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2013年, 第34卷, 第1期
刊出日期：2013-02-27 上一期    下一期
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前沿探索与综述
图形学与可视化
几何设计与计算
数字化设计
交互设计与虚拟现实
图学教育
工业设计


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前沿探索与综述

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2013年第1期目录 2013, 34(1): 0-0.  摘要 ( 25 )   PDF(140KB) ( 39 )   相关文章 | 计量指标

图形学与可视化

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一种抑制IVUS 图像序列中运动伪像的方法 孙 正 2013, 34(1): 1-8.  摘要 ( 64 )   PDF(627KB) ( 184 )   针对连续回撤超声导管采集的冠状动脉血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）图像序列中存在由周期性心脏运动所致运动伪像的问题，提出一种抑制 方法，以改善IVUS 纵向视图的视觉效果。首先，在综合分析运动伪像产生机制和表现形式 的基础上，对相邻帧之间血管壁的刚性运动进行定量估计；然后，采用谱分析方法完成刚性 运动参数中运动分量和几何分量的分离；最后，通过对各帧图像中血管壁的运动分量进行补 偿，完成对运动伪像的抑制。该方法既不需要专门的ECG 门控图像采集装置，也无需记录 ECG 信号，同时不需要抛弃有用帧，在抑制运动伪像的同时保证图像数据集合的完整性。 对模拟图像和临床图像的实验验证了方法的可行性。 相关文章 | 计量指标

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偏差最小的四心圆近似椭圆作图法 曾振柄， 陈良育， 李志斌， 陈光喜 2013, 34(1): 9-16.  摘要 ( 114 )   PDF(357KB) ( 247 )   以曲线的等距线距离为度量，得到近似椭圆与精确椭圆的偏差估计，并给 出了偏差与半轴长的显示表达式。通过符号计算和回归分析，提出一种偏差最小的四心圆近 似椭圆作图法。新方法易于通过尺规作图实现，可用于编制数控机床中加工椭圆零件的插补 程序。 相关文章 | 计量指标

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基于构型风格的新疆民族织物图案自动生成 赵海英， 潘志庚， 徐正光 2013, 34(1): 17-21.  摘要 ( 46 )   PDF(501KB) ( 209 )   以新疆民族织物图案为对象，通过分析图案特点，发现具有某些元素有规 律地重复排列组合的特征，分解这些元素找出基本构型，归纳为六边形结构堆砌、砖形结构 堆砌、田字结构堆砌、三角结构堆砌、菱形结构堆砌等。用户在创作时首先选择某一种基本 构型，然后设计或嵌入适当的纹样基元到初始构型中，最后通过折叠或旋转延展生成一幅精 美的对称图案，文中原型系统可以广泛应用于新疆民族织物图案设计、广告以及服装设计等 领域。 相关文章 | 计量指标

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基于细胞神经网络鲁棒性的彩色图像边缘检测 姜庆玲 2013, 34(1): 22-30.  摘要 ( 80 )   PDF(563KB) ( 190 )   ：根据细胞神经网络(CNN)数学模型，提出一种新的彩色图像边缘检测方法。 新方法继承了CNN 的优点，解决了CNN 现有算法不能直接检测彩色图像边缘的问题。该 方法充分利用图像中的颜色信息，通过欧几里得距离度量像素之间的差异，使CNN 方程可 以在RGB 彩色空间中进行运算。对CNN 模板进行理论分析和鲁棒性研究，提出一个实现 彩色图像边缘检测功能要求的CNN 鲁棒性定理，为设计相应的CNN 模板参数提供了解析 判据。实验结果表明，该方法可以对彩色图像进行有效的边缘提取，定量评价验证了CNN 边缘检测定位准确的优点。 相关文章 | 计量指标

几何设计与计算

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与或非功能树的无损简化策略 唐益明，刘晓平 2013, 34(1): 31-40.  摘要 ( 91 )   PDF(610KB) ( 169 )   ：对于产品概念设计中较大规模的与或非功能树，常通过逻辑简化来消减冗 余，但逻辑简化会导致创新能力的损失。为此，面向与或非功能树，提出了无损简化的策略。 给出了与或非功能树无损简化的严格定义，建立了与或非功能树到AND/OR 树的转换方法， 针对AND/OR 树证明了若干无损简化定理，在此基础上生成了与或非功能树的无损简化算 法。通过应用实例，证明该无损简化策略可在保证逻辑等价和创新能力不损失的前提下有效 缩减计算量，提升创新推理的效率。 相关文章 | 计量指标

