图学学报

Select

2021年第3期目次

2021, 42(3): 0-0.

摘要 ( 152 )

PDF(225KB) ( 82 )

目次

纪念《图学学报》创刊 40 周年专刊

莫忘初心砥砺前行 ··································································································· 孙家广 (I)

综述

视觉图灵：从人机对抗看计算机视觉下一步发展 ························ 黄凯奇，赵鑫，李乔哲，胡世宇 (339)

数字孪生与生产线仿真技术研究 ·························································· 田凌，刘果，刘思超 (349)

面向动态交互场景的计算模型 ······························································· 黄进，张浩，田丰 (359)

用户任务预测研究进展与算法分析 ······················································· 胡志明，李胜，盖孟 (367)

基于神经辐射场的视点合成算法综述 ································································ 常远，盖孟 (376)

基于深度学习的图像本征属性预测方法综述 ······················································· 沙浩，刘越 (385)

图像处理与计算机视觉

基于图文混排的传统服饰图像以文标图算法 ·················· 赵海英，高子惠，邓恋，侯小刚，李宁 (398)

结合超像素分割的多尺度特征融合图像语义分割算法 ····· 官申珂，林晓，郑晓妹，朱媛媛，马利庄 (406)

基于非凸低秩约束的图像修复方法 ···················································· 孙艳敏，郭强，张彩明 (414)

一种新的矢量中文字库自动压缩方法 ··································· 高宜琛，连宙辉，唐英敏，肖建国 (426)

基于高分辨率网络的人体姿态估计方法 ········ 任好盼，王文明，危德健，高彦彦，康智慧，王全玉 (432)

融合非局部神经网络的行为检测模型 ······················· 黄文明，阳沐利，蓝如师，邓珍荣，罗笑南 (439)

基于多任务模型的深度预测算法研究 ················· 姚翰，殷雪峰，李童，张肇轩，杨鑫，尹宝才 (446)

AR 辅助的基于 HOG-SVM 移动水稻病害智能分析与识别系统

················································· 徐识溥，李琳一，贾金原，王运圣，刘畅，刘勇，马超 (454)

计算机图形学与虚拟现实

基于深度强化学习的虚拟手自适应抓取研究 ················· 伍一鹤，张振宁，仇栋，李蔚清，苏智勇 (462)

基于普通纸笔的投影交互方法研究 ··················································· 郭俊修，柳有权，王松雪 (470)

软式空中加油半实物仿真系统研究 ··················································· 周仁先，杨尚君，林以军 (478)

可视分析增强的平行智能交通系统框架 ··········· 刘丽艳，张宏鑫，陈为，邸奕宁，刘嘉信，满家巨 (485)

数字化设计与制造

变容量限制质心 Power 图的计算 ········································· 姚裕友，张高峰，徐本柱，郑利平 (492)

混合 B 样条实体模型的等几何拓扑优化 ························· 杨佳明，赵罡，王伟，郭马一，杜孝孝 (501)

面向自动修补的圆柱特征孔洞识别 ·········································· 王春香，刘流，周国勇，纪康辉 (511)

基于参数曲面的增材制造保形晶格结构生成方法 ···肖文磊，林载盛，熊唱日，王世平，魏巍，赵罡 (517)

相关文章 | 计量指标

Select

莫忘初心砥砺前行

孙家广

2021, 42(3): 1-2.

摘要 ( 101 )

PDF(2321KB) ( 67 )

相关文章 | 计量指标

Select

视觉图灵：从人机对抗看计算机视觉下一步发展

黄凯奇, 赵鑫, 李乔哲, 胡世宇

2021, 42(3): 339-348. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030339

摘要 ( 567 )

PDF(2759KB) ( 386 )

