计算机采矿冶金讲课——8.28.ppt

应用实例 冶金企业能源调度管理系统 三维视景仿真 三维视景仿真是虚拟现实技术的重要表现形式，同时也是仿真动画的高级阶段。它根据仿真目的，结合计算机技术、图形处理与图像生成学技术、信息合成技术等多种高新技术，构造仿真对象再现真实场景，并达到逼真的仿真效果，实现了用户与该环境直接进行自然交互 应用实例 热连轧视景仿真系统及关键技术研究 应用实例 SPH流体动画及医学建模 应用实例 基于自由形变的表面重构 基于切片的表面重构 原物 切片 重构结果 重构过程： 对目标物体进行断层扫描，如CT，MRI 对扫描结果提取轮廓信息 以轮廓信息作为数据基础进行表面重构 适用领域： 工业无损探伤 医学图像重构 任何无法直接获取物体表面结构的场景，如矿石内部结构 基于轮廓的表面重构 “一对一” “一对多” “多对多” “非平行切片” “具有标签的切片” a b c d e 基本问题： 表面重构的基本步骤 数据整理 对扫描数据的轮廓提取 对应关系的建立 基于自由形变的表面匹配 表面生成 表面平滑 轮廓提取 对应关系的建立 全局对应关系（图(a)） 通常需要人为干涉 局部对应关系（图(b)） 轮廓间局部点的对应关系 基于自由形变的表面重构 三次B样条曲线 有向距离场 能量方程 梯度下降法 基于自由形变的表面重构通过以下方法解决局部对应问题： 三次B样条曲线拟合 作用： 三次B样条曲线：可以通过控制点来控制曲线的形状，变形的数学基础。 有向距离场 作用： 有向距离场可以反映出，一个切片中任意像素距离该切片上轮廓边界的距离信息。 能量方程 作用： 作为轮廓变形的约束 梯度下降法 作用： 通过导数不断确定轮廓的变化方向。 实验结果 a)原始图像，b)三次B样条控制网格，c)自由变形结果， d)轮廓间点的一一对应关系，e)重构结果 中轴映射解决分支问题 自由形变技术在处理分支问题上的缺点十分明显，如图a所示，上面的小圆将尽可能的变形为下面的大圆。如在分支问题中如图b所示，两个小圆的变形将出现重叠部分。我们期待如图c、d所示的对应关系 a b c d 中轴映射 定义： 中轴可以代表一个切片图像的拓扑结构，如右图所示：上层切片为红色，含有一个轮廓；下层切片为白色，含有两个轮廓。中间的红色曲线为下层轮廓的中轴，将其投影到上层轮廓，可将上层轮廓按照下层轮廓的拓扑结构分开 实验结果 Application Flow Graph 矿石内部结构重构 原始输入样本 水平集方法（细节损失过于严重） 习泳,吴爱祥,杨保华,朱志根,苏永定. 江西某铜矿微生物堆浸过程中矿石内部特征的CT扫描[J]. 有色金属,2007,04:82-86. 毕林,王李管,陈建宏,冯兴隆. 基于VTK的矿体三维可视化研究与实现[J]. 计算机工程与应用,2008,10:78-81+97. VTK算法（重构不够连贯，且表面模糊） 本方法（轮廓清晰，且无数据损失） 总结：计算机控制的展望 展望：近年来，冶金学知识体系和结构，随着冶金技术的发展和相关学科的进步，发生了革命性的变化。计算机技术的发展和在冶金过程中的广泛应用，使冶金学理论和工艺的研究方法、冶金生产及其控制技术发生了重大变革。由传统冶金学和传统冶金工艺学所构成的知识体系和结构，已不能完全满足现代冶金工艺发展和理论研究的需要。因此，诸如，对微观或宏观过程的认识、单元过程或现象的定量解析、反应过程的数学物理模拟、反应和生产速率的预测、反应器的仿真研究和设计、人工智能技术的应用以及反应器运行和整体生产过程的控制等等，计算机的应用起着推动冶金工业生产技术不断进步的重要作用。 * * * 沙三中6砂组多点地质统计学随机模拟结果 Tao=0 Tao=1 Tao=3 1 训练图像中的方向信息和结构信息是影响多点地质统计学模拟结果的关键因素； 2 在无条件随机模拟中，河流相沉积由于具有较强的方向性，往往会有较好的模拟结果；浊积岩相不具有方向性，但是往往具有结构明显的特点，因此有较好的模拟结果；对于非均质较强的扇三角洲效果略差；对地震剖面有较好的模拟效果。 3 在硬约束随机模拟中，硬约束的数据点对随机模拟结果起到了很好的约束作用。 4 根据软数据的可靠程度，选择参数tao来进行软约束下的多点随机模拟。 多点地质统计学模拟效果总结 应用实例 首钢ERP项目IT部分系统实施介绍 专家系统 专家系统组成 专家系统功能： 存储知识 存储集体问题求解的初始数据和推理过程中涉及的各种信息 根据当前输入的数据，利用已有的知识，按照一定的推理策略，去解决当前问题，并能控制和协调整个系统； 能够对推理过程、结论或系统自身行为做出必要的解释； 提供知识获取，机器学习以及知识库的修改、扩充和完善等维护手段； 提供用户接口。 专家系统 专家系统主要推理模式比较 基于规则