【摘要】：為了提高單幅線圖的三維物體識別重建效率,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,然后按其連接關系進行分組,隨后針對各組線框所表征的面片進行三維重建計算,把一個整體優(yōu)化問題轉化為若干局部優(yōu)化計算問題.在此基礎上,分析構造了適用于局部優(yōu)化識別重建的計算準則,提出了基于旋轉變換的分步求解方法.通過子面片繞其父面作旋轉變換,利用局部優(yōu)化準則完成同級子面片的重建計算,根據(jù)線圖中各線框表征的面片之間的級聯(lián)關系逐級向下傳遞,實現(xiàn)全部面片三維重建.算例測試表明,本文方法適于多面體的三維重建,且平均計算效率較全局優(yōu)化方法高出20%.
【圖文】：

斜結構的形體，重構結果差異很大，與觀察結果相去甚遠;同時大部分三維重構算法均涉及復雜優(yōu)化迭代計算，十分耗時，實時性能比較差．本文面向產品概念設計構形過程，以軸測投影草圖為對象，通過剖析草圖的拓撲結構特征，提出一種以面片旋轉變換為核心的識別重構策略，建立最佳逼近計算準則，通過有限次的迭代計算實現(xiàn)草圖面片的三維重構，生成對應形體三維線框模型．1算法基本原理在產品概念設計階段，尤其在進行構形設計時，常常以接近正等軸測投影圖的草圖形式來表現(xiàn)．構形過程繪制的線條圖多為消隱的軸測圖，如圖1(a)所示;針對此構造草圖，與日常觀察結果最為接近的一個可行解如圖1(b)所示．為此，提出以草圖中封閉環(huán)所表達的面片為重建核心，逐步實現(xiàn)草圖所對應形體的表面重建．(a)軸測草圖(b)軸測圖圖1軸測草圖與可行解Fig．1Isometricsketchandfeasiblesolution參考圖1(b)選取的直角坐標系，根據(jù)投影理165

位法向量，可選取與某一直角坐標面平行的面片作為頂級父面．為了簡化計算，讓頂級父面通過坐標系的原點，此時參數(shù)d=0，這可通過對草圖在投影面內作平移變換來實現(xiàn)．同時規(guī)定頂級父面的編號為1．通過交互方式選擇了頂級父面，并給出頂級父面的單位法向量n=(a，b，c)，代入修正矩陣Ｒ，計算出逆矩陣Ｒ'，則有［XYZ1］=［xy01］Ｒ'，據(jù)此求出頂級父面各頂點的三維坐標，完成一個面片的重構．2．2子面的分級與重建軸測草圖反映了圍成形體的各個可見面片及其結構關系，除了指定的一個頂級父面外，其余均為子面．如圖2所示，選擇與坐標面平行的面片F(xiàn)1為頂級父面，則其余各面片為子面．圖2軸測圖上面片分級Fig．2Facelevelsontheisometricdrawing166

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