计算机视觉一直是人工智能研究的热点方向，经过近 60 年的发展，已经在算法、技术和应用等方面取得了巨大的进步。近十年来，以大数据、大算力为基础的深度学习进一步推动计算机视觉走向大模型时代，但其算法适应能力仍然和人类存在较大差距。本文从视觉任务评估评测(评测数据集、评测指标、评估方式)出发，对计算机视觉的发展进行了总结，对现存的依赖大数据学习的计算机视觉发展问题进行了梳理和分析，从人机对抗智能评测提出了计算机视觉下一步发展方向：视觉图灵。最后对视觉图灵发展方向进行了思考和讨论，探讨了未来研究可能的方向。

相关文章 | 计量指标

Select

数字孪生与生产线仿真技术研究

田凌, 刘果, 刘思超

2021, 42(3): 349-358. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030349

摘要 ( 421 )

PDF(957KB) ( 244 )

随着新一代信息技术与制造技术的深度融合，仿真技术正向着信息系统与物理系统深度融合和高效协同的方向发展，应运而生的数字孪生技术成为近年来的新兴研究热点。为探索采用新一代信息技术促进离散制造行业数字化转型升级，从仿真技术的发展脉络和应用场景入手，引入基于数字孪生技术开展生产线仿真分析的研究，介绍了数字孪生技术的概念和内涵，探讨了数字孪生技术与传统计算机仿真技术的关系和异同，论述了数字孪生技术在生产线仿真分析领域的应用方向，分析了生产线数字孪生模型的构建方法和实现途径，阐述了国内外研究进展及存在的问题，指出了数字孪生在生产线仿真领域的发展趋势，为离散制造企业跨越物理资源与数字世界之间的交互鸿沟，建立生产线物理空间与信息空间的交互与共融机制，推进生产线全生命周期的数字化管理和智能化生产，实现智能制造提供参考。

相关文章 | 计量指标

Select

面向动态交互场景的计算模型

黄进, 张浩, 田丰

2021, 42(3): 359-366. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030359

摘要 ( 129 )

PDF(573KB) ( 89 )

随着人机交互技术不断发展，包含动态内容的交互系统，如虚拟/增强/混合现实、视频监控系统等，逐渐占据主要地位。面向动态交互场景的计算模型受到了越来越多的关注，大量的计算模型被提出，加强了人们对动态用户界面的认识和理解。然而，现阶段，面向动态交互场景的计算模型研究仍在问题复杂度、解释性、交互底层机制描述上存在诸多问题，极大地限制了动态模型研究的发展和应用。本文通过对面向动态交互场景的计算模型的研究现状进行分析，对当前存在且急需解决的问题进行了梳理，并给出了领域未来发展的看法，旨在抛砖引玉，为今后面向动态交互场景的计算模型研究提供参考。

相关文章 | 计量指标

Select

用户任务预测研究进展与算法分析

胡志明, 李胜, 盖孟

2021, 42(3): 367-375. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030367

摘要 ( 159 )

PDF(7609KB) ( 155 )

用户在执行不同任务时，会表现出不同的感知行为。知道用户正在执行的任务可以帮助进行用户行为的分析，也可以作为智能交互系统的输入，使得系统自动根据用户不同的任务提供不同的功能，改善用户的体验。用户任务预测指的是根据用户的眼睛运动特征、场景内容特征等相关信息来预测用户正在执行的任务。用户任务预测是视觉研究领域中的一个热门研究课题，研究者们针对不同的场景提出了很多有效的任务预测算法。然而，以往工作中提出的算法大多是针对一种特定类型的场景，且不同算法之间缺乏统一的测试和分析。本文首先回顾了图片场景、视频场景、以及现实场景中用户任务预测问题的相关进展，接着对目前主要的任务预测算法进行了详细的介绍。并在一个现实场景任务数据集上对相关算法进行了测试和分析，为未来的相关研究提供了有意义的见解。

相关文章 | 计量指标

Select

基于神经辐射场的视点合成算法综述

常远, 盖孟

2021, 42(3): 376-384. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030376

摘要 ( 941 )

PDF(2981KB) ( 716 )

