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《大连理工大学》 2010年
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基于NURBS的植物曲面建模及其应用

乔桂新  
【摘要】: 计算机辅助几何设计的核心是自由曲线曲面技术,非均匀有理B样条方法作为自由曲线曲面的造型方法,由于其统一的数学表示而成为计算机辅助设计和制造的一个标准。 本文在NURBS理论体系的基础上,结合作物外形特点和真实化的仿真要求,进一步将球B样条的理论推广到圆环B样条,用圆环替代球体,在保证可视化效果的同时极大地减少了计算量。在此基础上提出了基于圆环B样条的植物茎杆模拟方法,首先利用数字化仪或三维扫描仪获取作物的真三维数据,然后根据不同作物的特点灵活选用样条基函数计算得到中轴线,并以中轴点为心求得轮廓线,最后根据枝干的弯曲情况确定各点轮廓线的法向。利用不同表达形式的球B样条实现了辣椒、黄瓜、玉米三种作物的茎秆可视化模拟,并在玉米的模型中将球B样条推广到了任意轮廓外形的作物形态研究。 此外,本文还对T网格上的控制点插入算法进行了研究,提出了一种简单的基于T网格的样条拼接方法,并将其应用到彩椒果实几何建模中。首先根据形态特征将彩椒分为若干片段,利用三维扫描仪获取各片段三维数据点,然后应用NURBS曲面分别建立各个片段的模型,最后使用T样条的无缝拼接算法将各片段组合为完整的彩椒模型。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O186.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 袁晓敏;温维亮;郭新宇;陆声链;;园艺植物可视化研究进展[J];中国农业科技导报;2011年06期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 刘浩兵,金国栋;使用COM技术在Visual C++ MFC编程中开发AutoCAD[J];计算机工程;2000年06期
3 刘洪见;郑丽敏;曾爱平;;图像处理技术在提取玉米图像骨架上的应用[J];农业网络信息;2007年01期
4 郭焱,李保国;虚拟植物的研究进展[J];科学通报;2001年04期
5 杨娟;赵明;潘学标;;基于NURBS和VC++6.0的棉花生长可视化研究[J];农业工程学报;2006年10期
6 肖伯祥;郭新宇;王纪华;郑文刚;王丹虹;;玉米叶片形态建模与网格简化算法研究[J];中国农业科学;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李新;T样条和T网格上的样条[D];中国科学技术大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王家正;矩阵值切触插值的迭加算法[J];安徽教育学院学报;2005年03期
2 王家正;梁艳;;三角网格上的对称型向量值混合连分式插值[J];合肥师范学院学报;2008年03期
3 孟军;;一种局部构造的三次参数样条[J];安徽工学院学报;1987年01期
4 刘光富;谢漱峰;;盘形凸轮轮廓的自动编程[J];安徽工学院学报;1989年01期
5 林巨广;谢漱峰;;半自由曲面的创成[J];安徽工学院学报;1989年03期
6 孟军;;非圆曲线的双圆弧等误差逼近[J];安徽工学院学报;1989年03期
7 夏金兵;;三次样条在数控编程中的应用[J];安徽工学院学报;1991年02期
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9 吴萍;光滑理想导体表面目标双站散射的可视化分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年02期
10 劳飞;朱玉业;;虚拟现实技术在农业中的应用[J];安徽农业科学;2007年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈云生;;用最小二乘法与搜索法寻求A值与风速V关系的数学表达式[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
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3 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 陈郁淦;周学成;罗锡文;曹霞;乐凯;;基于ITK和VTK的原位根系三维可视化研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 刘柯楠;杨启良;戈振扬;刘小刚;;一种基于图像的植物根系三维重建[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 李文斌;徐新平;;基于曲线的正切运动C轴的控制算法研究[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
7 乔学军;刘蓉;;一种构造光滑的闭NURBS曲线的算法及应用[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
8 李博;李晓光;王林;蔡振璐;林延明;焦书静;张铮一;杨帆;;B型螺旋桨图谱的模块化程序设计[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
9 李明峰;陈春晖;谈俊忠;;基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
10 柴书彦;方哲民;;模具补偿曲面法向矢量的计算[A];电子玻璃技术学术论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
