翼型叶片类曲面B样条曲线拟合算法研究

为了获得工作性能更优的翼型叶片类曲面和更加光顺的拟合刀具轨迹曲线,对叶片类曲面离散刀具轨迹在基于等效升力最大条件下进行B样条曲线重构。利用流线位置与质点运动位置变量一一对应的连续函数关系,建立离散刀具轨迹与基于流体力学特性的升力约束联系,以机翼空气动力在翼型上的等效升力作为约束条件,用B样条曲线描述中弧线,对基于流体力学特性的离散刀轨用B样条曲线重构,在满足曲率的极小值分段,端点插值、端点切矢连续和最大允许误差下拟合等效升力刀具轨迹。选择海星型离散点和亚音速压气机叶片翼型平面叶栅叶片的B样条曲线拟合仿真和加工,对算法进行了有效性验证,B样条曲线拟合加工的叶片表面三维形貌比直线拟合方式加工的更光滑、均匀,能够获得更低的残留高度和更高的表面质量。

应用样条拟合与插值法抑制航空电磁运动噪声

呈现低频特性的运动感应噪声源于电磁感应接收线圈在地磁场中的运动变化,在固定翼时间域航空电磁测量数据中,其幅值往往达到有用信号的成百上千倍,原始数据中运动噪声的精确估计是目前时间域航空电磁法数据去噪技术的重点研究方向。针对电磁感应接收信号的特点,首先应用三次样条拟合法在截取的半周期晚期信号中压制高频干扰,提取低频运动噪声信息,然后用一维样条插值法估计连续的全周期运动噪声,最后从观测信号中减去估计信号,从而实现对运动噪声的抑制。对模拟数据和实测数据的应用研究结果表明,样条拟合与插值法对低于发射基频运动噪声的抑制效果显著,选用较小的均衡参数可以提高噪声压制能力,选用较大的延迟取样点,可以减轻对晚期有用信号的损伤,提高深部探测能力。

基于B样条线圈模型的段染纱针织物外观模拟

针对段染纱针织物花纹预测困难且现有织物模拟方法真实感有待提升的问题,提出了一种基于真实段染纱的针织物外观模拟方法。首先,使用图像处理技术对获取的段染纱图像进行阈值分割和形态学处理等预处理,从原始图像中提取纱线主体区域。然后,从真实织物中提取线圈点位信息,借助最小二乘拟合构建B样条线圈曲线,并根据曲线将段染纱真实图像映射为线圈图像。最后,在考虑线圈交织覆盖关系以及光照因素后,通过排列线圈实现纬平针针织物及其系列针织面料的外观模拟。结果表明:所模拟的线圈模型能够还原真实线圈中的纱线走向,且模拟织物外观花纹效果与实物一致,整体呈现出较好的真实感。

基于三次B样条平滑的加性风险模型拟合研究

应用加性风险模型在R软件中拟合白血病数据,利用三次B样条平滑函数对受干扰的协变量进行平滑,以减少因数据缺失等因素对生存时间带来的影响,并运用单变量加性风险模型和多变量加性风险模型选出对生存时间影响显著的变量.研究表明,经药物治疗后的白血病患者,其生存时间因性别和ph.ecog的不同而呈现不同的变化趋势,整体看与实际相符.该研究结果为今后研究药物治疗效果提供了一定的参考.

基于Cardinal样条的车道偏离预警测评关键参数估计

为了对车道偏离预警系统开展客观定量的测试评价,进行了相应的研究。目前国内外车道偏离预警系统发展迅速,但针对车道偏离预警系统的测试和评价依然十分缺乏,虽然我国已有标准《智能运输系统车道偏离报警系统性能要求与检测方法》(GB/T 26773—2011),但该标准仅给出了测评场景及流程,未给出相关测评指标的具体计算方法。针对上述问题,提出了一种基于Cardinal样条的车道偏离预警系统测评关键参数估计方法,该方法首先分析了不同的GNSS/INS组合算法的优劣,选择深组合算法作为高精度差分组合导航系统的融合算法;其次利用上述组合导航系统分别获取了车道线以及测试车辆的基础参数数据,包括车道线位置、车辆位置、速度、加速度等;然后对采集到的离散车道线坐标进行Cardinal样条拟合,从而获取连续且平滑的车道线曲线,同时与Hermite样条拟合算法进行对比试验,验证了Cardinal样条拟合可以得到更高的测量精度和更好的拟合效果;在得到高精度车道线的基础上,结合牛顿迭代算法,进行了车辆与车道线距离、偏离速度等车道偏离预警测评关键参数的解算,最后经过了试验验证。结果表明:所提出的方法能够对车道偏离预警系统中的关键参数进行准确的估计和测试,为车道偏离预警系统的定量化评价提供了详细的指标及计算方法。

