B样条曲线的约束光顺算法

在工业设计和反求工程中,B样条曲线是一种进行形状设计和数据拟合的重要工具.B样条曲线的光顺性对最终产品的外观质量有着直接影响.作者给出B样条曲线一种新的光顺算法.B样条曲线的形状可以通过扰动控制顶点来修改.控制顶点的扰动幅度通过β约束实现,而整条曲线的形状可由α约束来反映.最终通过求解线性方程组得到光顺曲线.该算法既可以对曲线进行全局光顺,又可以进行局部光顺.作者还给出了由模拟数据和真实采样数据拟合的B样条曲线光顺的实例.

任意拓扑结构网格模型自适应调整和光顺算法

在改进拉普拉斯算子的同时 ,吸取平均曲率法的优点 ,提出一种任意网格模型自适应调整和光顺算法 该算法通过沿法矢方向和在切平面上同时对网格顶点进行调整 ,保证了调整后模型不仅光顺 ,而且网格形状均匀 ;该算法还可以根据不同的精度自动地对网格调整进行控制 ,有效地保留了原始模型中的特征信息 应用实例表明 ,该算法可以保证在满足精度要求的条件下 。

平面三次NURBS曲线的自动光顺算法

针对平面三次 NU RBS曲线的光顺问题 ,基于节点插入、节点消去和重新确定权因子等技术 ,给出了平面三次 NURBS曲线的一种光顺算法 .算法根据给定的光顺准则 ,自动选择需要光顺的节点 。

严格顶点约束的网格光顺算法

为了使网格光顺算法在优化网格顶点以消除噪声同时,保持原始数据的精度,避免模型细节当作噪声而去除,给出一种用于三角网格光顺的新算法,该算法保证光顺结果中每个顶点距离其原始位置不超过给定偏差范围.将此光顺问题转化为带有一组非线性约束的二次优化问题,并提出一种有效的迭代线性求解方法用于其优化.算法也可以通过在优化中结合特征约束来更好地保护模型的精细特征.在大量扫描模型和人工合成模型上进行了实验,结果显示:算法可以有效消除所有噪声,同时保持原始模型的特征.

基于马尔可夫随机场的曲面光顺算法

利用最小均方 (LMS)线性预测方法检测曲面型值点 ,对误差较大的坏点采用预测值进行修正 ,从而有效地避免了坏点对曲面光顺效果的影响 .基于马尔可夫随机场 (MRF)的局部特性 ,采用二阶邻域内数据点的线性组合代替原型值点 ,选择适当的加权系数 ,依次对各型值点进行修改 ,即可在保证曲面精度的前提下实现曲面光顺 .计算结果证明 ,此算法结构简单 ,运算速度快 ,修改能力强 。

反向工程中的曲面光顺算法

反向工程是根据产品模型快速制造复杂产品的主要方法之一 ,是CAD CAM技术的重要组成部分 .曲面光顺是反向工程中的重要技术 .给出了一套简单的、实用的对曲面进行光顺的算法———检查处理错误点、单步光顺、手动光顺和自动光顺 ,详细介绍了前 3种更偏向于工程实践的算法 。

一种特征保持的自适应三角网格模型光顺算法

提出了一个基于双边滤波器的特征保持的自适应三角网格模型光顺算法,该算法为了加强保持特征的效果,结合网格局部顶点一阶邻域的几何特征并将改进后的双边滤波算子应用于顶点的位置更新操作.在光顺过程中有效地避免了三角网格模型的过度光顺现象.给出了几个实验实例来说明该算法在去除网格噪音的同时保留特征的有效性.

船体特征曲线光顺算法研究

在以特征曲线为船体NURBS曲面控制线的基础上,通过特征曲线的几何要素和光顺准则自动生成NURBS控制点,为此需要求解一个非线性规划问题,针对该非线性规划的特点,运用现代内点理论作为数值最优化算法,解决了带几何约束的船体特征曲线光顺问题。

适用于变密度有限元网格的光顺算法

在金属塑性成形有限元模拟中,常需要使用网格光顺算法对畸变的有限元网格进行质量优化,但现有算法,如Laplacian算法等,往往会使网格"局部均匀化",即,使局部区域内的网格单元大小趋于平均化,这无疑会改变网格单元的大小梯度,势必会影响到最终的模拟结果。对此,文章基于Giuliani算法思想,去除原算法中平均高度及平均底边使单元大小趋向平均化的影响,提出了改进的适用于变密度有限元网格的光顺算法,并采用单元畸变度、单元面积变化率以及单元质量综合评定因子等评价指标,给出了不同算法的算例评价,验证了改进后的算法,不仅极大程度地提高了光顺网格的质量,而且减小了对网格单元大小梯度的影响。

基于集合经验模态分解和奇异谱分析的曲线光顺算法

针对曲线光顺问题,提出了集合经验模态分解、游程检测法重构以及奇异谱分析降噪三者相结合的一种曲线光顺算法。算法首先将空间离散数字曲线上的x,y,z三个变量视为3个一维数字信号;然后对每个变量的数字信号序列分别进行集合经验模态分解;进而分别对每个变量分解后的所有分量使用游程检测法,将其重构为高频、低频分量;随后通过使用奇异谱分析对重构后的高频分量进行降噪;最终将降噪后的高频分量与低频分量重构,得到光顺后的曲线。通过试验表明,所提算法的光顺效果优于EMD法和曲率法,所提算法、EMD法和曲率法的平均曲率分别为0.0893,0.0919,0.1112。

