一、基于3D Delaunay定理重构头模型（论文文献综述）
马叶琴[1]（2021）在《基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究》文中研究说明身管作为火药发射武器的重要部件之一,其最重要的功能之一就是在火药燃气的作用下将弹丸以一定的速度发射至膛口。弹丸发射时产生瞬态的高温、高压火药气体对身管内膛造成冲刷和侵蚀,弹带挤入内膛后的高加速运动导致的冲击振动,这些复杂的工作环境降低了火炮身管的射击精度和使用寿命,针对该问题搭建身管内膛检测系统,检测身管膛线参数并加以分析,对于判断身管的技术状态,制定身管的保养与维护方案有着重要的工程意义。本文以某型122mm自行火炮身管为研究对象,对身管膛线参数进行分析,搭建了非接触式光学测试内膛检测系统,实现探测器轴向、径向的高精度定位,身管内膛全角度、全尺寸的自动测量。利用内膛检测的控制系统和数据通信系统,对试验身管测试验证系统的可靠性。构建小波变换算法对数据进行平滑降噪处理;构建非均匀有理B样条插值算法,对曲线求一阶、二阶导数,把内膛曲线分为水平和过渡两部分,计算膛线的宽度和深度值;构建Delaunay三角剖分插值算法进行身管内膛三维曲面重构。对测试数据进行分析,对系统的检测速度进行优化设计,当探头转速不高于6rpm时,可采集到完整的身管膛线。由于系统定位精度的影响,采集的身管膛线轮廓曲线呈三角函数型,采用余弦定理进行校正,通过标准规试验检测,内膛检测系统的检测精度在0.001mm,最后对不同采样周期和采样率下的膛线数据进行算误差分析,误差小于0.01。
潘恺[2]（2021）在《带自由液面问题的绝对位置-压力格式粒子有限元方法研究》文中研究说明传统的流体模拟方法主要以欧拉法为主,其中一个很重要的原因是欧拉方法具有处理流体大变形的能力。然而,对于带自由液面的流动以及运动边界问题欧拉法将面临很大的挑战。在基于网格的拉格朗日模型中,网格会随着连续体一起移动,运动过程中边界和界面能够自然地被跟踪和识别。然而,当变形大到一定程度时,网格会极度扭曲,求解精度下降甚至不收敛。因此,传统拉格朗日有限元方法通常只能处理小变形的流动问题。绝对节点坐标（ANCF）单元由于采用了斜率坐标来描述局部方向,这允许使用少量单元来表示复杂的形状,因此最近被应用到流体模拟领域,特别是充液系统自由液面的大变形模拟。此外,采用绝对节点坐标作为主变量使得流体可以自然地与固体有限元程序以及多体系统算法相结合构成一个统一的复杂系统。尽管如此,基于完全拉格朗日描述的绝对节点坐标单元仍受到网格极端变形以及复杂接触边界的限制。粒子有限元方法（PFEM）是一种基于背景网格的粒子方法,它使用更新的拉格朗日描述并通过有限元网格离散求解域。有限元网格的节点可以看作是粒子用来传递流体的动量及其所有物理性质,这些粒子可以自由移动甚至与主体区域分离。因此,本文在绝对节点坐标法的基础上,结合粒子有限元方法高效的网格更新技术来描述带自由液面的流动问题,不仅可以和多体算法相结合,还适用于各类复杂的边界。此外,在算法方面做了相关改进,避免了传统拉格朗日方法因网格畸变而带来的时间步长限制。本文的主要研究内容如下:采用绝对节点坐标法和完全拉格朗日公式建立了不可压缩牛顿流体的二维有限元模型。采用罚函数方法处理流体的近似不可压缩性,同时给出了广义粘性力和惩罚力对应切线刚度矩阵的显式表达式。为了在全局坐标系下建立刚-液系统的统一模型,采用绝对节点坐标参考节点（ANCF-RN）来描述刚性贮箱的运动,并引入拉格朗日乘子施加自由滑移和非穿透约束。为了保证长时间仿真的稳定性,采用Bathe复合积分格式求解液-固系统的动力学方程,并通过相关算例来验证ANCF流体单元的大变形能力。将不同外激励形式下监测点的自由液面位移和压力结果与文献实验数据进行对比验证,并进行相关的收敛性分析,指出采用传统绝对节点坐标单元求解流体问题的实用性及局限性。结合绝对节点坐标思想和传统拉格朗日粒子有限元方法,提出采用线性单元描述的绝对位置-压力格式的粒子有限元方法（AP-PFEM）。根据伽辽金有限元方法推导更新构型下的纳维-斯托克斯方程的等效积分形式,并采用规避inf-sub条件的有限增量微积分法则（FIC）对质量守恒方程进行压力稳定化处理。为了提高求解精度,采用具有高频数值耗散特性和二阶精度的广义-α法进行时间离散并通过“离散-预估-校正”格式求解系统动力学方程。在“离散-预估-校正”模型的基础上,提出一种基于流线积分的“预估-离散-校正”模型,其中预估过程使用显式流线积分来预测流体域的非线性初始迭代构型。这种根据当前背景网格所对应的流线预测模型可以在很大程度上减轻传统拉格朗日模型所面临的时间步长限制问题,尤其是在一个时间步长内可能出现的单元反转情况。此外,采用绝对位置作为运动主变量可以直接对当前网格节点位置进行更新来满足动量守恒方程。接着,在流线积分预测基础上做了进一步改进,考虑不同时刻流线的变化。通过算例验证所提算法在复杂流动以及大时间步长下的稳定性。研究传统采用非滑移边界粒子有限元方法（PFEM）的特点,发现当采用较粗的网格离散求解域时边界的粘滞效应会对整体流场造成很大影响。由于PFEM的拉格朗日特性及网格更新过程,使得自由滑移边界的施加存在困难。因此,借助每一时刻生成的虚拟接触单元来识别真实接触节点,并通过拉格朗日乘子引入自由滑移约束,将绝对位置粒子有限元方法与多体算法相结合,建立统一的拉格朗日耦合系统。为了避免大时间步长下界面节点在大曲率边界上出现偏离,对凹曲面边界情况下边界节点出现的位错提出相应的调整方法。传统拉格朗日方法在求解管道进出口边界和驱动边界问题时需要特殊处理,主要是涉及到流体粒子在运动过程中无法保持进出口的剖面形状。因此,同样借助虚拟接触层的思想施加进出口以及驱动边界条件。通过若干数值算例验证了自由滑移边界在粗网格及较大时间步长下仍具有良好的质量守恒特性,并将压力计算结果与文献数值和实验结果进行对比,证明所提方法的稳定性和准确性。详细讨论和分析了采用自由滑移边界的三维绝对位置粒子有限元方法（3D AP-PFEM）在仿真过程中容易遇到的网格变形问题,并给出相应的解决方案。采用一致法向施加自由滑移约束来消除压力场的非物理振荡以及虚假的速度场。为了避免仿真过程中接触面网格的过度扭曲,并同时保持固体壁面的几何特征,提出一种有效的接触节点识别方法以及接触面网格光滑方法,并对接触面容易出现的凹陷进行修补。此外,通过自由液面网格加密以及液面通量调整对仿真过程中造成的流体质量损失进行修正。本文提出的基于绝对位置-压力格式的粒子有限元模型,以及在此基础上给出的相应改进算法对工程上充液多体系统的模拟提供了一种新的求解思路。
丁植[3]（2021）在《复杂曲面测量点云精确配准与余量计算》文中认为在位测量与反馈加工一体化是保证曲面轮廓精度的有效手段,在机测量将测量点云和模型点云进行配准后进行余量求解生成G代码反馈至机床完成误差补偿,因此点云配准和余量精确求解将直接影响在位测量的准确度,是在位测量及反馈加工数据处理中至关重要的一个步骤,也是反馈加工过程中重要环节之一。然而,点云配准对于初始位姿有较高的要求并易陷入局部最优,会影响点云配准的精确度。另一方面,目前大部分的余量求解算法以点为三角面片顶点,求取点到面的距离时则会产生较大误差。为此,本文主要研究了基于蒙特卡洛和Pincus定理优化的ICP算法,避免了点云局部收敛的问题;分析了余量精确求解模型,研究了余量求解的两个关键步骤即法向量求解和曲面构建;最后开发了基于所提算法的软件系统,通过对比实验验证其精度。主要内容如下:首先针对点云配准中存在的问题,研究了基于蒙特卡洛和Pincus定理优化的ICP算法。