曲线曲面约束运动变换矩阵的计算

采用NURBS表达高副约束中的曲线曲面，在此基础上研究了高到约束运动变换矩阵的结构和计算方法，所导出的公式具有通用的结构形式和规范自动的计算性质，该组公式可应用于带曲线曲面高副约束的组合机构运动学分析以及计算机辅助曲线曲面约束的装配设计。

一种基于曲面约束的点云数据滤波方法

针对机载LIDAR点云数据滤波问题,结合机载LIDAR点云数据的特点,引入虚拟格网技术,提出一种基于多尺度虚拟格网与曲面约束的机载LIDAR点云数据滤波方法。该方法首先根据点云密度等点云数据特点构建多尺度虚拟格网;其次基于多尺度虚拟格网分别获取一级、二级地面种子点;然后依据一级、二级地面种子点基于曲面约束进行滤波获取三级地面种子点;最后将所有地面种子点合并得到地面点集。实验方面,通过两组实验验证了该方法的可行性和适用性。

受曲面约束弹性细杆的平衡问题

作为DNA等一类生物大分子的力学模型 ,弹性细杆的非线性力学再次受到关注 ,形成一个力学与分子生物学的交叉学科 .除了不受外界约束的自由弹性细杆外 ,受曲面约束的弹性细杆静力学具有重要的应用背景 .在分析约束、约束方程和约束力的基础上建立了受曲面约束的圆截面弹性细杆的平衡微分方程 ,即曲面上的Kirchhoff方程 ,它是以截面主矢和截面姿态坐标以及中心线的Descartes坐标为变量的微分 代数方程 .作为应用 ,讨论了约束是圆柱面的情形 .此时平衡的无量纲方程仅含的物理参数是截面对形心的抗扭刚度和对主轴的抗弯刚度的比值 ,与几何参数无关 .由此导出方程的螺旋杆特解 .数值计算表明 ,对弹性细杆中心线的几何形状有显著影响的是截面主矢和姿态坐标及其导数的起始值 ,而不是物理参数 .

板材多步逆成形中的滑移约束曲面优化构造方法

针对板材成形多步逆成形法中,滑移约束曲面构造的方法不能处理复杂形状零件的问题,提出一种基于优化的伪最小面积算法。该算法从优化的角度以滑移约束曲面的面积属性为研究对象,从而降低对零件形状的依赖度。该算法假定冲压时刻板材上的各物质点不发生流动,以冲压某一时刻凸、凹模的离散网格信息为已知量,此时刻凸、凹模各网格节点的z向坐标为约束,以所求滑移约束曲面的面积平方最小为目标函数,计算各三角形网格单元的面积,按与力学有限元中整体刚度矩阵相同的组装方式形成曲面的整体面积方矩阵,将空间曲面构造问题转化为一个标准二次规划问题,采用基于信赖域的方法求解该二次规划问题。弹簧支座和中柱算例的迭代次数和中间滑移约束曲面形状表明,该算法可以针对形状不规则的零件快速、有效的生成空间滑移约束曲面。

基于梯度曲面面积与稀疏约束的图像平滑方法

针对纹理图像在平滑过程中低对比度边缘易丢失和纹理细节抑制不彻底等问题,提出基于梯度曲面面积与稀疏约束的图像平滑方法。首先,将图像视作三维空间中的二维嵌入曲面,再在此基础上分析图像的几何特征并提出梯度曲面面积约束正则化项,以提高纹理抑制性能;其次,根据图像的统计特性,建立L0梯度稀疏与自适应梯度曲面面积约束的混合正则化约束图像平滑模型;最后,采用交替方向乘子法对非凸非光滑的优化模型进行高效求解。通过纹理抑制、边缘检测、纹理增强和图像融合等方面的实验结果可知,所提出的图像平滑算法克服了L0梯度最小化平滑方法易造成的阶梯效应和欠滤波等缺陷,能够在去除大量纹理信息的同时保持并锐化图像显著的边缘轮廓。

