拟Hermite曲线/曲面及其应用

在代数三角函数空间中构造了一种代数三角基函数,具有类似于Herm ite基函数的性质,称其为拟Herm ite基函数。利用此基函数定义拟Herm ite曲线,结合Bézier曲线的思想,给出了拟Herm ite曲线的另一种定义及张量积拟Herm ite曲面的定义。实验表明,拟Herm ite曲线可以精确表示直线段、正弦线、余弦线、椭圆弧(圆弧)及摆线,Herm ite曲面可以精确表示椭球面(球面)、圆锥面及圆环面等二次曲面。

三次Hermite参数曲线与曲面的扩展

在给定插值条件时,标准三次Hermite参数曲线与曲面的形状无法调整。为克服标准三次Hermite参数曲线与曲面的不足,首先通过提高基函数次数的方法给出了一种带形状参数的四次Hermite基函数,然后生成了相应的带形状参数的四次Hermite参数曲线与曲面。所生成的曲线与曲面是标准三次Hermite参数曲线与曲面的扩展,不仅与标准三次Hermite曲线与曲面具有完全相同的性质,而且当插值条件给定时,其形状可通过修改形状参数的取值进行局部或整体调节,为插值曲线与曲面的构造提供了一种新方法。

基于 Hermite 曲线的水泵叶片曲面动态调控方法

采用Ｈｅｒｍｉｔｅ参数曲线构造水泵叶型的流线展开线，借助自由曲面造型技术，提出了在屏幕上动态调控叶片曲面的方法。此方法直观而灵活，非常适合于ＣＡＤ系统，不仅能如实地在计算机上再现手工设计中广泛使用的方格网保角变换法叶片绘型过程，而且可直接得到叶片的三维曲面造型结果。

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。

基于曲面拟合的水泵水轮机全特性曲线的新变换

为了消除由于水泵水轮机全特性曲线的"S"特性所引起的单位流量和单位力矩的多值性和变换后曲线的不均匀性,实现计算机存储数据的连续性,提出了水泵水轮机全特性曲线的新变换方法.该方法引入了导叶相对开度以获得均匀分布的变换曲线,然后利用最小二乘曲面拟合法对其进行曲面拟合,给出了可连续求导的连续性拟合函数.采用此变换方法可以实现在同一过渡过程中全开到全关(或从全关到全开)的各种水力瞬变过程的计算,改善了各种导叶开度工况特别是零开度和小开度工况全特性曲面的拟合精度.

基于移动最小二乘法的曲线曲面拟合

建立了一种基于移动最小二乘(MovingLeast-Squares,MLS)法的曲线曲面拟合方法。这种方法对传统的最小二乘(LS)法的作了比较大的改进,使生成的曲线曲面具有精度高、光滑性好等许多优点。详细介绍了移动最小二乘法的原理、应用和特点,并且给出了使用移动最小二乘法进行曲线曲面拟合的程序设计流程。最后给出了曲线拟合和空间散乱数据曲面拟合算例,将拟合结果与最小二乘拟合结果作了比较,分析了MLS拟合曲线曲面的光滑性和拟合质量,表明了该方法的优越性和有效性。

以离散曲线为曲率线构造拟可展离散曲面

提出一种构造插值给定离散曲率线的近似可展的离散曲面的算法.首先,计算离散Frenet标架.其次将其旋转得到一族旋转最小标架,通过指定已知曲线某点处的曲面法向来选择其一.最后,用它来实时地构建近似可展的离散曲面.该算法具有很好的交互性,而且所得曲面拥有插值性、良好的可展性和光顺性.实验结果表明,该算法简单、有效,富有潜在应用价值.

无序B样条曲线的曲面拟合算法

针对目前无序曲线拟合算法不能控制拟合误差的问题,提出了利用B样条曲面拟合4条边界线及一组无序B样条曲线的算法.首先由边界曲线得到初始曲面,并将曲线曲面写成分段Bézier形式;然后借鉴曲面蒙皮的思想,得到关于待拟合曲面的方程组,并对相邻的Bézier曲面施加C1连续约束;接着利用SVD以及能量优化来求得唯一的拟合曲面;最后在曲线曲面距离最大处插入节点,重复求解过程,直到误差满足要求.实验结果表明,与已有算法相比,该算法可以得到满足用户误差要求的、光滑的拟合曲面,且具有更好的数值稳定性.

B_3样条曲线曲面拟合法及其在拱坝形体设计中的应用

本文提出了一种基于Ｂ３样条的自由曲线、曲面拟合方法．该方法除具有Ｂ样条拟合的主要优点外，还具有拟合曲线、曲面，通过所有型值点的特点．结合拱坝形体设计实例。

超椭圆曲线特性及其在曲面拟合中的应用

阐述了超椭圆曲线的基本性质和几种典型超椭圆曲线的曲率变化规律。总结了超椭圆的几点特性:表达式简单,对称性强,变换平滑等。在此基础上,综述目前国内外对超椭圆曲线在现代工业设计以及其发展上的应用。

隐含多项式曲线曲面拟合次数的确定研究

选用合适次数的隐含多项式曲线曲面描述目标物体是处理和识别目标物体的关键,因而需要在理论上解决隐含多项式曲线或者曲面的次数确定问题.根据目标物体本身的特征,从理论上得出隐含多项式曲线描述物体的次数确定定理,并给出了具体计算公式.该方法首先由给定物体边界的轮廓检测出其驻点数,然后根据驻点数得到拟合隐含多项式曲线方程次数的下界,进而推广到三维物体的隐含多项式曲面拟合次数的确定.最后给出的应用实例进一步验证了算法的有效性与可操作性.