2 王晓松;复杂背景下树木图像提取研究[D];北京林业大学;2010年
3 陈军;曲线曲面的几何约束造型与近似合并[D];浙江大学;2010年
4 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
5 沈莞蔷;CAD中变次数B样条的理论及其应用研究[D];浙江大学;2010年
6 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
7 耿玉磊;基于系列模板耦合的三维服装款式创意设计方法研究[D];浙江大学;2010年
8 张阳;仿人眼的结构原理和关键视觉技术研究[D];浙江大学;2011年
9 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
10 蒋丽君;基于颈部特征的衣领三维结构数字化技术研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆牛;煤系地层三维地质建模及可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 刘婷;用无网格Galerkin法求解地下水流拟三维问题[D];辽宁师范大学;2010年
5 张辉;随机样条函数研究[D];辽宁师范大学;2010年
6 毛晓捷;面向鞋楦自由曲面工件的柔性夹具设计方法研究与应用[D];浙江理工大学;2010年
7 木觉敏;压力舒适无缝内衣尺寸规格的研究[D];浙江理工大学;2010年
8 李静芳;参数曲线曲面在服装CAD中的造型研究[D];浙江理工大学;2010年
9 纪晓俊;有理贝齐尔曲线对回旋线的逼近[D];郑州大学;2010年
10 石尖锋;数字服装边界提取与编辑研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘莹莹;刘哲;杨焱;;基于NURBS的植物叶片几何建模[J];北京农学院学报;2008年04期
2 束搏;邱显杰;王兆其;;基于图像的几何建模技术综述[J];计算机研究与发展;2010年03期
3 李云峰;朱庆生;古平;胡海清;;一种基于图像的植物器官重建[J];计算机工程与应用;2006年02期
4 赵星,deReffyePhilippe,熊范纶,胡包钢,展志岗;虚拟植物生长的双尺度自动机模型[J];计算机学报;2001年06期
5 杨红云;罗威;何火娇;孙爱珍;;水稻主茎三维形态建模与计算机模拟[J];江西农业大学学报;2008年06期
6 范菁;赵全;;基于L系统的虚拟植物仿真研究[J];计算机应用与软件;2008年01期
7 胡包钢,赵星,严红平,de Reffye Ph,Blaise F,熊范纶,王一鸣;植物生长建模与可视化——回顾与展望[J];自动化学报;2001年06期
8 刘兴龙;张立国;刘永福;;虚拟植物模型及可视化的研究[J];农机化研究;2008年10期
9 陈学峰;郭新宇;周淑秋;陆声链;;基于仿射变换的植物切片图像配准及三维重建[J];农机化研究;2009年07期
10 王伟斌;唐丽玉;陈崇成;林甲祥;;龙眼果实几何建模与生长过程模拟研究[J];中国农业科技导报;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 焦启明;苏中滨;郑萍;李敏敬;;基于三维数字化技术构建大豆豆荚形态模型的方法研究[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李增忠;纹理映射技术的研究[D];西安电子科技大学;2005年
2 刘剑;鲜花参数化建模与动画设计系统开发[D];浙江大学;2007年
3 邓青青;虚拟柑橘生长可视化建模研究与实现[D];重庆大学;2007年
4 涂晓兰;花开期花瓣的形变模拟[D];浙江大学;2007年
5 张希婧;柑桔枝干结构可视化建模及多粒度呈现[D];东北师范大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王少琳;;探析园艺植物可视化的研究现状[J];现代园艺;2012年10期
2 袁晓敏;赵春江;温维亮;郭新宇;陆声链;魏学礼;;番茄植株三维形态精确重构研究[J];农业机械学报;2012年12期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾荣庆;箱样条研究的新进展[J];高校应用数学学报A辑(中文版);1987年03期
2 吕朝辉,陈晓光,吴文福,赵红霞;机器视觉田间植物检测与识别技术[J];吉林工业大学自然科学学报;2001年03期
3 邓旭阳,周淑秋,郭新宇,苑春颖;基于Cardinal样条插值和三角面片的叶片静态建模[J];计算机工程与应用;2004年25期
4 杨娟,赵明,潘学标;基于NURBS曲面的棉花器官建模[J];计算机工程与应用;2005年30期
5 徐贵力,毛罕平,李萍萍;彩色图像颜色和纹理特征提取的应用算法[J];计算机工程;2002年06期
6 周建伟;三角域上Bernstein多项式的正性与凸性[J];计算数学;1986年02期
7 孙正兴,丁秋林,余晶,洪涛;基于特征的机械设计CAD系统研究[J];机械设计;1996年03期
8 孙正兴,阮雪榆,丁秋林;面向制造设计中的约束处理方法研究[J];机械设计;1997年02期
9 李保国,郭焱;作物生长的模拟研究[J];科技导报;1997年07期
10 贾荣庆;多元样条的B网表示[J];科学通报;1987年11期
【相似文献】
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6 李超任;三角形约束的平面二次曲线的 NURBS表示[J];数学理论与应用;2000年02期
7 曹新疆;王树青;陈华;;基于OpenGL的B样条曲线的分类及实现[J];聊城大学学报(自然科学版);2006年02期
8 李军;散乱数据点的NURBS曲面重建算法[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2005年01期
