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散乱数据点的增量快速曲面重建算法 被引量:71
1
作者 王青 王融清 +1 位作者 鲍虎军 彭群生 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第9期1221-1227,共7页
给出了一个新的散乱数据的曲面重建算法 .算法充分利用邻近点集反映出的局部拓扑和几何信息 ,基于二维 Delaunay三角剖分技术快速地实现每个数据点的局部拓扑重建 ,然后通过自动矫正局部数据点的非法连接关系 ,以增量扩张的方式把局部... 给出了一个新的散乱数据的曲面重建算法 .算法充分利用邻近点集反映出的局部拓扑和几何信息 ,基于二维 Delaunay三角剖分技术快速地实现每个数据点的局部拓扑重建 ,然后通过自动矫正局部数据点的非法连接关系 ,以增量扩张的方式把局部三角网拼接成一张标准的整体二维流形网格 .该算法在重建过程中能自动进行洞的检测 ,判断出散乱数据所蕴涵的开或闭的拓扑结构 .实验结果表明 ,该算法高效、稳定 ,可以快速地直接重构出任意拓扑结构的二维流形三角形网格 . 展开更多
关键词 曲面重建 散乱数据点 几何造型 CAD
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一种基于逼近理论的曲面重构方法 被引量:10
2
作者 邱泽阳 肖双九 +2 位作者 杨海成 张树生 张定华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第7期622-625,共4页
从离散点列构造一条曲线出发 ,提出了一种可以处理散乱数据点的曲面重构方法 ,其主要思想是逐步逼近 ,即分别用平面三角形和三角 Bézier曲面片逼近 .详细介绍了空间点的三角划分、离散点的参数化、三角 Bézier曲面片逼近以及... 从离散点列构造一条曲线出发 ,提出了一种可以处理散乱数据点的曲面重构方法 ,其主要思想是逐步逼近 ,即分别用平面三角形和三角 Bézier曲面片逼近 .详细介绍了空间点的三角划分、离散点的参数化、三角 Bézier曲面片逼近以及两曲面片的拼接等算法 ;最后 。 展开更多
关键词 三角化 曲面造型 曲面重构 逆向工程 CAD 逼近理论
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基于无组织结构数据集的三维表面重建算法 被引量:13
3
作者 严京旗 施鹏飞 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第10期1051-1056,共6页
三维表面重建技术具有广泛的应用前景 ,通用高效的重建算法是迫切需要研究的课题之一 .由于三维点集分布不均匀 ,目前通用的基于无组织结构数据集的重建算法欠缺稳定性 ,应用范围受到限制 .文中提出了分布不均匀补偿的近邻点确定算法 ,... 三维表面重建技术具有广泛的应用前景 ,通用高效的重建算法是迫切需要研究的课题之一 .由于三维点集分布不均匀 ,目前通用的基于无组织结构数据集的重建算法欠缺稳定性 ,应用范围受到限制 .文中提出了分布不均匀补偿的近邻点确定算法 ,提高了算法的稳定性和可靠性 ,扩展了基于无组织结构数据集表面重建算法的应用范围 .实验表明通过分布不均匀补偿的离散数据集三维表面重建算法具有很好的重建效果 . 展开更多
关键词 几何造型 三角剖分 数据集 三维表面重建算法 图像处理
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逆向工程技术研究进展 被引量:167
4
作者 金涛 陈建良 童水光 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第16期1430-1436,共7页
逆向工程是指从实物样件获取产品数学模型、进而开发出同类的先进产品的技术 ,目前逆向工程技术已和 CAD/CAM等先进制造技术结合 ,并发展为 CAD/CAM系统中的一个相对独立的研究领域 ,其关键技术问题主要包括 :形状表面数字化、3维模型... 逆向工程是指从实物样件获取产品数学模型、进而开发出同类的先进产品的技术 ,目前逆向工程技术已和 CAD/CAM等先进制造技术结合 ,并发展为 CAD/CAM系统中的一个相对独立的研究领域 ,其关键技术问题主要包括 :形状表面数字化、3维模型重建、集成逆向工程系统等 ,文章回顾了国内外的研究现状及商业软件开发情况 。 展开更多
