一、矿图巷道拐弯处的圆滑处理（论文文献综述）
王聪[1]（2018）在《巷道三维自动建模技术及可视化研究》文中认为随着数字矿山技术研究的不断深入,构建三维巷道网络模型与巷道可视化场景已成为数字矿山研究的重要内容。本文主要研究了基于Direct3D的巷道三维自动建模技术及可视化内容。首先研究了巷道中线提取的方法,通过程序在CAD矿图中自动提取巷道导线点和高程信息,并对提取出的数据进行处理,进而得到巷道中线;接着研究了巷道之间的网络拓扑关系,根据拓扑关系设计了三维巷道网络数据结构;随后研究了巷道网络的剖分方法,将巷道网络分解成简单巷道和复杂巷道,研究了简单巷道和复杂巷道的建模算法及拼接算法:对分解后的直巷道、弯巷道、相交巷道分别建模,再对不同类型的巷道完成拼接,从而实现整个巷道网络系统的可视化;最后,在3ds max中实现巷道内部场景的优化,使巷道模型更接近真实矿井中的巷道。在巷道建模方法研究中,提出将巷道中线网络剖分成简单巷道和复杂巷道,简单巷道只包括直巷道,复杂巷道包括弯巷道、平巷与平巷之间的相交巷道、平巷与立井相交巷道。对于简单巷道建模,研究了圆形、直壁拱形、梯形三种不同巷道断面的巷道建模方法:通过巷道断面离散化可以求出断面特征点坐标,断面之间用线框建模法完成直巷道的建模。本文对于复杂巷道建模作了较深入的研究:针对平巷之间的相交问题,通过对交叉口处巷道模型进行布尔运算,实现巷道间的连通;针对平巷与立井相交问题,通过分别求出上、下平巷与立井之间的相交线坐标,再根据线框建模法完成建模;针对弯巷道不平滑问题,通过贝塞尔曲线插值算法,完成巷道拐角的平滑处理。在巷道拼接算法研究中,针对简单巷道与复杂巷道之间的拼接问题,通过使用中点插值法避免了巷道之间的错切、重叠问题;针对平巷与立井之间的拼接问题,通过巷道立井与平巷相交线的求解,可以实现拼接;针对梯形断面巷道与拱形断面巷道的拼接问题,通过对两种断面离散成相同数量的特征点,再进行线框建模实现拼接。
刘乐[2]（2016）在《矿井巷道三维建模及可视化技术研究与应用》文中研究指明随着数字化进程在煤矿领域的发展,建立一个可视化的三维的煤矿井下场景成为实现煤矿数字化管理、生产以及设计的前提。本文将AutoCAD绘制的煤矿煤层采掘工程平面图作为实验数据,从中提取出巷道三维建模所需要的基本信息,然后对巷道三维建模算法和WebGL可视化技术进行了研究,开发出了矿井巷道三维建模及其可视化系统（Three-dimensional Modeling of Roadway and its Visualization System,简称TMRV系统）,基本上实现了矿井巷道的三维显示。本文的主要工作如下:（1）首先阐述了目前国内外有关巷道三维建模和可视化技术的研究现状,指出了目前研究中的主要问题,并提出了相应对策;然后对DXF格式的AutoCAD二维平面图纸的结构进行分析,提取出了导线点及高程等巷道基本数据信息,得到巷道的骨架图（中心线）,同时将提取出的巷道基本数据导入excel表格对数据进行持久化处理。（2）分析比较了目前各个巷道段的实现算法,对于复杂的巷道,将其分成直巷道、弯曲巷道和交叉巷道的分别进行三维建模,采用贝塞尔曲线对弯曲巷道拐角处进行弱化处理,使巷道的过渡更加自然逼真。（3）对JSON格式的三维模型进行了分析,将上一步所生成各个巷道段的线框模型转化为JSON格式的巷道段,在巷道骨架图上加载JSON格式巷道段得到完整的三维模型;然后用WebGL技术的Three.JS引擎对三维巷道模型进行可视化,最终实现了模型拼接、缩放以及材质变换等编辑功能。（4）最后运用Visual-Studio2010集成开发环境结合ASP.NET技术,设计实现了TMRV系统,系统主要由四个功能模块组成:巷道数据的提取、巷道三维建模与JSON格式三维巷道模型的生成、三维模型的动态交互以及巷道模型的编辑。
