基于曲率突变分析的点云特征线自动提取

点云特征线提取是点云模型重构的基础,国内外对此从边缘检测、特征线跟踪和面域分析等方面展开了研究,但由于存在模型多样性、点云数据噪声和不完整性、特征复杂性等问题,看似简单的特征线自动化提取很难实现。从曲率突变点隐含了点云特征线这一论断出发,借鉴图像处理中的区域分割和边缘检测思想,提出了特征线提取中的聚类、细化、分段和排序方案。在具体实现中分别提出了基于连通区域聚类的备选点集分离算法,基于局部影响区域腐蚀的点集细化算法,以及基于组合搜索准则和主成分分析(PCA)双向搜索的特征线分支截断和排序算法。在对比实验中,确定了算法关键参数曲率突变点比例w和方向夹角阈值θT的推荐值,并与类似算法对比能提取更多的特征点;在模型实验中,简单几何模型的特征线提取正确率达到了100%,复杂机械零件模型和艺术品模型的特征线提取正确率均达到了85%以上,取得了预想的棱线和特征轮廓线提取效果。算法具有通用性和可扩展性,通过程序优化可获得更好的特征提取效果。

钢桁架结构损伤检测的柔度曲率幅值突变系数法

为了对钢桁架结构的损伤情况进行比较准确的检测,应用了柔度曲率幅值突变系数法.首先应用ANSYS对钢桁架结构的单个或多个损伤同时出现的情况进行了数值模拟,然后用一个钢桁架模型对ANSYS的计算结构进行实验验证.数值模拟的结果表明:用柔度曲率幅值突变系数法可以对钢桁架结构单个或多个结构同时出现的情况进行比较准确的判定.实验结果与数值模拟结果基本吻合.

波纹管的特征值分析

基于Novozhilov薄壳理论 ,用有限元法建立了旋转波纹管非轴对称自由振动的广义特征值方程并进行了求解。选取两结点非协调曲边旋转壳单元作为波纹管的离散单元 ,并将所有相关变量沿其环向进行了Fourier展开。该方法不仅给出了子午线曲率连续变化的U型波纹管任意环向谐波所对应的特征值 ,而且对子午线曲率有突变的C型波纹管旋转壳也能很好地适应。算例结果表明 ,波纹管不存在一个最低固有频率对应的固定环向波数 ,但其轴对称振型和低阶非轴对称振型在动态分析中占绝对优势 ,高阶振型的作用并不明显。

一种改进的NURBS曲线插补算法

针对NURBS曲线曲率变化过快或出现曲率不连续点会导致插补进给速率变化过快,超出机床的加减速能力。提出一种利用NURBS曲线曲率特征的改进插补算法。该算法根据NURBS曲线曲率的变化情况将曲线分成曲率平缓段和曲率突变段,在前瞻过程中扫描出曲率突变段,获得该段的起始点、终止点及最低速率点等信息,采用梯形加减速方法对该段进行速度规划,以满足机床动态特性,实现在曲率平缓段以指令速度插补,在曲率突变段以规划速度平滑插补。仿真实验结果表明,在保证加工精度的前提下,该增强算法以较高效率实现了曲率突变段的平滑插补。

光谱信号区域基线拟合算法

为消除基线畸变对光谱信号后续处理产生的不利影响,提出了一种光谱信号区域基线拟合算法.首先,利用渐变惯性力和吸引力的思想,针对具有曲率突变的基线提出了GradSuck拟合算法,该算法弥补了多项式拟合算法在信号区域周围基线曲率发生突变时拟合基线不准确的不足;然后将这种算法与分段二次多项式拟合算法进行结合,提出了更具有普适性的信号区域基线拟合算法,同时将该算法与不同的基线拟合算法做了对比.实验结果表明,信号区域基线拟合算法在不同的基线类型和不同的信噪比下均具有较高的准确性和稳定性,其总体拟合精度的相对误差仅为分段二次多项式拟合的47.0%,为AirPLS拟合的35.6%,为Wavelet拟合的20%,且由于只对光谱信号区域进行基线拟合,因此具有较好的实时性.

汽车覆盖件模具成型面波纹的产生与消除

对汽车覆盖件模具数控加工后成型面产生的波纹缺陷进行分析,并结合生产实际提出了一种用于增加数控加工稳定性进而消除波纹缺陷的方法。通过此方法的应用,提高了模具数控加工后成型面的质量,对缩短模具生产周期有重要的意义。