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带两个形状参数的四次Bézier 曲线的扩展 刘小琼， 杨国英 2013, 34(1): 41-45.  摘要 ( 50 )   PDF(333KB) ( 189 )   给出了两组带两个形状参数λ , μ 的六次多项式基函数，它们是四次 Bernstein 基函数的扩展。分析了这两组基函数的性质，基于这两组基分别定义了带形状参数 的两类多项式曲线，两类曲线具有与四次Bézier 曲线类似的性质，且在控制顶点不变的情 况下，可通过改变形状参数的值实现对曲线形状的调整。参数λ, μ 具有明显的几何意义。当 λ =μ = 0 时，均退化为四次Bézier 曲线。实例表明，论文所采用的方法控制灵活，方便有效。 相关文章 | 计量指标

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增删点后的Voronoi 图生成算法 张 娟， 杜全叶 2013, 34(1): 46-49.  摘要 ( 64 )   PDF(191KB) ( 257 )   Voronoi 图可广泛应用于模式识别、计算机图形学、计算机辅助设计、地 理信息系统等领域。利用Voronoi 图及其对偶图Delaunay 三角网构建的不规则三角网TIN 能充分地反映地形地貌特征，对TIN 的统一管理和动态调用可较好地应用到数字高程模型 的建立中。通过联机增量和减量算法来来实现增删点后的Voronoi 图的生成，具有能够动态 修改点集、速度快、效率高等优势。 相关文章 | 计量指标

数字化设计

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基于中弧线-厚度函数的翼型形状解析构造法 姜海波， 赵云鹏 2013, 34(1): 50-54.  摘要 ( 56 )   PDF(350KB) ( 193 )   ：复杂翼型几何形状的解析表达对叶片的优化设计有重要的意义，文章研究 了用解析函数构造复杂翼型形状的方法。通过对儒科夫斯基翼型函数的简化，得到用中弧线 -厚度函数表示翼型型线的解析表达式，对式中的相关系数和指数进行重新定义和变换，构 造出包括儒科夫斯基翼型的一般翼型型线的解析表达式；通过进一步分离上、下型线并进行 重新组合的方法可构造出更复杂翼型的形状；再通过增加一个独立的厚度函数项的方法，可 构造出具有光滑尾缘形状的翼型。研究表明，复杂翼型的几何形状可通过有限个参数的解析 函数表达，这些参数不仅具有明确的几何意义，而且使用方便，便于调整翼型的局部形状。 文中给出了用翼型、弦长和扭角函数构造风力机叶片解析函数的应用示例。 相关文章 | 计量指标

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基于装配顺序的飞机装配容差信息建模 洪建胜， 李迎光， 宋文娟， 汪 磊 2013, 34(1): 55-59.  摘要 ( 54 )   PDF(313KB) ( 186 )   ：论文提出了基于装配顺序的装配容差信息建模方法，以装配仿真路径规划 的装配顺序为基础，提取装配体中各零件的特征约束关系及相关的关键特征，进而获取组成 环容差信息，建立装配容差信息模型。该模型考虑了装配顺序对装配误差累积过程的影响， 减少了人工容差信息建模繁琐的交互操作，提高了装配容差信息的建模质量。基于DELMIA 平台开发了飞机装配仿真系统。该系统已在工程上成功应用，提高了飞机装配仿真的效率， 减少了飞机实际装配生产中的出错率。 相关文章 | 计量指标

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改进离散粒子群算法及其在飞机装配任务调度中的应用研究 韩鹏飞,孙占磊， 赵 罡 2013, 34(1): 60-65.  摘要 ( 47 )   PDF(316KB) ( 212 )   ：论文阐述了飞机装配过程中任务调度的重要意义，介绍了当前调度算法的 研究现状，对离散粒子群优化算法进行研究并在此基础上提出一种基于激励原则的改进离散 粒子群优化算法。最后以某型飞机尾段装配流程为对象对改进后的算法进行验证，得到良好 效果。 相关文章 | 计量指标

