图学学报

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2012年第1期目录

2012, 33(1): 0.

摘要 ( 38 )

PDF(126KB) ( 169 )

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功能模型格式语言FFL 及FFL 模型研究

刘晓平，陈欣，路强，唐益明，陆劲挺

2012, 33(1): 1-6.

摘要 ( 65 )

PDF(254KB) ( 176 )

：功能模型是概念设计的核心处理对象。首先，在分析比较功能树和可拓功
能模型的基础上，提出了基于XML 的功能模型格式语言FFL（Function-model Format
Language），总结并提炼了FFL 的定义与特征，归纳并阐述了FFL 的语法规则和语义约束；
其次，提出了基于FFL 的可拓功能模型到功能树的转换算法；最后，通过实例验证了FFL
在促进功能模型之间的联系和沟通中的重要作用。

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深水非接触式磁耦合绞车设计方法的研究

张波，王茁，张佰正，吴磊

2012, 33(1): 8-14.

摘要 ( 52 )

PDF(345KB) ( 200 )

以解决深水环境下旋转轴的动密封为核心问题进行了磁耦合非接触驱动绞
车设计方法的研究。该方法分为国内外资料检索查询、相关机构图形分析、二维装配草图创
新设计、结构参数的理论计算、三维模型的建立及运动仿真、工程图生成6 个设计阶段。此
方法具有通用性，可为从事科研任务的研究生、工程技术人员进行自主创新的设计提供借鉴。

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计算机辅助技术在螺旋桨总图绘制上的应用

刘胜，张丽敏

2012, 33(1): 15-18.

摘要 ( 84 )

PDF(309KB) ( 285 )

利用AutoCAD 提供的二次开发工具VBA 实现了螺旋桨总图的自动绘制，
详细介绍了螺旋桨总图绘制的方法与步骤，重点从伸张轮廓的绘制、正投影轮廓的绘制和侧
投影轮廓的绘制三方面说明了螺旋桨总图绘制的实现过程。并在此基础上开发了常规螺旋桨
计算机辅助设计系统。该系统能提高工作效率，为船用螺旋桨的精确和高效绘图寻求了一条
新的途径。

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三维环境下的工程图自适应优化技术

陆春月, 王宗彦, 郭星，虞国军

2012, 33(1): 19-14.

摘要 ( 61 )

PDF(593KB) ( 212 )

工程图纸是企业生产的重要依据，对三维环境下的工程图纸进行优化以符
合企业的要求很有必要。论文利用模型与图纸的关联性，给出了以模型模板和工程图模板为
基础的自适应优化原理。提出了模板定制的原则，并给出了模板普通定制与特殊定制的方法，
为后续优化奠定基础。详细论述了实现自适应优化的几个关键技术，包括视图定位，比例匹
配，尺寸定位与明细栏优化，获得了大型复杂装配体工程图良好的优化效果。

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两种带形状参数的三角曲线

严兰兰，梁炯丰，黄涛

2012, 33(1): 25-30.

摘要 ( 58 )

PDF(272KB) ( 172 )

定义了带形状参数的三次三角多项式曲线和三次三角样条曲线。前者具有
与二次Bézier 曲线类似的端点性质，但逼近性比二次Bézier 曲线更好，且在拼接时能达到
更高阶的连续性。而后者与二次B 样条曲线类似，其每一段由相继的三个控制顶点生成。
对于等距节点，在一般情况下曲线C2 连续，在特殊条件下可达C3 连续。

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基于信息熵的产品造型风格形成原理与设计决策顺序研究

陈黎，周海海

2012, 33(1): 31-37.

摘要 ( 62 )

PDF(364KB) ( 197 )

将信息论方法引入产品造型设计领域，提出通过计算两两造型特征变量的信
息系数来分析某种造型风格的形成原理和决策要点：以两种风格的金融机具为例，选取代表性
样本，提取风格特征变量，计算各变量的信息熵值和两两信息系数，结果得出了两种风格的形
成原理和设计决策顺序。实例证明了该方法的可行性，可以为造型设计提供有效的参考。

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基于基因工程思想的产品族设计及其关键技术研究

高磊，万静，陈东宁

2012, 33(1): 38-43.

摘要 ( 70 )

PDF(241KB) ( 219 )

通过分析型材断面的尺寸和形状特征的继承关系及型材模块的结构变异,
将基因工程的思想用于产品族的开发设计中,并将“型材特征”看作是产品结构信息的
“DNA”。借鉴生物学领域基因工程原理，揭示了“型材特征”这种信息流在产品树中的传播规
律,在此基础上提出了一种基于基因工程思想的产品基因编码与重组方法。通过对产品族和
产品基因DNA 的概念以及产品族设计DNA 的内涵和研究内容的探讨，指出了支持产品基
因工程的关键技术，并以门体型材为例，说明产品族基因工程思想的设计效果。

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层次式图切分快速分割算法

蒋建国，张婕，詹曙，郭艳蓉

2012, 33(1): 44-49.

