离散点集最小包围圆算法分析与改进

针对平面上的离散点集求取最小包围圆的问题,评述现有算法并给出一种改进算法,称为较远点对定义初始包围圆的增量算法。首先概述了几条对算法理解和设计有直接影响的最小包围圆性质或判定;然后对求取最小包围圆的随机增量算法、最远点优先渐近算法、对偶决策算法等3种典型算法进行概述和简要分析;再对随机增量算法和最远点优先渐近算法进行改进;最后,以二维区域随机点集、一维共线随机点集和共线有序点集3类数据进行实验对比。实验结果表明,最远点优先渐近算法是过去3种算法中效率最高的;论文提出的较远点对定义初始包围圆的增量算法大大提高了随机增量算法的时间效率,是该文所列举的方法中最快的算法,并且是一种确定性算法。离散点集最小包围圆的快速计算有助于碰撞检测和机器人等领域的广泛应用。

基于最小包围圆算法的原棉异纤定位及去除方法

为了有效地确定异纤在原棉图像中的位置,提出了一种基于最小包围圆算法的异纤定位方法。根据原棉图像中异纤的质心坐标和棉流下落速度,确定了异纤的空间位置,并对去除机构的喷嘴阵列进行了初步设计。

包围圆分割在铁路货车车号字符的应用

针对铁路货车车号的断裂、倾斜、变形等特点,传统字符分割方法分割精度低的问题,提出一种基于改进包围圆的分割方法。基于铁路货车单行、双行2种排列方式,采用自适应游程算法进行双行车号的分割,鉴于游程算法背景像素前景化的处理特点,预先采用游程算法进行断裂消除,再使用包围圆方法进行字符分割。实验结果表明:在图像质量不高情况下,可以实现良好的分割精度且在分割准确率和鲁棒性方面均优于传统算法。

基于包围圆的多智能体绕行算法研究

探讨了基于包围圆的多智能体碰撞检测和绕行算法.在绕行中避免智能体重叠方面,依据两圆之间位置关系与接近和远离的检测,提出了改进的前向预防碰撞检测方法,提升了数值健壮性.在智能体间的绕行方面,提出了在总体时间复杂度为O(n2)时,对单个智能体和多个智能体的绕行算法,以及对多智能体的提前绕行算法.实验结果表明,在总体接近目标的效果方面,多智能体绕行算法优于单智能体绕行算法,多智能体提前绕行算法优于其不提前绕行算法.

求离散点最小包围圆在算法初步教学中的案例分析

笔者将'求离散点最小包围圆'算法引入算法初步教学实践,该算法具有立意新颖、解题方法多样、几何特征明显等特点。本文对该算法背景、算法语言转化及教学中的注意点做了进一步阐述,旨在丰富算法教学案例、开拓学生算法视角。

基于安全等级的电网最优安全经济域研究

首先建立考虑输电裕度的输电网安全等级划分标准,在网损的约束下,建立以购电费用和系统均衡度为目标的综合协调优化模型;其次考虑节点负荷功率变化具有正态分布特点的条件下,采用改进多目标细菌群体趋药性(MOBCC)优化算法优化求得Pareto最优解,形成最优经济运行无差异曲线簇;接着根据电网所处的安全等级对安全性和经济性的要求,采用较远点对定义初始包围圆的增量算法(FIIA)获得最优安全经济域,并通过定义经济安全评估指标反映经济性和安全性在整个区间的位置;最后进行仿真分析,结果表明所提方法可以较好地兼顾电网的安全性和经济性,在保证系统安全性的前提下,提高系统的经济性,对电网的安全经济运行具有实际指导意义。

一种多基元类的布局迁移自适应算法及在闸机设计中的应用

布局问题研究物体的布局先后或布局定位以满足设计要求,布局迁移设计是在已有布局基础上高效设计新布局的方法。在轨道交通自动控制系统中,闸机表面传感器的布局对人与物的识别有重要的影响。为了实现闸机在不同地域环境中的快速设计,首先以闸机布局中的传感器作为研究对象,进行基元划分,提出了多种基元类型;并分析了基于拓扑结构的基元迁移变换方法,研究了人群特征因素、机械结构约束的数学表达;然后提出基于包围圆搜索的基元运动与干涉分析算法,其参数能够根据求解精度进行自适应调整;并利用多目标归一化函数对各基元的解进行择优,以获取最终布局。最后以18对传感器的闸机布局设计为例进行实例分析,应用此方法并借助于Visual Basic可视化编译平台,实现了闸机在不同地域环境中的传感器布局快速设计。

曲率单调的组合二次Phillips q-Bézier曲线

Phillips q-Bézier曲线是一类包含q-整数的广义Bézier曲线。针对二次Phillips q-Bézier曲线的曲率单调条件,从代数和几何两方面进行了研究,构造出曲率单调的二次Phillips q-Bézier曲线及曲率单调递减的组合二次Phillipsq-Bézier曲线。首先,通过曲线曲率的坐标表示,探究代数形式的曲率单调条件,定义曲率单调包围圆,给出二次Phillips q-Bézier曲线具有单调曲率的几何充要条件。当形状参数q=1时,Phillips q-Bézier曲线退化为经典的Bézier曲线,因此上述曲率单调条件包含经典二次Bézier曲线的结果。其次,讨论二次Phillips q-Bézier曲线间的G^(2)光滑拼接条件及条件中的各个参数对拼接曲线的影响。再次,对于给定首末控制顶点的曲线,选择合适的中间控制顶点,求得使其具有单调曲率时形状参数的取值范围,构造出曲率单调的单条二次Phillips q-Bézier曲线。进而,构造出同时满足G^(2)拼接与曲率单调递减的组合二次Phillips q-Bézier曲线。最后,利用曲率单调递减的组合二次Phillipsq-Bézier曲线,构造出具有包含关系的两圆之间的缓和曲线。数值实例显示了组合二次Phillips q-Bézier曲线的造型优势和灵活性。

一种确定倒垂有效孔(管)径及中心的新方法

对于给定的平面点集S,可以通过相应的算法找到包含点集S中所有点的半径最小的圆,这就是最小包围圆的思想。文中将倒垂孔各高程处实测圆圆心坐标投影到水平面上,利用求解这些投影点的最小包围圆的方法,可以快速、准确地解算倒垂孔的有效孔径及中心。以三峡工程水平位移监测全网(基点检验网)倒垂测点IP13BZA为例,给出了相应的计算示例。

基于组合基元法的非理想模型装配偏差预测算法研究

基于模型定义(model-based definition,MBD)体系的装配偏差算法适用于赛博空间中理想数模的装配场景,但不适用于物理空间中非理想状态的装配场景,导致现场产生大量修配工作。针对这一问题,文章模拟真实的装配场景,基于零件的非理想状态,并将配合特征之间的拓扑关系考虑在内,对装配偏差的传递与累积过程展开研究,给出一种装配偏差预测算法。首先,针对孔轴配合与槽轴配合,将装配约束转化为定位点约束,依据最大实体原则,构造柱面点云的最小包围圆,确定接触状态,给出串行装配偏差算法,并将以上两种配合定义为两种基元,对应的装配偏差算法定义为两种独立基元算法。其次,基于平面贴合、孔轴配合与槽轴配合给出并行装配偏差算法,并将其定义为组合基元算法。最后,基于非理想模拟数据进行实例验证,达到了准确预测装配偏差的目标,为后续在赛博空间基于实测数据的装配偏差计算提供理论依据,以促进高精度装配。