对噪声产生的原因进行分析,结合在位测量系统采集到的点云数据的特点,比较各种去噪算法优缺点后采用高斯滤波和双边滤波结合的去噪方法,粗配准阶段选用正态分布转换,完成点云预处理;研究了基于蒙特卡洛和Pincus定理优化的ICP算法,该算法基于Pincus定理,将闭区间全局优化问题转换为积分极限问题,并通过样本平均的方法来逼近全局最优解,以上一步Markov链均值作为下一步Markov链初始状态,避免了求解过程收敛至局部最优解的情形。然后针对离散点云加工余量求解问题,研究了基于全局三维Delaunay三角优化处理的余量精确求解方法。将余量求解问题分解为法向量求解和曲面构建两个关键步骤,采用点云与重心之间的距离对主成分分析法进行加权处理,解决因点云数据贡献度不同导致法向量求解不准确的问题;针对余量求解过程中因离散曲面重构精度不足导致余量求解不准确的问题,分析了采样点在所属面片中的位置对求解精度的影响,研究了全局三维Delaunay三角优化方法,生成了泰森多边形测量曲面,保证了余量求解过程中曲面重构的精度。最后分析软件功能需求,并对软件功能框架以及功能模块进行了详细合理的规划,然后基于根据本文所提算法完成了软件功能模块的开发工作。基于Visual Studio、QT Design和MATLAB开发了包括点云去噪、点云配准和余量求解功能集成的软件系统,最后利用实验数据对集成的软件进行功能验证,对传统算法和本文所开发软件进行效率以及精确度等多个维度的对比比较,证明该算法的优越性,并用标准点云对软件功能进行测试,验证该算法精度。
胡青龙[4]（2021）在《点云及图像数据融合的三维彩色空间重构方法研究》文中提出三维重构技术是计算机图形学、虚拟数字现实、自动驾驶与机器人等应用领域的关键技术,已普遍应用于各个研究方向。同时三维空间重构与数据融合技术也是室内空间环境感知的重要支撑环节。本文使用计算机视觉技术,利用激光雷达和可见光相机实现对室内场景的三维彩色空间重构。主要研究内容如下:（1）在点云数据采集过程中,针对激光雷达（Lidar Scanner）采集的数据量大,且含有离散点等问题,基于统计分析法和K近邻算法对激光雷达获取的点云数据进行剔除离散点和下采样处理。经过预处理后,点云数据量被压缩,离散点数目有了明显下降,且点云数据的细节特征并没有受到较大影响,有利于对点云数据进行后续处理。（2）考虑到常见的三维空间重构的场景表面缺乏纹理颜色信息,不能实现对场景表面的真实再现。本文采用激光雷达点云与CCD可见光相机图像信息进行融合,使用一种新的马尔科夫随机场（Markov Random Field,MRF）模型。通过该方法可以赋予重构的3D场景模型表面以丰富的纹理颜色信息。本文采用一一映射的方法,将3D点云投影至2D像素空间,对映射图像和RGB图像进行特征点提取,用以配准、关联。通过MRF模型,对点云空间上的缺失点进行补充,最终获得空间中均匀分布的3D彩色空间点云模型。（3）针对点云之间配准迭代耗费大量时间这一问题,本文选用基于尺度不变特征（Scale Invariant Feature）的提取方法,利用图像的旋转不变性的基本特征,进行对应特征点对的匹配,实现点云配准,以构建完整的室内三维彩色空间模型。最后通过德劳内（Delaunay）三角面片的方法构建完整的曲面模型。本论文所提出的三维彩色场景的重构方法可以通过较低成本设备进行数据采集和计算,高效完成包含色彩信息的室内场景三维重构。与传统的三维重构方法相比,本文提出的三维重构模型精度更高,耗费的时间更少,且具备丰富的纹理信息,也更接近于真实场景,在生产与生活中具有一定的实际应用价值与发展前景。
宋浠瑜[5]（2020）在《房间轮廓声学重构与室内声学定位关键技术研究》文中研究指明位置信息可用于提供个性化服务以增强用户体验,促进物联网产业发展及智慧城市建设。随着全球定位系统（Global Positioning System,GPS）和北斗导航系统（BDS）的广泛应用,室外定位问题己基本解决,室外位置信息服务（Location Based Services,LBS）产业蓬勃发展。然而,人类80%以上的时间都在室内环境中活动,位置服务、社交网络、健康求助、智慧城市、应急救援、物联网、精确打击等无不需要具备室内定位功能。由于受建筑物的遮挡和多径效应的影响,GPS或BDS的室内定位性能无法满足人们对室内LBS的应用需求,因此,室内定位己成为LBS应用推广最迫切需要解决的问题。实用的室内定位方案需要满足精度、覆盖范围、可靠性、成本、功耗、可扩展性和响应时间等方面的需求。近年来,国内外研究者们提出了蓝牙、红外线、RFID、WLAN、超宽带、超声波等室内定位技术及应用系统,但是受人类活动干扰、信号多径传播、基础设施依赖等因素影响,不同的室内定位技术根据其定位性能都有一定的应用局限,迄今为止尚无一种普适化的室内定位系统能提供主导室内的全球性、全天候定位服务,使LBS产业全面覆盖室内外空间。因此,如何在室内复杂环境中进行场景识别并提升感兴趣目标的定位性能,己成为各种智能交互与通信系统产业共同关注的焦点。本文分析了室内定位技术的现状,尤其是室内声学定位的发展概况,确定了房间轮廓声学重构与室内声学定位关键技术研究方案,基于多通道声信号获取与单通道声信号获取两种方式,开展房间轮廓声学重构、室内声源定位与室内声学指纹定位的相关研究,分析房间轮廓声学重构对室内声学定位（本文重点讨论室内声源定位与室内声学指纹定位）性能的影响。研究房间轮廓声学重构与室内声学定位关键技术的意义,不仅在于其能满足不同室内LBS用户对位置精度的多尺度（分米级与米级）要求,还能满足用户对其位置信息获取的隐私保护需求,因此具有实际应用价值。文中对上述研究所涉及的应用背景与知识理论进行了介绍,明确了房间轮廓声学重构的基本原理与室内声学定位系统的工作机理,同时也对室内声学定位算法的常用手段进行了总结。本文的主要研究内容包括:1.综述了室内声学定位技术的发展概况,特别是室内声源定位与室内声学指纹定位的研究现状、技术问题与发展趋势。概述了房间轮廓声学重构技术的发展,并从多通道声信号获取与分析以及单通道声信号获取与分析两方面,总结了房间轮廓声学重构的实用方法,验证了房间轮廓信息对室内声学定位性能提升的有效性。2.介绍了房间轮廓声学重构的基础理论,分析了室内声场理论模型,推导了三维波动方程的基本公式,对利用房间平行墙面间声学共振特性,实现房间轮廓声学重构的过程进行了数学描述,并总结了基于波动声学的房间轮廓声学重构在实际应用中的参数问题;从多通道声信号获取与分析（麦克风阵列）以及单通道声信号获取与分析（智能手机）两方面,分别介绍了基于几何声学理论的房间轮廓声学重构方法,为基于阵列手机的室内声源定位,及基于智能手机的室内声学指纹定位应用研究提供室内声场环境先验;最后,介绍了室内声学定位的基础理论,介绍了基于时延估计的声源定位、基于波束形成的声源定位与基于机器学习的声学指纹定位的基本方法,归纳总结了室内声场环境对声学定位系统的重要影响,为后续室内声源定位和室内声学指纹定位的研究工作,提供理论与方法支撑。3.提出了一种基于三维麦克风阵列感知的房间轮廓声学重构方法,充分利用阵列拓扑结构优势,降低了一阶反射声脉冲峰误判的可能,简化了基于多通道声信号获取与分析的房间轮廓声学重构过程,提高了重构精度与效率,并保证了基于随机区域收缩（Stochastic Region Contraction,SRC）的可控功率响应相位变换（Steered Response Power with Phase Transform,SRP-PHAT）波束形成算法的可行性;并在房间轮廓重构基础上,提出了基于Delaunay三角剖分的声源位置搜索体积重建方法,在保证SRP-PHAT-SRC算法位置估计精度的同时,合理有效地缩小了室内运动声源的搜索体元,实现了室内说话人实时轨迹的高效估算与跟踪。4.提出了一种智能手机多传感融合的室内行人连续自定位方法,将基于智能手机惯性传感器数据的行人航迹推算（Pedestrian Dead Reckoning,PDR）与基于时延估计的声源定位算法相结合,并发展了一种基于声压级与声能分析的声学约束更新算法,该算法结合房间轮廓信息,通过利用声源与其一阶镜像声源之间的几何关系,保证了时延估计数据在可靠范围之内,更新消除了PDR迭代误差,实现了准确、有效且无用户协作的室内行人连续自定位。5.提出了一种基于听觉场景分析（Audiroty Scene Analysis,ASA）的室内LBS用户定位方法。该方法以室内环境背景声的心理声学特征谱为声学特征,构建多维声学指纹,结合房间轮廓信息与房间内区域分簇结果,勾画出室内场景的轮廓及其声音能量分布状态（房间色彩声图）,一方面可以为室内小区域定位提供较为详实的位置信息和空间布局,另一方面又不暴露室内场景布局与物品的图像细节,解决了传统室内地图的隐私保护矛盾;在此基础上,基于机器学习的理论与算法,线下构建与更新“位置——指纹”映射关系数据库,线上以最小方差匹配,快速准确定位用户位置,实现无基础设施依赖且无用户协作的室内小区域级定位。
