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2018年, 第39卷, 第3期
刊出日期：2018-06-30 上一期    下一期
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计算机图形学
图像与视频处理
计算机视觉
虚拟现实/增强现实
智能设计与数字化设计
工程图学


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计算机图形学

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2018年第3期目录 2018, 39(3): 0.  摘要 ( 35 )   PDF(167KB) ( 53 )   相关文章 | 计量指标

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SPH 流固耦合模拟自适应采样固壁虚粒子边界处理方法 朱晓临， 汪欢欢， 殷竞存 2018, 39(3): 381-388.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030381 摘要 ( 69 )   PDF(8497KB) ( 79 )   固壁虚粒子边界处理方法是流体模拟中一种主要边界处理方法，但其不能确保流 体粒子不穿透固体边界，并且计算量较大。为防止流体粒子穿透边界，在边界附近设置一个阻 尼区，阻尼区内的流体粒子被边界施加一个弹性力和一个和流体粒子运动速度方向相反的阻尼 力，使得边界附近流体粒子更加稳定。为减少计算量，提出两种边界粒子自适应采样法：一种 是依据边界周围粒子数目的不同，边界粒子自适应地采样质量不同的大小粒子；另一种是依据 边界周围粒子数目的不同，边界粒子自适应的采样不同层数的相同质量粒子。与传统的固体边 界粒子采样方法相比，该方法减少了边界粒子数目，加快了模拟速度，节省了计算机内存，基 于GPU 加速技术实现的三维流体模拟，能够进行实时交互。 相关文章 | 计量指标

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基于局部特征的点云配准算法 赵夫群1,2， 周明全 2,3，耿国华2 2018, 39(3): 389-394.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030389 摘要 ( 79 )   PDF(500KB) ( 187 )   针对覆盖率较低的点云，提出一种基于局部特征的点云配准算法。首先提取点云 的局部深度、法线偏角和点云密度等局部特征，得到局部特征描述子；然后计算局部特征集的 相关性，得到相关候选点集；再次通过删减外点达到点云粗配准的目的；最后采用基于旋转角 约束和动态迭代系数的改进迭代最近点(ICP)算法，实现点云的细配准。实验结果表明，基于局 部特征的点云配准算法可以实现覆盖率较低点云的精确配准，是一种精度高、速度快的点云配 准算法。 相关文章 | 计量指标

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形状可调的Loop 细分曲面渐进插值方法 陈甜甜， 闫 迪， 王 伟， 赵 罡 2018, 39(3): 395-401.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030395 摘要 ( 56 )   PDF(1224KB) ( 127 )   针对Loop 细分无法调整形状与不能插值的问题，提出了一种形状可调的Loop 细分 曲面渐进插值方法。首先给出了一个既能对细分网格顶点统一调整又便于引入权因子实现细分曲 面形状可调的等价Loop 细分模板。其次，通过渐进迭代调整初始控制网格顶点生成新网格，运 用本文的两步Loop 细分方法对新网格进行细分，得到插值于初始控制顶点的形状可调的Loop 细分曲面。最后，证明了该方法的收敛性，并给出实例验证了该方法的有效性。 相关文章 | 计量指标

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基于双参数的几何细分法 孟慧宁1， 李亚娟1， 徐惠霞2， 刘建贞1， 邓重阳1 2018, 39(3): 402-410.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030402 摘要 ( 41 )   PDF(1778KB) ( 138 )   提出一种基于两个参数的几何细分方法。首先，借助于标准型的二次有理Bézier 曲 线公式，以相邻的两个初始控制点及其切向量所在直线的交点作为该二次有理Bézier 曲线的控制 顶点；同时，选取分点参数值t  0.5，并以该曲线的权因子作为控制顶点的参数λ，计算新增控 制顶点。其次，定义每个顶点的临时切向量，以每点及其相邻两点确定该点的圆切向；引入切向 量的控制参数，从而确定该顶点新切向量的计算公式。然后，从理论上证明了该方法的保凸性 与收敛性。取定切向量参数=0，重新定义每步的权因子参数λ，其极限曲线是C1连续的分段二 次有理Bézier 曲线；令=1，在每一步骤中采用不同的权因子参数λ 求新增点，具有保圆性。最 后，通过一些实例说明了该方法的有效性。 相关文章 | 计量指标

