發(fā)布時(shí)間：2020-07-23 22:33

【摘要】：工程圖紙是機(jī)械行業(yè)重要的技術(shù)資料,凝結(jié)著科研人員大量的智慧與心血,對(duì)其進(jìn)行智能識(shí)別與三維重建可以有效發(fā)掘與保護(hù)其上所載信息。三維重建課題雖然已經(jīng)被提出了40余年,但其依然存在效率低、準(zhǔn)確性差與模型有歧義等問(wèn)題。三維重建課題雖已取得豐碩成果,但仍存在一定的局限性:大多數(shù)的研究是基于dxf與dwg文件,而所需轉(zhuǎn)化的常為紙質(zhì)圖紙;大多數(shù)研究所需條件苛刻且需要專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)與具有強(qiáng)大運(yùn)算能力的計(jì)算機(jī);對(duì)新方法新技術(shù)應(yīng)用不多。針對(duì)上述問(wèn)題本文以法蘭零件為例,提出一種基于工圖圖像的法蘭零件重建方法。方法以工程圖紙為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行掃描、降噪、分割與細(xì)化等處理,然后采用Harris角點(diǎn)識(shí)別算法與Hough圓檢測(cè)算法提取并統(tǒng)計(jì)其上特征。并采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別并提取零件重建的必要參數(shù),最終實(shí)現(xiàn)了法蘭模型的三維重建。(1)文章詳細(xì)介紹了工程圖紙的計(jì)算機(jī)讀取過(guò)程,以及掃描所得光柵圖像的灰度化與降噪方法。描述并分析了傳統(tǒng)降噪算法與NL-means算法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了NL-means算法用于工程圖紙降噪的可行性。(2)文章介紹了傳統(tǒng)定位算法,詳細(xì)描述了LSD直線檢測(cè)算法的原理,在此基礎(chǔ)上提出了一種基于LSD直線檢測(cè)的工程圖紙字符定位方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了其可行性。介紹了經(jīng)典字符識(shí)別算法與深度信念網(wǎng)絡(luò),并采用DBN對(duì)工程圖紙字符進(jìn)行識(shí)別。(3)本文依據(jù)圖像的可加原理對(duì)圖像進(jìn)行處理,獲得了較易分割的圖像。文章描述了Otsu法與最大熵法分割法的基本原理并且詳細(xì)介紹了FOA與BA算法。在此基礎(chǔ)上提出了基于群智能算法的工程圖紙分割方法,可以快速精準(zhǔn)分割工程圖紙。(4)對(duì)法蘭零件進(jìn)行深入研究,介紹了法蘭零件的特點(diǎn)及用途。對(duì)三維建模軟件SolidWorks做了詳細(xì)介紹,詳細(xì)描述了其參數(shù)化建模的具體步驟。分析了Harris角點(diǎn)識(shí)別的基本原理,并利用其對(duì)法蘭零件圖紙進(jìn)行識(shí)別,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可準(zhǔn)確獲取角點(diǎn)信息。分析了Hough圓檢測(cè)的基本原理,并利用其對(duì)法蘭零件圖紙進(jìn)行識(shí)別,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,可準(zhǔn)確獲取圓信息。描述了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理以及利用MATLAB軟件搭建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)過(guò)程與步驟。在此基礎(chǔ)上采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)法蘭零件的工程圖紙進(jìn)行識(shí)別,獲取了法蘭零件的重建信息。并以此為依據(jù)通過(guò)SolidWorks的參數(shù)化建模功能對(duì)法蘭零件進(jìn)行三維重建。綜上所述:本文利用圖像處理、特征識(shí)別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的技術(shù)及成果提出了一種法蘭零件的三維重建方法。一定程度上提高了重建效率與精度;本文以紙質(zhì)圖紙為研究對(duì)象一定程度上拓寬了三維重建的實(shí)際應(yīng)用范圍;本文以MATLAB與SolidWorks為平臺(tái)不需要設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)或平臺(tái),有利于二維轉(zhuǎn)三維的實(shí)現(xiàn)與推廣。實(shí)驗(yàn)證明本文方法可有效且快速的重建法蘭零件三維模型,為工程圖紙的三維重建提供了新思路與方法,對(duì)后續(xù)研究有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TH126
【圖文】：

