文中提出了一种水下线激光的三维重建系统，由相机、绿色线形激光器和转台组成，通过对系统扫描获得的图像进行分析与处理，实现对目标区域的三维重建。采用边缘检测算法与基于极值法的高斯拟合法相结合的条纹中心提取算法，利用坐标转换公式，得到相应的三维点云坐标。点云处理方面，将alpha shapes边界提取算法和Delaunay三角剖分相结合，实现对点云的滤波与重建。针对实验中由于光线在不同介质表面折射造成的视角误差问题，提出了一种折射校正算法，并用已知尺寸的标准球进行了误差实验。结果表明，在500~1200 mm的工作距离内，系统可以实现对水下目标物体及区域的三维形貌还原，重建误差小于0.6 mm，满足设计要求，为水下三维重建技术提供新的参考。

通过对激光作用薄膜元件后的损伤过程和图像损伤特征进行分析与研究,借助光学薄膜损伤表面三维微观形貌的重构,揭示薄膜元件损伤机理。基于白光干涉显微原理,采集薄膜损伤表面的干涉显微三维云数据,运用Delaunay三角剖分法构建损伤表面的三角网格模型,通过可视化仿真,实现了损伤表面三维微观形貌的再现。结果表明:实验测试的HfO2薄膜表面损伤区域呈坑状凹陷,损伤形貌不规则,内部有鼓包、裂纹存在,边缘处陡度变化大、毛刺较多;对重构图像、VEECO Vision软件处理结果、Taylor-Hobson非接触式轮廓仪测试结果进行对比后发现,重构图像能更直观、全方位地再现损伤表面细微形貌。研究结果给分析损伤表面形貌特征、调控高损伤阈值薄膜制备工艺提供了技术支持。

针对当前机器视觉热点研究的配准问题,提出了一种全新的快速点特征直方图(FPFH)特征描述与Delaunay三角剖分相结合的三维点云配准方法。首先采用FPFH综合描述特征信息,通过Delaunay三角网建立特征信息的局部关联性;再根据特征点对的对应关系进行采样一致性初始变换,实现初始配准;最后,根据得到的初值采用迭代最近点法进行精确配准,获得精确转换关系。分别对简单目标物体及复杂目标物体进行配准实验。实验结果表明,将FPFH特征描述与Delaunay三角剖分结合引入传统点云配准,简化了特征提取复杂度,缩小了特征点对匹配的搜索范围,提升了配准精度及速度,实现对目标物体高效配准,对提高机器视觉特征点匹配效率具有一定指导作用。

针对密集颗粒流速度场分布的测量问题,提出了基于维诺图匹配的粒子跟踪测速法。首先,通过对图像粒子进行维诺图构建,给出面积相似度筛选匹配粒子的条件;其次,引入Delaunay三角网搜索结构,通过计算维诺多边形的形状相似度来匹配粒子;再次,研究了去除错误匹配粒子矢量的方法和匹配算法中的关键参数;最后,通过模拟二维旋转流场运动以及二维转盘中的颗粒流实验对算法进行了测试。结果表明:维诺图匹配的匹配准确率高于DTPTV并且在处理密集粒子匹配效果上更好;维诺图匹配算法适用于测量密集颗粒流速度场分布,颗粒匹配准确率高达99%,并由得到的颗粒流速度场分布验证了算法的有效性。

对于复杂背景下微小圆柱体芯块的端面缺陷检测,受表面镀层不均匀造成的灰度信息的干扰,现有的基于阈值、形态学、边缘Canny的分割方法的检测具有不精确性。提出一种基于机器视觉的结构光三角剖分技术缺陷检测算法。首先,采用结构光主动视觉检测法获取两幅含有一定缺陷信息的图像;然后,根据模板匹配、形态学分析、频率统计将缺陷轮廓粗略勾画出来;最后,使用Delaunay三角剖分技术实现端面缺陷区域的精确勾画。实验结果表明,该方法对隐藏于杂乱背景下的缺陷检测具有较高的识别率,重复精度可达亚像素级,并且抗干扰性好、实用性强、效率高。

针对野外大视场、远距离、随机出现的特征相同多物体定位的实际需求，构建了基于双目立体视觉原理的三维坐标测量系统。为了高精度定位随机出现的特征相同多物体，需要正确匹配多物体同名点，因而提出了一种基于Delaunay三角剖分和仿射约束的立体匹配方法。利用具有抗仿射变换的仿射尺度不变特征变换(ASIFT)算法获得左右背景图像匹配点；通过Delaunay三角剖分算法对抽样后的匹配点生成三角网格，对左右图像每一对匹配三角形区域计算仿射矩阵；根据多物体同名点在不同匹配三角形内的分布，利用仿射约束实现对多物体同名点的匹配。实验结果表明，提出的方法对特征相同多物体同名点实现了快速高精度的匹配，多物体同名点提取以及实时匹配时间约为30 ms，满足相机25 frame/s的实时处理要求，较好地解决了超大三维空间中弧形坡面上随机出现的特征相同多物体同名点的匹配问题。

为提高反向条纹生成的速度和精度，提出了一种基于Delaunay三角剖分的反向条纹生成方法。利用投影机坐标系与相机坐标系之间的正向映射关系，将相机坐标系上的相位点组成相位散乱点集合，并进行Delaunay三角剖分。将投影机坐标系上的相位点作为插值点，找出插值点所对应的Delaunay三角形并进行插值计算，插值后即得到预期反向条纹的垂直和水平方向的相位值，利用这些相位值可进一步生成反向条纹。计算机模拟实验和实物仿真实验表明，所提方法在反向条纹生成的速度和精度上均有改进，具有较高的应用价值。

给出了满足电荷守恒的共形发射技术。首先阴极表面由三角网格共形描述,发射带电粒子时,根据电荷和电流线性分配方式和离散高斯定律,带电粒子的初始位置设置在与三角面元处于同一个网格元胞内,离三角面元最近且处于金属内部的网格点上。带电粒子的初始运动由两部分组成：一是由三角面上的法向场推进所产生的运动；二是使发射粒子在阴极面上分布呈随机性而设定的随机运动。运动产生的电流按照电荷守恒定律分配到离散网格中,并且由于粒子的初始位置设置在整网格点上,带电粒子的共形发射不会产生非物理的静电累加。最后通过同轴二极管模型来验证共形发射模型的正确性。

为了快速高效地对星图进行识别，准确地完成天文导航任务，提出了一种基于剖分特征集星识别方法。首先使用星表数据建立数据库，三角剖分该数据库建立特征星库，再获取待识别星图剖分特征与已建立的特征星库相比较实现星识别。在改进海明相似度与Euclid相似度等相似方法基础上，提出了一种新的剖分特征集星识别法，使用该方法可以快速地找到一个很小的可能星集合，重复该方法再获得相邻星的可能星集合，两个星集合中赤经与赤纬最相近的就是识别星。实验显示使用剖分特征集星识别法，准确率可以达到97%以上，能够准确地完成星图识别任务。

常规Voronoi图只能用于等威胁体的航迹规划, 对实际战场环境有较大的局限性。提出一种基于Delaunay三角网的改进型Voronoi图, 并将其用于不同威胁体的航迹规划。主要讨论了改进型Voronoi图的构造步骤以及起始航迹和终止航迹的确定方法, 最终在VC++6.0开发环境下完成了基于改进型Voronoi图的航迹规划。结果显示, 规划出的航迹能有效避开雷达等威胁, 表明了改进型Voronoi图在基于不同威胁体的航迹规划中的可行性。