关键词 逆向工程 模型重建 曲面拟合 特征 数据测量 系统集成 CAD
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海量散乱点的曲面重建算法研究 被引量:131
5
作者 周儒荣 张丽艳 +1 位作者 苏旭 周来水 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期249-255,共7页
基于海量散乱点的曲面重建在机械产品测量造型、计算机视觉、根据切片数据的医学图像重建等领域中有重要应用 .给出了一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息 (包括测点法矢、曲面边界信息 )的散乱点集为处理对象 ,自动生成物体表面... 基于海量散乱点的曲面重建在机械产品测量造型、计算机视觉、根据切片数据的医学图像重建等领域中有重要应用 .给出了一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息 (包括测点法矢、曲面边界信息 )的散乱点集为处理对象 ,自动生成物体表面的三角网格模型的算法 .该算法首先根据测点的邻近测点估算曲面在该测点处的法矢 ,并采用优化的顺序对法矢方向进行调整以使各测点处的法矢都指向曲面外侧 ,最后用步进立方体算法输出三角网格模型 .采用新的方法计算切平面 ,不但进一步提高了效率 ,而且改善了曲面边界及尖锐棱边区域的重建效果 .还提出并解决了法矢方向传播中可能出现的局部“孤岛”问题 .同时 ,提出了一种对海量数据进行空间划分的算法 ,从而大大提高了海量数据的处理效率 .应用实例表明 ,算法效果良好 . 展开更多
关键词 逆向工程 海量数据 空间划分 面重建算法 CAD
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增量几何压缩 被引量:9
6
作者 刘新国 鲍虎军 彭群生 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第9期1167-1175,共9页
提出了一个几何压缩算法 ,用以节省三角网格模型存储和传输时间 .它首先递归地以区域扩张方式将模型分解为一系列的层结构 ,利用层间的连贯性以及对层结构的有效编码 ,实现了高效的拓扑压缩 .同时 ,还设计了一个有效的非线性预测器来实... 提出了一个几何压缩算法 ,用以节省三角网格模型存储和传输时间 .它首先递归地以区域扩张方式将模型分解为一系列的层结构 ,利用层间的连贯性以及对层结构的有效编码 ,实现了高效的拓扑压缩 .同时 ,还设计了一个有效的非线性预测器来实现几何位置的压缩 .与以前的算法相比 ,它具有线性复杂度、压缩比高、执行速度快的特点 .实验结果表明 ,存储一个三角形的拓扑信息平均只需 1 .4 2比特 . 展开更多
关键词 几何压缩 定向曲面 三角形网格模型 图像编码
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基于三角Bézier曲面局部逼近的3D点插补算法 被引量:9
7
作者 邱泽阳 肖双九 +3 位作者 宋晓宇 杨海成 张树生 张定华 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期497-501,共5页
针对逆向工程中三角曲面片逼近过程遇到的曲面片内部点不足问题 ,提出了一种基于局部三角 Bézier曲面片逼近的点插补算法。其思想是先在缺点的三角网格局部构造一个具有足够内部点的扩大三角形 ,然后以扩大三角形为基础构造一张三... 针对逆向工程中三角曲面片逼近过程遇到的曲面片内部点不足问题 ,提出了一种基于局部三角 Bézier曲面片逼近的点插补算法。其思想是先在缺点的三角网格局部构造一个具有足够内部点的扩大三角形 ,然后以扩大三角形为基础构造一张三角 Bézier曲面片 ,最后通过曲面片上取点的策略补出三角网格中所缺的点。实验表明 ,用该算法插补所得的点 ,不仅精度比较高 ,而且分布也比较均匀 。 展开更多