LCD Mura缺陷的B样条曲面拟合背景抑制

针对机器视觉检测TFT-LCD Mura缺陷时存在的图像整体亮度不均匀、背景复杂等影响检测准确性的问题,提出一种基于B样条曲面拟合的背景抑制方法。在最小二乘法准则的约束下,采用双三次B样条曲面拟合算法拟合出背景,并添加光顺项调整拟合精度,用原始图像减去拟合背景,从而消除亮度不均匀背景对缺陷分割造成的影响。为提高算法速度,对原始图像进行分块拟合,并将双三次B样条函数分解为一元函数求解,减小了计算量,同时避免了对原函数求解时容易出现的病态解问题。实验结果表明,该算法准确、高效。

自由曲线B样条最小逼近误差拟合建模

基于最小二乘法 ,采用非均匀单参三次 B样条函数 ,实现了自由曲线离散数据最小逼近误差数学模型的建立 .针对建立的自由曲线拟合数学模型 ,提出了基于等弦高法的非等距拟合节点选择方法 ,大大降低了逼近误差 .

面向截面测量数据B样条曲面光顺拟合及其精度计算

分析了B样条曲线的光顺拟合方法,针对按截面测量所得数据,将B样条曲线的光顺拟合方法拓展到B样条曲面的光顺拟合,该方法能够适应各截面曲线上数据点数的不同,方法简单、易行.给出了曲面拟合精度分析的数学模型,数值计算表明,该方法效率较高.

密集散乱测量数据点的B样条曲面拟合研究

回顾了密集散乱测量数据点曲面拟合研究发展情况 .针对异形边界自由曲面密集散乱测量数据点 ,提出一种 B样条曲面多步拟合算法 ,其中涉及边界插值 B样条曲面生成、Hardy's双二次局部插值、规则网格数据点 B样条曲面最小二乘拟合等关键技术 .通过一个工程实例 ,对文中提出的 B样条曲面多步拟合算法进行了实验验证 .

B样条曲面在严格约束状态下的光顺拟合

提出一种新的Ｂ样条曲面造型方法：光顺地拟合空间型值点且同时严格地通过其中部分点．运用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子的条件极值法并引入光顺加权项，求出位置偏离和形状弯曲的最小二乘解，可以得到被称为Ｂ样条光顺准拟合的良好造型曲面．这一方法在包含门窗的交通工具外壳曲面设计、机械产品装配联接件制造中具有明显的实用价值．

基于B样条函数的散乱数据曲面拟合和数据压缩

针对大规模散乱数据,本文提出一种基于B样条函数的曲面拟合和数据压缩方法.在此方法中,构建最小平面矩形区域覆盖所有的散乱数据点,根据二维情况下的B样条函数的线性插值公式,利用最小二乘法拟合规则网格控制点的数值,存储有限规则网格控制点的数值,并通过插值可以得到任意点的数值,从而达到曲面拟合和数据压缩的目的.通过算例验证了此方法的可行性以及使用三次B样条函数曲面拟合的优越性.由于此方法具有局部误差小、计算高效的特征,可以适用于数据梯度较小的二维系统数据的曲面拟合和数据压缩,如地形高程数据和射线追踪走时表.

基于样条插值和线性拟合分析的高压断路器弹簧机构状态检测

为了有效检测弹簧机构高压断路器的运行状态,文中从高压断路器分合闸线圈的典型电流波形出发,提出了一种基于样条插值和多尺度线性拟合的电流信号特征提取方法。该方法将电流波形极值点对应的时间和电流大小作为特征,首先使用三次样条插值对电流波形进行平滑,然后将信号按设定的较大长度分为若干段,对每一段进行最小二乘拟合,根据每一段信号的趋势,定位极值点的大致位置,在极值点的大致区间内,缩小尺度进行拟合,重复这个过程至极值点所在区间足够小,在此区间寻找极大值点或极小值点,作为信号的特征点。最后应用文中所提方法对某变电站高压断路器的运行状态进行检测。结果表明:文中所提方法能快速、准确提取实际断路器分合闸线圈电流特征,实现断路器的状态有效检测。

