有限元网格自动生成及绘制中的实用处理技巧

提出了超大单元、结点归一化相对距离判别法这一快速三维自动剖分技术，针对大型水工建筑物的特点，给出了几种常遇问题的实用处理方法；还给出了适合工程实际的超大面判断立体消隐图绘制法和基于Ａｕｔｏｌｉｓｐ语言及Ａｕｔｏ－ＣＡＤ的立体图处理方法．     

有限元网格自动生成及绘制中的实用处理技巧

提出了超大单元，结点归一化相对距离判别法这一快速三维自动部分技术，针对大型工建筑物的特点，给出了几种常遇问题的实用处理方法，还给出了适合工程实际的超大判断立体消隐图绘制法和基于Ａｕｔｏｌｉｓｐ语言及Ａｕｔｏ－ＣＡＤ的立体图处理方法。     

基于矩形的摄像机自标定几何方法

基于矩形两组对边的消隐点特性和隐含的长宽比信息,提出了一种新的摄像机自标定几何方法。该方法仅依据同一个矩形的两次或三次成像,即可在摄像机传感器特性已知或未知时标定摄像机内参数并辨识矩形长宽比。利用空间中有限距离点与同一无穷远点的连线相互平行和完全四边形的调和分割特性,以及被多次成像的矩形长宽比相同的特点,建立了摄像机内参数约束方程。通过建立与直线段成像相关的代价函数,提出了畸变参数寻优与线性内参数标定相迭代的畸变校正方法,可获得与摄像机无畸变情况下相当的自标定精度。在确定矩形任意两个顶点坐标的情况下,即可求解摄像机所有外参数。仿真实验表明,该标定算法收敛快速,对图像噪声不敏感。实际图像实验表明,与传统平面靶标法相比,该方法不但减少了预知条件,而且提高了标定精度和效率。     

一种利用图像序列进行摄像机标定的方法

结合消隐点的有关知识,利用图像序列中运动的人体及其阴影的垂直关系,给出了一种实用性比较强的摄像机标定方法.该方法采用线性的方法计算出了可变焦摄像机5参数的内参数矩阵及旋转矩阵,并在一定的条件下计算出平移矩阵,最终将摄像机完全标定.计算内参数及旋转矩阵时不必考虑图像之间对应点之间的关系,从而大大减少了图像检测期间算法的复杂度,提高了标定的速度.此外,模拟和实际图像实验也表明该自标定方法具有较高的鲁棒性和准确性,适用于在线摄像机标定系统.     

复杂目标光学散射截面数值仿真方法

研究复杂目标的几何建模、光学面元消隐和目标表面的光学散射特性.针对任意构型的目标,提出采用均匀光照明仿真图像进行光学散射截面（OCS）数值计算方法.通过自适应Z缓存方法,实现目标光学消隐面的计算,将这部分消隐面面积从目标OCS的数值积分中去除.研究近似镜面材料的空间模板褶皱表面的光学散射数值模拟方法,以及基于激光主动探测系统实验测量数据的目标OCS实验分析方法.根据某缩比例空间目标相对探测系统不同方位、俯仰角情况的OCS实验结果,校正OCS数值仿真参数.仿真结果与实验结果的图像比较和OCS曲线趋势大略一致,考虑到表面褶皱的随机性、姿态的测量误差和仿真模型有限的校准能力等因素,本文提出的数值仿真方法能够在一定程度上描述目标的OCS值.     

复杂三维场景数字全息图消隐快速算法

提出了一种考虑人眼分辨率的快速消隐算法，它按照人眼观察场景时的不同位置将全息图划分成相应的区域，只对每个区域的中心点进行消隐，再用消隐后的数据作为整个区域的场景数据制作数字全息图.当区域尺寸小到一定程度时，对于人眼来说，中心消隐和逐点消隐的效果相当，而消隐速度大大提高.计算机模拟及实验表明，该方法在不降低全息图再现像质的前提下，将消隐速度提高了约105倍.     

有限元网格快速消稳的画家算法

消隐功能对于有限元分析模型的显示是相当重要的。本文针对有限元离散网格的特点,研究并实现了有限元网格隐藏面快速消隐的画家算法,这一算法先将所有单元面分成前向面和后向面集合,通过对各面顶点集合排序,可以极迅速地找到整个模型的边界前后面,对边界前向面采用一种新的动态排序画家算法实现了迅速高效的自动消隐。     

水库设计的三维可视化研究

为了提高水库设计的自动化水平,实现模型的三维可视化,本文研究了三维地形的建模方法及其在水库设计中的应用。采用了地性特征点和地性线参与三维建模的方法,提高了数字高程模型DEM的地形逼真度。在此基础上通过一种综合了水平线和覆盖消隐算法的合成消隐算法实现了彻底的消隐以及图像的快速生成。通过三维水库模型,不仅可以得到水库的容量、库水的淹没边界和淹没面积,而且还可以生成地形剖面图。如果地形剖面图与地质图、水文图、构造图等进行叠加,可以形成综合剖面图。文章最后采用三维可视化方法模拟了某水库的部分设计工作,结果表明,通过水库的三维地形模型可以简单直观的完成坝址的选择、水库容量以及蓄水的水位线的确定等方面的工作。     

基于消隐点无穷单应的摄像机焦距精确自标定方法

利用一组平行线在不同姿态摄像机图像平面中对应消隐点间的无穷单应关系和摄像机相对姿态信息,提出了一种摄像机焦距的高精度实时标定方法。该方法仅通过摄像机在任意两个位置下拍摄同一组空间平行线,基于消隐点对之间的无穷单应关系构建约束,求解焦距参数;将对应光心与消隐点连线的平行程度作为优化指标,利用Nelder-Mead非线性单纯型法实现焦距参数的优化,有效地抑制了图像噪声和姿态测量误差,提高了标定结果的精度和算法的稳健性;大量仿真结果验证了该算法可以在任意相对姿态下实现,且具有精度高、稳健性强、实时解算的优点。     

复杂三维场景数字全息图隐藏面问题研究

从数字全息图制作原理出发，分析了隐藏面对数字全息图再现像的影响，得出在制作复杂场景数字全息图时必须进行消隐.在此基础上提出了一种消隐方法，通过寻找连接全息面上每一采样点与场景中每一采样点之间的虚拟光线与场景的交点中到全息面距离最短的交点集来消隐.最后给出了这种方法的原理和计算机模拟结果.