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基于SPH 的雨滴打击不规则边界的模拟方法 刘嘉瑞1， 杨 猛 1， 吴佳泽 2， 杨 刚 1 2018, 39(3): 411-418.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030411 摘要 ( 64 )   PDF(1213KB) ( 124 )   为实现对雨滴打击树枝等不规则边界过程的模拟，研究了流体粒子在网格表示的 固体边界处的受力情况，提出了一种不需要粒子采样的边界受力模拟方法。采用高斯积分法则 对网格模型的三角面片进行积分，并就此对固液边界的粒子的密度进行修正，以积分的方法对 固体边界处的压力、粘性力等参数进行计算，从而保证边界粒子受力的连续性。同时，还提出 了一种吸引力模型，用来控制粒子在沿着物体表面滑落时的运动。实验结果表明，该方法在模 拟水滴铺展、收缩、沿着边界流动等现象时达到了较为真实的效果。 相关文章 | 计量指标

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基于栅格的任意复杂区域自动填充算法 邱国清 2018, 39(3): 419-423.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030419 摘要 ( 49 )   PDF(600KB) ( 126 )   基于栅格与等间距平行线原理，设计出一种适用于任意复杂区域完全自动化填充 算法。首先，将整个填充区域栅格化。其次，绘制一组等间距平行线，计算每条平行线经过多 边形区域内栅格的行列序号值。最后，根据计算出栅格的行列序号值，采用自主循环方法对每 个栅格单元填充，最终实现整个区域的自动化填充。通过自主设计的应用程序验证多组数据表 示该算法能快速自动填充，对实验中出现的技术难点做了详细分析。 相关文章 | 计量指标

图像与视频处理

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基于层序遍历的顶点不变量及其图不变量 江顺亮， 唐祎玲， 葛 芸， 徐少平， 叶发茂 2018, 39(3): 424-431.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030424 摘要 ( 71 )   PDF(507KB) ( 112 )   为了寻找更好性能的图不变量，利用层序遍历过程中的顶点数据经加权累加定义 了15 种顶点不变量，每一种顶点不变量排序后可以组成一种图不变量。层序遍历时将顶点度数 分为同层度数、向前度数和向后度数，其中同层度数和向后度数包含回路数信息。依据对顶点 的细分能力，挑选出3 种顶点不变量，组成图不变量，其不同组合对于各种非同构连通图具有 较好的区分性能，不仅对图顶点数N≤8 的非同构图全部可以区分，而且将N=9 的不可区分图 数量从文献[9]的989 种降到40 种，且其简并度将趋近2，随机测试表明这些图不变量具有很好 的区分度。 相关文章 | 计量指标

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基于图像畸变校正的车轮踏面区域提取 王永胜， 马增强， 宋子彬， 校美玲 2018, 39(3): 432-439.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030432 摘要 ( 47 )   PDF(4238KB) ( 212 )   为了实现踏面缺陷部位面积的精确测量，提出了一种基于图像畸变校正的车轮踏 面区域提取方法。首先采用改进的彩色图像标记分水岭初次分割侧视视角踏面曲面图像，然后 根据踏面曲面图像横向和纵向畸变的不同特点顺次进行平面横纵坐标几何校正并在此过程中完 成踏面区域的二次分割与视角转换，最后得到踏面正视视角矫正图像。实验结果表明，该方法 可以准确分割并校正侧视视角踏面图像，为实现踏面缺陷面积的精确计算打下基础。 相关文章 | 计量指标

