面向工业应用的单目三维重建与有限元仿真集成流程

为了应对工业环境中三维建模与结构仿真的挑战，如设备部署困难以及精度与实时性能之间的平衡难题，本文提出了一种集成工作流，融合了基于单目视频的高保真三维重建、有限元仿真分析以及混合现实可视化显示，旨在为工业检测、设备维护等场景构建交互式数字孪生系统。首先，采用基于深度学习的Neuralangelo算法从环绕拍摄视频中重建具有丰富细节的三维网格模型。然后，利用Rhino中的QuadRemesh工具对初始三角网格进行优化，生成适用于有限元分析的结构化网格。优化后的网格进一步由HyperMesh进行离散化，并在Abaqus中进行材料参数设置与应力仿真，以获得高精度的应力与变形结果。最后，结合Unity与Vuforia引擎，在增强现实环境中实现了仿真结果的实时叠加与交互操作，提升了用户对结构响应的直观理解。实验结果表明，该方法在保持高几何精度的同时具有良好的仿真效率与可视化效果，为复杂工业场景中的数字建模、机械分析与交互显示提供了实用解决方案，为数字孪生与混合现实技术在工业应用中的深度融合奠定了基础。