一种基于超曲面样条函数的三维空间插值方法

将二维曲面样条函数插值法进一步引申,提出一种基于超曲面样条函数进行三维空间插值的新方法,介绍超曲面样条函数的构造方法,给出利用该方法进行三维空间插值的数值实现过程。最后以插值形成三维空间规则数据场为例,证明利用超曲面样条函数法进行三维空间插值的可行性和准确性。

基于三次样条函数的传感器特性曲面二维插值

在传感器输出、输入和环境参量均存在非线性的情况下,传统校准方法遇到困难,为提供一种提高测量精度的新途径,在接受非线性事实的基础上,采用三次样条函数二维插值,建立起传感器传递特性曲面。通过实例计算显示了一个化学传感器特性曲面。所获得的传感器特性曲面光滑性好,在输入和环境参量2个方向的一阶、二阶导数都连续,更符合传感器实际传递特性。

基于B样条曲面插值误差控制的内超环面齿轮齿面建模

针对内超环面齿轮齿面数控加工精度难以保证的问题,提出一种基于B样条曲面插值误差控制的内超环面齿轮齿面建模的方法。该方法以内超环面齿轮理论齿面原型为依据,运用B样条曲面构造插值曲面,计算插值曲面片与理论齿面之间的误差。通过插值误差分析,根据误差分布特点,将型值点网格不断细化,获得一组型值点阵,经插值重构后可得到满足精度要求的内超环面齿轮齿廓模型。最后,通过数控加工验证了建模的有效性。基于B样条曲面插值误差控制的内超环面齿轮齿面建模方法为获得高精度的内超环面齿轮实体模型奠定了理论基础。

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.

三次有理插值样条曲线曲面

利用有理三次Bézier曲线的端点插值性质,导出了构造三次插值样条曲线曲面的一种新的基函数——RB基函数。由RB基函数构造了C1有理三次插值样条曲线和有理双三次插值样条曲面。

异度隐函数样条曲线曲面

隐式曲线曲面被广泛应用于曲线曲面插值、逼近与拼接.通过添加辅助曲线曲面,提出异度隐函数样条曲线曲面方法,并对其插值性、凸性与正则性进行分析.具体实例表明,异度隐函数样条提供了次数低、构造简单、灵活性好的曲线曲面插值与拼接方法.

基于B样条插值拟合的冲击波超压场重建

针对因测点数目不足,难以全面了解冲击波传播过程,冲击波超压经验公式具有局限性;以及数值模拟存在精度低的问题,通过采用B样条插值算法,以实测数据重建冲击波超压场;其结果优于Delaunay三角化法和最小二乘法。利用Matlab仿真得出了冲击波超压场的等压线和三维分布;并对重建场进行了反演验证,结果表明其误差在4.5%内。

C^1三次插值样条曲线曲面

利用Bézier曲线的端点插值性质,得到了构造三次插值样条曲线曲面的一种改进的基函数——BB基函数。由BB基函数构造了C1保形三次插值样条曲线;构造了C1双三次插值样条曲面。

四维超曲面可视化及其在多元样条中的应用

提出了一种用四维正等轴测投影实现四维超曲面可视化的新方法．该方法与以往的等值面方法相比，更容易显示函数的几何形状和光滑度．通过对四维空间中多元样条超曲面的应用结果。

Lobatto点和Gauss点处三维有限元函数和导数的超收敛

对于某种三维椭圆边值问题,首先借助Bramble-Hilbert引理证明了长方体单元上Lobatto点和Gauss点分别是三维投影型插值算子Πm的函数和导数的超收敛逼近佳点.然后应用三维投影型插值算子理论和插值逼近性质等得到了正规剖分下三维投影型插值的超收敛基本估计,并在此基础上结合三维离散Green函数与离散导数Green函数理论,研究获得了Lobatto点和Gauss点处三维长方体有限元函数及导数的高精度超收敛结果.

基于三次B-样条函数的三维字体放大处理

在作者提出的一种构造三维字体方法的基础上 ,采用三次B -样条插值曲线表示笔划的横截面和轴线 ;针对汉字放大这一最常见的处理要求 ,利用曲线插值 ,较好的防止了变倍过程中引起的失真 ,并防止数据量的过分增长 .