摘要 ( 61 )

PDF(586KB) ( 269 )

：图切分（Graph Cuts，GC）是近年来兴起的基于图论框架的图像分割方法，
该理论的新颖之处在于它的全局最优性和结合多种知识的统一性。但当图像较大时运算非
常耗时。该文提出了一种基于GC 的层次式图像分割方法。先在低分辨率中用GC 以较低的
分割代价获取粗尺度的初始分割，再将结果轮廓映射回高分辨率图像中并构造出窄带，进而
采用matting 思想，在窄带内获取精确分割。实验结果表明，本文方法在确保分割结果准确
性的同时，运算速度大幅度提高。

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基于小波的改进加权抛物线插值的图像超分辨率算法

蔡念，张海员，张楠，潘晴

2012, 33(1): 50-55.

摘要 ( 53 )

PDF(991KB) ( 181 )

为了尽可能地保持图像的基本信息，提高图像的视觉效果和空间分辨率，
提出一种基于小波的改进加权抛物线插值算法，即在传统的加权抛物线算法上增加插值的误
差补偿项。利用sobel 算子设定插值点的边缘方向，得到初始放大图像。利用小波变换提取
高频成份，原始图像幅值增强充当低频部分，再经过小波逆变换得到高分辨率图像。实验结
果表明，相对于传统的图像放大算法，该算法考虑到全局相关性，得到更加清晰的边缘信息。

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一种基于多边形柱面全景图的虚拟漫游新方法

王海颍，秦开怀

2012, 33(1): 56-62.

摘要 ( 79 )

PDF(5975KB) ( 225 )

提出了一种基于图像绘制的多边形柱面全景图的虚拟漫游方法。利用普通
的手持相机在一个多边形区域内沿某一路径拍摄并拼接多幅全景图，通过基于SIFT 的特征
点检测来计算深度，用狭缝图像插值来实现整个区域内的平滑漫游。该方法具有采样简单、
虚拟场景真实感强，支持连续大范围漫游的特点。

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基于Daubechies 小波的图像边缘检测技术

毛安定，管一弘，段锐，王艳华，吕梁，季云海

2012, 33(1): 63-67.

摘要 ( 89 )

PDF(281KB) ( 245 )

利用Daubechies 正交小波变换的性质，通过Mallat 多尺度分析方法对图
像进行小波变换，把图像分解成低频轮廓，水平高频、垂直高频和斜线高频四个部分。针对
图像边缘主要集中在高频部分，该文先保持小波变换后的高频小波系数，同时对低频小波系
数进行再次小波变换，提取出次高频信号的边缘信息。最后对保留下来的高频小波系数和次
高频小波系数进行逆变换获取最大边缘信息。

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基于图像处理的外螺纹三维模型重构

万鹏，姜立军，陈学东，李哲林

2012, 33(1): 68-72.

摘要 ( 95 )

PDF(402KB) ( 271 )

提出了一种基于多角度序列图像特征实现外螺纹的三维模型重建的方法。
首先在旋转平台上采集多角度序列螺纹件图像，然后对每帧图像进行特征点提取，将序列图
像的特征点进行三维变换和插值，最终生成三维模型。实验结果表明，此算法能精确高精度
地实现外螺纹三维模型重构。

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辅以波谱分析的高分辨率影像面向对象分类研究

苏晓玉，甘甫平，万里飞，刘少峰

2012, 33(1): 73-79.

摘要 ( 71 )

PDF(552KB) ( 239 )

随着遥感影像空间分辨率的提高，地物的空间信息更加丰富，地物尺寸、
形状以及相邻地物的关系得到更好的反映，因此目前高分辨率影像分类方法更侧重于利用地
物的空间信息，分类过程中参与较多的人为主观因素，在地物类型未知的地区很难进行解译
工作。另外，分割过于细碎导致操作数据量太大也是高分辨率影像分类的难题之一。论文提
出了辅以波普分析的高分辨率影像面向对象分类方法，即在传统面向对象分类方法的基础上
结合影像波谱分析，先对影像光谱角制图粗分类、掩膜操作，再面向对象精分类，较好解决
了以往面向对象分类方法地物类型的不确定性和分割细碎等问题。试验以空间分辨率为0.5
米的八波段WorldView2 影像为研究数据提取西部那曲地区道路和河流，精度达到96.36%。

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虚拟现实航天仿真技术研究

崔善君，谈敦铭, 2，赵罡

2012, 33(1): 80-86.

摘要 ( 51 )

PDF(514KB) ( 240 )

现阶段的航天仿真一般集中在多媒体仿真与可视交互仿真，其沉浸感不强。
针对以上不足，论文结合虚拟现实仿真技术的特点，利用多通道显示技术和一系列开源软件
开发了一个基于虚拟现实技术的航天仿真系统，并且结合实际应用提出各通道独立显示和完
全显示模式，实现了数据计算与三维演示部分的分离显示和数据驱动，弥补了现在多通道演
示系统形式单一的不足。该系统具有平台移植性好，沉浸感强等特点。

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VRML 虚拟现实网络互动仿真装配平台的研究

刘炀，邵伟，王静，石鸽娅，汤传玲

2012, 33(1): 87-90.

