基于变复杂度方法的可视化船型优化平台在球鼻艏的应用

1

作者 孙风胜 于欣 +2 位作者 周俊秋 陈静 张维英 《中国航海》 北大核心 2025年第1期141-149,156,共10页

随着计算机技术的高速发展,船型优化领域出现了众多新的优化方法与流程,但目前国内依然缺少可高效集成这些方法与流程且开源免费的船型优化平台。文章基于Grasshopper(GH)可视化编程环境,构建一个集成了船型优化基本步骤的优化平台,并... 随着计算机技术的高速发展,船型优化领域出现了众多新的优化方法与流程,但目前国内依然缺少可高效集成这些方法与流程且开源免费的船型优化平台。文章基于Grasshopper(GH)可视化编程环境,构建一个集成了船型优化基本步骤的优化平台,并通过在该平台的优化流程中引入变复杂度方法,解决优化时间长、计算成本高的问题,强化了该平台的功能和优化能力。通过该平台对克里索集装箱船(KCS)的球鼻艏进行减阻优化,设计出的新船型在阻力性能表现上较原始船型更为出色,验证了该平台的正确性和可行性,也为后续扩展该平台的功能奠定了基础。 展开更多

关键词 船型优化平台 可视化编程环境 变复杂度方法 代理模型 球鼻艏

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一种可见外壳生成算法 被引量：8

2

作者 刘钢 王锐 +1 位作者 鲍虎军 彭群生 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期1823-1829,共7页

提出了一种可见外壳(visual hulls)生成算法.该算法充分发挥了自适应采样距离场(adaptively sampled distance fields,简称ADFs)表示物体时在逼近精度和内存消耗方面的优越性.与传统的通过体素求交生成可见外壳的方法不同,该算法引入ADF... 提出了一种可见外壳(visual hulls)生成算法.该算法充分发挥了自适应采样距离场(adaptively sampled distance fields,简称ADFs)表示物体时在逼近精度和内存消耗方面的优越性.与传统的通过体素求交生成可见外壳的方法不同,该算法引入ADFs作为描述可见外壳的采样距离场的空间数据组织形式,从而极大地简化了求交运算,提高了算法的效率.最后通过改进的SurfaceNets算法,将可见外壳的ADF表示转化为面片表示.实验结果表明,该算法可以快速地生成具有较高精度的复杂模型. 展开更多

关键词 可见外壳生成算法 图像重建 三维模型 计算机动画

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多视图立体三维重建中的孔洞修复算法 被引量：9

3

作者 吴晓军 文飞 温佩芝 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期1606-1613,共8页

为了解决多视图立体三维重建算法不能很好地处理弱纹理或无纹理及高光区域的重建问题,提出一种基于可见外壳与多视图三维点云有机融合的多视图立体三维重建孔洞修复算法.该算法以可见外壳及多视图三维点云为输入,首先提取出可见外壳内... 为了解决多视图立体三维重建算法不能很好地处理弱纹理或无纹理及高光区域的重建问题,提出一种基于可见外壳与多视图三维点云有机融合的多视图立体三维重建孔洞修复算法.该算法以可见外壳及多视图三维点云为输入,首先提取出可见外壳内满足点云稀疏度约束的叶节点,然后利用可见外壳法向量射线约束去除包裹在三维点云外层的叶节点,最后通过加入三维点云曲面曲率约束来消除点云中凹陷区域的影响.实验结果表明,文中算法有效地解决了物体缺乏纹理区域表面的孔洞修复问题,使得最终生成的三维网格模型完整和平滑,具有参数可调、易于实现的特点,对于不同的模型都具有非常好的鲁棒性. 展开更多

关键词 孔洞修复 多视图立体三维重建 可见外壳 点云稀疏度

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GPU并行计算加速的实时可视外壳三维重建及其虚实交互 被引量：13