一般來(lái)說(shuō)通過(guò)主視、俯視與側(cè)視三個(gè)方向的投影既可以清楚準(zhǔn)確的表達(dá)零件的結(jié)構(gòu)與尺寸。圖1.1 是三維模型平行正投影視圖的示意圖，零件的三維圖形如圖 1.1 左側(cè)所示，分別向零件的后、右與下面做投影，得到的投影視圖展開(kāi)圖如圖 1.1 右側(cè)所示，同一零件的投影視圖滿(mǎn)足“寬相等，高平齊，長(zhǎng)對(duì)正”的投影原則。

（a）噪聲工圖 （b）中值濾波后圖 2.1 噪聲工圖中值濾波前后對(duì)比圖NL-Means 算法與傳統(tǒng)算法相比它可以有效的應(yīng)用圖像的冗余信息進(jìn)行降噪，這使得其可以有效的去除高斯噪聲，并且可以較好的保護(hù)圖像細(xì)節(jié)免于模糊。與傳統(tǒng)的圖像降噪算法例如中值濾波、均值濾波與雙線性濾波等相比，NL-Means 算法應(yīng)用的是圖像全局信息而不是局部信息，其基本原理是首先建立圖像塊，然后以圖像塊為單位遍歷整個(gè)圖像，在遍歷的過(guò)程中尋找相似的塊，然后求取這些塊的均值賦給要處理的像素。但是事實(shí)上如果要采用這種全域搜索的方法，則這一算法的效率是極低的，如果計(jì)算一個(gè) 256*256 的圖像則需要幾分鐘的時(shí)間，占用較大的電腦內(nèi)存。

2.1 噪聲工圖中值濾波前后對(duì)比法相比它可以有效的應(yīng)用圖噪聲，并且可以較好的保護(hù)、均值濾波與雙線性濾波等信息，其基本原理是首先建過(guò)程中尋找相似的塊，然后求采用這種全域搜索的方法，像則需要幾分鐘的時(shí)間，占

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐建;;醫(yī)學(xué)影像三維重建系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)探討[J];影像技術(shù);2017年04期

2 陳合新,虞春堂,鐘世鎮(zhèn);顳骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)CT三維重建的研究[J];中華耳鼻咽喉科雜志;2000年05期

3 陸惠民,王秀春,史美德,劉守忠;生物顯微結(jié)構(gòu)連續(xù)切片圖象的象素地址矢量表達(dá)和三維重建信息加工[J];生物物理學(xué)報(bào);1988年03期

4 張明;王鉉;陳柯穎;;基于激光雷達(dá)的室內(nèi)場(chǎng)景三維重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2019年24期

5 ;三維重建[J];北方建筑;2019年04期

6 宋紅芳;吳寶平;趙麗穎;王輝;劉志成;;三維重建在口腔生物力學(xué)中的應(yīng)用[J];醫(yī)學(xué)信息;2018年07期

7 劉建國(guó);;可移動(dòng)文物的多視角影像三維重建[J];考古;2016年12期

8 張家樹(shù)，李時(shí)光，楊恬;三維重建窗口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1994年03期

9 李治安，王新房，陸平，王加恩，鄧又斌，胡綱，楊婭，劉俐;經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖縱向掃描切面三維重建[J];中華超聲影像學(xué)雜志;1994年01期

10 蘇鴻根;;三維重建和重構(gòu)的研究[J];工程圖學(xué)學(xué)報(bào);1986年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 肖智博;呂富榮;歐陽(yáng)羽;曾勇明;呂發(fā)金;;閉氣掃描在肩關(guān)節(jié)三維重建中的價(jià)值[A];2010中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十八次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

2 宋宇瑩;;行星狀星云的三維重建[A];'2008系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

3 李佳;羅月童;龍鵬程;黃善清;閆鋒;孔維華;吳宜燦;FDS團(tuán)隊(duì);;三維放射治療計(jì)劃系統(tǒng)中快速三維重建方法的研究與應(yīng)用[A];第二屆全國(guó)核技術(shù)及應(yīng)用研究學(xué)術(shù)研討會(huì)大會(huì)論文摘要集[C];2009年

4 趙明浦;;物體表面三維重建實(shí)現(xiàn)方法研究現(xiàn)狀[A];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

5 吳亞敏;;“血管的三維重建”模型的優(yōu)化算法分析[A];第一屆中國(guó)智能計(jì)算大會(huì)論文集[C];2007年

6 胡明星;袁保宗;唐曉芳;;投影三維重建中基于遺傳算法的基礎(chǔ)矩陣估計(jì)方法[A];第十屆全國(guó)信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)（CCSP-2001）論文集[C];2001年

