图学学报

Select

2012年第4期目录

2012, 33(4): 0.

摘要 ( 18 )

PDF(137KB) ( 27 )

相关文章 | 计量指标

Select

功能树相似推理过程的可视化方法研究

刘晓平，陈欣，路强，唐益明

2012, 33(4): 1-6.

摘要 ( 39 )

PDF(453KB) ( 158 )

相似推理能够丰富功能树包含的设计信息，提高获得创新性设计解的可能
性。该文对可视化技术如何更好地辅助相似推理展开了研究。首先，确定了功能树与可视化
模型之间的映射规则；其次，针对相似推理不同阶段提供了相应的可视化人机交互手段，以
实时跟踪相似推理过程；最后，通过系统实例进一步验证了相似推理的有效性以及可视化辅
助下相似推理效果的提高。

相关文章 | 计量指标

Select

基于X3D 的三维分形植物建模

张杰，蔡文奇

2012, 33(4): 7-12.

摘要 ( 41 )

PDF(331KB) ( 181 )

：植物的模拟一直以来都是计算机图形学的热点和难点问题，为了实现通过
互联网在网页上方便、快捷地浏览具有逼真性、交互性的三维植物，论文从植物的生理结构
出发，结合确定性L 系统、参数L 系统和原始的递归算法提出了一种植物建模的数学模型，
并采用X3D 结合JAVA 作为实现语言，建立了树的轴结构、叶序和叶子的模型。用户只需
实时地输入相应的参数，就可以快速、便捷地生成逼真的三维植物。

相关文章 | 计量指标

Select

超大型三维有限元模型的快速可视化算法

邹静，纪洪广

2012, 33(4): 13-19.

摘要 ( 54 )

PDF(400KB) ( 219 )

针对超大型三维有限元模型的特点，总结了其可视化任务的基本需求和关
键算法。由此分别为网格、单元、剖面可视化，以及绘制彩色云图等不同任务，编制了结构
简单、运行可靠的快速显示算法。通过具体工程实例与典型商业程序的对比验证，初步证明
了该算法的可行性和优越性，有助于简化超大型有限元程序的编写过程。

相关文章 | 计量指标

Select

基于CATIA 求圆锥与圆球相贯线的投影分析

潘子健，孟祥宝，潘淑璋

2012, 33(4): 20-23.

摘要 ( 53 )

PDF(243KB) ( 275 )

分析了用辅助球面法和换面法求圆锥与圆球各种位置相贯线的投影作
图过程，为辅助球面法的求解提供了较多的示例和思路，也为求复杂回转体交线的作图
过程提供了借鉴，并通过CATIA 三维模型佐证求解相贯线的正确性，进而使求解过程直
观、准确、方便。

相关文章 | 计量指标

Select

射影线束形成的二阶曲线及其退化形式

刘阜平，丁勇

2012, 33(4): 24-27.

摘要 ( 49 )

PDF(361KB) ( 208 )

：论文用图示法首次系统表达了在二射影平面场中，存在3 种形式的射影对
应线束。这些对应线束形成二阶曲线时有一定的变化规律。其中底都为非固有点的二线束形
成双曲线；底为固有点和非固有点的二线束形成抛物线；底都为固有点的二线束，只要旋转
其中之一就可以分别形成双曲线、抛物线和椭圆。这些结论为我们实现二阶曲线之间的转换
奠定了理论基础。

相关文章 | 计量指标

Select

基于Hough 变换的三次方Bezier 曲线检测算法研究

孙文赟，韩斌

2012, 33(4): 28-32.

摘要 ( 73 )

PDF(275KB) ( 286 )

类似经典Hough 变换中对直线（段）、圆（弧）、椭圆、抛物线等解析曲
线的检测，论文研究了三次方Bezier 曲线的检测算法，提出了离散Bezier 曲线的特征建模
方法和使用R 函数的Hough 变换曲线检测快速算法。该算法能够根据所给出的待检测目标
点阵图像建立形状参数模型，然后检测该曲线在复杂图像中出现的位置、大小和方向。实验
表明，该法能够有效地检测任意三次方Bezier 曲线，且精确度优于目前广泛用于曲线检测
的广义Hough 变换。

相关文章 | 计量指标

Select

基于蒙特卡罗方法的矩形布局问题研究

郑荣杰，张鹏程，崔海良，李国顺，罗海兵，刘昕彤

2012, 33(4): 33-36.