查小菲[3]（2011）在《基于OpenSceneGraph的数字矿井三维可视化系统的研究与开发》文中指出在我国能源结构体系中,煤炭资源占主体地位。从目前我国煤炭行业生产开采现状看,各种矿井灾难性事故频频发生,重大矿工伤亡事件屡见报端。开发一个模拟矿井生产的数字矿井三维可视化系统,能有效地指导矿井井下现场开采工作,做好矿工安全教育培训,有效降低由人为原因引起的安全生产事故发生,从而保证煤矿安全、高效生产。通过学习使用该系统,能加强煤炭生产工作人员对矿井开采环境和生产过程的认识,保证人员的生命安全,减少煤矿事故发生。因此,开发该系统对保证矿井安全生产、提高煤矿生产管理水平、提高生产工作效率、加快数字矿井信息化建设具有十分重要的意义。本文根据三维可视化建模技术和虚拟现实仿真技术理论,提出基于OpenSceneGraph的三维场景渲染引擎的数字矿井三维可视化系统。结合项目实际开发,综合利用3DSMax8建模工具,OpenSceneGraph（简称OSG）高性能3D图形开发库和Visual Studio C++ 2005编程工具,开发出一套可以运行在Windows平台下的数字矿井三维可视化系统。该系统通过对煤矿矿井采掘实际工作场景进行三维仿真,运用Visual Studio C++和OSG混合编程。实现了对煤矿生产采掘过程的三维场景显示、场景编辑、矿用机械设备以及其工作状态变化显示,在开启物体碰撞检测的基础上实现自主场景交互式漫游。文章的研究内容和主要工作体现在:（1）在Windows平台下,采用3DSMax8建模工具,结合项目实际,建立煤矿井下各类巷道,井下采掘、运输等机械设备的三维实体模型。通过对井下巷道和机械模型的分析,采用形状相对规则的标准基本体建模方式,在保证模型精确度的基础上,最大限度减少模型三角网格面数,并采用LOD技术对模型进行优化处理;（2）在Visual Studio C++ 2005开发环境下,以OSG 2.8.0三维场景管理器引擎为基础,实现数字矿井井下巷道,采掘工作面等场景的仿真漫游。依据OSG场景图形包围体层次BVH树的场景组织形式实现矿井井下模型的场景管理、场景模型优化、场景实时渲染以及系统三维交互漫游时有关碰撞检测等一系列设计目标;（3）结合项目实际矿井数据,采用Microsoft SQL Server2005设计开发符合该系统的数据库。完成了有关矿井不同类型巷道体的三维模型库、井下矿用防爆机械设备库和防爆电器类库,方便系统实时的扩展和修改;（4）研究场景仿真漫游技术,包括实现场景管理、层次细节、纹理贴图、粒子系统等可视化功能,通过分析比较包围盒和线体检测两种漫游碰撞检测方法,实现了该系统漫游过程的碰撞检测设计目标;（5）结合项目实际,详细分析了数字矿井三维可视化系统开发的总体设计思想,设计原则,系统开发环境,设计出系统整体结构框架及其各部分功能模块。最后对本文所作的工作进行了总结,指出了有待改进的地方,并对下一步的研究工作提出了展望。
李城[4]（2008）在《井下巷道拼接及其三维可视化的研究和实现》文中研究表明计算机三维矿山巷道模拟是当前三维地理信息系统和数字矿山理论与技术发展中的关键问题,而巷道拼接模型同时也是三维巷道模拟的关键问题。对巷道拼接模型的研究则能进一步完善巷道建模方法,同时也完善数字矿山建模方法,促进MGIS理论、方法的发展,为开发实用商业化MGIS软件提供理论和方法基础。本文首先讨论建立三维巷道空间数据模型的方法,借鉴前人研究的成果,总结巷道数据的来源与特点,分析巷道网络元素及拓扑关系,提出基于离散点的二维巷道中心线加载断面的方法来构建三维巷道模型并给出对应的巷道数据结构。采用分层结构思想建立巷道数据库管理信息系统,提供巷道模型数据的获取、编辑、处理、存储等操作,为巷道模型及拼接算法提供准确的数据接口,降低巷道模型及拼接算法的复杂度。从计算机辅助几何设计（CAGD）方面分析现有曲面拼接算法,结合NURBS的原理,提出基于解析几何的巷道模型拼接算法和基于离散点的巷道拼接算法。结合实例重点分析基于离散点的拼接算法的关键问题,并给出具体的解决方案。以预处理过的巷道模型数据为基础,在分析基于OpenGL的可视化技术的基础上,利用面向对象的程序设计与编程方法,对巷道模型及拼接算法进行论证,并给出具体的三维显示实例。