7 葉青盛;計(jì)建軍;王延群;楊軍;周盛;王曉春;王立偉;;基于超聲圖像的膀胱三維重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第三十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

8 許恒博;杜金香;;基于聲學(xué)圖像的水下目標(biāo)三維重建綜述[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2019年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2019年

9 諸葛斌;周荷琴;郎文輝;唐雷;馮煥清;;基于表面點(diǎn)的數(shù)字人三維重建[A];人體斷面數(shù)據(jù)獲取與圖像處理研討會(huì)論文匯編[C];2005年

10 譚躍鋼;吳正平;;一種新的基于雙目視模型的三維重建方法[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 記者 牟景君;東林大研究出三維重建和3D打印技術(shù)[N];中國(guó)綠色時(shí)報(bào);2015年

2 記者 周辰;“三維重建”病灶 手術(shù)更精準(zhǔn)[N];哈爾濱日?qǐng)?bào);2015年

3 本報(bào)記者 葉青 通訊員 粵科宣;病人家屬也可操刀“做手術(shù)”[N];廣東科技報(bào);2011年

4 本報(bào)記者 王星;還原洞窟佛像[N];文匯報(bào);2012年

5 本報(bào)記者 彭溢 閆一菲;高科技在民用領(lǐng)域大顯身手[N];黑龍江日?qǐng)?bào);2018年

6 記者 陶克強(qiáng)　通訊員 張范 嘉善縣委報(bào)道組 劉文書(shū);從低端徘徊向高端突破[N];嘉興日?qǐng)?bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 朱昊;復(fù)雜先驗(yàn)驅(qū)動(dòng)的三維重建研究[D];南京大學(xué);2019年

2 劉家朋;光照不均勻條件下的三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2018年

3 謝榛;基于無(wú)人機(jī)視覺(jué)的場(chǎng)景感知方法研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2017年

4 張金強(qiáng);星載全方位SAR目標(biāo)三維重建技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

5 肖雄武;具備結(jié)構(gòu)感知功能的傾斜攝影測(cè)量場(chǎng)景三維重建[D];武漢大學(xué);2018年

6 胡楊;基于深度相機(jī)的葉菜類(lèi)作物三維重建與生長(zhǎng)測(cè)量方法研究[D];浙江大學(xué);2018年

7 唐麗;由手提相機(jī)獲得的序列圖像進(jìn)行三維重建[D];西安電子科技大學(xué);2003年

8 姜光;基于二次曲線的單軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分析和三維重建[D];西安電子科技大學(xué);2003年

9 王宇宙;計(jì)算機(jī)視覺(jué)三維重建理論與應(yīng)用[D];西北大學(xué);2004年

10 孫向軍;場(chǎng)景三維重建的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 衡昊坤;光纖激光焊接金屬蒸汽結(jié)構(gòu)特征及物理性質(zhì)的研究[D];上海交通大學(xué);2017年

2 于灝;基于工圖圖像的法蘭三維重建方法研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2019年

3 朱凡;基于深度相機(jī)的三維重建方法研究[D];華中科技大學(xué);2019年

4 彭明政;基于早期肺腺癌性磨玻璃結(jié)節(jié)CT三維重建下相關(guān)影像學(xué)參數(shù)對(duì)癌細(xì)胞ki-67表達(dá)指數(shù)的術(shù)前預(yù)測(cè)模型研究[D];上海交通大學(xué);2016年

5 何沁祝;基于深度相機(jī)的物體和場(chǎng)景三維重建技術(shù)研究[D];上海大學(xué);2019年

6 褚翔宇;基于插值算法的CT三維重建人造裂隙煤體瓦斯?jié)B流數(shù)值模擬[D];山東科技大學(xué);2018年

7 張伯麟;基于X射線檢測(cè)圖像的電力金具三維重建系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(xué);2019年

8 胡丹青;建筑物幾何結(jié)構(gòu)匹配與三維重建[D];廣西大學(xué);2019年

9 魏洪強(qiáng);基于語(yǔ)義分割的單木三維重建與參數(shù)提取[D];電子科技大學(xué);2019年

10 李聰聰;多尺度建筑物圖像的三維重建研究[D];云南大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2767929