徐吉轩[6]（2020）在《基于结构光扫描的三维点云数据重构算法研究》文中研究说明论文依托于“重载铁路车地安全状态监测示范验证”的科研项目,开展列车走行部三维点云重建方法的研究。具体工作内容如下:（1）进行了列车走行部模型三维点云数据的结构光采集方案和相关算法研究。设计了三维点云数据采集平台,进行了相机参数标定与光平面参数标定。改进了激光条纹中心线提取算法,通过引入权重函数,对几何中心法与细化法获取的激光条纹中心线进行加权处理。（2）进行了三维点云数据的预处理。分析了噪声点云数据的空间位置分布特性,基于分类的思想对非目标区域扫描产生的冗余点与离群点分别处理。对于冗余点采用阈值分割法去除以得到主体点云,对于离群点,根据点云密度,结合自适应统计滤波和多条件阈值约束函数去除。在此基础上,对点云数据进行体素化下采样与数据点周围高阶多项式插值的重采样,保持点云几何形态的同时平滑了点云,并利用平均曲率和高斯曲率对点云平滑的效果进行评价。（3）进行了两类三维点云数据的表面重构算法研究。通过NURBS插值曲面拟合列车走行部模型表面,得到了封闭且无孔洞的光滑曲面。基于空间分布的区域增长曲面重构,结合Delaunay三角剖分准则,建立三角网格拓扑关系,实现列车走行部表面重构。相比NURBS算法,后者有较好的鲁棒性,整体可视化效果较好。构建了基于深度信息的RGB伪彩色索引图,通过正向映射的方法,将纹理映射到重建模型表面,以得到更好的可视化效果。
房鹏[7]（2020）在《三维复杂地质曲面重构关键技术研究》文中研究说明地质曲面重构是地质建模、油藏模拟以及地质构造成图等研究工作的基础,其主要利用地震解释数据、测井数据和航空磁测数据等地质采集数据,结合计算机图形学的理论和方法对地质曲面进行构建,在地下资源勘探领域中发挥着重要的作用。与一般的曲面重构不同,地质曲面重构的限制条件繁多,复杂程度较大。首先,用于地质曲面重构的数据比较稀疏且分布不均匀。其次,许多地质属性往往具有很强的趋势性或各向异性,而地质采集数据往往呈测线型,使用一般的方法对这些数据进行插值或拟合往往不能很好的体现地质属性的趋势性。最后,复杂地质构造中往往包含褶皱、逆断层或蘑菇状侵入体等,对于此类非闭合多值曲面尚无完备的重建算法。因此,三维复杂地质曲面重构中存在着许多困难和挑战。本文对多种传统的曲面插值方法进行了一定研究,分析了不同插值方法的特点和适用范围,并将克里金插值法和DSI方法应用于地质曲面重构,为提高传统克里金插值方法的效率,提出一种改进的滑动邻域克里金方法,进一步针对复杂地质曲面重构中离散点分布极不均匀的问题和地质属性的各项异性问题,提出一种基于泰勒公式的各向异性插值法,通过模型测试并与其它常见的曲面插值方法对比表明该方法可以精细呈现地质属性的各向异性特征,在一定程度上避免了传统地质曲面插值方法出现的串珠状构造缺陷;针对非闭合多值曲面构造,提出一种三维Delaunay迭代生长法,使用该方法重构出的非闭合多值曲面整体具有较好的拓扑形态,且具有较高的执行效率,但在曲面斜率较大的区域容易产生孔洞和三角形交叉等拓扑错误,因此针对本文算法进行非闭合多值曲面重构时产生的拓扑错误,提出了一种基于欧拉公式的拓扑错误检测与修复方法,该方法可以对非闭合曲面上出现的孔洞和三角面片交叉等拓扑错误进行修复,解决了一般曲面拓扑错误修复算法不能自动识别非闭合曲面边界与孔洞边界的问题。
池宝涛[8]（2020）在《双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究》文中指出CAD与CAE一体化一直以来都是工程分析与科学计算领域研究的重要内容,然而受限于传统数值模拟集成系统中CAD与CAE之间的巨大鸿沟,如CAD几何模型与CAE分析模型表征方式不统一,几何模型在CAE与CAD系统间转换时造成的数据丢失,不同系统之间的频繁交互造成CAE分析自动化程度低等,将CAD与CAE技术进行有机结合以实现数值模拟分析技术的集成化、智能化和自动化是未来工程设计的主要发展趋势。数值模拟技术已成为工程数值计算及机械结构设计和优化中不可或缺的工具,并广泛应用于汽车船舶、航空航天、医疗卫生、生物科技、新能源等多个领域。数值模拟的主要步骤包括几何建模、网格划分、计算求解和后处理等过程,其中前处理过程是数值模拟分析的主要性能瓶颈,其自动化程度严重依赖于用户知识水平和工程实践经验。因此,高效可靠的全自动前处理算法是实现CAD与CAE一体化以及提高数值模拟分析精度和效率的关键。为克服传统数值模拟分析集成系统中CAD与CAE相互独立的固有缺陷,本文以双层插值边界面法为研究背景,将边界积分方程与计算机图形学相结合,系统性地研究了完整实体工程结构分析中的全自动几何模型修复、三维非连续混合体网格生成及体单元细分方法等工作,直接利用CAD实体模型中的边界表征数据实现复杂结构CAE分析自动化。本论文的主要研究工作如下:（1）为真正实现CAD与CAE一体化,以完整实体工程结构分析软件框架为基础,搭建了一个完全融于CAD环境的CAE分析平台,所有数值模拟分析操作均在同一环境下进行,统一了几何模型与分析模型,避免了不同系统之间的数据传递造成的CAD模型几何数据及拓扑信息缺失,实现了CAE与CAD两者的无缝集成。（2）应用双层插值边界面法计算三维位势问题,同时提出了一种新型的数值计算单元——双层插值单元,双层插值单元将传统的连续单元和非连续单元有机统一,提高了插值计算的精度且能够自然地模拟连续物理场和非连续物理场。双层插值边界面法在网格生成过程中允许使用包含悬点的非连续网格,避免使用任何协调过渡模板处理悬点,从而使得网格生成工作具有更大的灵活性,很大程度上降低了网格生成的困难。双层插值边界面法直接利用CAD实体模型中的B-Rep数据进行计算,物理变量计算基于分析模型的参数曲面而不是通过离散单元计算,避免对任何结构在几何上进行简化,为实现CAD/CAE一体化、全自动CAE分析奠定了重要基础。（3）针对几何模型中存在的退化边、退化面、非连续光滑边界及非理想几何特征等常见的几何“噪声”问题,提出了基于T-Spline全自动几何拓扑修复方法,实现了对复杂CAD几何模型中非理想几何特征的自动识别、曲面探测及T-Spline曲面重构的全自动几何拓扑修复。所有操作均为虚操作,不修改原始几何模型,利用新生成的虚边、虚面重构CAD模型的几何拓扑信息,拟合的T-Spline曲线、曲面具有自适应性且能满足拟合精度要求,该方法一定程度上降低了网格生成困难,提高了数值模拟分析的计算精度。（4）针对二维空间直线与NURBS曲线求交、直线与NURBS曲面求交问题,提出了基于仿射算术和区间运算的直线与NURBS曲线/曲面求交方法。与传统的点迭代法相比,该方法由于采用了区间运算,迭代过程不需要给定合适的迭代初始值,具有更好的灵活性;与传统的区间迭代法相比,该方法放宽了对初始区间的要求,采用基于线曲率和面曲率的子域分解方法,可以快速筛选预迭代区间,提高迭代效率。