曾纪兵,李红军,邓华,马民生[5]（2003）在《矿图巷道拐弯处的圆滑处理》文中提出针对目前在AutoCAD中开发的部分绘制矿井采掘工程平面图的软件不能自动对巷道拐弯处进行圆滑处理的情况,本文以原采掘工程平面图巷道生成软件为基础,提出并绘制巷道拐弯处进行圆滑处理的算法模型,并开发出相应的矿井采掘工程平面图巷道生成软件包。
二、矿图巷道拐弯处的圆滑处理（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、矿图巷道拐弯处的圆滑处理（论文提纲范文）
（1）巷道三维自动建模技术及可视化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 可视化平台的选择 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 Direct3D相关基础理论 |
| 2.1 开发环境配置 |
| 2.2 几何变换 |
| 2.3 取景变换 |
| 2.4 投影变换 |
| 2.5 视区变换 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 巷道三维自动建模技术研究 |
| 3.1 常用巷道断面介绍 |
| 3.2 巷道中心线提取 |
| 3.3 巷道网络拓扑关系 |
| 3.4 统一坐标系 |
| 3.5 建模方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 巷道三维自动建模与可视化 |
| 4.1 简单巷道体的建模 |
| 4.2 弯巷道的平滑处理 |
| 4.3 交叉口巷道的建模 |
| 4.4 巷道拼接算法 |
| 4.5 建模结果 |
| 4.6 巷道模型内部场景优化 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结束语 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）矿井巷道三维建模及可视化技术研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 2 相关基础理论与巷道数据提取 |
| 2.1 巷道设计基本规则 |
| 2.1.2 断面的设计 |
| 2.1.3 巷道交叉点设计 |
| 2.1.4 竖井设计 |
| 2.2 三维巷道建模算法分析 |
| 2.2.1 三维巷道模拟算法及比较 |
| 2.2.2 弯曲巷道的常用拼接算法及比较 |
| 2.3 WebGL三维显示技术 |
| 2.4 DXF格式巷道文件的数据提取 |
| 2.4.1 巷道数据来源与DXF文件格式结构分析 |
| 2.4.2 DXF格式巷道文件的数据提取 |
| 3 三维巷道建模与三维巷道模型的生成 |
| 3.1 三维巷道建模 |
| 3.1.1 直巷道的模拟 |
| 3.1.2 弯曲巷道的实现 |
| 3.1.3 交叉巷道实现 |
| 3.2 JSON格式的三维数据表达 |
| 3.3 三维巷道模型的生成 |
| 4 三维巷道模型编辑接口开发 |
| 4.1 WebGL库Three.JS 3D引擎 |
| 4.2 三维巷道模型的三维交互 |
| 4.3 三维巷道模型编辑 |
| 4.3.1 模型的拼接 |
| 4.3.2 模型的缩放 |
| 5 TMRV系统的实现 |
| 5.1 系统的需求分析 |
| 5.2 系统设计 |
| 5.2.1 系统的功能设计 |
| 5.2.2 系统的数据库设计 |