摘要 ( 62 )

PDF(201KB) ( 211 )

根据蒙特卡罗方法产生的随机步长，控制矩形在布局空间中移动。矩形移
动时，自动满足边界约束条件，简化了矩形可行域边界的计算过程。结合定位函数,得到的
可行域可用于完成矩形的布局。测试结果表明，使用该方法求解矩形布局问题，布局空间
90%以上被矩形占据。

相关文章 | 计量指标

Select

涡轮叶片冷气通道转接段的特征分析及建模

席平，朱谦，张宝源

2012, 33(4): 37-41.

摘要 ( 46 )

PDF(545KB) ( 213 )

冷气通道转接段是航空发动机涡轮叶片中的复杂曲面特征。通过对冷气通
道转接段进行特征分析，提出其建模方法，从数学上证明了该方法可实现对冷气通道的G1
光滑转接，提取关键建模参数，并编写程序实现了冷气通道转接段的参数化设计，达到了快
速建模和快速修改的目标，同时也为涡轮叶片中其他复杂特征的参数化设计提供了借鉴。

相关文章 | 计量指标

Select

基于物元理论的任意功能树相似扩展方法

刘晓平，陆劲挺

2012, 33(4): 42-49.

摘要 ( 47 )

PDF(363KB) ( 168 )

：功能模型是概念设计的核心处理对象，功能树是一种典型的、应用广泛的
功能模型。使用现有相似度计算方法计算任意功能树的相似度存在困难。因此，基于布尔代
数提出了析取范式树的概念，以及两种求解析取范式树的方法，并描述了任意功能树的物元
相似度计算方法。拓展了功能树相似扩展方法的应用范围，扩大了设计解空间，增加了获得
创新解的可能性，最后给出实例验证了方法的有效性。

相关文章 | 计量指标

Select

基于DAG 表示与产生式的IGES 装配体数据交换算法

黄靖，王斌，胡楷模，张慧

2012, 33(4): 50-58.

摘要 ( 84 )

PDF(401KB) ( 228 )

：初始图形交换规范（IGES）是目前应用最为广泛的中性文件格式标准之
一，但是相关的研究主要集中在单零件的格式转换上面，对设计中经常用到的装配体的IGES
格式研究较少。该文总结了常用CAD 软件中装配体导出的IGES 文件存储格式，提出并实
现了一种基于图表示与产生式规则的IGES 装配体数据交换算法，将IGES 格式的解析过程
标准化，使其具有通用性和可扩展性，并且正确性可以进行形式化验证。应用该方法，该文
具体实现了多文件格式的装配体IGES 前置和后置处理器。在几何造型系统TiGems7.0 中进
行的实验结果表明该算法具有较快的速度，也具有较好的鲁棒性。

相关文章 | 计量指标

Select

钢格板计算机辅助设计与优化排料系统研究与开发

柳明，宁涛，朱增力

2012, 33(4): 59-63.

摘要 ( 49 )

PDF(349KB) ( 199 )

：钢格栅板广泛应用于建筑、化工、水利等领域。钢格板设计与生产流程普
遍存在的诸多问题影响了企业的生产效率。系统通过集成自动布板、工作量统计与优化排料
等功能对钢格板设计、生产流程进行全程优化，显著提高了钢格板的设计生产效率。结合某
应用实例验证本系统的实用性和可靠性。

相关文章 | 计量指标

Select

基于空间投影的管道施工图自动生成研究

罗年猛，龚小寒，朱林

2012, 33(4): 64-70.

摘要 ( 38 )

PDF(318KB) ( 170 )

为满足企业对锅炉管道施工图的快速生成需求，基于给定的管道信息，结
合投影规律，提出并实现了基于三维空间定位点的管道自动施工图生成算法，该算法能够自
动确定主视图的方向，自动对图形进行打断，自动完成二面角视图以及局部视图的判断和绘
制。通过在企业的实际应用中证明了算法的可靠和高效。

相关文章 | 计量指标

Select

基于深度数据的空间人脸旋转角度估计

蒋建国，胡珍珍，詹曙

2012, 33(4): 71-75.