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超音速氧气射流对电弧炉熔池作用 陈绍春， 李京社， 朱 荣， 何春来 2013, 34(1): 66-70.  摘要 ( 82 )   PDF(705KB) ( 180 )   论文利用Fluent 6.3，通过对某钢厂150t 电弧炉冶炼过程中不同供氧流量 下超音速氧气射流冲击熔池流场进行三维三相流数值模拟，研究电弧炉熔池在炉壁侧吹氧枪 作用下的流场分布及其变化情况，探讨超音速氧气射流对电弧炉熔池的作用。研究表明氧气 射流冲击熔池引发钢液渣液流动波动，流动速度（冲击动能）以波的形式由冲击点向熔池中 心传递。熔池的速度场分布呈现“周围高、中心低，表层高、底部低”的趋势；由于射流的作 用，熔池内部生成涡流。涡流中心是钢液循环的中心，对钢液循环流动速度场有重要作用。 随着供氧流量的增加，涡流中心越远离氧枪，且在熔池中越深；氧气射流在熔池表面生成的 冲击凹坑在渣层中间横截面的冲击面积S(m2)和供氧流量QO2(m3/h)成线性关系，可表示为： 2 0.0004 * 0.0932 。 相关文章 | 计量指标

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基于ObjectARX 开发工程图模块的研究 魏永乐， 晁彩霞 2013, 34(1): 71-76.  摘要 ( 110 )   PDF(213KB) ( 224 )   三维实体建模在机械产品的设计过程中得到了广泛应用，但二维工程图仍 是当前指导生产和进行技术交流必不可少的文件。为了从三维实体模型快速得到二维工程 图，利用ObjectARX 二次开发工具，在AutoCAD 平台上开发工程图模块，实现了实体模型 向工程图的快速转化以及自动标注。工程图生成在模型空间，方便后续操作。通过实例证明 该工程图模块能够从特征实体模型中提取工程图的相关信息，快速生成二维工程图，大大提 高用户的工作效率。 相关文章 | 计量指标

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矿山地测CAD 技术应用研究 杨 刚， 李迎峰 2013, 34(1): 77-82.  摘要 ( 48 )   PDF(261KB) ( 184 )   矿山地质条件复杂多变，采用CAD 技术可以提高矿山设计的智能化。论 文主要研究了在相交平面图和剖面图中添加剖面剖切线的方法；应用人工神经网络理论确定 剖面中矿体界线的理论和方法；矿岩界线圆滑的原理与方法；矿块地质品位和储量的自动计 算和统计的方法。并在本研究成果的基础上用ObjectARX 开发了矿山CAD 系统，经过北洺 河铁矿的试运行，表明本研究成果是成功的、可行的。 相关文章 | 计量指标

交互设计与虚拟现实

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基于智能手机的工程图学虚拟模型库的研究与实现 邱龙辉， 楚电明， 叶 琳 2013, 34(1): 83-86.  摘要 ( 55 )   PDF(248KB) ( 172 )   针对基于PC 的工程图学虚拟模型库在使用空间和时间的限制，论文对用 于工程图学移动虚拟模型库进行了研究。设计了模型库系统结构，分析研究了智能手机的操 作系统，选择了虚拟模型库的开发及运行平台。通过分析Direct3D Mobile 中Mesh 类的图元 绘制方式、数据需求和VRML97 的数据格式，设计了VRML 的文件解析类，实现了移动设 备上的VRML 模型的3D 浏览器，实现了基于智能手机的工程图学虚拟模型库的设计。该 系统提高了虚拟模型库的实用性，成功地拓展了虚拟模型库的使用空间和时间。 相关文章 | 计量指标

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高速列车运动仿真可视化建模研究 吕希奎， 周小平， 贾晓秋 2013, 34(1): 87-91.  摘要 ( 56 )   PDF(422KB) ( 241 )   以CRH 系列高速列车为研究对象，建立了基于变参数的列车三维动态仿 真模型，实现了多种列车单元模型在运动过程中的实时调入和装配，满足了高速列车运动仿 真多样性的要求。采用Visual C++ 6.0、OpenGL 三维图形库和Oracle 数据库开发完成高速 列车运动仿真系统，实现高速列车运动仿真可视化建模以及与线路设计之间的有效集成。通 过实际应用，取得了较好的仿真效果。 相关文章 | 计量指标

