图学学报

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2012年第5期目录

2012, 33(5): 0.

摘要 ( 49 )

PDF(151KB) ( 36 )

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面向内容的工程图识别与理解综述

路通，蔡士杰

2012, 33(5): 1-12.

摘要 ( 33 )

PDF(268KB) ( 251 )

对工程图识别与理解研究现状进行深入和系统的综述。工程图识别与理解
的核心在于利用知识表示、图形匹配、符号识别、几何推理、语义提取等技术，自动获取工
程图中各种显式描述（如几何图元、工程符号、工程对象等）及隐式信息（如设计语义等）。
分别对工程图矢量化、工程符号识别及工程对象识别进行了系统分析。在此基础上对工程图
识别性能评测、基准库等进行总结。最后对现有研究的难点及进一步研究方向进行了展望。

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NURBS 曲面光顺方法综述

尹小奎，李奇敏，叶仲泉，蒋恒恒

2012, 33(5): 13-18.

摘要 ( 56 )

PDF(276KB) ( 431 )

NURBS 曲线、曲面的光顺处理是CAD/CAM 中非常重要的问题。在研
究了NURBS 曲面光顺中的几种常用方法的基础上，针对现有光顺算法在多尺度特征并存曲
面光顺中的不足，提出利用各向异性小波在表达高维信息的优势，将各向异性小波融入曲面
的多分辨率分析中的思想，应用于NURBS 曲面光顺，以达到对曲面特征的保存。

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有限元领域中面向圆柱扫掠面特征的替换策略研究

刘晓平，李丹，金灿，李书杰

2012, 33(5): 19-23.

摘要 ( 58 )

PDF(401KB) ( 172 )

：在有限元分析中，若有限元模型的几何属性过于复杂，则会导致计算资源
的巨大消耗。在某次具体的计算中有些几何属性对计算结果的影响程度不大，若是简化这些
几何属性，将极大的提高计算效率。针对此问题，以模型中常见的圆柱扫掠面特征为对象，
特征替换为基本简化方式，通过研究扫掠路径的曲率与网格直径的关系，探索圆柱扫掠面特
征的合适替换策略，在确保结果精度需求的基础上，尽可能减少计算资源的消耗。最后，以
有限元热分析领域为切入点进行了仿真实验，验证了结论的有效性。

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基于空间仿射对应点列的双曲抛物面三维构建及分析

江晓红，宋彦

2012, 33(5): 24-27.

摘要 ( 60 )

PDF(318KB) ( 170 )

利用计算机3D 软件构建基于空间仿射对应点列的双曲抛物面。对双曲抛
物面进行不同方向的投射，可以准确得到双曲抛物面不同方位和角度的投影图。从这些投影
图中，可以更直观、清楚的了解双曲抛物面的投影特点。使用多个不同位置的平面对双曲抛
物面进行截切，并通过分析、观察截交线的变化趋势，得出几点规律性的结论。

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空间两射影对应点列形成的单叶双曲面

刘阜平，丁勇

2012, 33(5): 28-31.

摘要 ( 50 )

PDF(321KB) ( 219 )

空间两条交叉直线为底的射影对应点列，对应点连线包络成单叶双曲面。
如果移动其中任一点列的位置，单叶双曲面的形状变化有一定的规律。通过对单叶双曲面截
交线形状的系统分析，首次提出单叶双曲面上存在抛物线型截交线。针对二射影对应点列作
图法的简化，为我们进一步开发应用CAD 软件自动生成该曲面提供了理论支持。

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基于网络的对称度误差评定及其可视化

翟旭军，周圣铧，王君泽，张小萍

2012, 33(5): 32-37.

摘要 ( 69 )

PDF(643KB) ( 180 )

：以面对面对称度误差为例，讨论了网络环境下零件形位误差评定结果可视
化的具体方法，阐述了VRML 与Java 之间的通信机制与交互原理，并通过实例实现了以
VRML 作为三维展示平台、以Java Applet 作为控制核心的面对面对称度误差的评定及其结
果可视化。用户通过屏幕可直观观察到基准中心平面位置和各测点分布特征，为不合格零件
的修正和后续工艺的改进提供了依据。

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流动颗粒显微图像测量技术研究

张艳彬，李伟林

2012, 33(5): 38-43.