摘要 ( 65 )

PDF(356KB) ( 475 )

提出一种基于三维人脸深度数据的人脸姿态计算方法。利用人脸的深度数
据以及与其一一对应的灰度图像，根据微分几何原理和相应的曲率算法与人脸数据中的灰度
特征对人脸面部关键特征点定位，进而计算出人脸姿态在三维空间中的3 个姿态角。实验证
明该方法能在姿态变化情况下实现对人脸旋转角的准确估计，为进一步的人脸识别和表情分
析提供基础。

相关文章 | 计量指标

Select

面向建筑物重建的相机标定方法研究

余烨，刘晓平，徐伟，韩江洪

2012, 33(4): 76-72.

摘要 ( 27 )

PDF(496KB) ( 200 )

由于灭点具有很多独特的几何属性且大量地存在于建筑物场景中，因此针
对建筑物重建，提出了一种基于灭点的相机标定方法。首先通过构造各种几何约束关系，如
灭点与相机矩阵间的关系、世界坐标原点和相机矩阵间的关系，逐步实现相机矩阵的度量重
建和欧氏重建，获得相机矩阵的值，然后通过分解相机矩阵得到相机的内外部参数。该方法
在标定过程中无须借助任何标定物，求解过程简单，标定速度快。实验结果表明，该方法可
以满足虚拟现实中建筑物场景重建的需要。

相关文章 | 计量指标

Select

基于双视角的真实感三维人脸重建系统

荣坚，赵翠莲，范志坚，陈晓波

2012, 33(4): 83-87.

摘要 ( 44 )

PDF(412KB) ( 175 )

：人脸建模是计算机图形学及三维重建领域的一个研究热点，论文根据结构
光测量及编码原理，利用两组CCD 及结构光投影仪实现了人脸双视角测量，保证了数据测
量的范围和完整性；针对测量得到的几何及纹理数据，开发了可视化数据软件处理平台，能
够完成两部分数据的精简、分割、拼接及网格化等处理过程，并通过纹理映射实现具有真实
感的人脸模型三维重建；最终，将上述硬件测量方案及软件处理平台结合，形成了一套完整
的三维人脸重建系统，并通过试验验证了系统的可行性。

相关文章 | 计量指标

Select

一种改进的自然纹理合成方法

李大锦

2012, 33(4): 88-92.

摘要 ( 37 )

PDF(405KB) ( 245 )

自然纹理合成方法是一种适合自然景物的基于样图的快速纹理合成方法。
但是候选点超越样图边界的问题没有很好得到解决，成为导致合成后图像产生的纹理块间明
显变化的主要因素。论文提出了一种改进的自然纹理合成算法，将样图边缘易产生无效候选
点的区域用样图内部与之大小和形状相同的像素块来代替，像素块和被替代像素块沿一条不
规则的曲线相匹配。合成过程中在接近边缘时像素块的生长会转向纹理内部。该方法减少了
因随机产生候选点而形成的块间不连续，有效地改善了视觉效果。

相关文章 | 计量指标

Select

一种快速有效的虹膜图像预处理方法

龚军辉，陈爱萍，唐勇奇，黄峰

2012, 33(4): 93-97.

摘要 ( 46 )

PDF(396KB) ( 208 )

为解决虹膜识别中的虹膜定位时间较长、虹膜内边界变形、眼睑和睫毛普
遍存在的问题，提出了一种新的虹膜图像预处理方法，该方法对虹膜图像采用数学形态学算
子对图像进行处理，合理有效地减少了边缘图像中非虹膜的边缘点；然后对图像直方图采用
双直线拟合直方图求取检测眼睑和睫毛的阈值。对中科院自动化所CASIA-IrisV3 虹膜数据
库的实验结果显示，提出的虹膜图像预处理方法准确快速，能合理有效去除眼睑和睫毛。

相关文章 | 计量指标

Select

考虑轴向力及附加质量的谐振音叉建模及仿真

郭占社，宋春苗，郑仕学

2012, 33(4): 98-102.