另外,通过运用仿射算术考虑计算过程中数据的相关性,有效弥补了区间算法的局限性,提高了迭代求交的效率。同时,对于直线与复杂三维实体模型的求交问题,研究了直线与三角形面片及直线与空间包围盒快速相交检测算法。（5）为充分发挥双层插值边界面法在网格生成过程中允许使用包含悬点的非连续网格的优势,提出了基于体二叉树的三维非连续混合网格生成方法。该方法采用体二叉树数据结构对任意三维实体模型进行网格自适应细分,在体二叉树细分过程中,基于网格尺寸、表面曲率、实体厚度等几何特征进行自适应细分,避免使用任何协调过渡模板处理悬点。采用“由外向内”的实体模型边界拟合方法对包含几何边界的“锯齿状”网格进行拟合,将相应网格节点依次拟合至几何顶点、几何边和几何面上。对于网格生成过程中存在的低质量网格,采用Laplace优化或单元拓扑分解的方法提高最终网格质量。最终网格生成实现了整体以六面体网格为主,实体边界附近的部分网格以四面体、三棱柱或金字塔网格为辅的非连续混合网格的全自动生成。（6）针对边界元法中核函数为连续或间断的三维奇异及近奇异域积分,提出了基于体二叉树单元细分法的三维奇异及近奇异域积分计算方法。该方法适用于不同类型的体单元,可以精确计算核函数为连续或间断的三维奇异及近奇异域积分。对于不同单元形状和任意源点位置的三维奇异及近奇异域积分,该方法在任意情况下均能保证单元细分的收敛性且细分子单元形状和尺寸良好。经过单元细分后,根据细分子单元与源点位置关系,在体单元内部呈现出远大近小的分布特点,积分点在单元内部更合理地分布,在保证积分效率的同时提高了积分的精度。该方法采用体二叉树数据结构,易于实现,算法具有良好的鲁棒性。
程箴龙[9]（2020）在《三维点云孔洞修复算法研究及软件系统开发》文中研究表明三维激光扫描技术为快速构建物体三维模型提供了全新的技术手段,被认为是测绘科学的一次技术革新。在使用三维激光扫描仪等设备采集目标物体的表面信息时,由于物体遮挡或者测量手段的限制,所获得的原始点云存在数据缺失的情况,从而导致孔洞的形成,进而影响重构的数字模型的质量。在使用三维激光扫描仪配套软件或者编程手段修复孔洞时,存在扩展性和迁移性差的问题,且精度也有待提高。本文在研究分析孔洞修复相关算法以及相关软件现状的基础上,设计开发了一个三维点云孔洞修复软件系统,主要工作和成果如下:（1）针对现有点云k邻域搜索算法、边界提取算法和孔洞修复算法各自所需数据结构不同,编程复杂的问题,设计了一个全局适用的数据结构进行数据组织。本文根据选择的算法组合,定义了点云数据的坐标和点两个基类,并使用这两个基类定义的k最近邻类作为基本单位,服务于孔洞修复不同阶段的数据处理,简化了编程难度,提高了多算法结合的效率,降低了内存开销。（2）针对基于特征平面边界提取算法的不足,本文通过优化最小二乘拟合平面的一般方程,简化了方程系数的求解,使得编程进行解算的过程容易实现,提高了算法效率。使用多种孔洞修复算法结合的方法进行孔洞修复,针对基于散乱点云模型的局部扩张算法,讨论并推导出相邻边的夹角在不同取值范围下的新增点公式,验证了算法的一般性;针对基于三角网格模型的空间多边形孔洞修复算法,通过对多边形的分类讨论,确定相邻两边最小夹角的取值范围,删除了原始算法多余的处理步骤,并通过几何解析重构简化了复杂的公式推导,优化了新增点的计算模型,改进了算法的处理过程,提高了算法效率。在上述孔洞修复之后,使用基于径向基函数隐式曲面对修复区域进行调整,增强了修复区域与周围区域的光滑过渡效果。（3）设计了一个单页web应用与控制台程序相结合的软件系统。该系统分为前端与后台两部分,前端采用了单页web应用的开发模式,使用WebGL进行模型绘制和三维渲染,实现了数据输入输出、模型显示、操作和用户交互的功能;后台基于面向对象编程思想使用了控制台程序,采用了MVVM作为软件架构指导开发,实现了数据输入输出和数据处理的功能。该论文有图82个,表4个,参考文献120篇
李晓微[10]（2020）在《小腿假肢接受腔的设计及算法研究》文中指出假肢是肢体残疾患者可以正常活动的重要工具,然而使用假肢的患者却寥寥无几,主要原因是假肢以人工制造为主,存在费用高,制作周期长,且舒适性难以保证的问题。针对这些问题,本文以患者小腿残肢为研究对象,提出了小腿假肢接受腔的设计方案,采用激光扫描、三维曲面重建、有限元分析以及3D打印技术进行假肢接受腔的设计与实现。本文的主要工作如下:（1）通过对残肢结构的研究以及残肢承压区域的划分,明确了假肢接受腔设计的要求,提出了假肢接受腔的设计方案。（2）采用激光扫描方式获取残肢数据,并进行去噪和精简的预处理。去噪过程先采用统计滤波去除大尺度噪声,再采用双边滤波去除小尺度噪声。精简过程提出了改进的精简算法,将点云数据根据曲率分成平坦区域和突变区域,对平坦区域使用包围盒精简法精简,对突变区域使用曲率精简法精简,其结果既保留了点云数据的特征点,又不会造成局部空洞。（3）研究了Delaunay三维曲面重建算法和泊松曲面重建算法,并提出了改进的Delaunay三维曲面重建算法对残肢进行曲面重建,采用包围盒法对点云数据进行分割,再对每个包围盒进行局部Delaunay三维曲面重建以及曲面拼接,最后进行孔洞填充。此算法具有加快空间索引建立速度,曲面重建效果更好的优点。（4）根据残肢曲面生成接受腔和衬套模型,再采用CT扫描残肢,经医学图像处理和曲面修复建立残肢模型,并装配残肢与接受腔得到残肢-接受腔模型。对该模型进行有限元分析,并对假肢接受腔进行修型,直到达到承压合理的要求。（5）采用3D打印技术实现了假肢接受腔的制造成型,站立时的压力测试结果和患者试戴的效果表明,该假肢接受腔穿戴舒适,可以满足患者的需求。该设计方案的可靠性好,具有一定的应用价值。
二、基于3D Delaunay定理重构头模型（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于3D Delaunay定理重构头模型（论文提纲范文）
（1）基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 内膛检测研究现状 |
| 1.2.2 管道机器人研究现状 |
| 1.3 身管内膛检测技术难点及发展趋势 |
| 1.3.1 身管内膛检测技术难点 |
| 1.3.2 火炮身管内膛检测关键技术 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 身管内膛检测系统 |
| 2.1 系统组成及工作原理 |
| 2.2 内膛检测系统 |
| 2.2.1 定位系统设计 |
| 2.2.2 传动系统设计 |
| 2.2.3 控制系统设计 |
| 2.3 内膛检测系统工作流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 身管内膛几何参数特征曲线数据处理 |
| 3.1 基于内膛几何参数特征曲线数据处理 |
| 3.1.1 粗大误差处理 |
| 3.1.2 基于小波变换的测试数据降噪处理 |
| 3.2 基于非均匀有理B样条插值的身管内膛参数计算 |
| 3.2.1 曲线的数学描述 |
| 3.2.2 基于非均匀有理B样条的膛线参数计算 |
| 3.2.3 身管内膛瑕疵点的参数计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于Delaunay三角剖分算法的身管内膛三维重构 |
| 4.1 曲面重建的方法 |
| 4.2 基于Delaunay三角剖分的曲面重建 |
| 4.2.1 三角剖分的定义 |
| 4.2.2 Delaunay三角剖分准则 |
| 4.3 Delaunay三角剖分算法 |
| 4.3.1 逐点插入法 |
| 4.3.2 分治法 |
| 4.3.3 三角网生长法 |
