一种基于位置关系判定的GPU三维几何图元拾取方法

针对交互式图形应用对拾取在效率、适用范围和拾取信息方面的需求,提出一种新的基于GPU的三维几何图元拾取方法。在进行拾取绘制时关闭光栅化,将鼠标位置信息和图元顶点坐标变换到规范化设备坐标系,通过在几何处理器中判断投影后的二维图元与鼠标或选择框的位置关系进行命中判定,并利用变换反馈将拾取信息返回应用程序。在提出方法的基础上,介绍了单体拾取和块拾取的Open GL实现。实验表明,该方法的单体拾取效率较基于GPU的射线相交法有约10%的提升,同时能支持高效块拾取。     

在OpenGL中一种新的拾取方法及其应用--基于对象缓冲区的选择拾取方法

当利用0penGL的选择机制时，需要首先在缓存中绘制场景，然后进入选择模式并重新绘制场景。在退出选择模式时，0penGL返回一个与视图体相交的图元表。针对0penGL中选择机制使用比较繁琐的现状，提出了一种新的思路，就是采用对象缓冲区(Object Buffer)的方法来实现选择拾取的功能。该方法通过建立对象缓冲区来识别所要拾取的元素，目前已在CAD软件开发过程中予以应用。     

基于Surfels的实时渲染技术研究

介绍了一种用于实现复杂场景高品质实时渲染的新算法。已有的研究表明，基于传统几何图元的渲染技术必然涉及到大量的求交与消隐计算，而这正是实现实时绘制的瓶颈所在。利用OpenGL虽然可以实现实时绘制，但这是建立在Z－Buffer技术的基础上，并且将场景尽可能地简化来实现实时绘制的一种基于传统几何图元的绘制技术。这样渲染而得的图像质量很低，很难再现纹理及材质的特殊光照效果。笔者将图像与体图形学技术相结合，研究并实现了基于表面元素（Surface elements,即Surfels)的渲染技术，避免了耗时的求交计算，因此大大提高了复杂几何场景的绘制时间。又因为surfels中包含完整的材质属性和纹理信息，从而确保了在快速重绘时的图像质量。     

基于ARX实体驱动的方法及参数化变动设计的实现

AutoCAD系统为每个实体对象提供了唯一的标识符（ID）。笔者基于ARX技术对AutoCAD图形数据库的访问机理，通过实体标识符（ID）及实体对象的特征点、图元几何约束及图元间的约束联动，实现了图元实体驱动的参数化变动设计；通过尺寸实体对象标识符（ID）及尺寸与图元的约束关系，实现了尺寸驱动的参数化变动设计。此方法在水利工程流道CAD中加以了应用，其效果良好。     

AutoCAD标注组元信息自动提取的研究

论述了通过编程自动提取AutoCAD中尺寸、引线和公差标注等基本图元信息的方法.由于标注对象是一些基本图元对象构成的特定集合,其表现形式又各不相同,通过这些对象自身的属性和方法接口,无法获取重绘标注对象的足够信息,因而采用不同方式,编程自动获取构成这些标注对象的基本图形对象,进而获取这些基本图形对象中的属性信息.采用了AutoCAD的ActiveX Automation开发平台予以实现.     

摆锤式冲击试验机度盘几何中心与被动指针旋转中心不一致时的示值误差分析

本文通过数学计算,对度盘几何中心在 XOY 坐标上沿 X、Y 轴与指针旋转中心偏移不同距离时,影响指针回零的示值误差进行分析.并提出排除误差的方法。     

空间方位向量与包围体策略结合的3D模型拾取

3D模型的拾取在三维人机交互、交互式图像系统图形拾取方面均有重要应用,目前普遍的拾取算法均需利用鼠标操作才能实现,在拾取计算过程中常存在一系列矩阵求逆的问题,且对3D 模型构造的拾取包围体过于单一,影响拾取的有效性、便捷性和精确性。本文提出了一种基于空间方位向量与包围体策略结合的3D 模型拾取算法。首先,用实体交互笔代替鼠标,在下位机解算交互笔空间姿态信息,将交互笔空间方位向量实时映射到虚拟场景世界坐标空间并生成一条拾取射线;其次,采用形状判定阈值策略,对3D 模型不同模块的外形特征实时建立针对具体模块的盒状包围体和球状包围体;最后,通过拾取射线与具体包围体的相交检测,判定是否拾取了具体模块。实验中以拾取具体3D 模型为例,相比于经典射线与单一包围体的拾取方法,本文所提出的算法对模块的拾取速度提高了16.98%,对3D模型相邻模块边缘的拾取误判率从单一包围体的71.26%降低到12.80%,操作便捷有效。     

基于机器视觉的阀口袋动态拾取系统设计

目的为了解决粉体包装领域自动化程度低且工作环境对人体有较大危害的问题,设计一种阀口袋动态拾取系统。方法首先分析阀口袋动态拾取系统软硬件设计和工作过程;然后,分析相机图像坐标到机器人世界坐标的转换关系、手眼标定过程,以及对采集到的图像进行畸变校正、滤波等图像处理过程;最后,采用基于卡尔曼滤波算法对流水线上运动的阀口袋实现定位和拾取。结果实验表明,机器人能够对输送机上的阀口袋实现定位和动态拾取,拾取误差小于1mm,连续运行情况下可实现每分钟5～7袋的上袋速度。结论该拾取系统运行稳定,具有较高的运行效率和拾取精度。     

基于ABB机器人的双追踪传送包装系统设计

目的为提高物流、包装等行业物料包装的效率,设计基于ABB并联机器人的物料和包装盒传送带的包装系统,实现物料的动态拾取及放置。方法在系统中,建立传送带基坐标和物料移动工件坐标,当物料进入追踪队列后,被链接上物料移动工件坐标,DSQC377B追踪模块对物料的位置信息进行记录,机器人根据DSQC377B追踪模块反馈的信息,实现物料和包装盒的动态追踪。结果通过实验验证,该系统可以实现物料和包装盒的生产线的动态追踪,机器人平均拾取放置速度可达到每分钟60个,拾取传送带漏抓率小于0.2%,产品盒放置率达到100%。结论该系统大大提高了物料包装的效率,降低了成本,并具有较高的稳定性和准确性,可满足工业实际要求。     

几何约束下曲面场景的立体匹配迭代算法

使用对极约束和同形映射两种几何约束,通过采用面积检测、一致性约束误差检测、概率筛选规则和对称优化等策略,成功地实现了曲面场景图像的特征点匹配.该方法未使用任何与灰度相关的信息和与场景相关的约束,极大地提高了方法的实用性和鲁棒性.整个匹配过程快速有效,并在不同的弱标定关系已知的真实图像数据上成功地得到实现.