摘要 ( 33 )

PDF(322KB) ( 165 )

：为解决考虑轴向力及附件质量的谐振音叉理论计算问题，在对没有考虑附
加质量及轴向力的音叉理论模型进行分析的基础上，采用瑞利法和能量守恒定律，分别对考
虑轴向力，考虑附加质量及同时考虑轴向力及附加质量3 种情况下谐振音叉的理论模型进行
了推导。在此基础上，采用有限元仿真的方法，对上述几种情况的理论模型的正确性进行了
验证，多个仿真结果表明，理论计算结果与仿真结果之间的相对误差小于1%，说明了理论
模型的正确性。

相关文章 | 计量指标

Select

微创外科机器人导航系统空间映射精度分析与仿真

曹彤，许倩，和丽，陈汗青

2012, 33(4): 103-109.

摘要 ( 29 )

PDF(410KB) ( 169 )

论文分析了微创外科机器人导航系统空间映射误差的主要来源，定义了空
间映射中的四种误差类型。并对每种误差都做了详细的介绍，同时也简要介绍了其他误差源。
通过仿真分析标记点定位误差即基准点定位误差对基于仿射坐标系的空间映射精度的影响，
得出基准点定位误差与靶点映射误差成正比，基准点在两个空间的定位误差变化范围的差距
较小时靶点映射误差较小的结论；通过仿真分析标记点的分布方式对基于仿射坐标系的空间
映射精度的影响，得出对空间映射精度影响较大的两种标记点分布方式：共面分布和不能将
靶点包围在其分布范围内的标记点分布。共面分布会导致利用仿射坐标系求解映射矩阵时发
生畸变，导致映射误差发生突变；靶点在标记点包围区域外时，与靶点在标记点包围区域内
时的空间映射相比也会产生很大的靶点映射误差。

相关文章 | 计量指标

Select

基于LS-DYNA 的电镀CBN 硬珩齿动态仿真分析

李云峰，张满栋

2012, 33(4): 110-113.

摘要 ( 54 )

PDF(277KB) ( 171 )

用标准渐开线电镀CBN 硬珩轮加工齿轮后，一般情况下在工件齿形节圆
附近会出现“中凹”误差，在齿根处会出现“挖根”误差。由于误差形成的因素较复杂，很难用
解析法给出精确的计算。为此，利用Pro/E 和ANSYS/LS-DYNA 软件，对电镀CBN 硬珩齿
加工过程进行了动态仿真分析。通过对分析结果的提取，得到了齿面上沿啮合点轨迹分布的
等效应力值的数据表。由于等效应力与齿形误差有一定的联系，从而揭示了被珩齿面齿形误
差形成的内在原因，确定了被珩齿面齿形误差的位置和程度。这为硬珩轮齿面进行必要的修
形，提供了理论依据，得到的结果与实际加工相吻合。

相关文章 | 计量指标

Select

增强现实环境下的产品装配引导技术

王峻峰，徐迟，李世其

2012, 33(4): 114-120.

摘要 ( 62 )

PDF(344KB) ( 307 )

：以增强现实环境下引导产品装配为目标，建立了面向增强装配过程的统一
信息模型，管理文字、几何和产品装配特征等可视化引导信息。采用基于标志物的视觉跟踪
技术实现虚拟零件和视频中真实零件的注册定位，通过建立虚拟和真实装配场景的深度图处
理增强装配场景中虚实物体的遮挡关系。利用虚实零件的注册位置把装配引导信息叠加到装
配视频场景中。并开发了演示系统，分析和说明了增强现实环境下引导产品进行装配的过程。

相关文章 | 计量指标

Select

基于结合分析的产品意象造型设计研究

李永锋，朱丽萍

2012, 33(4): 121-128.

摘要 ( 55 )

PDF(542KB) ( 229 )

为设计出符合消费者感性需求的产品，提出基于结合分析的产品意象造型
设计方法。首先采用多元尺度法和聚类分析法选择典型样本，进而应用形态分析法确定产品
的属性和各属性的水平。其次，利用因子分析法确定产品的感性意象，并用造型吸引力对其
进行整合。在此基础上，使用对应分析法对感性意象和产品属性的关系进行探讨。最后，利
用结合分析建立二者之间的数学模型。该文结合办公座椅进行研究，结果表明该方法是正确
可行的。

相关文章 | 计量指标

Select

计算机辅助结构设计与分析的集成框架研究

熊胜华，谢正坚，何涛

2012, 33(4): 129-135.