基于图像的视点合成技术在计算机图形学与计算机视觉领域均有广泛的应用，如何利用输入图像的信息对三维模型或者场景进行表达是其中的关键问题。最近，随着神经辐射场这一表示方式的提出，大量基于此表示方法的研究工作对该方法进行了进一步优化和扩展，在准确性、高效性等方面取得了良好的成果。该类研究工作可以根据研究目的大致分为两大类：对神经辐射场算法本身的分析以及优化，和基于神经辐射场框架的扩展及延伸。第一类研究工作对神经辐射场这一表示方法的理论性质和不足进行了分析，并提出了优化的策略，包括对合成精度的优化、对绘制效率的优化以及对模型泛用性的优化。第二类研究工作则以神经辐射场的框架为基础，对算法进行了扩展和延伸，使其能够解决更加复杂的问题，包括无约束拍摄条件下的视点合成、可进行重光照的视点合成以及对于动态场景的视点合成。在介绍了神经辐射场模型提出的背景之后，对以其为基础的其他相关工作按照上述分类进行了讨论和分析，最后总结了神经辐射场方法面对的挑战和对未来的展望。

相关文章 | 计量指标

Select

基于深度学习的图像本征属性预测方法综述

沙浩, 刘越

2021, 42(3): 385-397. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030385

摘要 ( 210 )

PDF(6658KB) ( 328 )

真实世界的外观主要取决于场景内对象的几何形状、表面材质及光照的方向和强度等图像的本征属性。通过二维图像预测本征属性是计算机视觉和图形学中的经典问题，对于图像三维重建、增强现实等应用具有重要意义。然而二维图像的本征属性预测是一个高维的、不适定的逆向问题，通过传统算法无法得到理想结果。针对近年来随着深度学习在二维图像处理各个方面的应用，出现的大量利用深度学习对图像本征属性进行预测的研究成果，首先介绍了基于深度学习的图像本征属性预测算法框架，分析了以获得场景反射率和阴影图为主的本征图像预测、以获得图像中材质 BRDF 参数为主的本征属性预测及以获得图像光照相关信息为主的本征属性预测 3 个方向的国内外研究进展并总结了各自方法的优缺点，最后指出了图像本征属性预测的研究趋势和重点。

相关文章 | 计量指标

Select

基于图文混排的传统服饰图像以文标图算法

赵海英 , 高子惠 , 邓恋 , 侯小刚 , 李宁

2021, 42(3): 398-405. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030398

摘要 ( 127 )

PDF(2588KB) ( 211 )

针对高效解读和智能处理海量图文资料是一项极具挑战并具有实用价值工作，而自动标注精度又面临依赖训练样本的难题，提出了一种基于数字图文混排书籍以文标图方法，由混排版式识别预处理、领域图像语义标签构建和大标签空间以文标图算法 3 部分组成。首先，通过提出的混排版式识别离算法，提取数字图文混排版式中图像、标题及描述文本等内容。然后，基于数字服饰图像语义标签，建立传统文化领域词库 (PatternNet)，最后针对领域词库标签空间特点，提出一种改进大标签空间的以文标图算法，并在服饰类图文混排书籍上进行仿真实验，通过对比其他数据集，验证了该算法的实效性。

相关文章 | 计量指标

Select

结合超像素分割的多尺度特征融合图像语义分割算法

官申珂, 林晓, 郑晓妹, 朱媛媛, 马利庄

2021, 42(3): 406-413. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030406

摘要 ( 363 )

PDF(5858KB) ( 318 )

深度学习的发展加快了图像语义分割的研究。目前，最有效的图像语义分割研究方法大部分都是基于全卷积神经网络(FCNN)，尽管现有的语义分割方法能有效地对图像进行整体分割，但对于图像中的重叠遮挡物体不能清晰地识别出边缘信息，也不能有效地融合图像高低层的特征信息。针对以上问题，在采用 FCNN 来解决图像语义分割问题的基础上，利用超像素分割对物体边缘的特殊优势作为辅助优化，对粗糙分割结果进行优化。同时在 FCNN 中利用空洞卷积设计了一个联合局部跨阶段的多尺度特征融合模块，其能有效地利用图像的空间信息。此外还在网络的上采样模块中加入跳跃连接结构，用来增强网络的学习能力，在训练过程中采用 2 个损失函数来保证网络稳定收敛和提升网络的性能，图像语义分割网络在公开的数据集 PASCAL VOC 2012 上进行训练测试。实验结果表明，该改进算法在像素精度和分割准确率方面均有提升，且具有较强的鲁棒性。