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基于图像处理的输电线路导线表面损伤特征研究 张新春， 曹应平， 韩春雨， 白云灿 2018, 39(3): 440-447.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030440 摘要 ( 59 )   PDF(9628KB) ( 119 )   导线表面损伤是影响架空输电导线力学性能和电气性能的重要因素，研究导线表 面损伤特征对输电导线耐久性设计和安全性评估具有重要意义。为此选取不同地区实际输电线 路中截取的不同电压等级的典型导线 (钢芯铝绞线) 作为研究对象，利用图像处理技术提取了 不同导线损伤表面图像信息。针对传统像素点覆盖法的不足提出一种改进的像素点覆盖算法， 给出了导线表面损伤特征与分形维数间的关系。研究结果表明，导线表面形貌具有明显的分形 规律，分形维数能够度量架空输电导线表面的损伤特征。导线表面损伤程度越低，二维分形维 数越小；导线表面不平整度的增加将使得三维分形维数增加。导线表面损伤特征为伤痕时，二 维分形维数介于1.5~1.7 之间；损伤特征为磨损时，二维分形维数介于1.2~1.4 之间；损伤特征 为锈蚀时，二维分形维数介于1.4~1.5。 相关文章 | 计量指标

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一种视频微表情检测的改进光流算法 李秋宇1， 张玉明 2， 杨福猛 3， 詹 曙 1 2018, 39(3): 448-452.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030448 摘要 ( 49 )   PDF(719KB) ( 130 )   微表情是人们在试图隐藏自己真实情感时表现出的不受自主神经控制、持续时间 短暂，强度十分微弱的面部表情。由于微表情与谎言识别有着密切的联系，其公共安全、侦查 讯问、临床医学等领域有很大的应用前景。针对人为识别微表情十分困难的问题，提出一种基 于Horn-Schunck (HS)光流法改进并应用于微表情自动检测的方法。使用预条件Gauss-Seidel 迭 代方法改进了HS 光流法，加快了收敛速度。通过在自发微表情数据库CASME 中进行实验， 该验证方法在微表情检测中有很好的效果。 相关文章 | 计量指标

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基于暗原色先验原理的水下图像增强 朱振杰1， 王红茹 1,2 2018, 39(3): 453-462.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030453 摘要 ( 122 )   PDF(2404KB) ( 252 )   针对水下光衰减和散射导致的图像严重降质问题和用传统方法进行水下图像增强 产生色偏现象，提出一种新的水下图像增强方法。基于暗原色先验原理进行水下图像增强，用 软抠图的方法对图像暗通道进行细化；在图像前0.1%最亮的像素点中，用中值滤波算法计算出 这些像素点的中值，再计算这些像素点和与之对应的中值的差值，差值最小的像素点作为背景 光的预估值，并用该像素点所在区域颜色饱和度方差来判断预估背景光的准确性；利用Retinex 算法和图像各颜色通道的衰减系数比对增强后的图像进行颜色校正。实验表明，该方法能有效 地去除水下图像中的雾色、校正图像色偏问题，进而提高图像对比度。 相关文章 | 计量指标

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人体运动视频关键帧优化及行为识别 赵洪， 宣士斌 2018, 39(3): 463-469.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030463 摘要 ( 114 )   PDF(515KB) ( 155 )   在行为识别过程中，提取视频关键帧可以有效减少视频索引的数据量，从而提高 动作识别的准确性和实时性。为提高关键帧的代表性，提出一种关键帧序列优化方法，并在此 基础上进行行为识别。首先根据3D 人体骨架特征利用K-均值聚类算法提取人体运动视频序列 中的关键帧，然后根据关键帧所在序列中的位置进行二次优化以提取最优关键帧，解决了传统 方法中关键帧序列冗余等问题。最后根据最优关键帧利用卷积神经网络(CNN)分类器对行为视 频进行识别。在Florence3D-Action 数据库上的实验结果表明，该方法具有较高的识别率，并且 与传统方法相比大幅度缩短了识别时间。 相关文章 | 计量指标