| 5.3 TMRV系统的实现 |
| 5.3.1 文件导入 |
| 5.3.2 三维建模 |
| 5.3.3 三维模型交互 |
| 5.3.4 模型编辑 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）基于OpenSceneGraph的数字矿井三维可视化系统的研究与开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和需求分析 |
| 1.2 矿井三维可视化在国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究主要内容和论文框架结构 |
| 1.4 本章总结 |
| 2 数字矿井三维可视化系统总体设计方案分析 |
| 2.1 系统设计要求 |
| 2.2 系统开发思想 |
| 2.3 数字矿井三维可视化系统总体框架结构 |
| 2.4 系统开发环境 |
| 2.4.1 3DSMax 建模工具 |
| 2.4.2 Visual Studio C++ 2005 |
| 2.4.3 OpenSceneGraph 三维渲染引擎 |
| 2.5 系统主要功能模块逻辑描述 |
| 2.6 系统数据库设计 |
| 2.7 本章总结 |
| 3 基于3DSMAX 的系统三维可视化场景建模 |
| 3.1 系统三维建模工具3DSMAX的应用 |
| 3.1.1 三维建模软件3DSMax 的优点 |
| 3.1.2 系统3DSMax 模型建立的基本步骤 |
| 3.1.3 系统3DSMax 建模流程 |
| 3.2 3D 数学建模算法理论基础 |
| 3.2.1 4×4 齐次矩阵变换 |
| 3.2.2 纹理映射算法 |
| 3.3 可视化系统三维模型实体库建立 |
| 3.3.1 三维可视化系统场景模型的建模要求和规则 |
| 3.3.2 矿井三维可视化系统巷道场景建模 |
| 3.3.3 矿井三维可视化系统采掘工作面设备建模 |
| 3.3.4 矿井三维可视化系统其他设备建模 |
| 3.4 三维模型的真实化 |
| 3.4.1 灯光、阴影和材质 |
| 3.4.2 纹理烘焙渲染 |
| 3.5 可视化系统模型制作出现的问题和解决方法 |
| 3.6 系统场景集成和分块调度 |
| 3.7 本章总结 |
| 4 系统的关键技术及可视化算法研究 |
| 4.1 场景三维建模和模型优化技术 |
| 4.1.1 系统采用的纹理映射技术 |
| 4.1.2 系统采用的LOD 模型优化技术 |
| 4.1.3 系统采用的其他优化技术 |
| 4.2 OSG 实时渲染技术 |
| 4.2.1 反走样技术 |
| 4.2.2 可视化视口控制技术 |
| 4.2.3 回调机制技术 |
| 4.2.4 粒子特效技术 |
| 4.3 系统三维可视化算法 |
| 4.3.1 系统的碰撞检测算法 |
| 4.3.2 系统的场景裁剪算法 |
| 4.4 本章总结 |
| 5 基于OpenSceneGraph 数字矿井三维可视化系统的实现 |
| 5.1 三维渲染引擎OpenSceneGraph(OSG) |
| 5.1.1 OpenSceneGraph 体系结构 |
| 5.1.2 OpenSceneGraph 场景管理 |
| 5.1.3 系统OpenSceneGraph 程序开发的步骤 |
| 5.2 OSG 和MFC 系统主框架程序搭建 |
| 5.3 系统场景模型加载 |
| 5.4 系统场景漫游操作器 |
| 5.4.1 OpenSceneGraph 漫游原理 |
| 5.4.2 系统自定义场景漫游操作器的实现 |
| 5.5 场景设定路径漫游功能实现 |
| 5.5.1 OSG 路径漫游的基本思想 |
| 5.5.2 制作.path 文件 |
| 5.5.3 设定路径漫游程序实现 |
| 5.6 场景碰撞检测 |