相关文章 | 计量指标

Select

基于非凸低秩约束的图像修复方法

孙艳敏, 郭强, 张彩明

2021, 42(3): 414-425. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030414

摘要 ( 115 )

PDF(28254KB) ( 373 )

受传输干扰或存储不当等因素的影响，现实应用中获取的某些图像通常会存在像素缺失现象，这给图像的后续分析与处理带来了一定影响。解决该问题的常用方法是对图像进行低秩修复。利用低秩特性进行修复的方法大多以秩函数建模，由于矩阵秩函数是非凸离散的，该模型的求解是一个 NP 难问题，所以通常利用核范数对矩阵的秩进行凸松弛。但是，基于核范数的修复方法与基于秩函数极小化的方法之间存在一定偏差，因此提出非凸低秩约束的图像修复方法。即采用 log 函数代替核范数对秩进行约束，能够克服核范数无法很好逼近秩最小化的问题。此外，为有效求解上述非凸模型，将目标函数转化为增广拉格朗日函数，利用交替方向乘子法求解图像修复模型。实验结果表明，该修复方法能够处理不同情况下的像素缺失问题，且修复性能明显好于现有低秩修复方法。

相关文章 | 计量指标

Select

一种新的矢量中文字库自动压缩方法

高宜琛, 连宙辉, 唐英敏, 肖建国

2021, 42(3): 426-431. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030426

摘要 ( 106 )

PDF(991KB) ( 89 )

针对中文矢量字库体积较大，在嵌入式设备上使用不便的问题，提出了一种新的矢量中文字库自动压缩方法。基于部件拼接和复用的思想，首先使用一种传统图形学方法将字库中的字形拆分成不同部件，之后计算每个字形的部件复用关系，最后使用模拟退火算法迭代优化拼接字形，生成压缩字库。实验结果表明，该方法能够在维持原始字库风格和字形不变的条件下，生成体积仅为原始字库 20%左右的压缩字库，从而提升了矢量中文字库在存储空间相对受限的嵌入式设备上的可用性。

相关文章 | 计量指标

Select

基于高分辨率网络的人体姿态估计方法

任好盼, 王文明, 危德健, 高彦彦, 康智慧, 王全玉

2021, 42(3): 432-438. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030432

摘要 ( 152 )

PDF(5063KB) ( 255 )

人体姿态估计在人机交互和行为识别应用中起着至关重要的作用，但人体姿态估计方法在特征图尺度变化中难以预测正确的人体姿态。为了提高姿态估计的准确性，将并行网络多尺度融合方法和生成高质量特征图的方法结合进行人体姿态估计(RefinedHRNet)。在人体检测基础之上，采用并行网络多尺度融合方法在阶段内采用空洞卷积模块来扩大感受野，以保持上下文信息；在阶段之间采用反卷积模块和上采样模块生成高质量的特征图；然后并行子网络最高分辨率的特征图(输入图像尺寸的 1/4)用于姿态估计；最后采用目标关键点相似度 OKS 来评价关键点识别的准确性。在 COCO2017 测试集上进行实验，该方法比 HRNet 网络模型姿态估计的准确度提高了 0.4%。

相关文章 | 计量指标

Select

融合非局部神经网络的行为检测模型

黄文明, 阳沐利, 蓝如师, 邓珍荣, 罗笑南

2021, 42(3): 439-445. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030439

摘要 ( 92 )

PDF(603KB) ( 81 )