| 4.4 基于Delaunay三角剖分算法的三维重构 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 内膛参数检测实验及数据分析 |
| 5.1 身管内膛曲线校正处理 |
| 5.2 身管膛线误差分析 |
| 5.2.1 标定规的误差分析 |
| 5.2.2 不同采样周期的数据误差分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）带自由液面问题的绝对位置-压力格式粒子有限元方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究目的 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.2 绝对节点坐标单元流体模拟概述 |
| 1.3 粒子有限元方法简介 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 网格更新-Delaunay三角剖分 |
| 1.3.3 自由液面以及流-固界面识别 |
| 1.3.4 粒子有限元方法与其他数值方法的对比 |
| 1.4 拉格朗日流体边界处理方法概述 |
| 1.4.1 自由滑移边界 |
| 1.4.2 进出口边界及驱动边界 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 二维绝对节点坐标有限元方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 完全拉格朗日描述的不可压缩牛顿流体 |
| 2.3 绝对节点坐标四节点平面单元 |
| 2.4 运动和变形描述 |
| 2.4.1 惯性力和外力虚功 |
| 2.4.2 粘性力虚功 |
| 2.4.3 体积应变能和广义罚力 |
| 2.4.4 动力学方程 |
| 2.5 绝对节点坐标参考节点及约束方程 |
| 2.5.1 绝对节点坐标参考节点(ANCF-RN) |
| 2.5.2 节点约束方程 |
| 2.6 Bathe复合积分法求解动力学方程 |
| 2.6.1 Bathe复合积分法 |
| 2.6.2 广义惩罚力对应雅克比矩阵 |
| 2.6.3 广义粘性力对应雅克比矩阵 |
| 2.7 数值算例 |
| 2.8 绝对节点坐标单元描述流体的局限性 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 绝对位置-压力格式粒子有限元方法及流线积分预测模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 绝对位置-压力格式粒子有限元方法 |
| 3.2.1 运动描述 |
| 3.2.2 纳维-斯托克斯方程 |
| 3.2.3 伽辽金等效积分及其弱形式 |
| 3.2.4 稳定化的质量守恒方程及其弱形式 |
| 3.2.5 有限元空间离散 |
| 3.2.6 时间积分方案及方程求解 |
| 3.2.7 绝对位置-压力格式粒子有限元求解流程 |
| 3.3 显式流线积分预测方法 |
| 3.3.1 显式流线积分 |
| 3.3.2 改进的显式流线积分 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 绝对位置-压力格式粒子有限元方法自由滑移边界及进出口边界处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自由滑移边界 |
| 4.2.1 三种流-固边界以及与离散化的关系 |
| 4.2.2 AP-PFEM流-固边界条件处理 |
| 4.2.3 自由滑移边界接触点位置校正 |
| 4.3 进出口边界及驱动边界处理 |
| 4.3.1 进出口边界处理 |
| 4.3.2 驱动边界处理 |
| 4.4 时间积分方案及方程求解 |
| 4.5 数值算例 |
| 4.5.1 自由滑移边界及充液多体系统验证算例 |
| 4.5.2 驱动边界和进出口边界验证算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 三维带自由液面流动问题求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 一致法向和自由滑移边界条件 |
| 5.2.1 节点一致法向 |
| 5.2.2 特征接触节点判断 |
| 5.2.3 自由滑移约束 |
| 5.3 Sliver单元清除 |
| 5.4 流-固接触界面网格处理 |
| 5.4.1 接触界面网格凹陷修补 |
| 5.4.2 接触界面网格光滑 |
| 5.5 质量保持和修正方法 |
| 5.5.1 自由液面网格细化处理 |
| 5.5.2 全局质量修正 |
| 5.6 数值算例 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A:FIC压力稳定 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）复杂曲面测量点云精确配准与余量计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 点云配准研究现状 |
| 1.2.2 余量求解研究现状 |
| 1.3 课题来源和主要内容 |
| 1.3.1 论文课题来源 |
| 1.3.2 论文主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 基于马尔科夫蒙特卡洛(MCMC)的点云精确配准 |
| 2.1 点云数据预处理 |
| 2.1.1 基于高斯滤波的点云去噪处理 |
| 2.1.2 基于双边滤波的点云去噪处理 |
| 2.1.3 基于正态分布变换的点云粗配准 |
| 2.2 基于蒙特卡罗ICP算法的点云精配准 |
| 2.2.1 Pincus定理 |
| 2.2.2 Markov链蒙特卡洛(MCMC)方法 |
| 2.2.3 基于MCMC全局最优化算法 |
| 2.3 点云配准算法对比验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于Delaunay三角优化的点云余量精确求解 |
| 3.1 余量求解模型分析 |
| 3.2 离散点云加权曲率估算 |
| 3.3 基于贪婪三角优化的网格重构 |
| 3.3.1 基于贪婪三角法的测量网格重构 |
| 3.3.2 基于泰森多边形的测量曲面优化 |
| 3.4 余量精确求解模型 |
| 3.5 余量求解精度验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 面向高陡度曲面数据处理的软件开发与综合验证 |
| 4.1 软件系统功能需求分析 |
| 4.2 开发技术 |
| 4.3 软件系统主要功能模块设计 |
| 4.4 数值仿真与精度验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）点云及图像数据融合的三维彩色空间重构方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第2章 激光雷达与相机融合系统 |
| 2.1 系统结构 |
| 2.2 融合方法介绍 |
| 2.3 融合模型 |
| 2.4 相机的内参标定 |
| 2.5 模型校正 |
| 2.5.1 图像特征点提取 |
| 2.5.2 投影姿态校正 |
| 2.6 TOF激光雷达和CCD相机的相对姿态估计 |
| 第3章 马尔科夫随机场模型 |
| 3.1 马尔科夫随机场的概念 |
| 3.2 MRF模型框架 |
| 3.3 基于EM算法的图像深度恢复 |
