光学 精密工程
2021, 29(12): 2964
长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
随着航空航天制造业和高性能飞行器的不断发展,大曲率板壳结构得到了广泛应用。针对由预应力和尺寸位置偏差等因素引起的装配变形问题,利用光纤布拉格光栅(FBG)传感器对板壳结构的曲面重构算法进行研究。建立了波长偏移量与曲率的关系,得到曲面重构算法所需的曲率数据,应用分段拟合算法计算全部测点的坐标增量,从而实现曲线重构。在此基础上,对实测板壳结构曲面进行重构,并将ANSYS仿真曲面测点处的理论数据与实际重构变形曲面测点数据进行对比,结果表明,该算法有效性较高,为板壳结构件的变形预测和修正提供了技术支撑。
板壳变形 光纤布拉格光栅 曲线拟合 曲面重构 ANSYS 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 090603
1 华南农业大学工程学院, 广东 广州 510642
2 仲恺农业工程学院城乡建设学院, 广东 广州 510225
针对三维点云在泊松曲面重构过程中由于法线方向不一致而导致重构结果出现偏差的问题,提出一种基于改进法线方向的泊松曲面重构算法。利用包围盒将原始点云分割为若干个立方体体素,并将每个有效体素标记为“位置已知”或 “位置未知”。采用KD(k-dimensional)树对每个有效体素内的点云重新排序,利用主成分分析法进行法线估计,将新的顺序作为法线传播方向,实现点云法线的局部定向。针对 “位置已知”的体素,依据体素质心位置完成法线的全局定向;对于 “位置未知”的体素,则依据相邻体素的法线实现法线的全局定向。最后,结合法线定向结果对点云进行泊松曲面重构。实验结果表明,该算法能将复杂曲面点云的法线定向至同一侧,法线估计误差接近于0,能较好地实现泊松曲面重构,提高重构曲面的准确度。
图像处理 三维点云 曲面重构 法线定向 法线估计 泊松曲面重构 激光与光电子学进展
2019, 56(14): 141005
1 宁夏大学 研究生院,银川 750021
2 上海交通大学 电子与电气工程学院自动化系图像处理与模式识别研究所,上海 200240
提出一种基于三维分数阶微分增强的三维边缘曲面重构算法,可重构出更多的三维不规则目标的细节结构信息,克服了原边缘曲面重构算法重构细节信息不充分的缺点.根据分数阶微分傅里叶变换的可分离性原理,将二维分数阶微分算子推广至三维并推导出三维分数阶离散滤波模板,利用三维分数阶微分对图像具有非线性增强作用的特性,对三维切片数据场进行三维分数阶微分增强.与传统三维边缘曲面重构算法相比,经过三维分数阶微分增强且采用分数阶梯度追踪细节改进的重构算法,能够重构出更丰富的三维目标细节结构信息.算法运用于神经元细胞的共焦显微图像中三维不规则目标的边缘曲面重构,实验结果验证了该算法的正确性和高效性,可推广应用至生物医学领域的三维可视化研究.
科学可视化 三维图像 共焦显微图像 三维分数阶微分 增强 边缘曲面重构 追踪 Scientific visualization 3D images Confocal microscopy images 3D fractional differential Image enhancement Reconstruction of boundary surfaces Tracing 光子学报
2014, 43(10): 1011004
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
对于梯度变化较大的光学自由曲面，采用模式化方法对光学面整体重构，其重构精度受到限制，无法满足要求，而且曲面局部特性无法精确表征。针对以上问题提出了基于Zernike多项式和径向基函数的自由曲面重构方法，提高自由曲面的重构精度。将整个自由曲面分解为多个圆形子区域，在各个圆形子域中采用Zernike多项式作为基函数进行曲面局部拟合，然后利用径向基函数形成整个自由曲面。通过数值实验对5种不同类型的曲面进行重构分析，实验结果表明，自由曲面重构精度优于纳米量级，验证了所提重构方法的适应性和高精度，在现代光学系统制造和检测中具有一定的应用前景,同时对自由曲面重构中的一些关键问题进行了讨论分析。
光学设计 光学自由曲面 Zernike多项式 径向基函数 曲面重构
国防科技大学,光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
在对三维成像激光雷达获取的数据进行曲面重构时,由于数据中存在噪声,使得重构的曲面不光滑、不连续,因此需要对数据进行滤波处理,滤除其中的噪声.提出了一种改进的Laplacian方法,在该方法中引入低通滤波函数,该函数包含了一个防收缩比例因子,能对曲面进行无收缩的光顺,保留数据中的低频部分,舍弃其中的高频部分.实验结果证明,该方法具有Laplacian方法简单、计算速度快的优点,同时消除了其网格收缩性、细节丢失过多的缺点,能满足曲面重构要求.该滤波算法可以广泛地适用于三维成像激光雷达的数据处理和曲面重构.
曲面重构 数据滤波 Laplacian方法 Taubin传递函数