摘要 ( 29 )

PDF(595KB) ( 276 )

：针对显微环境下流动颗粒测量的需要，构建了测量平台，研制了基于MEMS
工艺的测量器件。在分析流动颗粒显微图像特征的基础上，提出了基于颗粒运动特性的图像
测量流程，其中提出了基于基准桢差分的目标提取算法，解决了流动颗粒目标分割的问题，
根据图像运动模糊的退化模型，研究了图像模糊恢复的问题。最后以润滑油中的磨损颗粒为
例，验证了该文的分析方法对流动颗粒检测的有效性。

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基于工程语义约束的线束预装配自动规划方法

刘晓平，李忠泽，徐本柱，朱吉满，何宏林

2012, 33(5): 44-50.

摘要 ( 45 )

PDF(302KB) ( 225 )

线束预装配是线束生产的重要环节，论文通过总结线束工艺设计中的工程
语义约束信息，建立装配关联图模型，提出了一种线束预装配自动规划方法。该方法通过主
件选择、最大子装配体提取、工程语义约束检测来实现对预装配序列自动规划，而无需与用
户进行交互。最后的实例表明该方法是有效可行的，能较好的解决大线束图纸中装配序列规
划问题。

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一种基于截距的圆形窗口线裁剪算法

任洪海，郭发军，王艳娟

2012, 33(5): 51-56.

摘要 ( 74 )

PDF(186KB) ( 234 )

在圆形窗口圆心为坐标原点的前提下，确定两端点同时在外切正方形某边
界之外或至少有一端点在圆形窗口之内的线段之后，当线段两端点都在圆形窗口之外时：如
果线段所在直线在x 或y 任意坐标轴上截距的绝对值小于或等于圆半径r，则可快速判断线
段与圆形窗口是否相交；否则，再根据点-线位置关系以及所引切线与线段分别相交外切正
方形边的交点坐标相比较判断线段与圆形窗口是否相交。该方法可以加快线段与圆形窗口的
求交进程，避免复杂的辅助操作，显著提高裁剪效率。

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五点二重逼近细分法

庄兴龙，檀结庆

2012, 33(5): 57-61.

摘要 ( 51 )

PDF(182KB) ( 207 )

提出了一种新的构造曲线的算法——五点二重逼近细分法。利用细分格式
的生成多项式讨论了该细分格式的一致收敛性及Ck 连续性。该细分格式带有一个张力参数
μ, 通过选取不同的μ值，可以分别生成C1~C5 连续的极限曲线。特别是当μ=9/256 时，细
分格式生成的极限曲线可以达到C7 连续。最后给出了五点二重逼近曲线细分的实例，表明
了这种细分格式是有效的。

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CE-Bézier 曲面光滑拼接的研究与实现

胡钢，吉晓民，沈晓芹，宋伟杰

2012, 33(5): 62-67.

摘要 ( 102 )

PDF(288KB) ( 227 )

针对CE-Bézier 曲面造型中复杂曲面难以用单一曲面来表示的问题，通过
分析CE-Bézier 曲线的唯一性，提出了一种新的CE-Bézier 曲面的光滑拼接技术。首先，在
分析第1 类CE-Bézier 曲线基函数及其端点性质的基础上，对第1 类CE-Bézier 曲线的唯一
性进行了研究，得出了对于同一条第1 类CE-Bézier 曲线可以有很多组不相同的控制顶点和
形状参数与之对应的结论；其次，利用该结论进一步给出了两相邻第1 类CE-Bézier 曲面片
间G1 光滑拼接的一般几何条件，并通过合理地选取形状参数，进一步简化了该曲面的G1
拼接条件；最后，给出了第1 类CE-Bézier 曲面光滑拼接的几何造型实例。实例结果表明，
该方法简单、直观、易实现，有效地增强了CE-Bézier 方法表达复杂曲线曲面的能力，可广
泛地应用于工程复杂曲面的造型系统中。

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基于ArcGlobe 的三维数字校园建模与仿真

牟乃夏，尤优，岳汉秋，刘文宝，甘鑫平，延芳芳

2012, 33(5): 68-72.

摘要 ( 72 )

PDF(813KB) ( 375 )

数字校园是数字城市的缩影，是虚拟校园建设的支撑平台。在综合分析现
有三维数字校园建设的基础上，以山东科技大学青岛校区为例，引入ArcGlobe 软件，讨论
了数字校园建设的数据来源与处理方法、三维校园仿真的技术流程、不同起伏度的地面三维
模型的构建方法、地物景观模型的构建技术等。给出了三维校园仿真的具体实现方法，采用
LOD 和动态纹理匹配技术提高了三维建筑物加载和绘制的速度。论文给出的数字校园仿真
与建模的方法对正在开展的数字校园与数字城市建设具有较强的指导意义。

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基于Vega Prime 的多通道三维仿真系统的实现

赵必厦，冯开平，罗立宏

2012, 33(5): 73-77.