曲线曲面拟合在逆向造型设计中的应用

由Tritop和Atos软件得到汽车车门点云数据,利用CATIA软件的数字编辑器和自由造型单元,对车门点云进行分网和曲面拟合处理,得到了车门曲面造型的结果.在处理过程中,运用了编辑点云、划界、过滤、分网、分区拟合和链接等一系列方法,得出了一些应用CATIA软件的经验和技巧.

圆盘/球域控制点曲线/曲面在散乱数据拟合中的应用(英文)

提出了一种散乱点的参数化方法和两个拟合算法来解决用圆盘和球域控制点Bézier/B样条曲线和曲面拟合散乱数据的问题,还设计了一些例子来说明这些算法.

Bezier曲面的Hermite方法

基于Kirov定理,研究带有附加导数条件的Bezier曲(线)面。该方法可以在每个型值点再给出导数条件,因此与通常的Bezier曲面拟合相比,有更多的自由度,但其拟合曲面的次数仅比Bezier曲面高一次。这一方法有助于CAGD领域的工程人员采用Bezier技术达到控制所设计曲面形状的目的。

拟合任意空间曲线曲面的三角函数法

在计算机辅助几何设计中 ,曲线曲面拟合一般采用多项式作为基函数。本文提出了一种基于三角函数的拟合方法 ,它具有B样条的主要优点 ,并达到C3级连续 ,因此 ,这一方法适用于自由曲线曲面的设计。本文还结合实例说明了用此方法进行造型设计技术。

基于单双幅图曲线曲面特征点的透视反求及拟合

透视反求是为了从图片获取一定的信息,从而建立物体的三维模型。利用透视图由世界坐标系经过平移、旋转和缩放基本矩阵变换到观察坐标系的原理,推导出单幅透视图和双幅透视图透视反求的方法,分别用这2种基本方法反求出透视图片中特征点的坐标,然后再用这些特征点的坐标来完成重建物体的三维模型。并以单幅透视图和双幅透视图中曲线、曲面特征点为例进行了Bezier曲线、曲面的拟合。利用C++平台的OpenGL(开放性计算机图形库)库得到的试验结果表明该算法实际吻合情况较好。

曲线曲面拟合中型值点参数的最优化

曲线、曲面光顺拟合的关键是寻找与型值点相应的最优参数,然后即可按最小二乘法通过建立最佳拟合方程来求出控制顶点.现有的各种参数选取法,由于没有体现最优参数的几何特征,从而使得最终的拟合精度偏低和计算的时间复杂性偏大.为了提高曲线、曲面拟合精度和计算速度,提出了一种型值点参数最优化的算法,该算法先利用点到曲线、曲面的正交投影,结合参数坐标邻域的搜索来提高计算速度,然后在曲线、曲面的迭代过程中不断修正参数,最终产生具有明显几何意义的型值点参数,以达到最佳拟合效果.与Hoschek,Carlos以及Piegl等算法的拟合结果比较表明,该算法迭代次数减少了10%～90%,计算时间复杂度降低了20%～70%,计算精确度提高了40%左右.

基于曲面拟合的水泵性能曲线参数化研究

根据水泵叶片调节性能曲线的变化规律选择适当的基函数,基于曲面拟合法研究叶片安放角、流量、扬程(轴功率)3个参量之间的关系,建立参数化模型,提出了模型的求解方法。计算实例表明,该模型拟合相关系数高,且有简明固定的数学表达式,有利于进一步的应用和推广。

测量数据的曲线曲面拟合算法

移动最小二乘法由于其良好的逼近性能而广泛用于曲线曲面拟合,但处理含有粗大误差的数据时,拟合结果极不稳定.为了减少粗大误差对拟合精度的影响,本文提出一种移动最小截平方法,该方法在支持域内引入最小截平方法代替最小二乘法,在所有节点当中选出剔除异常值的最优节点组合,确定局部拟合系数.该方法不需要人为地分配权重或设定阈值,可避免主观操作带来的影响.数值模拟和实验数据处理表明,移动最小截平方法能有效地处理测量数据中的粗大误差,拟合结果明显优于移动最小二乘法,具有良好的拟合精度和鲁棒性.

有理二次Bézier曲线的几何Hermite插值新方法

给定两个点以及相应的两个切向,Femiani等人提出了基于最小离心率椭圆的插值方法。同一椭圆上不同位置的椭圆弧,对应的形状与圆弧的接近程度是不一样的。椭圆弧的最小曲率半径和最大曲率半径之比,可以反映对应的椭圆弧与圆弧的接近程度,称之为椭圆弧的拟离心率。给出了基于拟离心率的新方法,使获取的椭圆弧具有最小拟离心率。与Femiani的方法相比,采用新方法得到的插值椭圆弧更加接近于圆弧。最后举例说明了新方法及其效果。