9 王学林,胡于进,李成刚;基于物理的变形曲线在结构形状优化中的应用[J];计算力学学报;2005年01期
10 周琼,董金祥;任意次非均匀B样条曲线插值的实现[J];广西工学院学报;1996年02期
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1 李敏;陈跃飞;金山;张弛;陈如山;;基于NURBS建模的结合ACA的高阶矩量法[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
2 唐培;耿安兵;熊涛;杨长城;;基于NURBS的光学自由曲面设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 徐乐;史小卫;王青;;基于NURBS建模技术的Z-Buffer消隐技术研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
4 乔志峰;王太勇;胡淼;;具有自适应精度控制功能的五轴NURBS插补方法研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
5 马晓永;吴文华;范召林;;基于NURBS的机翼自由变形方法[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年
6 李陶深;高一佳;;一种基于控制点差分数据的NURBS曲线曲面数据优化压缩方法[A];NDBC2010第27届中国数据库学术会议论文集(B辑)[C];2010年
7 张海军;郭雪岩;;基于NURBS和梯度法的飞艇形状优化[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年
8 陈铭;张玉;梁昌洪;;采用基于NURBS曲面建模的物理光学方法计算散射近场[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
9 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 肖雅彬;岳连捷;张新宇;;利用NURBS中心锥消除马赫盘的内转式进气道设计方法[A];第四届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李会群;看图学用Nurbs建立产品模型[N];电脑报;2001年
2 邱朱胜;女人痴心的爱恋[N];中国电脑教育报;2004年
3 山东 realrocking;《射雕英雄传》中雕的特技[N];电脑报;2003年
4 ;快乐电脑引领时尚[N];中国计算机报;2002年
5 谭淑敏;三维应用程序中的坐标贴图[N];中国电脑教育报;2004年
6 Daniel;3DMAX凹凸材质制作技巧[N];电脑报;2001年
7 北京航空航天大学虚拟现实新技术教育部重点实验室 田雪松 崔鹏 郝爱民;“真实”的“虚幻”[N];计算机世界;2004年
8 黄迪生;CAD软件的工艺特点[N];中国航空报;2001年
9 ;释放你的3D引擎[N];中国计算机报;2002年
10 李永波;用3dsmax做仿古花瓶[N];中国电脑教育报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁浩波;基于NURBS建模的高阶矩量法[D];西安电子科技大学;2009年
2 徐乐;基于NURBS技术的电大复杂目标RCS预估技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 沈洪垚;自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究[D];浙江大学;2010年
4 乐英;基于NURBS曲面的汽轮机叶片重构及插补算法的应用研究[D];华北电力大学;2011年
5 孙海洋;NURBS曲线刀具路径实时插补技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
6 杨志高;基于Nurbs曲面的地下三维数据模型研究[D];中南大学;2012年
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8 关莹;电大目标的时域及频域散射场计算方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 钱昆;浮体在大幅波浪中的运动和荷载计算研究[D];大连理工大学;2004年
10 杨旭静;自由曲面高性能数控加工刀具路径技术研究[D];湖南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 石迎利;基于调整参数化的NURBS曲线光顺[D];合肥工业大学;2010年
2 张春政;反求NURBS曲线及其插补算法与速度控制研究[D];兰州理工大学;2010年
3 张廷霞;Rhino3D软件的NURBS建模在日用陶瓷造型设计中的应用[D];景德镇陶瓷学院;2010年
4 李建伟;NURBS曲线插补实时前瞻控制方法的研究[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2010年
5 潘瑛;人工智能算法在NURBS曲线降阶方面的若干研究[D];合肥工业大学;2010年
6 王佳;NURBS曲线的自适应插补技术研究[D];兰州理工大学;2010年
7 赵辉良;面向切削、研抛的高效NURBS曲线插补算法研究[D];湘潭大学;2010年
8 易慧敏;面向STEP-NC的NURBS曲面加工刀具轨迹算法的研究[D];广东工业大学;2011年
9 李亚利;基于NURBS的牙齿三维重建算法研究[D];西安理工大学;2005年
10 吴广宽;自由曲面造型技术在水力机械研究中的应用[D];西安理工大学;2002年
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