4

作者 邵绪强 聂霄 王保义 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期52-61,共10页

针对现有的基于图像的三维重建方法难以实现真实物体的快速三维重建,无法满足虚实交互等应用需求的问题,提出一种基于GPU并行计算的实时三维重建及其虚实交互方法.首先把物体所在空间剖分成具有数据独立性的体素集合,结合可视外壳重建... 针对现有的基于图像的三维重建方法难以实现真实物体的快速三维重建,无法满足虚实交互等应用需求的问题,提出一种基于GPU并行计算的实时三维重建及其虚实交互方法.首先把物体所在空间剖分成具有数据独立性的体素集合,结合可视外壳重建算法和精确行进立方体算法并行遍历每个体素得到体素状态序列;然后并行压缩体素状态序列得到非空体素集合,对非空体素进行并行三角形网格化,并利用图形硬件的多重纹理映射和可编程功能进行基于像素的纹理映射;最后假定虚拟物体的粒子为运动受限的拉格朗日流体粒子,重建物体网格顶点为流体边界,通过流体动力学方程的并行光滑粒子动力学方法求解来计算虚实交互.实验结果表明,该方法在GPU上进行完全并行求解,在32×32×32的空间剖分精度下,实现了实时三维重建和20帧/s左右的虚实交互计算,适用于计算机图形学和虚拟现实等领域中的虚实交互应用. 展开更多

关键词 可视外壳 三维重建 GPU并行计算 虚实交互 实时模拟

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一种无需包围盒的自适应采样可见外壳生成算法 被引量：3

5

作者 袁红星 郭立 郁理 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第9期1877-1880,共4页

针对可见外壳的体构造方法需要事先知道包围盒和转成三角面表示时低曲率区域存在大量小三角面的问题,本文提出一种基于体素生长的自适应采样可见外壳构造方法.将物体三维表面视为等值面,用多目立体匹配的方法求得等值面附近的一个空间点... 针对可见外壳的体构造方法需要事先知道包围盒和转成三角面表示时低曲率区域存在大量小三角面的问题,本文提出一种基于体素生长的自适应采样可见外壳构造方法.将物体三维表面视为等值面,用多目立体匹配的方法求得等值面附近的一个空间点;然后以该点为中心构造体素,将体素在等值面上生长直至遍历整个等值面;同时根据体素的曲率变化控制下一个生长体素的大小.实验结果表明本文方法在不知道物体包围盒大小的情况下能够计算出可见外壳,而自适应采样可解决过多小三角面的问题. 展开更多

关键词 可见外壳 三维重建 剪影 等值面 体素 自适应采样

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联合LBS和Snake的3D人体外形和运动跟踪方法 被引量：9

6

作者 陈加 吴晓军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期357-363,371,共8页

为了解决基于多目视频轮廓信息的3D人体外形和运动跟踪问题,提出一种联合线性混合蒙皮和Snake变形模型的算法框架.首先建立人物对象的蒙皮模型,以每一帧多目同步视频的轮廓作为输入,采用一种基于剪影轮廓的可视外壳重建算法,使得作为3D... 为了解决基于多目视频轮廓信息的3D人体外形和运动跟踪问题,提出一种联合线性混合蒙皮和Snake变形模型的算法框架.首先建立人物对象的蒙皮模型,以每一帧多目同步视频的轮廓作为输入,采用一种基于剪影轮廓的可视外壳重建算法,使得作为3D特征的可视外壳保持了局部细节且更加光滑;并使用关节型迭代最近点算法进行匹配以捕获出每一帧骨架子空间下的人物3D外形及运动;再一次使用当前帧的多目轮廓信息,让Snake内外力共同作用于人物网格模型上的顶点,使之自由地趋近于目标对象.使用带ground-truth的合成数据进行对比实验的结果表明,该方法因同时使用3D误差约束和2D误差约束,提高了跟踪精度. 展开更多

关键词 可视外壳 3D运动跟踪 线性混合蒙皮 SNAKE

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自由拍摄视点下的可见外壳生成算法 被引量：4

7

作者 刘钢 王章野 彭群生 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期1501-1504,1510,共5页

给出了一种使用手持相机拍摄的多幅图像构造可见外壳的方法 ,该方法无需对相机运动方式作任何限定 ,而是利用多幅图像上的对应特征点求出每一幅图像的拍摄方位 ,因而可以非常灵活地获取某些较大规模的室外场景的几何模型 实验结果表明 ... 给出了一种使用手持相机拍摄的多幅图像构造可见外壳的方法 ,该方法无需对相机运动方式作任何限定 ,而是利用多幅图像上的对应特征点求出每一幅图像的拍摄方位 ,因而可以非常灵活地获取某些较大规模的室外场景的几何模型 实验结果表明 ,利用该方法生成的可见外壳模型准确真实 。 展开更多

关键词 基于图像建模 可见外壳 自由视点 视点相关纹理映射

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采用窄带图切割的多目重构方法 被引量：2

8

作者 袁红星 郭立 +1 位作者 郁理 程龙 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期605-611,共7页