计算机视觉

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对称不变形状上下文特征提取与匹配 贾耕云， 赵海英， 周 倩， 李学明 2018, 39(3): 470-476.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030470 摘要 ( 40 )   PDF(1625KB) ( 215 )   形状上下文是一种广泛应用的图像形状特征提取与匹配算法，针对其特征不具有对 称不变性，无法对互相对称的相似图像建立匹配的问题，提出了一种具有对称不变性的改进形状 上下文特征提取与匹配算法。在形状边缘采样点上计算形状上下文中的角度关系描述时，令该点 的梯度方向为极坐标系的0°，并比较特征0 到π 与π 到2π 两个角度区间内其他边缘点的数量大 小，根据比较结果，调整极坐标系中角度增加的方向，从而使特征具备对称不变性。在迭代变形 与计算形状上下文时，仅在第一次迭代中使用改进的形状上下文特征，从而使匹配更加稳定。仿 真实验证明，该算法能够有效地在互相对称的相似图像间建立匹配，提高检索精度。 相关文章 | 计量指标

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基于车载视觉的驾驶员后视镜查看行为检测 黄 波1， 钟铭恩1,2， 吴平东3， 黄杰鸿1， 乔允浩1 2018, 39(3): 477-484.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030477 摘要 ( 36 )   PDF(4006KB) ( 291 )   车辆转向时驾驶员的后视镜查看行为是行车安全的必要措施之一，但目前关于该 行为的检测技术应用尚属空白。为督促驾驶员在车辆转向时及时查看后视镜留意车辆侧后方的 交通情况，基于车载单目视觉与图像处理技术提出一种自适应检测方法。首先，设计帧差搜索 分割算法自动实现车辆启动期间的驾驶员脸颈初始区域定位和灰度初值计算，摆脱算法对驾驶 员信息的依赖；设计胀缩分割算法快速实现车辆行驶期间的驾驶员脸颈区域定位和灰度均值计 算。其次，提取脸颈外轮廓并定义了一种由颈部轮廓基点垂线划分的左右面积比特征参数，分 析表明其受驾驶员头部姿态显著影响。最后，结合驾驶过程的眼动凝视数据揭示了该特征参数 在驾驶员查看后视镜过程中的累积概率局部峰值分布规律，并提出一种基准特征值实时估算方 法和后视镜查看行为阈值判定原理。实验结果表明，该方法适应于不同脸型，具有良好的抗干 扰能力，综合检测准确率达96.1%。 相关文章 | 计量指标

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基于深度卷积神经网络的多任务细粒度车型识别 王海瑶1， 唐 娟 2， 沈振辉 1 2018, 39(3): 485-492.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030485 摘要 ( 102 )   PDF(1735KB) ( 282 )   车型识别，尤其是细粒度车型识别是现代智能交通系统的重要组成部分。针对传 统车型识别方法难以进行有效的细粒度车型识别的问题，以AlexNet、GoogleNet 及ResNet 等3 种经典深度卷积神经网络架构作为基础网络，引入了车辆的类型分类作为辅助任务，从而与细 粒度车型识别任务一起构成了一个多任务联合学习的模型。通过在一个包含281 个车型类别的 公开数据集上对模型进行训练及测试，在无需任何车辆的部件位置标注及额外的3D 信息的情 况下，验证了该模型在在细粒度车型识别任务上表现出的优异性能，同时多任务学习策略的引 入可使得模型性能相比任一单任务学习时的性能均有所提高，最终实现了一个简洁高效的细粒 度车型识别模型，基本满足实际应用需求。 相关文章 | 计量指标