关键词 曲面局部逼近 自由曲面造型 自由曲面重构 逆向工程 点插补算法 三角网格 三角曲面片
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基于曲面局平特性的散乱数据拓扑重建算法 被引量:18
8
作者 谭建荣 李立新 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期2121-2126,共6页
提出了一种基于曲面局平特性的,以散乱点集及其密度指标作为输入,以三角形分片线性曲面作为输出的拓扑重建算法.算法利用曲面的局平特性,从散乱点集三维Delaunay三角剖分的邻域结构中完成每个样点周围的局部拓扑重建,并从局部重建的并... 提出了一种基于曲面局平特性的,以散乱点集及其密度指标作为输入,以三角形分片线性曲面作为输出的拓扑重建算法.算法利用曲面的局平特性,从散乱点集三维Delaunay三角剖分的邻域结构中完成每个样点周围的局部拓扑重建,并从局部重建的并集中删除不相容的三角形,最终得到一个二维流形拓扑曲面集作为重建结果.该算法适应于包括单侧曲面在内的任意不自交的拓扑曲面集,并且重建结果是相对优化的曲面三角形剖分,可以应用于科学计算可视化、雕塑曲面造型和反求工程等领域. 展开更多
关键词 曲面局平特性 散乱数据 拓扑重建算法 DELAUNAY三角剖分 可视化 反求工程 CAD
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G^1连续任意拓扑曲面的几何重建 被引量:8
9
作者 李立新 谭建荣 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期407-412,共6页
文中算法沿用了 C- T分割算法的基本思想 ,从任意拓扑类型的曲面三角剖分 T(P)出发 ,重建一张 G1 连续拼接的分段光滑曲面 ,用以插值 T(P)的顶点集 P及其中各点的法矢 .在插值点的法矢没有给定的情况下 ,引入了“惯量估计”以估算各点... 文中算法沿用了 C- T分割算法的基本思想 ,从任意拓扑类型的曲面三角剖分 T(P)出发 ,重建一张 G1 连续拼接的分段光滑曲面 ,用以插值 T(P)的顶点集 P及其中各点的法矢 .在插值点的法矢没有给定的情况下 ,引入了“惯量估计”以估算各点的法矢 .与 Farin的 C- T分割算法相比 ,本算法的结果不依赖于顶点的处理顺序 ,因而更为合理 .其次 ,它不需要进行控制顶点的初估及修正 ,而是对多余的自由度进行了合理的分配 ,使各控制顶点的计算一次完成 .由于算法是局部的 ,因此具有较高的效率 . 展开更多
关键词 曲面三解剖分 曲面重建 C-T分割算法 插值 几何重建 CAD
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三维医学图像MT表面重建的相关性处理及模型简化 被引量:6
10
作者 秦绪佳 欧宗瑛 +3 位作者 纪凤欣 吴良武 张勇 侯建华 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期398-403,共6页
针对MT(MarchingTetrahedral)算法存在重建速度慢 ,数据存储冗余 ,重建出的模型三角面片数量大 ,难以进行实时交互操作等缺点 ,本文提出了相关性处理方法 ,避免了重复性计算 ,加快了重建速度 ;设计了优化存储的数据结构 ,减少了数据冗... 针对MT(MarchingTetrahedral)算法存在重建速度慢 ,数据存储冗余 ,重建出的模型三角面片数量大 ,难以进行实时交互操作等缺点 ,本文提出了相关性处理方法 ,避免了重复性计算 ,加快了重建速度 ;设计了优化存储的数据结构 ,减少了数据冗余 ;实现了网格简化的边收缩算法 ,并对由MT算法生成的表面模型进行了简化处理。模型经简化 90 % ,依然能较好地保持原模型的特征。 展开更多
关键词 三维医学图像 表面重建 MT算法 相关性 模型简化
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Marching Cubes算法改进研究及应用 被引量:6
