1 福建工程学院 机械与汽车工程学院, 福建 福州 350118
2 福建工程学院 先进制造生产力促进中心, 福建 福州 350118
3 福州大学 机械工程及自动化学院, 福建 福州 350116
检测点的布局优化是复杂曲面类零件加工误差检测的关键。针对由多张不同特征曲面复合而成的零件模型整体的自适应测点规划困难问题, 开展网格化自适应测点规划研究。将复杂曲面模型转化成细粒度的三角网格模型; 进而采用三角网格边简化方法进行自适应测点规划。利用局部多项式拟合和局部曲率估算技术, 实现网格顶点的自适应精简; 通过顶点替代法, 避免网格化离散误差的影响; 采用子集选择技术,提升简化效率。实验结果表明: 该方法不会引入网格化离散误差, 对网格化粒度不敏感; 在同样测点的情况下, 最大误差较均匀采样法减小32.8%, 较随机Hammersely序列法减小16.9%, 均值误差则分别减小28.7%, 18.5%。通过网格化能避免多张曲面间的协调处理困难问题; 规划的测点能较好地反映曲面的加工质量。
复杂曲面检测 自适应测点规划 三角网格简化 complex surface inspection adaptive sampling triangular mesh simplification
华侨大学 福建省特种能场制造重点实验室, 厦门市数字化视觉测量重点实验室, 福建 厦门 361021
在增材制造、逆向工程等领域, 广泛存在包含大量甚至海量数据的三角网格模型。为便于存储并提高处理效率, 经常需要进行网格模型简化。但在网格简化过程中存在特征保持、简化率和简化效率冲突的问题, 为更好地平衡简化结果和简化效率, 提出了特征保持的混合折叠算法。在基于曲度精确计算新顶点、最大距离高效计算折叠代价的基础上, 对边界特征区域和非边界特征区域采用边折叠方式进行保特征简化, 对非特征区域则采用三角形折叠方法进行高效简化, 最后通过偏差和网格正则度对简化结果作出误差评价。算法实例表明: 混合折叠算法的模型细节特征保持较好, 简化前后变形较小且效率适中。
三角网格模型 网格简化 混合折叠 细节特征保持 triangle mesh mesh simplification hybrid collapse feature-preserving
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心, 重庆400044
2 重庆大学 机械工程学院, 重庆400044
3 中国科学院 重庆绿色智能技术研究院, 重庆400044
针对处理大数据量的三角网格模型会给计算机带来较大压力的问题, 本文提出了一种基于遗传算法的三角形折叠简化方法。先求取三角形重心, 用重心的三个坐标值与初始化的三个步长进行计算, 得到新点坐标, 重复多次得到顶点种群, 利用遗传算法求取适应度值最小点, 修正后得到最优折叠点, 最后依照简化误差对三角形排序并根据输入的简化比进行折叠简化。本文方法的适应度函数采用简化误差和三角形规范化系数之商。采用本文方法对花朵和瓶子的三角网格模型进行简化, 体积变化率分别为0.010 6%和0.2%, 规范化系数分别提高了11.0%和4.56%, 优于其他方法。实验结果表明本文方法在有效简化模型的同时, 既能保形又能提升三角形的质量。
网格简化 三角形折叠 遗传算法 三角形质量 mesh simplification triangle collapsing genetic algorithm triangular quality
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心, 重庆 400044
2 重庆大学 机械工程学院, 重庆 400044
部分三角网格模型因数据量庞大而导致其不便于存储、分析和显示, 本文提出了一种结合网格精细化方法的三角形折叠网格简化算法以解决此问题。首先通过3网格细分法确定待折叠三角形三个顶点的修正坐标, 并根据修正坐标初步确定折叠点位置, 然后引入折叠点的拉普拉斯坐标和原三角形法向信息来更新折叠点位置, 最后由三角形折叠后该区域的体积误差和被折叠三角形的平展度共同确定折叠代价, 从而使网格优先从较为平坦和特征点较少的区域开始依次进行三角形折叠简化。对多个模型进行了实验测试和数据分析, 结果表明该方法能够有效精简网格数据, 与3个不同类型的简化方法相比, 该方法的简化效率最高, 而且能有效保持原网格模型的几何特征并控制简化三角形的质量。