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基于视觉识别定位的苹果采摘系统研究 李振雨， 王好臣 2018, 39(3): 493-500.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030493 摘要 ( 45 )   PDF(2352KB) ( 279 )   针对果实振荡、重叠影响采摘机器人采摘精度和效率的问题，研制了一种在农田 环境下利用视觉检测技术和机器人定位抓取技术的苹果采摘系统。首先利用图像处理技术对初 始图像进行图像预处理；其次根据图像角点提取算法检测图像曲率，通过计算曲线段上的多个 像素平均角方向之间的差值对曲率进行平滑处理，获取图像曲率集中峰值点；最后对图像曲率 峰值点进行像素坐标标定，并将该点像素坐标转化为物理坐标作为机器人的定位抓取目标点， 机器人根据定位目标点的位置信息调整运动姿态对果实进行实时追踪和识别，实现果实的精确 定位、抓取和采摘。试验证明，该系统下的机器人抓取果实的成功率高达九成以上，基本能够 满足实际生产中的果实采摘需求，可为苹果等球状果实精准识别、定位抓取提供参考。 相关文章 | 计量指标

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基于主成分分析的自适应特征选择算法研究 张鑫， 刁麓弘， 南 东， 王永利， 刘 阳 2018, 39(3): 501-508.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030501 摘要 ( 36 )   PDF(919KB) ( 119 )   提出了一种自适应性的特征提取方法。首先通过主成分分析求出样本全局投影空 间，然后基于最大化投影构建优化目标函数，最后通过该函数求出自适应于个体样本的投影空 间。该方法很好地考虑了样本集合中每个样本的分布特点。为了使得算法可应用于识别分类问 题中，给出了计算存在于不同投影空间的个体样本间相似性的方法，相比于欧式度量，该方法 被证明得到的相似性能够更好地表征样本间的测地距离关系，使其能够有效地对流型结构数据 进行学习。通过在不同数据库上进行分类及重构的对比实验，实验结果表明，该方法能够更好 地提取数据特征，且对离群点具有鲁棒性。 相关文章 | 计量指标

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近景测量技术研究及其在航空制造中的应用 赵博雅1， 张承阳2， 景喜双2 2018, 39(3): 509-514.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030509 摘要 ( 40 )   PDF(1463KB) ( 117 )   近景测量技术近年来在航空制造中得到了越来越广泛的应用，为此对近景测量技术 及应用进行了研究。介绍了近景测量系统的组成及国内外各大公司生产的近景测量设备，分析了 近景测量系统的相机校正、测量点识取、图像自动匹配、待测点坐标计算、系统误差控制等关键 技术，总结了近景测量技术的特点以及其可能存在的问题，阐述了目前近景测量技术以其测量精 度高、效率高、性能好、可以无接触测量的特点，在航空制造中零部件几何特征测量、全机水平 测量、逆向反求测量、钣金变形分析等方面应用，并对近景测量技术发展提出展望。 相关文章 | 计量指标

虚拟现实/增强现实

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虚拟骑行中的三种导航界面的体验度量 姜立军1,2， 李建余1， 李哲林1,2， 吴章鸿1， 张 瑜1 2018, 39(3): 515-521.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030515 摘要 ( 87 )   PDF(3348KB) ( 118 )   相关研究显示，大部分用户在虚拟现实中会遇到导航困难，而目前对导航方式的 研究仍十分稀缺。为此，以沉浸式虚拟骑行为例，对不同导航界面(地图、提示图标、寻路光带) 的用户体验进行了度量，包括效率、满意度、易学性等。试验对象在虚拟环境里沿着场景里的 路径骑行到达终点，在此过程中记录被试的时间、碰撞数等，以此量化用户体验的各要素。实 验结果表明：提示图标导航方式一定程度上能提高虚拟骑行的效率，但不够显著，更重要的是 会显著降低用户对虚拟场景的感知度；用户使用寻路光带导航方式执行任务时，易用性和易学 性方面有显著的提升；使用地图导航的体验与无导航时的体验相差不大。 相关文章 | 计量指标