针对目前多目重构研究中物体表面获取和凹陷区域恢复的难题,提出采用窄带图切割的可见外壳和多目立体匹配相融合的方法.在可见外壳的拓扑约束下,通过最小化能量泛函使得重构表面与多目立体匹配得到的稠密点云形状一致;并利用窄带图切割... 针对目前多目重构研究中物体表面获取和凹陷区域恢复的难题,提出采用窄带图切割的可见外壳和多目立体匹配相融合的方法.在可见外壳的拓扑约束下,通过最小化能量泛函使得重构表面与多目立体匹配得到的稠密点云形状一致;并利用窄带图切割计算能量泛函的全局最优解.实验结果表明,该方法能重构封闭表面和凹陷区域;窄带图切割在获得最优解的同时提高了计算效率,与全图切割相比速度提高了3倍以上. 展开更多

关键词 多目立体重构 剪影重构 可见外壳 窄带图切割 封闭表面

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基于图像轮廓的三维重建方法 被引量：7

9

作者 曹煜 陈秀宏 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第6期205-208,237,共5页

根据平面镜成像原理,提出了一种基于单幅图像的侧影轮廓线可见外壳重建方法。利用成角度平面镜装置模拟实现多相机同时拍摄,对图像中各轮廓线之间极线几何关系的分析得到对应的相机参数,实现目标物体的三维重建。实验结果表明,该方法简... 根据平面镜成像原理,提出了一种基于单幅图像的侧影轮廓线可见外壳重建方法。利用成角度平面镜装置模拟实现多相机同时拍摄,对图像中各轮廓线之间极线几何关系的分析得到对应的相机参数,实现目标物体的三维重建。实验结果表明,该方法简单有效,不需要通过实验室条件下的特殊仪器进行标定即可实现目标物体的三维重建,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 侧影轮廓线 平面镜成像原理 极线几何 可见外壳

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多视图像的三维重建并行计算仿真平台 被引量：2

10

作者 陈国军 牛玉美 申宝明 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期72-75,共4页

针对基于视频图像的三维重建所需设备复杂和计算量大的问题,提出基于CUDA的可视外壳并行计算仿真实验平台。用三维图形绘制管线中的视点模拟真实相机,应用相机参数将各图像中物体轮廓坐标统一转换到世界坐标系,利用CUDA并行计算可视外... 针对基于视频图像的三维重建所需设备复杂和计算量大的问题,提出基于CUDA的可视外壳并行计算仿真实验平台。用三维图形绘制管线中的视点模拟真实相机,应用相机参数将各图像中物体轮廓坐标统一转换到世界坐标系,利用CUDA并行计算可视外壳。在此平台上将基于体素的可视外壳生成算法转化为CUDA线程块并行计算,仿真实验表明加速效果明显。 展开更多

关键词 三维重建 可视外壳 GPU通用计算 CUDA 并行计算

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基于图像的点云建模及其真实感绘制 被引量：2

11

作者 安维华 付永刚 张习文 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第20期4-8,共5页

从视觉凸壳的理论出发,提出了一种基于图像的真实物体的点云建模和绘制方法。在建模方面,首先从不同视点采集目标物体的图像,然后对采样图像所形成的视觉凸壳进行均匀的点采样。同时,利用等间隔索引表来组织每幅采样图像的轮廓边,从而... 从视觉凸壳的理论出发,提出了一种基于图像的真实物体的点云建模和绘制方法。在建模方面,首先从不同视点采集目标物体的图像,然后对采样图像所形成的视觉凸壳进行均匀的点采样。同时,利用等间隔索引表来组织每幅采样图像的轮廓边,从而提高了建模效率。在绘制方面,首先分析目标物体在各种不同光照条件下的图像,并得到点云模型的离散反射属性,然后通过优化的插值方法实现真实感的绘制效果。实验表明,该方法的建模速度快,绘制结果具有很强的真实感。 展开更多

关键词 点云模型 视觉凸壳 层次深度图 环境映射

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采用平面-空间颜色局部一致性的点云模型描述 被引量：1

12

作者 黄初华 鲁东明 刁常宇 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1297-1303,共7页

