基于TMS320DM642的非接触式人体三维信息获取系统

提出将基于结构光的非接触式三维信息测量技术用于获取人体曲线三维数据,描述了这一系统的DSP实现,简要说明了其中的图像处理算法,并对图像处理中的难点多视拼合技术着重进行了说明。     

基于立体视觉的接触式三维测量系统

传统的三维接触式测量方法存在着速度慢、测量范围受限等缺点,而纯粹的非接触式测量方法则存在着特征边缘无法获取的问题。结合两种测量方法,设计了一种新的三维测量系统,该系统采用立体视觉技术对接触式测头的空间位置和姿态进行定位,进而间接计算接触式探针针尖位置来完成空间点的三维坐标测量。实验结果表明:系统测量精度优于0.2 mm,能够应用于工业现场进行复杂工件的典型几何特征检测和模型重构。     

非接触式人体三维测量系统的研究

针对传统的接触式测量方法效率低,测量结果抽象、不准确,不能通过图像的方式形象表达等不足,研制了一种低成本、高效率、快速获取三维人体数据的非接触式测量系统;该系统是根据投影栅相位法基本原理,采用具有一定特性的结构光进行照射,通过分析相位值获得被测物体的高度信息;文章从理论和实践两方面进行了深入研究,研制了由计算机、投影仪、摄像头、图像采集卡、工作台等组成的三维人体测量系统,有效地提高了人体的测量精度和测量速度.     

一种新的非接触式三维指纹采集与数据分析方法

本文介绍了一种新的非接触式的三维指纹采集系统以及其数据分析处理方法.系统搭建了三维采集系统,获取到高质量的三维指纹数据和图像数据.还从特征点、特征线和特征区域出发分析比较了三维数据和油墨捺印及二维图像的数据质量,实验结果表明本文给出的采集系统获取的三维活体指纹数据在克服传统二维指纹数据缺陷的同时还能反映传统指纹分析所需的全部特征,具有更好的抗污能力,能更好地保持指纹的表面真实性.     

非接触式激光测量系统平台的搭建与实现

零件三维逆向工程对当今的机械制造业具有重大意义,其中,三维表面数据测量是三维模型重建的前提,即是逆向工程的关键步骤之一.而非接触式激光测量技术是今后逆向工程中三维表面数据获取的发展趋势.基于光学三角法测量原理.本文设计了一种非接触式激光测量系统平台,包括主要硬件的选取、硬件系统搭建和VC 软件系统设计.通过一个凹槽零件的实验测量.得到了零件的形状数据,验证了该测量系统的可行性.     

基于多传感器的机器人遥操作人机交互系统

为了增强机器人人机交互系统的自然性,提出了基于多种传感器的非接触式人机交互系统设计方案,系统通过检测操作者手部动作和手部位置姿态的变化实现机器人的遥操作。研制了肌电传感器,获取手臂上一对拮抗肌上的表面肌电信号,并以此来判断机器人操作者的部分手部动作;利用Kinect体感设备和惯性测量单元获取手臂三维位置和姿态角信息。通过网络将人手的动作及位置姿态发送至机器人控制系统,以完成对机器人的控制。系统综合多种传感器的优点,极大减小了传统接触式交互方式对操作者运动范围的限制,实现了自然交互,实验表明了其有效性。     

基于移动激光扫描数据的建筑物精细化建模研究

随着"数字城市"的发展,各行各业对空间数据需求不断增高,三维建模是"数字城市"的重要组成部分,传统的建筑物三维建模方法耗时耗力、精度低、采用接触式测量,这种采集方法和数据处理方式已不能满足数字化的需要。移动激光扫描技术的出现,改变了传统的的数据采集方式,为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段。通过移动激光扫描技术获取的空间点云数据,可以建立结构错综和不规则场景的建筑物模型。鉴于传统方法的不足和移动激光扫描技术的特点,提出移动扫描技术三维建模的方法,以云南师范大学商学院的激光扫描为例,首先通过将获取的点云数据的配准、拼接、降噪、POS解算、IE解算和点云数据融合,然后进行精细三维建模。     