一种参数三次样条曲线光顺优化算法

论文给出了一种基于修改因子和修改角度的平面参数三次样条曲线的优化光顺算法,该算法通过求解一个带有修改因子λ和修改角度θ的目标函数得到光顺后的型值点,插值光顺后的型值点得到光顺曲线。目的是使曲线的曲率变化均匀的同时,使光顺后的曲线与原曲线的偏差尽量小,此算法简单易行,计算量较小。

离心泵内部四面体网格的优化算法

归纳了四面体全自动网格生成时产生的畸形单元的类型,提出通过数值计算判断不同的畸形单元类型的准则,并分析了离心泵模型网格剖分后产生的畸形单元的类型、分布及原因.通过对现有网格质量函数的研究并考虑边质量约束推导出错误函数,采用错误函数作为基于优化算法光顺的目标函数,通过应用变尺度法(BFGS)求解错误函数最小值问题对四面体网格进行光顺.将改进的基于优化算法的光顺与智能Laplacian光顺和交换技术相结合,用以解决前沿推进法(AFT)和Delaunay三角化方法产生的畸形单元问题.通过某离心泵算例进行验证,结果表明,优化后的网格质量趋近于0的最差单元基本被消除,同时网格的整体质量也得到显著提高,该算法可以很好地应用在离心泵内部四面体网格的优化中.

基于OPS和拓扑交换的离心泵网格质量提高算法

针对OPS算法本身固有的无法提高"全边界单元"质量的缺陷,提出了一种结合OPS和拓扑优化的网格质量提高算法。该方法通过判别"全边界单元"中边(或面)受到相邻单元共享的形式,采用不同的拓扑交换策略,且在拓扑交换过程中仅考虑网格的拓扑相关性,并不考虑网格的质量,保证将"全边界单元"转化为OPS算法提高其质量的其他类型边界单元。算例分析表明,本文算法相比Freitag的组合算法在消除极端二面角方面更具优势,相比OPS算法对提高离心泵边界网格及整体网格质量也具有较好的优势。

OPS算法优化效果影响因素分析

OPS算法中目标函数以及如何获取目标函数最优解是决定算法优劣的重要因素。对比分析了4种目标函数和10种求最优解方法在网格数、初始点位置、迭代次数以及需求精度等因素变化时对OPS算法优化效果的影响。结果表明,在顶点移动过程中目标函数f1和f4变化较为光滑。采用不同目标函数时,随着网格数的增加优化时间随之增加,但优化后最差单元质量并无此规律;随着需求精度的增加,网格中最差单元质量和优化时间都有所增加,迭代次数变化对于优化时间和优化效果的影响可以忽略不计。采用变尺度法求解目标函数下降方向以及二次插值法进行一维搜索的第6种方法,在耗费时间、优化效果以及收敛速度等方面都显示出了较好的优势。

基于高精度激光断面高程的沥青路面MTD测量

为实现沥青路面构造深度非接触式自动测量,借助三维激光技术提出了一种基于断面高程的沥青路面构造深度测量方法.采用高精度三维激光扫描仪,采集不同级配沥青路面纹理高程数据,通过数字图像处理技术和平均曲率流光顺算法,提取并处理路面断面高程轮廓.结合蒙特卡洛期望法估算断面构造深度,实现平均构造深度测量,利用铺砂法进行对比验证,并与摆式摩擦仪测量结果进行相关性分析.试验结果表明,针对不同级配沥青路面,采用所提方法与铺砂法测量的MTD值的相对误差均小于等于6.63%,与抗滑值的相关系数高达0.97.

平面有理Bézier曲线曲率单调变化的一个充分条件

曲率单调变化 (MCV)曲线段是造型人员对曲线进行整体形状控制的一个重要形状单元 ,也是计算机辅助几何设计领域构造光顺算法的一个重要概念 .文章对一般平面有理B啨ｚｉｅｒ曲线提出了一个ＭＣＶ充分条件 ,它是关于MCV判别系数的一组不等式 .该条件与曲线的控制顶点和权因子相关 ,独立于参数变量 .

异形玻璃特征反求及在全自动玻璃磨边机中的应用

针对3M集成的异形玻璃磨边数控系统开发,研究异形玻璃的测量反求技术,重点开发基于小波基的玻璃轮廓B样条光顺算法和二维轮廓特征抽取的算法,并将上述算法应用于3M集成的数控磨边机系统中。

基于有限元弹性变形运算的全六面体网格生成方法研究

以映射法为基础并结合网格划分经验,提出了原理简单的六面体网格生成新办法。该方法根据物体轮廓选择初始网格,设定表面结点强制变形到目的曲面,经由有限元弹性计算确定内部节点的位置。在检查全体单元质量以后,调整畸形单元从而生成目的网格。通过为一个复杂的马头门模型构建全六面体网格,最后证明了本文所述方法的可行性。

鞋楦数控加工的3M集成系统研究开发

本文介绍了具有测量-建模-加工集成的鞋楦加工数控系统的开发,并深入研究了3M集成中的若干关键技术,包括:3M的系统集成,基于小波基的轮廓B样条光顺算法,以及鞋楦三维建模和加工刀位计算。

光栅投影测量系统中的相位误差校正算法

依据光栅图像的相位单调增长特性,提出了一种基于最小二乘法的单调光顺算法进行光栅相位误差校正。详细分析了光栅图像的相位单调特性和相位误差,以光栅图像相位的单调性为约束条件,改进了传统的最小二乘拟合方法,对绝对相位图进行相位误差校正。实验结果表明,该方法降低了投影仪伽马非线性造成的相位误差,误差减少60%以上,校正后的绝对相位具有光滑性良好的优点。