为了避免在建模过程中对动态模型进行网格化处理和纹理映射,获得较高的建模速度及良好的模型外观,提出一种基于点云模型的动态物体模型重建方法.通过分水岭分割原理进行图像分割并提取分水岭轮廓;然后采用剪影轮廓序列建模方法重建物体... 为了避免在建模过程中对动态模型进行网格化处理和纹理映射,获得较高的建模速度及良好的模型外观,提出一种基于点云模型的动态物体模型重建方法.通过分水岭分割原理进行图像分割并提取分水岭轮廓;然后采用剪影轮廓序列建模方法重建物体的稀疏点云模型;最后根据平面-空间颜色局部一致性原理扩充模型,获得稠密点云模型.实验结果表明,该方法能够快速生成紧致性描述且具有外观表象的三维模型. 展开更多

关键词 三维建模 可视化外壳 点云模型 分水岭轮廓 平面-空间颜色局部一致性

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基于可视化技术的船体制造数据管控方法 被引量：2

13

作者 李瑞 张诚 +2 位作者 张磊 鲁宁 刘晓 《船海工程》 北大核心 2024年第2期61-65,共5页

为解决传统船体建造过程中存在生产数据记录与管理混乱、生产数据分析不深入,工作人员缺乏现场有效的决策支持与生产指导等问题,通过以制造阶段为导向对船体制造数据流的分析,构建相关工序的指标关系模型与船体制造数据库;基于Echarts、... 为解决传统船体建造过程中存在生产数据记录与管理混乱、生产数据分析不深入,工作人员缺乏现场有效的决策支持与生产指导等问题,通过以制造阶段为导向对船体制造数据流的分析,构建相关工序的指标关系模型与船体制造数据库;基于Echarts、three.js等可视化技术与B/S架构将船体产品模型及指标模型集成到船体制造管控系统,实现产品模型信息与数据模型信息的统一呈现,以及船体制造数据的查询、修改、录入等功能,达到辅助管理人员现场生产决策的效果。 展开更多

关键词 船体制造 可视化技术 数据管控 数据库技术

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一种鲁棒的可视外壳生成算法

14

作者 程铭 娄银霞 +1 位作者 刘先锋 文高进 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第2期751-753,763,共4页

针对各种传统可视外壳生成算法中数据冗余、精确度低、健壮性不足等问题,提出了一种新的可视外壳生成算法,即采用加权线段求交、线段集合中心线性过滤、多边形边界检测等方法重建物体模型。与传统方法相比,本算法能够更稳定地计算线段交... 针对各种传统可视外壳生成算法中数据冗余、精确度低、健壮性不足等问题,提出了一种新的可视外壳生成算法,即采用加权线段求交、线段集合中心线性过滤、多边形边界检测等方法重建物体模型。与传统方法相比,本算法能够更稳定地计算线段交集,表面边界提取更加准确,重建结果精确逼近真实物体。实验表明,通过该算法计算的物体可视外壳能够更好地逼近真实模型,精度高。 展开更多

关键词 可视外壳 侧影轮廓 线段相交 三维重建

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可视化图像处理下船体表面微裂痕高效检测算法 被引量：1

15

作者 郭怡 吴琼 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第18期1-3,共3页

为了提升船舶质量,保证船舶的航行安全,提出可视化图像处理下船体表面微裂痕高效检测算法。利用摄像机、图像采集卡等硬件设备,获取船体表面微裂痕可视化图像。经过滤波去噪和图像增强2个步骤,实现对初始可视化图像的处理。在此基础上,... 为了提升船舶质量,保证船舶的航行安全,提出可视化图像处理下船体表面微裂痕高效检测算法。利用摄像机、图像采集卡等硬件设备,获取船体表面微裂痕可视化图像。经过滤波去噪和图像增强2个步骤,实现对初始可视化图像的处理。在此基础上,分别从纹理轮廓和几何2个方面,提取船体表面的微裂痕特征,并通过与完好船体表面图像的比对,得出最终的检测结果。将设计的检测算法应用到实际的检测工作中,计算得出设计算法的检测精度高于99%,满足检测精度的要求,且消耗的检测时间更少。 展开更多

关键词 可视化图像处理 船体表面微裂痕 裂痕检测算法

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用于三维重构的相机标定算法

16

作者 李玮 顾方婷 唐莉萍 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期449-454,共6页

为了从物体的二维图像参数中得到三维重构模型,需要通过相机内部参数,建立真实物体与对应成像物体的关系模型,提出一种借助双平面镜进行三维重构的相机自动标定算法.通过两个普通平面镜获取被摄物体的5个不同角度二维图像投影,自动标定... 为了从物体的二维图像参数中得到三维重构模型,需要通过相机内部参数,建立真实物体与对应成像物体的关系模型,提出一种借助双平面镜进行三维重构的相机自动标定算法.通过两个普通平面镜获取被摄物体的5个不同角度二维图像投影,自动标定算法依赖物体的投影轮廓线计算相机内部参数.试验结果表明,通过相机自动标定算法获取轮廓和相机的参数信息,能有效地实现基于视觉外壳算法的三维重构. 展开更多