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基于多关节反向运动学的清藻机运动仿真 杨 光， 陈祝平， 肖 炜 2013, 34(1): 92-95.  摘要 ( 55 )   PDF(429KB) ( 181 )   ：针对水藻以及水浮莲等水生植物对水质污染所造成的生态环境破坏，基于 多关节反向运动学，对小型机械打捞装置进行运动仿真。利用CAXA 建立清藻机的三维模 型，在文件优化和数据交换基础上，利用3ds max 软件建立打捞装置各部件的层次链接，并 基于多关节反向运动学进行运动仿真和轨迹分析，得到作业过程打捞装置的运动，包括IK 链的位置轨迹和耙爪的运动轨迹。此方法适于机构运动轨迹的设计、编辑及优化等交互性强 和实时性要求高的任务。 相关文章 | 计量指标

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基于虚拟PDM 的跨企业工作流变更 梁科山， 唐 力， 曹玉君， 程 晨 2013, 34(1): 96-100.  摘要 ( 37 )   PDF(293KB) ( 160 )   ：工作流变更是企业业务流程中需要处理的重要问题之一，尤其是跨多个企 业的协同工作。针对企业中广泛应用了PDM 系统的情况，论文提出利用虚拟PDM 解决跨 企业的工作流变更问题，对其实现机制进行了详细描述。其次，重点探讨了基于虚拟PDM 的工作流变更处理方法和过程，将其分为自上而下和自下而上两种变更类型并分别给出了处 理过程。然后，描述了可略活动并给出了可略活动的递归判断算法。最后，介绍了该方法的 实现，并以例程说明了开发的软件解决某产品研制流程中变更问题的处理过程。 相关文章 | 计量指标

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盾构机动态交互仿真系统的研究与实现 冯桂珍， 池建斌， 张增强， 王 晨 2013, 34(1): 101-104.  摘要 ( 83 )   PDF(285KB) ( 161 )   ：盾构机是用于开挖隧道等地下施工的专用工程机械，有着广阔的应用前 景。但因掘进装备等的高度复杂性，以及地质条件、工况的不确定性等导致的安全问题，对 盾构机的学习和研究带来一定难度。鉴于此，利用VRML、Cult3D、HTML 等开发了一个 基于网络的交互装配、运动仿真和虚拟漫游系统，具有导航漫游、交互操作虚拟对象、信息 查询等功能，形象直观地展示了盾构机的构造和原理，为盾构机的学习和研究提供了一个很 好的平台。 相关文章 | 计量指标

图学教育

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基于构型设计的工程制图课程中设计环节的探索 陈锦昌， 陈 亮， 张瑞秋， 陈炽坤 2013, 34(1): 105-110.  摘要 ( 73 )   PDF(443KB) ( 302 )   构型设计的教育是为了培养学生的创新能力和工程意识。论文探讨了基于 构型设计工程制图课程的内容体系，分析了课程中常用的构型设计训练方式，并在此基础上 就工程制图课程小设计环节的布置、实施和检查进行了探索，指出了在工程制图课程中可以 引入小设计环节。小设计的实践对工程制图课程的教学改革有一定的指导意义。 相关文章 | 计量指标

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CAD 大赛与我国CAD 教育现状分析 邓学雄， 熊志勇， 刘 林， 熊 巍 2013, 34(1): 111-115.  摘要 ( 56 )   PDF(235KB) ( 206 )   论文介绍和分析了世界技能大赛CAD 机械设计项目比赛，以及近两年广 东省CAD 大赛的情况，探讨了CAD 大赛如何与世界技能大赛接轨的问题。并从企业应用、 学校教学和CAD 职业资格考核等3 方面阐述了我国CAD 教育的现状，提出了目前学校在 机械设计、机械制图、CAD 教育等方面与国际的差距和应该引起重视的问题。 相关文章 | 计量指标