C^1插值二次B样条曲线曲面

利用二次均匀B样条曲线的端点性质,导出了构造插值二次均匀B样条曲线曲面的一种新的基函数―BB基函数。由BB基函数构造了C1保形插值二次均匀B样条曲线,构造了C1双二次均匀B样条插值曲面。

基于地形要素的三维薄板样条插值方法研究——以广东省降水量空间分布为例

将海拔高程引入到薄板样条函数中,建立三维薄板样条模型(3DTPS),并借助地理信息系统对广东省降水量进行空间插值。以广东省气象站分布图、90m×90m数字高程模型(DEM)为实验数据,以Visual Basic.Net为平台,ArcGIS Engine为二次开发工具,提取DEM的海拔高程值以及广东省气象站点的经纬度坐标和年均降水量,用3DTPS进行空间插值,最后生成等间距的广东省年均降水量分布图。通过交叉实验,与普通TPS、反距离加权法、克里金插值进行对比分析,用均方误差作为评价指标,得出3DTPS插值精度最高。

基于函数偏广义逆连分式插值的有理插值蒙皮曲面设计

提出了一种二元函数偏广义逆,利用提出的偏广义逆定义了二元函数的偏倒差商,利用这种偏倒差商给出了基于Thiele型连分式插值算法的有理插值蒙皮曲面以及一种具有承接性的有理插值蒙皮曲面递推算法。利用融合技术以及低次的切触基于函数广义逆连分插值,构造了有理插值蒙皮样条曲面,给出了参数形式的有理插值蒙皮曲面,数值仿真例子说明了本文提出的蒙皮曲面造型的有效性。

三角域上C^1连续的插值样条函数

通过引进三角域上的插值基函数 ,给出了一种新的三角域上的二元三次插值样条函数 ,这种插值样条函数整体达到C1连续 ,且在各网格点处的参数可由递推公式得到。文中给出的插值样条函数较之Farin提出的分裂三角形方法 ,具有计算方便、待定系数少且参数易于确定等优点 ,更易于在CAD中应用。

薄板样条函数在城市三维地质建模中的应用

介绍了薄板样条函数的基本原理。以湖南省长株潭地区地形数据为例,在Windows平台下用VC6.0实现城市三维地质的可视化。将薄板样条函数应用于空间插值,通过与测试样本点的交叉验证以及其它插值算法的比较,证明了薄板样条函数可以应用在城市三维建模中。

基于轮廓线层间形态插值的三维地质隐式曲面重构

地质勘查剖面图上地质体轮廓线分布稀疏,难以满足复杂地质表面的三维形态重构建模。为此,提出了一种基于最大相似度匹配轮廓线层间形态插值的三维地质隐式曲面重建方法。该方法首先采用模糊匹配算法,生成相邻剖面地质体轮廓线顶点映射集;然后通过计算匹配点相似度获取相似系数,基于最大相似度匹配原则建立最佳轮廓线顶点映射;最后基于轮廓线对应顶点计算层间梯度插值作为形态约束,采用径向基隐式曲面重建方法实现地质体三维曲面重建。通过实例的地质体轮廓线三维隐式建模结果,验证了该方法不仅可以实现形状大小各异的层间轮廓线形态插值,同时能够有效克服隐式曲面重建中由于数据稀疏而引起的曲面过度光滑或不连续的现象,可以为基于隐函数的复杂地质表面重建提供基础。

插值点和法向的能量极小B样条曲线曲面

为了使插值点及法向的曲线曲面更加光顺,提出了一种基于弯曲能量极小的B样条曲线曲面插值点及法向的方法.首先根据插值点及法向列出约束方程,接着引入弯曲能量函数利用拉格朗日乘数法求出能量极小时约束方程的解,进而求出能量极小的B样条插值曲线曲面.实验给出了几种不同的曲线以及它们的曲率半径和对应的运算时间.数值结果表明,与没有能量约束的插值曲线相比,所提方法的曲线的曲率半径波动较小,运算时间较短,因此所提方法求出的曲线曲面更加光顺,且计算效率更高.

基于三次样条插值的GrabCut自动目标分割算法

针对基于图像序列的物体三维模型重建时目标分割需要人机交互且速度慢的问题,提出了基于三次样条插值的GrabCut自动目标分割算法。首先采用三次样条插值对图像进行降采样预处理;然后对采样图像进行背景差分实现目标区域的自动框选,取代GrabCut算法的交互窗口,进行目标分割,再对分割出的目标轮廓进行三次样条升采样插值恢复原目标轮廓;最后定义了行方差差异函数,以主流图像处理软件Photoshop分割结果为参照标准,对不同算法分割的结果进行了精度评估对比。实验结果表明,提出的算法可实现图像的自动分割,且速度快、精度高、鲁棒性强。

基于静力测试的三维曲面结构测点优化配置

传感器测点优化配置在结构健康监测系统中具有重要作用。针对结构健康监测中静力作用下三维曲面结构变形状况进行了研究,提出了三维曲面结构的测点优化配置方法。首先,对三维曲面结构进行测点组合选取,根据已知测点的响应值采用三维超曲面样条函数插值估计未布置测点的响应值,然后建立适应度函数,对未布置测点的估计值与实际值的误差进行判定,最后通过二重结构编码遗传算法对测点组合进行优化,选取适应度函数值最小的测点配置方案,从而实现了传感器测点优化配置的目的。应用该方法对简支的圆柱壳弯曲变形进行了测点优化配置,得到的适应度函数值最小的测点配置方案中,未布置测点的估计值与实际值的误差为1.10%,从而验证了该方法的可行性和有效性。