11
作者 僧德文 李仲学 +1 位作者 李翠平 李春民 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2006年第7期50-51,61,共3页
对MC算法进行了改进和优化,运用渐近线判别法解决了原有算法的二义性问题,改善了生成图形的质量;利用线性八叉树结构提高了图形的绘制速度,使实时绘制和交互操作成为可能。运用改进后的MC算法,结合某铁矿实测数据进行矿体表面三维重构,... 对MC算法进行了改进和优化,运用渐近线判别法解决了原有算法的二义性问题,改善了生成图形的质量;利用线性八叉树结构提高了图形的绘制速度,使实时绘制和交互操作成为可能。运用改进后的MC算法,结合某铁矿实测数据进行矿体表面三维重构,得到了满意的效果。 展开更多
关键词 移动立方体法 可视化 表面重构 矿体仿真
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基于STL模型的船舶几何特性计算 被引量:4
12
作者 刘春雷 尹勇 +1 位作者 孙霄峰 张秀凤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2264-2271,共8页
为提高船舶几何特性计算的精度和实时性,提出一种基于STL(Stereo Lithography)三角网格模型的船舶任意浮态下的几何特性计算方法。将计算机图形学中的SH(Sutherland-Hodgman)剪裁算法用于船舶与水面的求交。基于坐标系仿射变换,将空间... 为提高船舶几何特性计算的精度和实时性,提出一种基于STL(Stereo Lithography)三角网格模型的船舶任意浮态下的几何特性计算方法。将计算机图形学中的SH(Sutherland-Hodgman)剪裁算法用于船舶与水面的求交。基于坐标系仿射变换,将空间水线面转换成二维平面多边形来提取截面轮廓并完成其有序化。根据水线面是单调多边形的特点,采用质心插入法来进行三角剖分。以散货船"太行128"为例进行实例验证,其计算结果与装载手册中给定值相比较误差较小,证明该方法计算精度高、实时性好,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 船舶工程 船舶几何特性 三角网格模型 SH剪裁算法 截面轮廓 三角剖分
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反求工程中产品三维模型重建技术综述 被引量:7
13
作者 金涛 单岩 +1 位作者 胡明辅 童水光 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第5期787-789,共3页
阐述了反求工程的基本概念、研究内容及基本过程 ,总结了反求工程中的两个关键技术问题——形状表面数字化和产品几何模型重建技术的研究现状 。
关键词 几何模型重建 反求工程 CAD 曲面拟合 数据测量
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基于自适应八叉树分割点云的表面模型重建 被引量:6
14
作者 杨客 张志毅 董艳 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第6期83-87,共5页
传统的三角网生长法进行点云数据表面模型重建时,搜索第三点耗时太长,导致重建效率很低。采用自适应八叉树划分算法将点云数据分割成相互覆盖的子域,在每个子域内进行三角网格重建,避免网格拼接的过程;采用最大角最小化原则进行三角网... 传统的三角网生长法进行点云数据表面模型重建时,搜索第三点耗时太长,导致重建效率很低。采用自适应八叉树划分算法将点云数据分割成相互覆盖的子域,在每个子域内进行三角网格重建,避免网格拼接的过程;采用最大角最小化原则进行三角网格优化;并运用三角面片定向的方法进行网格法向量一致化处理。实验结果表明,该方法极大地提高了表面模型重建的效率,形成的网格质量也很好,能够较好地体现模型的细节特征,鲁棒性好。 展开更多
关键词 点云 表面模型重建 自适应八叉树 三角网生长法
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基于圆柱面投影的树干表面重建算法 被引量:2