非接触式浮体六自由度监测系统研究

提出了一种非接触式浮体六自由度运动测量与分析系统。该系统由视频采集模块、三维计算模块、用户交互模块3 部分构成。视频采集模块用来获取不同视角的图像信息;三维计算模块融合了改进的摄像机自标定技术、立体视觉特征点检测技术、六分量解算方法等,目的是求得物体6 个自由度的运动情况;用户交互模块提供了定点可视的物体姿态及角度变化信息,方便用户进行分析计算。实测证明,该测量系统设备简单,重构速度快,能适应复杂的海上环境并能够实现远距离监测,满足浮体测量使用要求。     

基于OSG的雷达三维雷达信息显示系统仿真

文中根据OSG和MFC的特点设计了基于OSG三维雷达信息显示系统总体方案,并针对方案介绍了相应三维地形生成方法、粒子系统、三维目标模型显示等关键技术,以及系统仿真的流程.仿真结果表明三维雷达信息显示系统的三维效果很显著.系统方案可行,这为三维雷达显示器的进一步研究与实现提供了良好的基础.     

原位根系三维构型测量系统的设计与实现

为定量描述和分析三维根系构型,设计开发了植物根系三维构型测量分析系统,以实现原位根系的三维可视化,以及检测、分析其三维构型参数的功能。系统实现了对原位根系CT序列图像读写、分割、三维重建、三维矢量模型构建等关键算法,并在此基础上完成三维根系构型参数自动检测。通过对原型系统进行初步的测试与分析,初步实现了根系三维构型参数的自动化测量并获得了较好的测量结果。     

基于轮廓提取与深度筛选的双目三维重构技术

针对基于深度图融合三维重构方法获取的三维重构模型,易受到深度信息误差影响的情况,提出一种基于轮廓提取与深度筛选的双目立体视觉三维重构方法。采用标准棋盘校准双目三维重构系统,利用Canny算子对目标物体进行边界检测,综合采用形态学腐蚀与膨胀方法提取指定方向上的连续边界,用连续边界提取目标物体。在此基础上,对目标物体深度信息进行筛选、拟合插值以获取连续深度信息。结果表明,相对于常规三维重构算法,由本算法三维重构的目标物体表面完整度更高,且目标物体周围的背景环境噪声被去除。     

激光三维扫描数据的表面重建

对激光三维扫描系统获得的没有任何附加信息的轮廓线点云数据进行处理,首先采用求最大连通域的方法删除噪声点,利用设定相邻点连线夹角正切阈值的方法精简数据,然后采用基于局部切平面簇的方法对数据点云进行切平面的估算、法向量的调整和计算距离函数,用改进的MC方法输出三维网格,并且应用基于顶点的网格删除算法对三维网格进行简化,在估算切平面的时候采用新的估算原则,提高了重建速度,改善了重建效果,所表述的重建流程,成功地解决了激光扫描系统所得轮廓数据点的表面重建问题。     

轨迹空间中基于特征符号搜索算法的非刚体三维运动重建研究

现有研究一般是在正交约束条件下采用最小二乘法来求解三维运动轨迹基重建问题,然而这些算法的性能容易受噪声影响,产生不适定性。为此,通过利用离散线性的方法为三维运动搜索最优轨迹基系数和三维结构,建立了一种基于特征符号搜索算法的三维运动轨迹基重建方法。利用该方法,对一系列单目图像序列进行了重建实验研究,结果表明所提出的方法是可行的,并提高了重建算法的准确性。     

特种复杂试验装置中模型动态建模系统设计

为克服特种复杂试验装置中模型不可接触、传统动态建模方式周期长等困难,设计一种基于运动恢复结构算法的动态建模系统,实现实时的动态建模,以更直观和精确的指导试验。试验装置内设置车道线,使用智能寻迹车进行轨迹识别,环绕模型行进。智能寻迹车上同时搭载光学相机和红外相机,同视角拍摄特种复杂试验装置中模型的图像。使用运动恢复结构算法,从光学相机拍摄的图像重建模型的三维结构。模型上设置有环状编码标记点,利用标记点的坐标增加重建的精度。使用改进的运动恢复结构算法,从红外相机拍摄的图像重建红外三维结构,并建立起与光学图像生成的三维结构的对应关系。系统最终获得具有温度信息的可视化模型,并可使用头戴式虚拟现实设备进行沉浸式体验。     