针对在视频行为检测中卷积神经网络(CNN)对时域信息理解能力不足的问题，提出了一种融合非局部神经网络的行为检测模型。模型采用一种双分支的 CNN 结构，分别提取视频的空间特征和运动特征。将视频单帧和视频连续帧序列作为网络输入，空间网络对视频当前帧进行 2D CNN 特征提取，时空网络采用融合非局部模块的 3D CNN 来捕获视频帧之间的全局联系。为了进一步增强上下文语义信息，使用一种通道融合机制来聚合双分支网络的特征，最后将融合后的特征用于帧级检测。在 UCF101-24 和 JHMDB 2 个数据集上进行了实验，结果表明，该方法能够充分融合空间和时间维度信息，在基于视频的时空行为检测任务上具有较高的检测精度。

相关文章 | 计量指标

Select

基于多任务模型的深度预测算法研究

姚翰, 殷雪峰, 李童, 张肇轩, 杨鑫, 尹宝才

2021, 42(3): 446-453. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030446

摘要 ( 100 )

PDF(2078KB) ( 92 )

图像的深度值预测是计算机视觉和机器人领域中的一个热门的研究课题。深度图的构建是三维重建的重要前提，传统方法主要依靠确定固定点深度进行人工标注或是根据相机的位置变化来进行双目定位预测深度，但这类方法一方面费时费力，另一方面也受到相机位置、定位方式、分布概率性等因素的限制，准确率很难得到保证，从而导致预测的深度图难以完成后续三维重建等工作。通过引入基于多任务模块的深度学习方法，可以有效解决这一问题。针对场景图像提出一种基于多任务模型的单目图像深度预测网络，能同时训练学习深度预测、语义分割、表面向量估计 3 个任务，包括共有特征提取模块和多任务特征融合模块，能在提取共有特征的同时保证各个特征的独立性，提升各个任务的结构性的同时保证深度预测的准确性。

相关文章 | 计量指标

Select

AR 辅助的基于 HOG-SVM 移动水稻病害智能分析与识别系统

徐识溥, 李琳一, 贾金原, 王运圣, 刘畅, 刘勇, 马超

2021, 42(3): 454-461. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030454

摘要 ( 110 )

PDF(3544KB) ( 178 )

针对传统病害识别系统存在拍摄环境要求高、样本数量要求多的缺点，设计了一套增强现实（AR）辅助的基于方向梯度直方图(HOG)-支持向量机(SVM)的识别方案。在较少素材量的前提下，由于诊断系统中引入 AR 技术辅助拍摄，在训练时长、识别速度以及平均精度上优于其他方法。以安卓终端为例，实现了 AR 辅助基于 HOG-SVM 的移动水稻病害识别系统，能够快速识别病害指导用户提高拍摄图片的质量。通过对批量图片进行病斑识别，分别从病害准确率、病害叶片检出率和病斑定位准确率 3 方面对病斑识别结果进行分析，最终得出， AR 技术与基于 HOG-SVM 快速识别方案的结合能够在小训练样本前提下给出更快的训练结果和识别结果，且平均精度高于 YOLO v3，SSD 512 和 Fast R-CNN 等深度模型，是一种比较合适目前移动端病害识别的方法。

相关文章 | 计量指标

Select

基于深度强化学习的虚拟手自适应抓取研究

伍一鹤 , 张振宁 , 仇栋 , 李蔚清 , 苏智勇

2021, 42(3): 462-469. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030462

摘要 ( 96 )

PDF(8063KB) ( 220 )

在计算机角色动画的抓取研究中，生成动作序列的自然性、稳定性及自适应能力三者难以同时得到保证，即自然又稳定的抓取控制器往往泛化能力有限，无法适用于其他类型、尺寸物体的抓取任务。通过引入和抓取类型相对应的手部示教数据、设计回报函数，构建了一种基于深度强化学习的虚拟手自适应抓取控制器。实验结果表明，该控制器能够生成兼具自然性和稳定性的抓取运动序列，同时对素材库中不同尺寸、不同类型的基元物体也具备较好的自适应能力。