摘要 ( 35 )

PDF(432KB) ( 173 )

：针对计算机辅助结构设计和分析的集成问题，设计了一种基于统一模型库
方式的组件式CAD/CAE 集成框架，以结构CAD/CAE 集成模型库为框架底层，以几何造型、
可视化交互、第三方CAD、第三方CAE 等组件为中间组件层，以空间结构设计子系统、空
间结构分析子系统为上层应用层，提供空间实体建模、工程模型管理、多种有限元模型分析
与计算等功能，并应用于港口码头的结构设计及有限元分析。

相关文章 | 计量指标

Select

工程制图历史演变现状改革和未来发展的研究

林大钧

2012, 33(4): 136-139.

摘要 ( 61 )

PDF(200KB) ( 539 )

：一个有价值的学科，除了适应当前的发展需要外，还应对发展趋势有所预
见，并包含新的内容。虽然预计发展趋势有时是困难的，但作者仍在本文中作了些尝试。工
程制图的发展是历史的延续，工程制图的现状还不能适应科学技术、生产制造迅速发展的需
要，工程制图需要实验，以实验推动课程，形成实验发展理论，理论推动实验的良性循环，
是工程制图可持续发展的有效途径。

相关文章 | 计量指标

Select

工程图学课程中创造性构形设计教学的研究与实践

王枫红，陈炽坤，陈锦昌

2012, 33(4): 140-146.

摘要 ( 45 )

PDF(377KB) ( 350 )

：创造性构形设计教学已成为现代工程图学课程培养学生创新能力的重要手
段。论文在浅析了构形设计的教学目标与设计评价的基础上，深入探讨了创造性构形设计在
工程图学课程中的基本教学方法和实际效果。

相关文章 | 计量指标

Select

高校飞行器制造工程专业的综合实验课程教学研究

闫光荣，程伟，宁涛

2012, 33(4): 147-150.

摘要 ( 41 )

PDF(182KB) ( 173 )

针对高校飞行器制造工程专业的综合实验课程教学，论文提出了设置飞机
数字化设计制造一体化技术实验、飞机钣金精密塑性热成形工艺教学实验、飞机数字化柔性
装配教学实验及飞机复合材料构件设计制造一体化技术等四大实验系列共14 个实验的教学
设想。这些实验既涉及传统的飞机制造工艺，也包括最新的飞机研制信息化手段。完成上述
实验可提高本专业学生的动手能力，加深对飞行器产品制造过程各项知识点的理解。

相关文章 | 计量指标

Select

复杂防雷条件下保护范围及三维模型研究

王枫红，陈炽坤

2012, 33(4): 151-155.

摘要 ( 72 )

PDF(377KB) ( 159 )

研究了复杂防雷条件下防雷保护范围模型的重建方法，提出通过保护范围
平面二维轮廓线重建保护范围三维模型的基本思路。通过运用滚球法原理，详细分析了利用
包络原理生成保护范围平面二维轮廓线产生的方法，并给出了相应的数学模型；研究通过二
维轮廓线重建三维模型的方法。由二维轮廓线重建保护范围模型的方案不仅适合于复杂条件
的防雷范围设计，同样也适合简单模型条件下的防雷范围模型，为防雷保护范围设计提供了
一条新的思路。

相关文章 | 计量指标

Select

基于点阵式字符编码与实体颜色的工程图密写技术研究

杨玉军，杨夷梅，尹湘锋

2012, 33(4): 156-162.

摘要 ( 37 )

PDF(401KB) ( 150 )

：针对数字工程图的版权保护问题和现有密写技术鲁棒性和实用性不强的特
点，提出了一种基于点阵式字符编码与实体颜色的工程图密写技术算法。该算法先对要隐藏
的信息进行点阵式编码处理，使字符具有图像的特性，然后根据Logistic 混沌系统对该点阵
式编码信息进行二值化处理加密，结合HVS 将加密后信息和加密信息的校验码嵌入到工程
图的实体颜色中，从而实现信息的隐藏和自校验。实验结果显示该算法对平移、旋转和编辑
等攻击具有较好的鲁棒性和较高的嵌入量, 较好地解决了数字工程图的版权保护问题。

相关文章 | 计量指标

过刊目录