摘要 ( 76 )

PDF(422KB) ( 234 )

在计算机上实现了虚拟装配的流程以及运用VRML 创建可视化的三维虚
拟场景，提出了一种基于VRML 和Java 的虚拟现实构建方法，以增强VRML 虚拟场景与外
界的交互性，并通过实例提出了创建网络虚拟装配交互仿真的具体方案。该方法不仅可用于
演示网络环境下的可视化装配，也适用于基于VRML 的其它领域科学可视化。

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蒙皮约束下的动画角色模型分割方法

李琳，谢文军，刘晓平

2012, 33(1): 91-97.

摘要 ( 61 )

PDF(484KB) ( 258 )

：动画角色的数据重用可以提高游戏与动画的制作效率并丰富角色类型。针
对模型数据重用的首要步骤—— 动画角色的三维网格分割问题，提出了一种蒙皮约束下的
分割方法，利用蒙皮信息的运动相关性，产生依据该信息的部件预分割，在预分割结果上进
行拓扑检查并调整，进而再对切口处进行优化处理，最终产生适合动画角色融合的网格部件。
最后给出在用游戏公司提供的真实数据上对新方法进行的了测试，结果，证明了表明该新方
法的简洁有效并说明了其适用范围。

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同步造型技术在工程图学教学中的应用研究

霍光青，郑嫦娥

2012, 33(1): 98-5.

摘要 ( 49 )

PDF(276KB) ( 208 )

同步造型技术是一种新兴的三维造型技术，论文研究了如何将该技术应用
于制图教学。通过分析同步造型技术与工程图学的相关内容，得到该技术在制图教学中的应
用方式与方法。结果表明：同步造型的方向盘技术是一种非常灵活的造型工具，可用于截交
线及切割体的造型与编辑，也可用于基本特征与表面的平移旋转。利用同步技术草图区域识
别，造型更加灵活，对于读图—造型—投影教学与练习，可以显著提高学生的学习兴趣。

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多学时制图课程融入三维CAD 的教学探讨

舒宏，高菲，陈霞

2012, 33(1): 103-106.

摘要 ( 56 )

PDF(401KB) ( 243 )

针对机械类多学时传统制图教学中如何融入三维CAD 教学的问题，分析
了其融入的形式和特点，归纳了工程图表达中与投影相悖的表示法，提出分两步走的方法：
首先以传统制图内容与三维CAD 相互支撑的融合式教学，然后以三维CAD 为主线的独立
式教学相结合。在教学上，可通过Inventor 三维建模的实践，提高学生的工程图表达能力、
创新思维能力和构型能力，以适应现代设计和制造的要求。

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基于“广义形体分析法”的高职图学课程改革探索与实现

刘海琼，谭建荣

2012, 33(1): 107-112.

摘要 ( 48 )

PDF(413KB) ( 196 )

“广义形体分析法”是“工程图学”课程改革的一种探索性创新思维方法,它
将课程核心内容整体分解为几何元素、几何结构、功能组合、零件装配、知识与技能等5 个
块元。介绍了基于“广义形体分析法”的高职“工程图学”课程改革方案及其实现关键，进行了
改革的初步探索和实践，取得了较好的成效。实践结果表明，该方法能有效提升图学基础与
应用的教学效果，有助于职业快速适应、逻辑思维形成及创新能力提升。

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复杂曲面五轴加工局部干涉处理技术研究

杜娟，闫献国，田锡天

2012, 33(1): 113-121.

摘要 ( 45 )

PDF(383KB) ( 182 )

针对复杂曲面环形刀五轴数控加工中的局部干涉问题，提出了一种基于曲
率匹配及网格点的干涉处理技术。首先，利用曲率匹配原则选出合理的刀具半径，以保证在
切触点处沿任何方向上刀具与被加工曲面之间不会发生干涉，然后在各个切触点处通过比较
刀具曲面最小主曲率与加工曲面最大主曲率确定出刀具的初始倾角。为了判断切触点邻近区
域是否存在干涉问题，采用了网格点来快速自动生成检测区域及初始检测点。文中对有效检
测点的筛选以及干涉的判断和处理技术分别进行了详细论述。最后，以非均匀有理B 样条
曲面为加工实例，对上述算法进行了测试和验证。

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基于轴对称非球面元件的加工模型研究

张学忱，曹国华，聂凤鸣，吴庆堂

2012, 33(1): 122-126.

摘要 ( 42 )

PDF(520KB) ( 176 )

轴对称非球面元件具有优良的光学性能，在现代光学系统中的应用占有越
来越大的比例，对其加工质量和加工精度的高要求给光学元器件的制造业带来更大的挑战。
针对轴对称非球面的精密磨削加工系统中的金刚石砂轮加工要求，提出了合理的原理方案，
给出了合适的加工模型，为平面砂轮加工非球面元件提供了可行的技术方案。

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