网格简化 三角形折叠 拉普拉斯坐标 3细分法 mesh simplification triangle collapse Laplacian coordinate 3 subdivision method
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心, 重庆 400044
2 重庆大学 机械工程学院, 重庆 400044
对基于工业CT图像重构的网格模型进行网格简化时,大多数现有网格模型简化算法会丢失特征，出现网格质量不好的问题。因此提出一种网格模型保特征简化方法，该方法用三角形折叠法对原始模型进行简化，当简化后模型的平均二面角角度误差达到允许误差后，再使用边折叠法对模型进行简化。在三角形折叠法中提出了利用被折叠三角形的法向量、各个顶点的高斯曲率及其在周边三角形上的投影确定该三角形的折叠点，利用局部体积误差与二面角角度误差的无因次化和确定折叠代价的方法;在边折叠法中提出了将二面角角度误差引入到二次误差测度(QEM)法的折叠代价中的改进QEM法。实验结果表明：与其他算法相比，该方法能够生成保特征、高质量、低几何误差的网格模型。
工业CT 网格简化 三角形折叠 边折叠 特征保持 industrial CT mesh simplification triangle collapse edge collapse feature preserving 强激光与粒子束
2014, 26(11): 114004
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室 ICT研究中心, 重庆 400044
2 重庆大学 机械工程学院, 重庆 400044
由CT切片数据重建得到的三角网格模型常存在数据量大、狭长三角形多等问题，针对这些问题，研究了一种保持特征的高质量三角网格模型的简化优化方法。该方法分为网格简化和网格优化两个阶段。首先，采用基于曲面变化的二次误差度量计算边折叠代价，并按代价值的大小进行迭代的折叠简化，可较好地保持模型表面的特征；其次，通过二阶加权伞算子对简化模型中局部存在的狭长三角形进行优化处理，改善三角网格模型的质量。实验结果表明，该方法能够较好地保持特征区域的细节信息，并可靠地生成高质量、低几何误差的简化模型。
逆向工程 网格简化 网格优化 边折叠 二次误差度量 伞算子 reverse engineering mesh simplification mesh optimization edge collapse quadric error metric umbrella operator 强激光与粒子束
2014, 26(5): 059006
由于计算机在处理大规模三维网格的过程中会出现严重的延迟，影响场景显示的视觉效果，主要研究了以视觉效果为首要条件的三维网格模型简化方法及QEM算法。首先，对网格简化方法进行了分类；其次，给出了网格简化的误差评判方法；最后，基于OpenGL，采用顶点对收缩方法，并结合QEM算法进行了实现。模型简化了93.7%时，仅用时111.78 ms，同时保证了输出网格的视觉效果。
三维模型 视觉效果 网格简化 二次误差测度 3D models visual effect mesh simplification quadric error metrics
图像信息处理与智能控制国家教委开放实验室,华中科技大学模式识别与人工智能研究所,湖北,武汉,430074
针对三维激光扫描仪获得的彩色人头数据集压缩问题,提出了基于区域分割的顶点合并网格简化算法.该算法分为区域分割和网格简化两个阶段.在对三维彩色人头数据集进行区域分割的基础上,把网格点分为:区域边界点(在顶点合并操作中,它只能与边界点合并)和区域内部点,然后根据区域加权的误差评价函数进行网格简化.实验表明,该算法压缩比高,网格简化质量好.
网格简化 三维彩色头像数据集 面部特征提取 多细节层次 Mesh simplification 3D color head dataset Facial feature extraction Level of details
