【摘要】：為了提高單幅線圖的三維物體識(shí)別重建效率,并保證優(yōu)化算法的收斂性,基于劃整為零、分而治之的策略,首先把單幅線圖劃分為若干封閉線框,然后按其連接關(guān)系進(jìn)行分組,隨后針對(duì)各組線框所表征的面片進(jìn)行三維重建計(jì)算,把一個(gè)整體優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為若干局部?jī)?yōu)化計(jì)算問題.在此基礎(chǔ)上,分析構(gòu)造了適用于局部?jī)?yōu)化識(shí)別重建的計(jì)算準(zhǔn)則,提出了基于旋轉(zhuǎn)變換的分步求解方法.通過子面片繞其父面作旋轉(zhuǎn)變換,利用局部?jī)?yōu)化準(zhǔn)則完成同級(jí)子面片的重建計(jì)算,根據(jù)線圖中各線框表征的面片之間的級(jí)聯(lián)關(guān)系逐級(jí)向下傳遞,實(shí)現(xiàn)全部面片三維重建.算例測(cè)試表明,本文方法適于多面體的三維重建,且平均計(jì)算效率較全局優(yōu)化方法高出20%.
【圖文】：

斜結(jié)構(gòu)的形體，重構(gòu)結(jié)果差異很大，與觀察結(jié)果相去甚遠(yuǎn);同時(shí)大部分三維重構(gòu)算法均涉及復(fù)雜優(yōu)化迭代計(jì)算，十分耗時(shí)，實(shí)時(shí)性能比較差．本文面向產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)構(gòu)形過程，以軸測(cè)投影草圖為對(duì)象，通過剖析草圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，提出一種以面片旋轉(zhuǎn)變換為核心的識(shí)別重構(gòu)策略，建立最佳逼近計(jì)算準(zhǔn)則，通過有限次的迭代計(jì)算實(shí)現(xiàn)草圖面片的三維重構(gòu)，生成對(duì)應(yīng)形體三維線框模型．1算法基本原理在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段，尤其在進(jìn)行構(gòu)形設(shè)計(jì)時(shí)，常常以接近正等軸測(cè)投影圖的草圖形式來表現(xiàn)．構(gòu)形過程繪制的線條圖多為消隱的軸測(cè)圖，如圖1(a)所示;針對(duì)此構(gòu)造草圖，與日常觀察結(jié)果最為接近的一個(gè)可行解如圖1(b)所示．為此，提出以草圖中封閉環(huán)所表達(dá)的面片為重建核心，逐步實(shí)現(xiàn)草圖所對(duì)應(yīng)形體的表面重建．(a)軸測(cè)草圖(b)軸測(cè)圖圖1軸測(cè)草圖與可行解Fig．1Isometricsketchandfeasiblesolution參考圖1(b)選取的直角坐標(biāo)系，根據(jù)投影理165

位法向量，可選取與某一直角坐標(biāo)面平行的面片作為頂級(jí)父面．為了簡(jiǎn)化計(jì)算，讓頂級(jí)父面通過坐標(biāo)系的原點(diǎn)，此時(shí)參數(shù)d=0，這可通過對(duì)草圖在投影面內(nèi)作平移變換來實(shí)現(xiàn)．同時(shí)規(guī)定頂級(jí)父面的編號(hào)為1．通過交互方式選擇了頂級(jí)父面，并給出頂級(jí)父面的單位法向量n=(a，b，c)，代入修正矩陣Ｒ，計(jì)算出逆矩陣Ｒ'，則有［XYZ1］=［xy01］Ｒ'，據(jù)此求出頂級(jí)父面各頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)，完成一個(gè)面片的重構(gòu)．2．2子面的分級(jí)與重建軸測(cè)草圖反映了圍成形體的各個(gè)可見面片及其結(jié)構(gòu)關(guān)系，除了指定的一個(gè)頂級(jí)父面外，其余均為子面．如圖2所示，選擇與坐標(biāo)面平行的面片F(xiàn)1為頂級(jí)父面，則其余各面片為子面．圖2軸測(cè)圖上面片分級(jí)Fig．2Facelevelsontheisometricdrawing166

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