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工程制图测绘教学模式的研究与实践 杨 莉， 郝育新， 王建华 2013, 34(1): 116-119.  摘要 ( 90 )   PDF(175KB) ( 300 )   制图测绘是《工程制图》课教学的基础性实践教学环节。论文详细论述了 自主研发的“工程制图零部件测绘计算机辅助系统”、项目教学法和项目管理与考核制度在制 图测绘周中的综合应用和实践，有效缓解学时与绘图量的矛盾，激发了学生学习的积极性和 求知欲，提高学生的综合素质和主动创新的开拓精神。 相关文章 | 计量指标

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“工程制图”课程多媒体教学方法探讨 蓝晓民， 王盛智 2013, 34(1): 120-121.  摘要 ( 42 )   PDF(159KB) ( 158 )   针对目前普遍采用的多媒体教学方式，分析了学生和教师、传统教学和多 媒体教学方法双方面的优越性和这种教学方法带来的不足，列举出多媒体教学的优势，同时 指出课件制作、使用和管理等方面存在的问题，以及这些问题可能产生的结果，提出了解决 这些问题的办法。 相关文章 | 计量指标

工业设计

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产品情感研究及情感测量的关键技术 林 丽， 阳明庆， 张 超， 刘玲玲 2013, 34(1): 122-127.  摘要 ( 104 )   PDF(316KB) ( 571 )   为了使精心设计的产品能够迎合消费者的喜好，产品不仅要满足消费者的 生理需求，更应满足情感（心理）上的需求。在国内外相关文献综述的基础上，论文论述了 产品情感研究的现状，特别针对情感研究中关键环节之一的情感测量所用技术进行了详细的 论述和比较，总结归纳了情感测量技术的具体方法、名称、测量性质、特点及存在的不足。 最后，指出了产品情感研究的趋势。 相关文章 | 计量指标

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面向船舶航行训练的大范围地形建模 肖剑波， 胡大斌， 赵 凯 2013, 34(1): 128-132.  摘要 ( 63 )   PDF(852KB) ( 196 )   大规模地形场景的实时绘制在虚拟现实、地理信息系统、战场仿真等领域 有着广泛的应用。为满足船舶模拟训练系统中视景仿真的需求，对大规模地形场景的建模与 实时绘制技术进行了研究。首先对比了几类常用数据插值方法，采用数据融合的方式对DEM 数据进行了插值。通过结合模拟训练的实际，提出了一种基于可见性判断的地形剔除方法， 通过放射状搜索，判断当前点是否遮挡，进而对被遮挡点进行剔除处理，可以有效减少地形 建模中无关面片，提高绘制速率。利用Google Earth 获取地形纹理，使用Terri Vista 构建三维 地形，实现了地形的三维建模。试验表明提出的方法可实现大规模地形场景的高效逼真绘制。 相关文章 | 计量指标

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基于特征识别的轴类零件二维工程图的自动编程 张万里， 王金娥 2013, 34(1): 133-138.  摘要 ( 39 )   PDF(255KB) ( 177 )   提出基于实体类型编码和特征编码实现轴类零件自动编程的方法。给出 基于节点集的实体打断方法，运用逆时钟最小夹角法，搜索出外轮廓。然后对构成外轮廓 的各实体进行类型编码和特征编码，并据此进行主特征提取和辅助特征重构。根据重构后 的外轮廓自动生成数控车床能识别的代码。在AutoCAD2002 环境下，以ObjectARX 为开 发工具，用某一典型轴类零件对本文提出的原理和方法进行了验证，结果表明，自动编程 效果良好。 相关文章 | 计量指标

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基于光流法和行人面积特征的人数统计方法研究 汤石晨， 陈锻生 2013, 34(1): 139-134.  摘要 ( 67 )   PDF(391KB) ( 233 )   ：为了提高视频监控领域中出入口的人数统计的准确率，提出构建一种近似 俯视运动行人面积作为人数统计的特征。使用垂直悬挂的单目摄像头对出入口进行拍摄，设 置一条虚拟计数线，利用Lucas-Kanade 光流算法计算计数线上像素的速度矢量，并构建近 似俯视运动行人面积作为特征对过线人数进行估计并计数。实验结果表明，使用该方法可以 降低光照原因产生的阴影以及图像预处理对人数统计的干扰，比较准确地对出入口进行人数 统计。 相关文章 | 计量指标