| 3.4 验证实验与分析 |
| 第4章 点云数据预处理及配准 |
| 4.1 点云预处理 |
| 4.1.1 统计分析法去除离群点 |
| 4.1.2 点云数据下采样及去噪 |
| 4.2 点云配准 |
| 4.2.1 常用配准方法 |
| 4.2.2 坐标系的变换 |
| 4.2.3 基于SIFT的特征提取 |
| 4.2.4 特征点校准 |
| 4.3 对比实验与分析 |
| 第5章 三维表面模型的重建 |
| 5.1 点云数据融合 |
| 5.2 点云表面生成 |
| 5.3 场景重建效果 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 相关程序代码 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（5）房间轮廓声学重构与室内声学定位关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题的研究背景与意义 |
| §1.2 室内声学定位 |
| §1.3 关键技术及挑战 |
| §1.3.1 关键技术 |
| §1.3.2 挑战 |
| §1.4 国内外研究现状与分析 |
| §1.4.1 房间轮廓声学重构 |
| §1.4.2 室内声源定位 |
| §1.4.3 室内声学指纹定位 |
| §1.5 本文主要研究内容及文章结构 |
| 第二章 房间轮廓声学重构与室内声学定位基础理论与方法 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 房间轮廓声学重构的基础理论与基本方法 |
| §2.2.1 房间轮廓声学重构的基础理论 |
| §2.2.2 房间轮廓声学重构的基本方法 |
| §2.3 室内声学定位的基础理论与基本方法 |
| §2.3.1 室内声源定位的基础理论 |
| §2.3.2 室内声源定位的基本方法 |
| §2.3.3 室内声学指纹定位的基础理论 |
| §2.3.4 室内声学指纹定位的基本方法 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 房间轮廓声学重构与室内说话人连续定位 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 系统概述 |
| §3.3 房间轮廓声学重构 |
| §3.3.1 基于DSB的一阶镜像声源位置估计 |
| §3.3.2 基于EDM秩约束的一阶镜像声源位置估计 |
| §3.3.3 基于声学镜像模型的房间轮廓估计 |
| §3.4 房间空间剖分与说话人连续定位 |
| §3.4.1德罗内三角剖分(Delaunay Triangulation) |
| §3.4.2 DTSVR自适应搜索体元生成算法 |
| §3.5 实验及结果分析 |
| §3.5.1 房间轮廓声学重构结果分析 |
| §3.5.2 Delaunay剖分结果分析 |
| §3.5.3 说话人连续定位结果分析 |
| §3.6 本章小结 |
| 第四章 基于智能手机多传感融合的室内行人连续自定位方法 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 系统概述 |
| §4.3 一阶反射声飞行路程估计 |
| §4.4 一阶反射声飞行路程测量 |
| §4.4.1 相位变换广义互相关 |
| §4.4.2 一阶反射声飞行路程 |
| §4.5 声学约束算法 |
| §4.5.1 声压级约束 |
| §4.5.2 声能约束 |
| §4.5.3 声学约束算法 |
| §4.6 基于最小二乘的室内行人位置估计 |
| §4.7 实验结果与分析 |
| §4.7.1 行人步长与转向角估算结果 |
| §4.7.2 一阶反射声飞行路程测量 |
| §4.7.3 行人定位轨迹与误差分析 |
| §4.8 本章小结 |
| 第五章 基于听觉场景分析的室内LBS用户定位 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 系统概述 |
| §5.3 声学指纹构建与匹配定位算法 |
| §5.3.1 基于听觉场景分析的声谱特征 |
| §5.3.2 房间级定位算法 |
| §5.3.3 区域级定位算法 |
| §5.4 CRP色彩声图 |
| §5.5 实验结果与分析 |
| §5.5.1 房间级定位结果 |
| §5.5.2 区域级定位结果 |
| §5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 全文工作总结 |
| §6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）基于结构光扫描的三维点云数据重构算法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 三维点云数据采集研究现状 |
| 1.2.2 点云数据预处理研究现状 |
| 1.2.3 点云曲面重构研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 实验平台搭建与点云获取 |
| 2.1 实验平台设计 |
| 2.1.1 整体方案设计 |
| 2.1.2 实验平台搭建 |
| 2.1.3 平台工作界面软件设计 |
| 2.2 三维测量的基本原理 |
| 2.2.1 激光三角法 |
| 2.2.2 坐标系转换 |
| 2.2.3 参数标定 |
| 2.3 线结构光图像中心条纹提取 |
| 2.3.1 线结构光特性分析 |
| 2.3.2 激光条纹中心提取 |
| 2.4 三维点云重建结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 列车走行部点云数据预处理 |
| 3.1 三维点云数据分析 |
| 3.2 移除冗余点 |
| 3.2.1 去除背景点 |
| 3.2.2 分割列车走行部 |
| 3.3 点云滤波处理 |
| 3.3.1 常用的几种滤波算法 |
| 3.3.2 滤波结果分析 |
| 3.4 点云平滑处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于NURBS的曲面重建 |
| 4.1 NURBS曲面定义与特性 |
| 4.2 单张NURBS曲面插值拟合 |
| 4.2.1 NURBS曲面拟合常用方法 |
| 4.2.2 NURBS插值曲面拟合准则 |
| 4.3 模型列车曲面重建实例分析 |
| 4.3.1 基于Z维度的伪彩色纹理映射准则 |
| 4.3.2 曲面重建结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于空间划分的区域增长曲面重建 |
| 5.1 Delaunay三角剖分和Voronoi图 |
| 5.2 区域增长的三角化网格 |
| 5.2.1 点云法向量估计 |
| 5.2.2 局部二维平面三角剖分 |
| 5.2.3 三角网格生成点优化准则 |
| 5.3 模型列车曲面重建实例分析 |
| 5.3.1 曲面重建结果分析 |
| 5.3.2 伪彩色纹理映射 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）三维复杂地质曲面重构关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究发展及现状 |
| 1.2.1 点云曲面重构 |
| 1.2.2 复杂地质曲面重构 |
| 1.3 本文主要研究工作及创新 |
| 第2章 地质曲面重构相关技术 |