智能设计与数字化设计

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基于IFC 的传感器信息存储与应用研究 胡振中1， 田佩龙1， 李久林2 2018, 39(3): 522-529.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030522 摘要 ( 73 )   PDF(3266KB) ( 127 )   在建筑的施工和运维管理过程中，存在大量的传感器采集的数据，但是这些数据 存于各自的监测系统中，产生“信息孤岛”局面，难以对其进一步的融合分析，使其产生更大的 价值。建筑信息模型(BIM)技术支持将传感器数据与工程数据集成管理和应用，但是面向BIM 存储的工业基础类国际标准(IFC)对传感器数据的定义和描述仍有缺陷。为此，提出了基于IFC 的传感器信息存储方法与应用流程，分析了IFC 中与传感器有关的信息描述和关联机制，进而 通过自定义属性集的方式扩展了IFC标准，最后以北京槐房再生水厂项目为应用案例验证了IFC 扩展内容的有效性。 相关文章 | 计量指标

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基于IFC 与gbXML 标准的建筑信息模型与绿色建筑分析软件互操作性测试与评估 陈远， 康 虹， 范运昌 2018, 39(3): 530-537.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030530 摘要 ( 84 )   PDF(2318KB) ( 127 )   绿色建筑和建筑节能是建筑行业可持续发展的重要因素，然而建筑信息模型(BIM) 软件种类繁多、数据标准各异、软件之间的数据传递经常丢失信息。为解决不同软件之间的“信 息孤岛”问题和互操作性问题，分析了基于工业基础类标准(IFC)和gbXML 标准的绿色建筑模型 的结构框架，选取BIM 建模软件ArchiCAD 和绿色建筑性能分析软件Ecotec,对基于IFC 和 gbXML 标准的软件之间的互操作性进行了测试和评估，确定了建筑信息模型在交互过程中的问 题。针对相关问题本文提出了减少IFC 标准中的信息冗余、提高IFC 标准领域层对绿色建筑信 息的支持、提高资源层对相关信息定义的针对性等建议。 相关文章 | 计量指标

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基于IFC 标准的预制构件生产信息模型研究 高秋亚1,2， 高新闻 1,3 2018, 39(3): 538-546.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030538 摘要 ( 40 )   PDF(778KB) ( 138 )   在研究近几年迅速发展的BIM 主流标准——IFC 标准的基础上，根据预制构件的 数据信息共享需求，对预制构件的生产信息组织与表达方式进行了研究。按照IFC 标准，将预 制构件在生产阶段的信息统一划分为产品信息、过程信息、资源信息、成本信息和场地信息， 并建立了基于IFC 标准的预制构件生产信息模型。最后，给出了应用预制构件生产信息模型的 具体实例，研究结果表明，该生产信息模型能有效的提高数据信息的管理，提高协同工作效率。 相关文章 | 计量指标

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模拟设计思维过程的产品意象形态设计研究 苏建宁， 赵鑫鑫， 景 楠， 陈彦蒿 2018, 39(3): 547-552.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030547 摘要 ( 52 )   PDF(791KB) ( 119 )   为提高产品意象形态辅助设计过程中的效率和质量，提出了模拟设计思维过程的 辅助方法。通过产品意象形态认知实验，对设计师的思维过程进行解析，将其设计活动分解为 3 个部分：命题分析、生成创意解、优化创意解。针对其中的关键节点策略，分别运用层次分 析法、有向相似性法、逼近理想解法、神经网络、遗传算法等建立对应的模拟模型，最后结合 复古造型水龙头的设计方案验证了方法的有效性。 相关文章 | 计量指标

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基于分级规划策略的拟人机械臂仿人运动规划算法研究 王春荣1， 夏尔冬1， 赵 京2，熊昌炯1， 刘建军1， 卫 沅3 2018, 39(3): 553-561.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030553 摘要 ( 45 )   PDF(3732KB) ( 173 )   为使拟人机械臂具有高精度的仿人运动，提出一种通过触发条件和分级规划策略 的仿人运动新方法。将人臂运动过程离散为不同运动阶段，在每一个运动阶段都有与之对应的 规划层，在不同的规划层中，拟人机械臂的运动特点不同。利用各自的特点建立不同规划层下 的运动模型及臂姿预测指标，对拟人机械臂臂姿进行预测。最后，以NAO 机器人为实验平台， 比较所提方法与最小势能法(MTPE)的静态臂姿与动态臂姿预测，并与运动捕捉系统(OptiTrack) 采集的真实人臂运动数据进行比较。实验表明，该方法具有较小的静态臂姿和动态臂姿预测误 差，能使拟人机械臂产生高度逼真的仿人运动。 相关文章 | 计量指标