约束四面体剖分和三维物体表面重建

该文提出了约束曲面和约束最大空球凸多面体的概念,在此基础上设计了一种在空间区域上做约束Delaunay四面体剖分的算法。该算法的基本思路是首先对空间区域进行约束最大空球凸多面体剖分,然后在各个约束最大空球凸多面体内部做Delaunay四面体剖分。利用约束Delaunay四面体剖分算法,该文进一步设计了一种三维物体表面重建算法。

3D车载环视全景生成方法

通过单应矩阵生成的鸟瞰视角全景图像存在严重的信息损失和边缘模糊形变。为三维空间点加入约束,将其限制在二维空间中,可以实现一幅图像从一个视角唯一变换另一视角。假设3D空间点来自于一个"包裹"车辆的曲面,使得原始摄像头图像上每一点对应的投影线都和曲面有交点,摄像头从不同角度观察曲面和车辆,便可生成多视角全景图像。针对相交区域也进行了特殊处理。最后的实验表明,生成的多视角的全景图像既可以充分利用原始图像信息从不同视角观测车辆周边场景,同时也减少了边缘模糊和扭曲,相交区域的过渡也显得更加自然、平滑。

多步逆成形有限元法中间构型初始解预示算法

在逆成形有限元法中,为考虑加载路径的影响,针对不同成形类型阶段引入中间构型,整个过程被划分为多阶段成形过程,即多步逆成形有限元法,一个好的中间构型初始解的构造是其中的关键问题之一。针对中间构型初始解的构造,提出一种基于滑移约束曲面的节点反向映射法:利用板材的纯几何弯曲效应构造出弯曲构型,经过伪最小面积法优化后生成空间滑移约束曲面;投影展平的最终构型网格面到展平滑移约束曲面网格中,利用面积坐标计算出所有投影节点的坐标;投影节点反向映射回到空间滑移约束曲面上,构造出对应中间构型的初始解。另外,针对中间构型初始解构造中可能出现部分节点无投影区域的问题,给出一种扩展空间滑移约束曲面轮廓的解决方法。零件的数值算例验证相应算法的可行性与有效性。

汽车最佳运行条件的动力学分析

本文根据不同的路面条件与约束曲面，由动力学分析给出了汽车运行的最佳条件。

利用可视化语言实现拱坝优化设计的边界搜索法

边界搜索法是根据结构优化最优解必定出现在可行域边界上的原理,将搜索范围限定在约束曲面上,使原来的约束极值问题转化为无约束极值问题,因而可用比较简单的无约束优化方法来求解。本文在简要说明边界搜索法概念的基础上,介绍了如何将单形法用于边界搜索法及拱坝应力近似计算的逐步逼近解法,并以一个拱坝实例说明边界搜索法在拱坝优化中的应用及效果。

一种运动相机强视差下运动目标检测方法(英文)

从多视角几何的角度分析了强视差下基于运动相机的运动目标检测问题,提出了曲面单应模型,给出了多视角下的三维静止场景的约束条件。现在一般的方法是平面加视差或直接用基础矩阵等简单的几何约束,但无法解决约束条件退化的问题。该算法框架提出了比基础矩阵更强的约束条件,将基础矩阵面退化情况改进为曲面单应下的线退化,并根据曲面单应引入了建模、学习、检测的过程,从而解决了约束条件退化的问题。与以往算法不同,该算法不需要主平面,也不需要防止摄像机出现退化的情况。根据实际采集的图像序列进行了分析对比,真实的数据测试表明该算法在保证算法准确性与稳定性的前提下,能快速有效地学习摄像机的运动,极大地提高了运动目标的探测率,解决了约束条件退化的问题。

限制空间范围条件下(类)平抛运动的末速度极值问题举例

本文实例剖析了在竖直面、水平面、斜面、抛物面、圆弧面限制平抛运动末速度的极值问题,提出了解决这类问题的优先思路和常用的4种求极值的数学方法.