相关文章 | 计量指标

Select

基于普通纸笔的投影交互方法研究

郭俊修, 柳有权, 王松雪

2021, 42(3): 470-477. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030470

摘要 ( 83 )

PDF(1078KB) ( 191 )

投影交互使交互空间不再局限于屏幕，与其他方式相比具有更好的用眼舒适度，能够实现丰富的交互效果，而笔式书写交互则有着与生俱来的自然性和高效性。结合二者优点，提出了一种基于普通纸笔的投影交互方法，通过普通纸笔与计算机进行交互，摄像头用于采集手写内容，投影仪则用于识别效果呈现。另外，通过卷积神经网络(CNN)和 KNN 结合使系统可自动适应用户的手写风格，提高了针对不同用户的手写体识别率。在此基础上，针对教育领域设计了单词拼写和算式计算 2 个典型应用。经实验和用户调查，该交互方法与其他交互方法相比，更舒适自然，具有较强的实用性。

相关文章 | 计量指标

Select

软式空中加油半实物仿真系统研究

周仁先 , 杨尚君 , 林以军

2021, 42(3): 478-484. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030478

摘要 ( 130 )

PDF(892KB) ( 99 )

为模拟软式空中加油相对运动过程，研究加油机和受油机在近距离时的气动影响和飞行接近策略，提出了一种考虑尾涡流、头波效应影响的软管-加油伞运动模型，仿真实验表明该模型能够准确模拟软式空中加油相对运动过程，在某型飞机大型球幕飞行训练模拟器的基础上，开发了一套基于该运动模型的软式空中加油半实物仿真模拟训练系统，对加油伞组件控制方法进行了详细设计，并利用 OpenGL 语言开发了一套空中加油可视化模拟训练插件。

相关文章 | 计量指标

Select

可视分析增强的平行智能交通系统框架

刘丽艳 , 张宏鑫 , 陈为 , 邸奕宁 , 刘嘉信 , 满家巨

2021, 42(3): 485-491. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030485

摘要 ( 85 )

PDF(2019KB) ( 73 )

随着人工智能 2.0 时代的到来，可视分析方法作为一种重要的人机耦合方法受到越发广泛的关注。其是大数据分析的利器，也是理解数据的“导航仪”，能够有效地将三元空间结构(CPH)中的数据转换为知识系统中的服务与决策，从而进一步提升交通系统智能化水平。为此，提出人工交通系统、计算实验和平行执行相融合的平行智能交通系统，为智能交通领域提供了一种操控的新机制和新模式。通过分析具体案例，探讨可视分析在新一代人工智能中的重要性，以及可视分析将数据或信息转换为知识系统的流程。证明将可视分析与平行智能交通系统的无缝结合，能更好地分析大规模交通数据，更有效地解决交通困扰，从而实现“1+1>2” 的增强效果，据此提出新颖的可视分析增强的平行智能交通系统框架。

相关文章 | 计量指标

Select

变容量限制质心 Power 图的计算

姚裕友, 张高峰, 徐本柱, 郑利平

2021, 42(3): 492-500. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030492

摘要 ( 147 )

PDF(595KB) ( 75 )

Power 图作为 Voronoi 图的拓展，引入“权重”使其有着良好的限容特性。对普通 Power 图增加容量约束，使得每个站点的容量等于预设的容量值，则可以得到容量限制 Power 图；在此基础上，再增加质心约束，使每个站点刚好位于对应 Power 区域的质心，进一步得到质心容量限制 Power 图。在质心容量限制 Power 图中，容量限制条件均有明确的值，然而在某些应用中其往往是一个区间。针对区间容量限制问题，提出一种变容量限制质心 Power 图的计算方法。一方面，该方法通过不断调整各站点的权重以使得站点的容量满足区间限制；另一方面，Lloyd 方法被用于优化各站点的位置到对应 Power 区域的质心；两者交替迭代优化，从而得到满足区间容量限制的质心 Power 图。在不同的密度和不同容量限制区间下的实验结果表明，该方法适用于不同密度下变容量限制质心 Power 图的计算，并且具有高效、适应性强等优点。