15
作者 尤磊 唐守正 宋新宇 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2016年第6期812-819,共8页
[目的]树干在林业生产与科研中具有重要的地位,树干表面重建对森林可视化与树干参数提取具有重要意义,本研究以重建树干的精确表面模型为目的。[方法]提出了一种基于圆柱面投影的树干表面重建算法,算法以连续的多个树干分段为重建单元,... [目的]树干在林业生产与科研中具有重要的地位,树干表面重建对森林可视化与树干参数提取具有重要意义,本研究以重建树干的精确表面模型为目的。[方法]提出了一种基于圆柱面投影的树干表面重建算法,算法以连续的多个树干分段为重建单元,以重建单元的质心与直径构建圆柱面,通过将树干点云投影至圆柱面,再将圆柱面点云延伸展开得到平面点集,由平面点集Delaunay三角网的连接关系构建重建单元的不规则三角网表面,连接相邻重建单元的树干表面以获取树干整体的表面模型。[结果]在树皮粗糙程度各异的3种树干点云上的实验表明:重建的树干表面能清晰地展示外业时标注的信息,能有效地反映树干表面的褶皱凸凹特征,具有更好的可视化效果;通过从重建表面上定量提取直径的精确性评价表明:与围尺实测直径相比,从本文提出的基于圆柱面投影重建的树干表面上提取树干直径的RMSE为0.14 cm,比基于切平面投影重建方法更精确。[结论]本文提出的算法是一种简单高效的树干表面重建算法,无需计算法向量、重建的树干表面上三角形数量较少,且能有效地还原树干表面的凸凹特征,适用于树干表面的精确重建、精确可视化与树干参数提取。 展开更多
关键词 树干 树木模型 DELAUNAY三角网 表面重建 圆柱面
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基于标准差的地形三维表面模型建立方法 被引量:3
16
作者 潘胜玲 刘学军 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第11期295-297,300,共4页
针对二维数据域的Delaunay三角剖分推广到空间时存在的关键问题,提出一种基于标准差的地形三维表面模型建立算法。与空外接圆准则相比,该算法在计算时考虑了附加高程信息,引入标准差作为构网判断准则。剖析了标准差的含义,为什么使用标... 针对二维数据域的Delaunay三角剖分推广到空间时存在的关键问题,提出一种基于标准差的地形三维表面模型建立算法。与空外接圆准则相比,该算法在计算时考虑了附加高程信息,引入标准差作为构网判断准则。剖析了标准差的含义,为什么使用标准差以及基于标准差的剖分准则,最后给出基于标准差的地形三维表面模型建立算法的具体步骤,并通过一个具体实例对算法进行了验证。 展开更多
关键词 标准差 算法 表面模型 三角剖分 地形
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基于简约束三角形剖分的果实表面模型重建 被引量:1
17
作者 耿楠 何东健 王振华 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2012年第10期167-172,共6页
【目的】研究轮廓线三维表面模型重建中存在的嵌套、分叉和投影交叉等复杂轮廓的轮廓匹配问题。【方法】在定义轮廓距离基础上,制定了轮廓匹配的2条准则,构成拓扑结构简单的轮廓对,针对一对多且投影交叉的轮廓对,采用等比放大方法进行... 【目的】研究轮廓线三维表面模型重建中存在的嵌套、分叉和投影交叉等复杂轮廓的轮廓匹配问题。【方法】在定义轮廓距离基础上,制定了轮廓匹配的2条准则,构成拓扑结构简单的轮廓对,针对一对多且投影交叉的轮廓对,采用等比放大方法进行预处理,利用简约束算法对放大后的轮廓对进行剖分。用实际算例对提出的重建方法进行了验证。【结果】算例验证表明,提出的重建方法能快速进行拓扑结构复杂的轮廓剖分,重建合理的表面网格模型,重建只存在轮廓嵌套的南瓜模型需19.673ms,重建最复杂的莲藕模型需51.845ms。【结论】通过对果实MRI图像序列提取的轮廓进行剖分,能够快速进行果实表面重建。 展开更多
关键词 果实 表面模型 轮廓 简约束 三角剖分