关键词 三维重构 相机自动标定 视觉壳

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基于深度图的可视外壳凹面优化

17

作者 陈国军 韦鑫 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2508-2513,共6页

传统基于RGB图像的可视外壳能恢复物体的外围轮廓却无法还原物体的凹面部分,而基于深度图像的可视外壳虽然可以还原凹面域,但其结果的边缘粗糙,轮廓不明晰。深度图像与RGB图像的可视外壳融合的计算方法,是为解决单一方式的可视外壳不足... 传统基于RGB图像的可视外壳能恢复物体的外围轮廓却无法还原物体的凹面部分,而基于深度图像的可视外壳虽然可以还原凹面域,但其结果的边缘粗糙,轮廓不明晰。深度图像与RGB图像的可视外壳融合的计算方法,是为解决单一方式的可视外壳不足而提出的,它基于体素剖分的思想,根据深度图和RGB图像分别构建可视外壳,根据两种可视外壳的计算结果进行凹面分析和可视外壳融合,利用CUDA基于GPU实现并行加速。实验表明:融合算法能够还原出具有复杂凹面域物体的可视外壳,并且有良好的精度及实时性。 展开更多

关键词 深度图 可视外壳 凹面还原 三维重建

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花椒采摘机器人视觉识别与定位求解 被引量：14

18

作者 杨萍 郭志成 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期121-129,共9页

针对花椒市场需求量大、采摘困难的现状。笔者设计了自动识别花椒系统,通过对比4种识别算法的性能,采用识别效果最好的K-means聚类算法对花椒果实目标进行提取,针对花椒串生长具有离散性特点提出用平面内质点系模型求出花椒串质心。提出... 针对花椒市场需求量大、采摘困难的现状。笔者设计了自动识别花椒系统,通过对比4种识别算法的性能,采用识别效果最好的K-means聚类算法对花椒果实目标进行提取,针对花椒串生长具有离散性特点提出用平面内质点系模型求出花椒串质心。提出了Otsu算法与K-means算法结合图像相减的方法识别出花椒的结果母枝,然后根据小孔成像的基本原理和凸包理论得出单目视觉的花椒深度信息。最后以到花椒质心最短距离为限定条件确定母枝上采摘点所在的直线段,经过坐标转换求出直线段上采摘点的三维世界坐标。 展开更多

关键词 K-MEANS聚类算法 花椒 视觉定位 特征点匹配 凸包面积

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军事目标关系的拟合地势及双重保凸可视建模 被引量：2

19

作者 王家润 孙禹楠 +1 位作者 尹辉 杨志龙 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第5期270-278,共9页

在三维虚拟战场中,由于地球曲率及地形起伏的影响,军事目标之间的连线会出现"穿山入地"现象。针对该问题,结合网络可视化美学原则,提出了一个军事目标关系的保凸可视化算法。在目标之间进行剖面分析,获取表达地形起伏的高程... 在三维虚拟战场中,由于地球曲率及地形起伏的影响,军事目标之间的连线会出现"穿山入地"现象。针对该问题,结合网络可视化美学原则,提出了一个军事目标关系的保凸可视化算法。在目标之间进行剖面分析,获取表达地形起伏的高程采样数据;提出了与目标等的融合、替换及剔除策略,基于Graham凸包算法,优选出反映地形整体变化趋势的保凸特征点集;提出了保凸的贝塞尔(Bézier)曲线控制点的几何构造方法,通过逐段光滑插值,实现了整条曲线的保凸可视化。实验结果表明:消除了目标连接直线"穿山入地"的现象,具有较好的视觉美感:拟合地势、整体保凸、整体光滑。 展开更多

关键词 虚拟战场 网络可视化 拟合地势 高程采样 凸包 保凸 贝塞尔曲线控制点

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船体强度载荷可视化计算

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作者 谢永和 刘全良 《海洋工程》 CSCD 2000年第4期90-93,共4页

利用 Object ARX语言 ,在 Visual C++5 .0开发平台中编制了船体强度载荷可视化计算程序。程序具有船体载荷计算、光顺原始数据、仿真船体调整过程和图形化计算结果的功能。

关键词 船体载荷 可视化计算 仿真 图形 visual

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