基于智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析

配电网电力大数据的三维场景重构是实现数据优化挖掘的关键,提出基于人工智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析方法。建立配电网电力大数据三维场景的网格分布结构模型,并进行配电网电力大数据三维场景实时数据监测,根据监测结果进行配电网电力大数据的统计特征分析,对配电网电力大数据三维场景实时数据采用信息融合和模糊层析性分析方法进行信息融合和自适应调度,提取配电网电力大数据的三维可视化分布特征量,采用视觉特征重构技术,实现对配电网电力大数据三维场景可视化重构,在人工智能算法控制下提高电力大数据三维场景可视化重构的精度。仿真结果表明,采用该方法进行配电网电力大数据三维场景可视化重构的精度较高,提高了配电网电力大数据挖掘的效能。     

空地融合的城市道路基础设施数字化技术研究

城市道路基础设施三维模型的重构,在城市道路BIM应用与数字化领域具有重大意义;针对城市交通基础设施数字化重构的需求,对车载激光扫描与无人机倾斜摄影采集技术进行综合运用,提出一套从信息采集、空地点云配准、点云分割到三维重构的完整技术方法;首先使用车载激光扫描技术和无人机倾斜摄影技术对交通基础设施信息进行采集,并使用运动恢复结构算法(SfM,structure from motion)生成基础设施空地点云;其次使用迭代最近点法(ICP,iterative closest point)对空地点云进行精配准,然后利用基于PointNet网络的方法对融合点云进行语义分割;最后对分割出的交通基础设施对象进行三维重构;提出的空地融合的城市交通基础设施数字化技术能够高效地实现交通基础设施重构,为城市交通基础设施数字化提供基础、为后续交通专业领域的应用研究提供便利.     

模糊C-均值聚类法在医学图像分析中的应用

主要针对医学图像提出了基于模糊均值聚类的改进算法和应用.该方法分为3步,第1步是像素的模糊化,通过模糊期望值构造冗余图像;第2步是通过冗余图像和原始图像进行聚类分割;第3步是三维显示.由于利用冗余图像增加了每个像素的特征量,该算法增强了聚类分割的精确度.同时,还给出了应用自行开发的三维医学图像处理与分析系统对多种医学图像(包括CT、螺旋CT和MRI)的处理结果.由于对薄骨和关节接合处骨骼的较好识别,使其重建后的三维模型可以清晰地再现解剖结构,取得了较好的效果.     

An interpolation algorithm fitted for dynamic 3D face reconstruction

In order to solve the problem of low recognition accuracy in later period which is caused by the too few extracted parameters in the 3D face recognition, and the incapable formation of completed point cloud structure. An automatic iterative interpolation algorithm is proposed. The new and more accurate 3D face data points are obtained by automatic iteration. This algorithm can be used to restore the data point cloud information of 3D facial feature in 2D images by means of facial three-legged structure formed by 3D face and automatic interpolation. Thus, it can realize to shape the 3D facial dynamic model which can be recognized and has high saturability. Experimental results show that the interpolation algorithm can achieve the complete the construction of facial feature based on the facial feature after 3D dynamic reconstruction, and the validity is higher.     

基于点云面的区域性三维重建及点云拼接*

目前基于点云面的三维重建方法中,重建的区域性选择存在着两个问题：重建区域过大会导致目标物体不明确,效果不佳,运行时间长;重建区域过小会导致目标物体不完整,信息丢失。针对重建窗口过大时,本文采用改进的snake的区域性重建算法,即通过轮廓提取只对窗口内的目标物进行重建;针对重建窗口过小时,本文采用基于投影面的点云拼接算法,即通过重建后的点云进行拼接的方法使目标物体恢复完整。以上两点改进弥补了点云三维重建及拼接时出现的应用局限性和不稳定性,减少重建时间,提高重建有效性,鲁棒性。     

三维实体精确分层算法及虚拟重构技术

为了避免三维模型分层过程中的计算误差,并对分层效果进行预测和评价,提出一种精确分层算法及三维实体虚拟重构技术.分层采用投影二维工程图的技术,利用CAD软件本身所具有的二维轮廓提取及剖面线设置功能,输出一系列剖面视图提供给成型设备.三维实体重构技术完全模拟“层叠”制造过程,将一系列二维轮廓信息重构成三维实体.针对三维运动控制代码及二维工程图文件两类控制方式分别给出了两种重构算法.利用二次开发技术在SolidWorks上实现了算法功能,应用实例验证了其可行性及有效性.此方法可在大多数三维CAD系统平台上实现.