摘要 ( 53 )

PDF(312KB) ( 266 )

论文以2010 年上海世博会广州案例馆360 度内环幕虚拟体验区的软件系
统为原型，叙述了基于Vega Prime 的多通道三维仿真系统的实现。首先对系统进行概述，
描述了实现原理及开发流程，然后对系统实现展开讨论，重点叙述了三维建模、构建仿真系
统、场景编辑3 个主要的步骤，给出单机演示的技术要点及演示效果，并把新旧系统做了对
比。

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基于X3D 的水轮发电机组虚拟安装研究与开发

刘建国，赵林明，王利英

2012, 33(5): 78-82.

摘要 ( 49 )

PDF(438KB) ( 305 )

由于水轮发电机组的结构比较复杂，有关专业的学生或水电站技术人员在
了解水轮发电机组的结构与安装过程时，往往面临一定的困难。针对这一实际问题，在应用
Pro/E 对水轮发电机组三维建模的基础上，对应用Xj3D 工具包、Java、Java3D 实现虚拟场
景的动态交互技术进行了研究，将三维模型转换为虚拟场景，进而实现了水轮发电机组的虚
拟安装。实际应用表明，所开发的系统在教学和技术人员培训方面有较高的应用价值。

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中国（传统）绘画透视的科学验证

乌明韫

2012, 33(5): 83-88.

摘要 ( 55 )

PDF(422KB) ( 296 )

中国传统绘画透视超出西方（绘画）裸视透视范围。其透视效应，从意识
上加大透视反向畸变。依据“龟纹图”从透视效应分析，人眼裸视透视至轴测透视（WMY）
之间是相关、连续的。用科学方法对中国传统绘画透视效应按视距分段剖析、研究，同时对
中国人文文化等方面因素影响进行分析。用新视角和新方法解读中国传统绘画透视，并按新
观念、新理论构建科学的中国传统绘画透视。

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面向数控加工工时估算的模型特征识别

王宁，席平，张宝源

2012, 33(5): 89-93.

摘要 ( 52 )

PDF(497KB) ( 232 )

利用数控加工结构件的特征具有层次分布式特点，提出了基于面邻接关系
的特征识别方法，将零件的面先分成基础面和约束面，再根据凹凸邻接关系组合为相应的层
集合，以层作为特征识别的基础，通过层的识别和组合获得数控加工结构件的特征，并提取
相关特征参数信息，结合机床的加工参数，对零件加工工时进行了估算，并进行了实例验证。

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SolidWorks 的三维CAD 文件快速发布模块的设计

罗煜峰，陈旭，李元山

2012, 33(5): 94-98.

摘要 ( 50 )

PDF(512KB) ( 271 )

为保证有效的对数据全相关的三维CAD 文件进行外发加工，利用
SolidWorks 的二次开发接口，采用DLL 动态链接库的同步开发模式，在Visual C++开发环
境下，开发了CAD 文件快速发布模块。该模块包含4 个组件：SolidWorks addin 插件组件、
用户操作界面组件、装配体遍历组件、数据文件发布组件，可以快速地将装配体文档及其下
的所有子装配体、零件、工程图发送到指定目录中。

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基于动态改变权重粒子群算法的球度误差评定

胡捷，崔长彩，黄富贵

2012, 33(5): 99-103.

摘要 ( 66 )

PDF(219KB) ( 227 )

为了实现对球形工件球度误差的精确评定，在4 种球度误差评定数学模型
的基础上，对文献提供的两组数据采用一种动态改变权重的粒子群算法（PSO）进行计算，
这种算法在优化迭代过程中使惯性权重值随粒子的位置和目标函数的性质而更新。与基本
PSO 算法、最小二乘法、遗传算法和一种改进的PSO 算法进行了比较。实验结果显示，相
比其他方法，在最小包容区域法模型下使用动态改变权重粒子群算法得到的球度误差最小，
第1 组数据只需迭代30 代左右，约50ms 即可收敛，第2 组数据收敛也很迅速，且多次实
验显示其稳定性很高。因此，所提算法可精确快速地评价球度误差。

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用多面体逼近球体及其在工业设计中的应用

黄穗，韩春明

2012, 33(5): 104-108.

摘要 ( 41 )

PDF(297KB) ( 401 )

球体是工业设计中常用的造型语言，但由于某些需要或限制，往往采用多
面体来近似表示球体。文章提出了用多面体逼近球体效果的评判标准和改进方法，以及多面
体对球体的逼近在工业设计中的应用，最后以实例加以说明。

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基于人机工程学的消防车器材布局优化设计研究

刘小霞，王小平，杨延璞，王淑侠

2012, 33(5): 109-113.