| 2.1 地质曲面重构 |
| 2.2 离散点预处理 |
| 2.3 离散点空间索引 |
| 2.3.1 kd-tree |
| 2.3.2 八叉树 |
| 2.3.3 空间包围盒 |
| 第3章 地质曲面插值方法 |
| 3.1 克里金插值 |
| 3.2 滑动邻域克里金插值法 |
| 3.3 离散光滑插值 |
| 3.4 基于泰勒公式的各向异性插值 |
| 3.5 实验结果对比与分析 |
| 第4章 基于Delaunay生长法的多值地质曲面重构 |
| 4.1 Delaunay三角剖分介绍 |
| 4.2 三维Delaunay迭代生长算法 |
| 4.2.1 空间索引结构建立 |
| 4.2.2 最小二乘平面拟合 |
| 4.2.3 局部投影变换 |
| 4.2.4 迭代生长算法 |
| 4.3 实验结果对比与分析 |
| 第5章 基于欧拉公式的拓扑错误检测与修复 |
| 5.1 三角网格相关概念 |
| 5.2 常见的孔洞修补算法 |
| 5.3 欧拉定理与孔洞识别 |
| 5.4 非流形边识别与修复 |
| 5.5 实验结果与分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（8）双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 完整实体工程结构分析的CAD/CAE一体化 |
| 1.3 双层插值边界面法概述 |
| 1.4 几何模型修复方法研究概况 |
| 1.5 网格生成方法概述及发展趋势 |
| 1.5.1 映射法 |
| 1.5.2 扫掠法 |
| 1.5.3 Delaunay方法 |
| 1.5.4 四面体分解法 |
| 1.5.5 栅格法 |
| 1.5.6 混合网格生成方法 |
| 1.6 奇异及近奇异域积分方法总结 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 双层插值边界面法在三维位势问题中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双层插值边界面法 |
| 2.2.1 双层插值单元的构建 |
| 2.2.2 双层插值边界面法的第一层插值计算 |
| 2.2.3 双层插值边界面法的第二层插值计算 |
| 2.3 双层插值边界面法求解三维位势问题 |
| 2.3.1 三维位势问题的边界积分方程 |
| 2.3.2 边界积分方程的离散 |
| 2.3.3 消除虚点的自由度 |
| 2.3.4 边界积分方程的求解 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 算例1:立方块混合边界条件问题 |
| 2.4.2 算例2:裁剪游泳圈Dirichlet问题 |
| 2.4.3 算例3:水杯稳态热传导问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于T-Spline的全自动几何拓扑修复方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 T-Spline曲线/曲面 |
| 3.3 非理想几何特征分类、识别及拓扑修复 |
| 3.4 基于T-Spline全自动几何拓扑修复算法 |
| 3.4.1 一般非理想几何特征的自动识别 |
| 3.4.2 一般非理想几何特征的Delaunay三角化 |
| 3.4.3 Delaunay三角化网格曲面的重新参数化 |
| 3.4.4 自适应T-Spline曲面重建算法 |
| 3.4.5 拟合T-Spline曲面的误差及网格质量评价 |
| 3.5 全自动几何拓扑修复及网格生成实例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 直线与NURBS曲线/曲面、三角形面片及空间包围盒求交 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 直线与NURBS曲线/曲面求交基本理论 |
| 4.2.1 直线、NURBS曲线/曲面的定义 |
| 4.2.2 区间分析 |
| 4.2.3 仿射算术 |
| 4.3 二维空间直线与NURBS曲线快速求交算法 |
| 4.3.1 二维空间直线与NURBS曲线求交目标函数构建 |
| 4.3.2 基于仿射算术的Newton算子求交运算 |
| 4.3.3 二维空间直线与NURBS曲线求交算例 |
| 4.4 直线与NURBS曲面快速求交算法 |
| 4.4.1 直线与NURBS曲面求交目标函数构建 |
| 4.4.2 基于仿射算术的Krawczyk算子求交运算 |
| 4.4.3 直线与NURBS曲面求交算例 |
| 4.5 直线与三角形面片的快速相交检测算法 |
| 4.6 直线与空间包围盒的快速相交检测算法 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于体二叉树的三维非连续混合网格自适应生成 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于B-Rep数据结构的实体模型几何表征 |
| 5.3 基于实体模型几何特征的体二叉树自适应细分 |
| 5.3.1 基于面网格信息的体二叉树自适应细分 |
| 5.3.2 基于几何边曲率的体二叉树自适应细分 |
| 5.3.3 体网格拓扑元素的内外属性设置 |
| 5.3.4 基于体网格边交点信息的体二叉树自适应细分 |
| 5.3.5 “锯齿状”核心网格生成及体二叉树平衡 |
| 5.4 体网格拓扑元素与实体模型边界求交 |
| 5.4.1 体网格边与实体模型边界求交 |
| 5.4.2 几何边与体网格面求交 |
| 5.5 网格节点的实体模型边界拟合 |
| 5.5.1 基于穿插法的实体模型边界拟合 |
| 5.5.2 基于最近距离法的实体模型边界拟合 |
| 5.5.3 基于一点多投通用模板的实体模型边界拟合 |
| 5.6 网格质量优化 |
| 5.6.1 基于Laplace光顺的网格质量优化 |
| 5.6.2 基于单元拓扑分解的网格质量优化 |
| 5.7 数值算例 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 核函数为连续或间断的三维奇异域积分单元细分法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 核函数为连续或间断的三维奇异域积分 |
| 6.3 三维奇异域积分的体二叉树单元细分算法 |
| 6.3.1 三维奇异域积分的体二叉树单元细分算法流程 |
| 6.3.2 核函数为连续或间断的三维奇异域积分单元细分方案 |
| 6.3.3 体二叉树单元细分技术 |
| 6.3.4 源点附近投影腔面的构建 |
| 6.3.5 径向腔面投影算法 |
| 6.3.6 一般腔面投影算法 |
| 6.3.7 基于Newton迭代的曲边界腔面投影算法 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.4.1 基于体二叉树单元细分法计算奇异域积分的收敛性验证 |
| 6.4.2 核函数为连续的三维奇异域积分计算数值算例 |
| 6.4.3 核函数为间断的三维奇异域积分计算数值算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 核函数为连续或间断的三维近奇异域积分单元细分法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 三维近奇异域积分的体二叉树单元细分算法 |