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圆形件卷材排样问题的一种定序定位算法 陆涛 1， 潘卫平 2 2018, 39(3): 562-566.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030562 摘要 ( 53 )   PDF(282KB) ( 92 )   圆形件卷材排样问题是指将一组不同半径的圆形件互不重叠的排放在宽度指定的 卷材上，使得占据的卷材长度最小。针对该问题提出一种定序定位启发式优化算法。设计基于 最大穴度的定位算法，对于每个特定排样序列，计算待排样圆形件在当前布局的所有可行放置 位置的穴度，选择穴度最高的一个位置放置圆形件；更新当前布局，继续排放剩余圆形件，直 到所有圆形件均排放进卷材为止。采用遗传算法对排样序列进行遗传进化得到多种不同的排样 方案，选择耗费卷材长度最小的一种排样方案作为最终解。实验结果表明，本文算法排样方案 耗费卷材长度较小，且算法计算时间相对合理。 相关文章 | 计量指标

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基于遗传模拟退火算法的布局优化研究 周家智， 尹 令， 张素敏 2018, 39(3): 567-572.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030567 摘要 ( 46 )   PDF(323KB) ( 133 )   为提高矩形件排样算法的利用率与时间效率，提出将遗传算法和模拟退火算法融 合优化的矩形排样算法。采用带符号的十进制编码,依据矩形件长宽比和面积而生成基因序列用 于建立初始种群，以随机产生若干排样顺序与排样尺寸不一的个体，并以利用率为适应度函数， 修改后的最低水平线搜索算法作为排样策略，保证较优个体得以保留，减少闲置区域的产生。 采用10 组随机产生的矩形数据将本算法与现有文献提出的GA 算法进行对比实验，实验结果显 示：该算法有效地提升了排样结果的利用率与时间效率。 相关文章 | 计量指标

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基于SolidWorks 的可视化定制研究 范德军1,2， 文劲松1,2， 徐 勇1,2， 宋 建1,2 2018, 39(3): 573-578.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030573 摘要 ( 39 )   PDF(481KB) ( 122 )   针对可视化定制系统中如何实时自动装配和交互浏览的问题，提出一种基于 SolidWorks 二次开发自动装配的方法。用户在网页上确定定制方案后，服务器端和与服务器有 固定联系的一台主机远程通讯，对SolidWorks 二次开发后的自动装配程序安装在此主机上，服 务器端远程启动主机上的自动装配程序，并接收装配完整的eDrawings 文件，将三维模型反馈 到网页上显示，用户可以在网页上实现虚拟交互浏览。该方法可以实现三维模型在多选择方案 下的实时自动组装和网页上的虚拟交互。 相关文章 | 计量指标

工程图学

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组合体尺寸标注的渐进式分形建导教学方法 刘瑜 1， 周甲伟 2 2018, 39(3): 579-586.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030579 摘要 ( 41 )   PDF(578KB) ( 133 )   针对工程图学课程教学的重点和难点——组合体尺寸标注，基于尺寸标注的连贯 性和组合体的形体分解，提出采用渐进式分形建导教学方法。通过渐进式教学方法，根据几何 形体的相似性，在每一环节都采用分形建导思想，将复杂形体逐渐分解为简单形体，最终确定 组合体的尺寸标注方案。尺寸标注分形建导方法的迭代规则为“拆、形、位、合”，对应于拆分 形体、确定定形尺寸个数、确定定位尺寸个数、进行尺寸去重复化。明确尺寸去重复化的3 点 原则，并结合不同形体对尺寸标注的分形建导方法进行了应用。将渐进式分形建导教学方法应 用于组合体的尺寸标注，可以充分利用形体的相似性，引导学生循序渐进地完成组合体的尺寸 标注， 以达到组合体尺寸正确、完整的标注效果。 相关文章 | 计量指标