| 5.7 系统场景三维导航功能开发 |
| 5.8 场景交互拾取和信息查询操作 |
| 5.9 粒子系统在本系统中的应用 |
| 5.9.1 粒子系统的基本思想 |
| 5.9.2 粒子系统实现 |
| 5.10 系统数据库连接 |
| 5.11 本章总结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（4）井下巷道拼接及其三维可视化的研究和实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 论文研究的背景与意义 |
| 1.3 三维数据模型及巷道拼接的应用研究现状 |
| 1.4 论文研究的主要内容 |
| 2 巷道三维空间数据模型 |
| 2.1 GIS 空间数据模型 |
| 2.1.1 数据模型 |
| 2.1.2 空间数据模型 |
| 2.2 三维空间数据模型的分析 |
| 2.3 巷道数据的特点和来源 |
| 2.4 三维数据模型的选择原则 |
| 2.5 巷道三维元素的拓扑关系 |
| 2.5.1 巷道网络的元素 |
| 2.5.2 巷道空间拓扑关系的建立 |
| 2.6 三维巷道的模拟方法及数据结构 |
| 2.6.1 巷道中心线的逼近 |
| 2.6.2 巷道断面的加载 |
| 2.6.3 巷道的数据结构 |
| 3 巷道数据组织—巷道数据库管理信息系统 |
| 3.1 数据库设计 |
| 3.2 巷道数据库的存储结构设计 |
| 3.3 巷道数据库的数据访问方式 |
| 3.4 巷道数据库的界面交互 |
| 3.4.1 用户界面设计原则 |
| 3.4.2 界面交互层设计 |
| 3.5 小结与示例 |
| 4 巷道模型的拼接处理研究 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 曲面拼接的复杂性 |
| 4.3 曲线/曲面拼接的数学基础 |
| 4.4 常见拼接方法 |
| 4.5 本文的拼接算法模型 |
| 4.5.1 基于解析几何的算法模型 |
| 4.5.2 基于离散点的算法模型 |
| 4.6 算法分析 |
| 5 三维巷道的可视化研究与实现 |
| 5.1 基于OpenGL 的可视化研究 |
| 5.1.1 OpenGL 概述 |
| 5.1.2 OpenGL 的特点和功能 |
| 5.1.3 OpenGL 的图形处理流程 |
| 5.2 基于OpenGL构建三维巷道真实感模型的原理 |
| 5.3 运用OpenGL 实现巷道模型及拼接的主要技术 |
| 5.4 巷道模型及拼接的可视化 |
| 5.4.1 巷道模型的可视化 |
| 5.4.2 巷道模型拼接的可视化 |
| 6 总结 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）矿图巷道拐弯处的圆滑处理（论文提纲范文）
| 1 矿图巷道拐弯处圆滑处理的基本原理 |
| 1.1 采掘工程平面图的特点 |
| 1.2 巷道拐弯处圆滑处理的基本原理 |
| 1.3 巷道拐弯处圆滑处理的画法步骤 |
| 2 程序框图 |
| 3 源代码 |
| 4 应用实例 |
| 5 结束语 |
四、矿图巷道拐弯处的圆滑处理（论文参考文献）
- [1]巷道三维自动建模技术及可视化研究[D]. 王聪. 山东科技大学, 2018(03)
- [2]矿井巷道三维建模及可视化技术研究与应用[D]. 刘乐. 西安建筑科技大学, 2016(02)
- [3]基于OpenSceneGraph的数字矿井三维可视化系统的研究与开发[D]. 查小菲. 河南理工大学, 2011(09)
- [4]井下巷道拼接及其三维可视化的研究和实现[D]. 李城. 西安科技大学, 2008(01)
- [5]矿图巷道拐弯处的圆滑处理[J]. 曾纪兵,李红军,邓华,马民生. 矿山压力与顶板管理, 2003(S1)