| 7.2.1 核函数为连续或间断的三维近奇异域积分单元细分方案 |
| 7.2.2 三维近奇异域积分的体二叉树单元细分算法流程 |
| 7.2.3 源点附近投影腔面的构建 |
| 7.2.4 一般腔面投影算法 |
| 7.2.5 扫掠腔面投影算法 |
| 7.3 数值算例 |
| 7.3.1 基于体二叉树单元细分法计算近奇异域积分的收敛性验证 |
| 7.3.2 核函数为连续的三维近奇异域积分计算数值算例 |
| 7.3.3 核函数为间断的三维近奇异域积分计算数值算例 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1. 全文总结 |
| 2. 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（9）三维点云孔洞修复算法研究及软件系统开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 散乱点云的k邻域搜 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空间索引的建立 |
| 2.3 二次分割栅格法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 孔洞边界提取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于散乱点云的边界提取 |
| 3.3 基于三角网格的边界提取 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多策略点云孔洞修复 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于散乱点云的孔洞修复 |
| 4.3 基于三角网格的孔洞修复 |
| 4.4 基于径向基函数的孔洞修复 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 点云孔洞修复软件系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统框架设计 |
| 5.3 前端设计 |
| 5.4 后台设计 |
| 5.5 数据结构设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 工程实例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数据采集及预处理 |
| 6.3 点云孔洞修复 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）小腿假肢接受腔的设计及算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 假肢接受腔的分类 |
| 1.2.1 髌韧带承重接受腔 |
| 1.2.2 全接触承重接受腔 |
| 1.3 传统假肢接受腔制作方法分析 |
| 1.4 国内外发展现状 |
| 1.4.1 假肢制造发展现状 |
| 1.4.2 三维曲面重建的发展现状 |
| 1.4.3 残肢-接受腔受力情况研究现状 |
| 1.5 研究意义及内容 |
| 2 小腿假肢接受腔的设计方案 |
| 2.1 小腿残肢解剖结构 |
| 2.2 残肢的承压区域划分 |
| 2.3 小腿假肢接受腔设计的需求分析 |
| 2.4 小腿假肢接受腔设计方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 残肢数据的采集及预处理算法研究 |
| 3.1 残肢数据的采集 |
| 3.1.1 数据的采集方式 |
| 3.1.2 激光扫描的特点 |
| 3.1.3 测量设备的选择 |
| 3.2 点云数据的空间索引建立方法研究 |
| 3.2.1 kd-tree法 |
| 3.2.2 八叉树法 |
| 3.2.3 空间包围盒法 |
| 3.3 点云数据的去噪 |
| 3.3.1 点云数据噪声的来源及分类 |
| 3.3.2 大尺度噪声去除 |
| 3.3.3 小尺度噪声去除 |
| 3.4 点云数据的精简 |
| 3.4.1 包围盒精简法 |
| 3.4.2 曲率精简法 |
| 3.4.3 改进算法 |
| 3.4.4 仿真结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 残肢的三维曲面重建算法研究及接受腔设计 |
| 4.1 Delaunay三维曲面重建算法研究 |
| 4.1.1 维诺(Voronoi)图 |
| 4.1.2 Delaunay三角剖分 |
| 4.1.3 二维Delaunay三角剖分算法 |
| 4.1.4 Delaunay三维曲面重建算法 |
| 4.2 泊松曲面重建算法研究 |
| 4.2.1 泊松曲面重建的原理 |
| 4.2.2 泊松曲面重建的实现 |
| 4.3 残肢曲面重建改进算法 |
| 4.4 假肢接受腔的设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 残肢-接受腔模型的有限元分析及接受腔修型 |
| 5.1 残肢-接受腔模型的建立与装配 |
| 5.1.1 CT图像的采集及原理 |
| 5.1.2 残肢数据的医学图像处理 |
| 5.1.3 残肢模型的曲面修复 |
| 5.1.4 残肢-接受腔模型的装配 |
| 5.2 残肢-接受腔模型的有限元分析 |
| 5.2.1 有限元分析概述及软件的选择 |
| 5.2.2 步态周期划分 |
| 5.2.3 有限元分析的实现过程 |
| 5.3 有限元分析结果辅助修型 |
| 5.3.1 有限元分析结果 |
| 5.3.2 假肢接受腔模型的修型 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 假肢接受腔的制造及验证 |
| 6.1 3D打印技术的特点 |
| 6.2 假肢接受腔的材料选择 |
| 6.3 假肢接受腔设计的3D打印实现及验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
四、基于3D Delaunay定理重构头模型（论文参考文献）
- [1]基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究[D]. 马叶琴. 中北大学, 2021(09)
- [2]带自由液面问题的绝对位置-压力格式粒子有限元方法研究[D]. 潘恺. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]复杂曲面测量点云精确配准与余量计算[D]. 丁植. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]点云及图像数据融合的三维彩色空间重构方法研究[D]. 胡青龙. 长春理工大学, 2021(02)
- [5]房间轮廓声学重构与室内声学定位关键技术研究[D]. 宋浠瑜. 桂林电子科技大学, 2020
- [6]基于结构光扫描的三维点云数据重构算法研究[D]. 徐吉轩. 北京交通大学, 2020
- [7]三维复杂地质曲面重构关键技术研究[D]. 房鹏. 成都理工大学, 2020(04)
- [8]双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究[D]. 池宝涛. 湖南大学, 2020
- [9]三维点云孔洞修复算法研究及软件系统开发[D]. 程箴龙. 中国矿业大学, 2020(01)
- [10]小腿假肢接受腔的设计及算法研究[D]. 李晓微. 青岛科技大学, 2020(01)