相关文章 | 计量指标

Select

混合 B 样条实体模型的等几何拓扑优化

杨佳明 , 赵罡 , 王伟 , 郭马一 , 杜孝孝

2021, 42(3): 501-510. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030501

摘要 ( 142 )

PDF(5166KB) ( 126 )

等几何拓扑优化方法将经典拓扑优化理论中的有限元分析过程更改为等几何分析计算，从而提高了拓扑优化的效率与稳定性。针对现有的等几何拓扑优化方法在处理复杂实体结构优化问题时具有一定的局限性，提出一种非结构化样条实体等几何拓扑优化方法。基于混合 B 样条构造技术，在非结构化六面体网格上构造具有复杂结构的样条实体，并将其作为拓扑优化问题的设计域。用于描述这一样条实体的基函数被直接应用于材料密度分布的表达以及等几何分析计算。在数值算例中，该方法表现出应用于复杂结构时的良好稳定性和鲁棒性。研究成果对等几何拓扑优化方法应用于实际工程问题具有一定的参考意义。

相关文章 | 计量指标

Select

面向自动修补的圆柱特征孔洞识别

王春香, 刘流, 周国勇, 纪康辉

2021, 42(3): 511-516. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030511

摘要 ( 77 )

PDF(2634KB) ( 104 )

对于型面复杂且含有大量孔洞的点云模型，目前逆向软件和修补算法皆存在单孔逐一修补时效率较低、人机交互过多；多孔同时修复精度不高、特征丢失等问题。因此，有必要实现以孔洞的分类识别为前提，以特征保持为目标的高效、高精度的点云孔洞分类自动修补方式。基于上述想法，提出一种在孔洞识别的基础上将圆柱特征孔洞与一般类型孔洞分类的方法。首先，借助最大角度识别准则提取孔洞边界点集合，通过欧式聚类算法分割并统计孔洞总数，然后利用 RANSAC 算法和设定的距离阈值提取模型中的圆柱特征孔洞。实验结果表明，该方法不仅可提取模型中直径大小不同的多个圆柱特征孔洞，而且能估算出较为准确的圆柱面几何参数，实现了面向自动修补技术的一类特征孔洞的识别。

相关文章 | 计量指标

Select

基于参数曲面的增材制造保形晶格结构生成方法

肖文磊, 林载盛, 熊唱日, 王世平, 魏巍, 赵罡

2021, 42(3): 517-524. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021030517

摘要 ( 87 )

PDF(6130KB) ( 385 )

晶格结构因其具备特殊的机械性能，已成为增材制造复杂结构设计和制造的重要研究领域之一。针对传统的模型晶格结构生成方法需要通过对参数化建模的晶格结构网格进行裁剪或对其网格进行保形变形实现，且生成效率较低的问题，提出一种基于参数曲面的增材制造保形晶格结构生成方法，实现晶格结构对曲面空间的适应和高效生成。首先，基于一种矩阵方法完成晶格结构骨架的表达和构造。其次，利用点与曲面、曲线与曲面、曲面与曲面所形成的 3 种封闭空间，对晶格结构骨架进行保形变形，使晶格结构适应曲面空间。最后，采用基于晶格结构骨架的网格生成和拼接方法，生成保形晶格结构的网格模型。通过组件应用架构(CAA) 二次开发方法提取计算机辅助三维交互应用软件(CATIA)模型的参数曲面，实现保形晶格结构模型的高效生成，并表现出良好的曲面空间适应性，证明该方法具有一定工程价值。

相关文章 | 计量指标

Select

2021年42卷第3期

2021, 42(3): 339-524.

摘要 ( 16 )

PDF(93683KB) ( 131 )

相关文章 | 计量指标

过刊目录