数学模型，为虚拟测量及人机工程设计提供一种分析方法。     

Three-dimensional human head modelling: a systematic review

ABSTRACT

Human head is one of the most important parts of the body, as it houses brain and other sensory organs, which controls functioning and working of the whole body. The products used for head and face are designed for functions like protection, information transfer, healthcare or to improve the aesthetic appearance. In order for them to serve their purpose, they need a close fit and in order to make it more ergonomic, user's comfort also needs to be addressed, thereby making it necessary to acquire accurate anthropometric data for ergonomic product design. Traditional techniques involve manual measurement using tapes, callipers and scales which normally have low reliability and low accuracy. With the advancement in image processing and computer aided designing and modelling techniques it has become possible to develop highly accurate and reliable 3D head and face model. Following paper presents a systematic review of different approaches that have been proposed for developing 3D head and face model and also the techniques used in processing and analysis of 3D data and their limitations. The paper also presents application of head and face models for ergonomic product design.     

基于明墓出土文物资料的数字化女性人体模型复原——以李英姑为例

传统服饰的复原不仅涉及服装本身的形制结构、纹案、织物展现，还包括在真实人体穿着状态下的展现。而目前在对墓葬出土的服饰文物复原工作中，涉及的墓主人人体尺寸数据问题，缺乏相关的资料记载和在经过时间的流逝下已经很难获取墓主人较为准确的尺寸信息。因此在服饰复原的过程中，对服饰文物的真实展现成为了当下一个棘手的问题。以江西南城益宣王朱翊鈏夫妇合葬墓中的李英姑棺为例，结合出土文物简报中所提供数据进行推导，通过查找相关文物资料，研究人体部位之间的线性关系，从而为求得墓主人数据得到合理的推导。计算出人体各部位之间相对应的数值，进而求出人体数据的数值范围，得出人体数据平均值，最后对虚拟模特的身体数据进行调整，得到了更加真实的人体模型，在此基础上利用CLO3D软件将服饰进行复原，可以呈现出一种更加真实、贴切的服装穿着效果，为传统服饰的数字化研究提供新的思路。     

体育运动中统一的人体多刚体模型及动力学分析方法

本文介绍了人体的多种多刚体模型及在体育中的应用,提出了统一的人体多刚体模 型,讨论了该模型的自由度、广义坐标、人体参数等。在比较了多种动力学分析方法后,建 议采用ＫＡＮＥ方法。     

基于3DS MAX的物流自动化分拣系统3D仿真

针对物流自动化分拣项目的系统设计,提出基于3DS MAX的3D动画仿真方法,以某烟草自动化分拣系统方案为例,阐述了利用3DS MAX作为系统3D仿真平台对系统设计进行3D仿真的过程。通过建立分拣系统数据模型与3D模型,利用3D动画技术、渲染技术进行系统3D仿真,为系统设计提供了可视化的展示与交流平台,并为项目可行性与可靠性提供可视化参考依据,此方法在企业同类项目中得到成功推广。     

3D打印技术探究

3D打印技术是将三维数字模型分解成若干层平面切片,然后由3D打印机把粉末状、液状或丝状可粘合材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整物体的技术。文章对3D打印的技术原理、步骤、常用材料、主要技术、发展及建议进行了深层次的探讨。与传统制造技术相比,3D打印技术有很多优势,目前已广泛应用于建筑、工业设计等领域。该技术将会带来全球制造业经济的重大变革。     

一种基于三维模型投影的人脸识别新方法

研究了使用三维人脸模型进行不同姿势下的人脸识别问题，提出了一种三维建模二维识别的人脸识别算法，首先使用该方法将三维模型向不同方向投影，进而将不同姿势的二维图像与不同方向的投影结果相匹配，进行人脸识别。研究了使用Minolta Vivid 910进行数据获取，创建三维模型的方法和过程。实验结果表明，在进行不同姿势的人脸识别时，该方法的识别速度快于三维可变形模型方法，识别率远优于使用二维正面图像作为模板的人脸识别方法。     

温度突变环境下人体平均温度变化及热感觉预测

分析了利用Gagge教授“两节点模型”求解人体平均温度的方法,然后根据人体与环境间热交换的平衡建立了一个简单的人体温度调节模型——“一节点模型”,避免了求解人体平均温度时所需要的复杂计算,该模型不但减少了计算求解的工作量,而且结果与“两节点模型”间有着很好的一致性;作为实际应用,利用该模型制作了温度突变环境下人体温度求解表格及曲线,总结了在该环境下人体温度变化规律,从而找到了热感觉指标TSENS在温度突变环境下的实用途径。