摘要 ( 61 )

PDF(717KB) ( 168 )

：消防车的器材布局设计直接影响着消防员的战斗效率和安全健康。在对消
防车器材布局空间人机工程学分析的基础上，结合器材的布置原则、“人”的因素及消防车的
器材类别，提出了消防车空间设计和器材布局的设计建议。以某型消防车的器材布局设计改
进为实例，应用Jack 软件对布局进行了视域和可达域分析，验证了改进方案的合理性。

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管类钣金结构接口几何信息的分析与提取

毛昕，马明旭，郑志佳

2012, 33(5): 114-119.

摘要 ( 60 )

PDF(465KB) ( 161 )

在分析国内钣金行业生产需求的基础上，研究管类钣金结构接口的板厚处
理，提出了接口几何信息提取的原理、方法和步骤，从图解、解析建模和基于数值方法的系
统开发等几方面，实现了接口几何信息的精确提取和厚板构件准确的板厚处理，其思想方法
和步骤具有一定的通用性，研究结果对于提高管类钣金结构的产品质量、降低生产成本具有
应用价值。

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基于特征的产品信息应用模式

魏轶彬，田凌，武园浩

2012, 33(5): 120-126.

摘要 ( 59 )

PDF(372KB) ( 191 )

：企业信息管理系统已经得到极大地普及，随着时间的推移，不少信息管理
系统中逐渐积累了大量的数据。如何便捷有效地利用这些数据成为一个亟待解决的问题。论
文提出一种基于特征的产品数据应用模式，通过特征的抽取、运算，针对性的解决企业信息
管理系统中的数据深层次利用问题。最后，以某装备研发中心的具体案例说明该模式在信息
管理系统中的应用。

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制图竞赛管理系统的设计与实现

赵建国，魏青锋

2012, 33(5): 127-131.

摘要 ( 38 )

PDF(299KB) ( 195 )

为了高效、有序地组织“高教杯”制图竞赛，采用VB6.0 开发语言、Access
数据库、Excel 表格工具及Crystal Reports 报表工具设计开发了制图竞赛管理系统。该系统
结合Windows API 编程和Excel VBA 开发实现了包含图片信息的批量录入功能，使用Crystal
Reports 报表工具实现包含图片信息的批量输出和打印。该系统的设计和实现为其它同类需
求软件的开发提供了借鉴。

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基于有向图的工程变更传播分析的研究

方泳泽，谢书童，陈建海，吴旭

2012, 33(5): 132-136.

摘要 ( 38 )

PDF(280KB) ( 204 )

论文提出了基于有向图的工程变更传播分析方法；开发了采用该方法进行
工程变更分析的软件系统；分析了工程变更中零件变更的传播、协调、吸收和控制等主要问
题；提出了传播模图和传播实图的概念；阐述了传播模图的数据结构、生成算法和使用它引
导工程变更分析的过程。该文用传播实图记录零件变更的传播范围及各个变更零件的变更计
划与影响评估；提出了案例的建立和重用方法，促进历史变更经验使用。使用这种方法和系
统，可以使工程变更分析与评估更加严密、高效。

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集知识能力素质协调发展的制图体系研究实践

唐晓初

2012, 33(5): 137-140.

摘要 ( 36 )

PDF(203KB) ( 211 )

从高等学校本科制图教学的普遍现状入手阐述了课题研究背景与研究目
标；提出了以育人为本、以学生为主体、以教师为主导的构建知识、能力、素质协调发展的
机械制图教学人才培养体系；该体系包括机械制图与计算机绘图交叉学科融合式教学知识体
系研究、基于理论与实践融为一体的网络化多媒体教学平台的构建与教学模式的探索、项目
驱动式研究型学习学生自主命题考试模式实践；通过3 届试点班的教学实践验证了该体系研
究的科学性与有效性；研究成果在一定范围内得到了推广和应用。

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基于设计环境的图纸BOM 管理系统

罗年猛，肖祖安，朱林

2012, 33(5): 141-146.

摘要 ( 47 )

PDF(329KB) ( 166 )

随着无纸化生产模式的普及，大量工程图和BOM 数据的管理成了一个重
要的研究领域。论文介绍一种基于设计环境的图纸BOM 管理系统，该系统以整个产品或者
是整个部件的图纸为划分，基于数据库技术，直接集成于CAD 环境中，免去了PDM、PLM
等管理软件繁琐的流程管理，更接近设计人员的使用习惯，系统以工程图纸为数据基础，可
以生成多种格式的BOM 报表，通过在企业的实际应用中证明了该系统的可靠和高效。

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