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基于MAR 的工程制图助学系统研究 侯守明1,2， 连盼盼1， 徐文鹏1， 陈柯瑶1 2018, 39(3): 587-593.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030587 摘要 ( 56 )   PDF(2374KB) ( 138 )   在工程制图课程中根据二维图纸来构思三维形状，对于初学者来说有相当大的难 度。针对传统基于PC 端工程制图的多媒体辅助教学方式在交互性和易用性上的不足，研究基 于移动增强现实的工程制图助学系统。采用无标记识别技术实现工程图样与三维数字化模型的 自然交互，并在此基础上开发了一个功能齐全的助学APP，使用者可以通过手机摄像头扫描识 别二维工程图，在屏幕上叠加显示三维模型以及其他相关教学资源，用户可实时完成模型缩放、 旋转等操作，并且可对复杂的工程装配体模型进行拆卸和组装。实验结果表明，该系统不仅便 于学生自主学习，而且在一定程度上改善了工程制图课程的教学环境。 相关文章 | 计量指标

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以创新能力培养为导向的机械工程测绘实训课程改革研究 张宗波， 王 珉， 刘衍聪， 伊 鹏， 李 静， 牛文杰 2018, 39(3): 594-598.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030594 摘要 ( 40 )   PDF(3956KB) ( 143 )   培养具有自主创新能力的新型人才，事关我国先进制造技术深化发展和提高国家 核心竞争力的关键。高等教育是培养创新型人才的主要阵地，肩负着科技兴国和人才强国的重 任。以机械工程测绘实训课程改革为契机，通过调研分析了目前在该课中存在的共性问题，进 一步以创新设计能力的培养为导向，提出了机械工程测绘课程的改革方案。通过课程结构、教 学方法、组织形式以及考核制度等体系化的改革与教学实践，形成了以创新能力培养为导向的 工程测绘课程教学模式。教学试验表明，该改革方案能够有效促进工程图学、计算机绘图等基 础课程中知识的应用与深化，激发学生的自主学习和动手操作能力，提高学生的创新能力与工 程意识。 相关文章 | 计量指标

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基于两面投影为全等几何图形的组合体构型设计 孟祥宝， 王彦鹍， 董正荣 2018, 39(3): 599-604.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030599 摘要 ( 80 )   PDF(1836KB) ( 136 )   组合体投影分析与构型设计是工程图学课程的基本内容之一，是工程师阅读工程 图样和设计零件几何结构细节的基础。为此，通过一系列示例，提出一种基于等腰三角形、等 腰直角三角形、正方形、圆形及方圆组合组成的全等几何图形作为两面投影，以棱柱、棱锥、 圆柱、圆锥、圆球和圆环等基本单元通过线面/形体分析法进行空间发散构思进而派生多种组合 体及其第三面投影，并用CATIA 软件建立对应的三维几何模型。该方法为拓展空间思维能力和 几何构型设计提供了基本素材，增强了投影分析过程的逻辑性和趣味性。 相关文章 | 计量指标

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慕课理念下“互联网+”的工程制图课程教学改革思考 王晓菲1,2， 穆浩志 1,2， 薛立军 1,2， 牛兴华 3 2018, 39(3): 605-609.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2018030605 摘要 ( 54 )   PDF(1431KB) ( 205 )   随着时代进步，人们可随时随地获取知识。慕课(MOOC)，全新的教育教学方式， 可以很好地实现知识实时、多维展示。慕课理念是适应信息时代，契合当代学生思维、性格特 征的。结合目前高等教育实际，融入慕课理念，改变传统的大学工程制图课程的教学方式，论 述了基于慕课理念的工程制图教学的改革思路。在工程制图课程的教学过程中，充分利用网络 优势，将课堂教学与慕课理念下“互联网+”进行有机结合，不断改进教学。实践证明“互联网+” 教学模式，有效拓展了教学时空，深受学生欢迎。 相关文章 | 计量指标