逆向工程中平面轮廓线数据的B样条曲面拟合

利用统计学的知识，对空间数据点参数值分布情况进行了分析，给出了曲面拟合过程中节点矢量的确定方法。在此基础上给出了平面轮廓线数据的B样条曲面拟合算法以及应用该方法对平面轮廓线扫描数据进行B样条曲面拟合的算例。

三次样条插值在工程拟合中的应用

介绍了工程实验、勘测、设计中常见的列表函数之数值插值方法、程序实现及工程应用,应用此法可方便地将任何列表函数计算到工程设计、施工所需要的精确程度,给出了各参数随主要参数变化而变化的光滑曲线,并将其应用推广到一般情况.

从目标瞬态响应中提取极点的样条拟合及有理逼近方法

提出一种实验提取极点的新方法．首先用样条函数拟合目标的瞬态晚期响应，消除了混杂在信号中的大部分噪声，继而利用付里叶变换的保距性将时域内Ｌ２空间的连续型优化问题转化为频域内有理逼近问题，从而用较短的时间获得了精度较高的极点．数值计算结果表明，此种方法相对于已有的很多实验提取极点方法，抗噪能力强，运算速度快。

三维航迹的B样条曲线拟合算法

利用B样条曲线的几何性质,解决了飞行器三维航迹拟合中的边界条件等约束问题。并且通过求解分析B样条曲线的曲率与飞行器按规划三维航迹飞行的需用过载之间的数学关系,推导给出了所规划三维航迹的可飞性过载判断准则。最后,通过具体算例对某型飞机按拟合三维航迹飞行的需用过载进行实时仿真并判断该拟合三维航迹的可飞性。

Coons曲面结合B样条拟合大型面天线变形反射面

为了精确反映变形反射面实际形状,该文提出了一种新的分块拟合方法。该方法首先对变形反射面进行分环分块划分,再对每个块域分别进行Coons曲面拟合,并采用周向三次与径向二次B样条曲线来确定块域的边界条件,进而得到准确的反射面变形整体和局部信息。通过对不同情况下某16m天线的机电性能综合分析,证明了此方法是准确、有效的。

基于自适应遗传算法的B样条曲线拟合的参数优化

在B样条曲线的最小二乘拟合平面有序数据问题中,经常采用遗传算法进行优化。但随机选取初始种群的遗传算法,容易使得结果陷入局部最优。要达到较高的拟合精度,则需要增加更多的控制顶点。为克服这一缺点,提出了一种自适应的遗传算法对B样条曲线的参数优化。用平均有序数据参数法,将数据参数和节点建立关联,极大提高初始种群的平均适应度;通过优化遗传策略,加快种群进化。实验表明,该算法能用最少的控制顶点和进化代数进行B样条曲线的拟合,得到的拟合曲线逼近效果更好。

基于B样条拟合的光纤光栅机敏柔性结构形态重构

研究了细长机敏柔性结构的三维形态拟合与重构方法以实现高性能飞行器结构形态主动监测。首先,介绍B样条曲线拟合基本原理,分析基于正交曲率信息的空间三维曲线重构算法和实现步骤,并进行了数值仿真分析;构建了机敏结构模型和实验环境,基于Visual C++平台和OpenGL技术开发了可视化软件;然后,描述正交分布式光纤光栅传感阵列曲率检测方法,分析与验证了实验模型结构的三维空间形态拟合与重构实验;最后,采用B样条与线性插值两种拟合算法分别对半径为50 cm的标准圆形态进行坐标拟合和对比。实验结果表明,B样条拟合算法具有更好的拟合重构效果,其拟合坐标标准差是线性插值拟合算法的40%。光纤光栅机敏柔性结构空间形态重构与可视化效果良好,验证了B样条拟合算法的高精度和低误差特性。

基于轮廓约束点的B样条曲面拟合算法

提出了一种面向截面测量数据的B样条曲面拟合算法。首先对原始数据点列进行降噪处理,然后遴选出曲率优势点,并将其作为初始的轮廓约束点,得到插值于约束点的初始曲线。再在需改善拟合精度的区域增加约束点,直至获得满足精度要求的B样条曲线。最后以约束点数目最多的曲线为准,在其余的曲线上增加差额数目的约束点,并进行平均弦长参数化,构造出B样条曲线簇,最终获得B样条拟合曲面。仿真实验结果表明,该方法可显著压缩曲面模型的控制顶点数目,具有较高的曲面重构效率。