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山体表面重构数值反演的同伦算法 被引量:3
18
作者 窦以鑫 韩波 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1893-1899,共7页
本文主要研究山体表面重构过程.山体表面重构主要包括地球内部热流变化和地球表面运动规律两个过程,是三维对流扩散方程和二维山体表面运动方程的耦合,求解十分困难.为了模拟山体表面重构过程,还要对耦合方程进行反演研究,是一个大尺度... 本文主要研究山体表面重构过程.山体表面重构主要包括地球内部热流变化和地球表面运动规律两个过程,是三维对流扩散方程和二维山体表面运动方程的耦合,求解十分困难.为了模拟山体表面重构过程,还要对耦合方程进行反演研究,是一个大尺度非线性优化问题.为了克服对于初值的强烈依赖和非线性优化中存在的多极值难点,我们将同伦反演算法应用到山体表面重构模型,通过数值算例可以看出,本算法具有大范围收敛和较好的稳定特性. 展开更多
关键词 山体表面重构 热传导模型 山体表面运动模型 反问题 同伦算法
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基于改进LS-ESPRIT算法的GTD模型参数估计与RCS重构 被引量:4
19
作者 张小宽 郑舒予 +2 位作者 奚之飞 葛启超 宗彬锋 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期2493-2499,共7页
针对传统LS-ESPRIT算法在估计GTD模型参数时抗噪效果差,估计精度不高这一问题,该文提出了一种改进的LS-ESPRT算法,有效地提高了算法的参数估计性能与抗噪性。首先,根据雷达目标的回波数据构建Hankel矩阵;其次,采用核范数凸优化方法对上... 针对传统LS-ESPRIT算法在估计GTD模型参数时抗噪效果差,估计精度不高这一问题,该文提出了一种改进的LS-ESPRT算法,有效地提高了算法的参数估计性能与抗噪性。首先,根据雷达目标的回波数据构建Hankel矩阵;其次,采用核范数凸优化方法对上述Hankel矩阵进行降噪处理,得到低秩的重构Hankel矩阵;最后,利用传统的LS-ESPRIT算法对降噪后的数据进行处理,估计出GTD模型参数。基于改进算法与传统算法分别得到重构RCS,并针对不同带宽对参数估计精度的影响作以仿真探究。仿真结果表明,与传统LS-ESPRIT算法与传统TLS-ESPRIT算法相比,改进LS-ESPRIT算法的参数估计性能更高,抗噪性更强,且重构RCS的幅值与相角误差更小。对不同带宽下的参数估计精度也进行了探究,并得出:带宽越大,估计精度越高。 展开更多
关键词 散射中心 GTD模型 凸优化处理 改进的LS-ESPRIT算法 RCS重构
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基于明暗恢复形状的加工表面形貌重构与粗糙度检测 被引量:1
20
作者 郭便 魏宏波 《工具技术》 2011年第6期98-102,共5页
研究了采用明暗恢复形状法(SFS)对加工表面显微视觉图像的三维形貌重构,并实现了表面粗糙度检测。根据金属表面反射特性,采用简化的Oren-Nayar模型与Torrance-Sparrow模型中镜面反射分量叠加的方法,对光照模型进行了改进,并讨论了基于... 研究了采用明暗恢复形状法(SFS)对加工表面显微视觉图像的三维形貌重构,并实现了表面粗糙度检测。根据金属表面反射特性,采用简化的Oren-Nayar模型与Torrance-Sparrow模型中镜面反射分量叠加的方法,对光照模型进行了改进,并讨论了基于改进后光照模型的SFS最小化计算方法。利用该算法,实现了真实工件表面微观图像三维形貌重构,同时从重构表面轮廓中提取了表面粗糙度参数。与轮廓仪测量结果的比对表明:该方法重构精度较高,提取的粗糙度参数与接触式测量结果基本吻合,为加工表面三维形貌重构与粗糙度快速在线检测提供了新的思路和方法。 展开更多
关键词 明暗恢复形状 最小化算法 改进的光照模型 三维形貌重构 表面粗糙度
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