Poisson曲线的递推求值

计算Bézier曲线上一点的DeCasteljau递推算法和计算B样条曲线上一点的DeBoor递推算法是计算机辅助几何设计(CAGD)领域里的两个经典算法。它们使得计算曲线上一点变得直观和快捷,非常适合用计算机编程实现。文章对Poisson曲线进行了研究,在上述算法的基础上,提出了计算Poisson曲线上一点的递推算法,并将其推广到有理Poisson曲线的情形,提出了有理Poisson曲线的递推算法。

一种证明二次有理Bézier曲线曲率分布特征的新方法

本文给出了一种证明二次有理Bézier曲线曲率分布特征的新方法.该方法主要通过利用圆锥曲线的几何特征,得到圆锥曲线段的对称轴方程;并基于控制顶点和对称轴的位置,给出了二次有理Bézier曲线的曲率分布特征定理.这个方法与其他学者提出的方法相比更简单,更容易理解.

关于素域上的Koblitz曲线

二元扩域F_(2^(m))上的Koblitz曲线Ea属于椭圆曲线密码学中最早一类具有理论和实际意义的曲线,在其上算术运算起重要作用的Frobenius映射τ以下面的方式关联基域的元素个数和有理点的个数:2^(m)=N(τ^(m)),#E_(a)(F_(2^(m)))=N(τ^(m)-1),其中N是Z[τ]上的范,而有理点的个数公式通过zeta函数得出.近来区块链平台中的密码选择使素域上的Koblitz曲线E_(b):y^(2)=x^(3)+b/F_(p)得到关注,这里的素特征p≡1(mod 3).关于Eb的有理点的个数计算已有Rajwade的经典结果,其推导过程与zeta函数并无关系.本文从Rajwade公式得到Eb的有理点的个数的一个简洁表达,只需复数的基本运算,不再涉及平方剩余或立方剩余,也不用列出六个分段情况.本文公式基于Eisenstein整数环Z[ω],证明存在素元π∈Z[ω]和单位u∈Z[ω],使得p=N(π),#E_(b)(F_(p))=N(π-u).这是同二元域上Koblitz曲线的情形完全相似的表达,存在两个Z[ω]中差为一个单位的整数,它们的范分别给出基域的元素个数和曲线上有理点的个数.为此还发展了一些计算三次剩余的工具,包括有理整数的三次剩余的判定,也首次给出了2的三次剩余的确切公式.

有理参数曲线的C1分段根式弧角重新参数化算法研究

曲线和曲面的参数化与重新参数化是计算机辅助几何设计研究中的基本问题。针对一类角速度函数在单位区间上存在零点的有理曲线参数表示,研究其近似弧角重新参数化,通过分段根式变换复合分段M?bius变换并结合C1连续的弧角新参数化算法,提出一种基于C1分段根式变换的重新参数化算法。实验表明,该算法能极大提升有理参数表示的角速度均匀度。

基于重心插值配点法求解变系数广义Poisson方程

提出了一种求解二维变系数广义Poisson方程的重心插值配点法,重心插值配点法是一种真正的无网格配点方法,其在计算域内不用划分网格,得出的数值解在一定误差范围内可以无限接近精确解,同时具有很好的数值稳定性.本文中的数值算例均采用重心有理插值配点法和重心Lagrange插值配点法来计算,然后通过与解析解的比较,可以得出该方法具有快速、准确和易于数值计算的优点,是一种较好的数值计算方法.

基于贝塞尔曲线的数控加工刀具路径平滑方法

应用常规方法平滑数控加工刀具路径后,路径平滑指数和产品合格率均较低。因此,提出基于贝塞尔曲线的数控加工刀具路径平滑方法。根据双弓高误差判断条件识别连续微小线段加工区域,利用分段有理多项式函数表示加工区域的贝塞尔曲线,选择控制点后,通过约束贝塞尔曲线,实现对数控加工刀具路径的自动化平滑处理。结果表明,应用该方法后,路径平滑指数始终在0.96以上,且数控加工产品的合格率最高可达98.16%,说明此方法在数控加工刀具路径平滑方面具有良好的应用前景。

有理Bézier曲线的降阶

从最优化思想出发,把有理Bzier曲线的降阶问题转化为求解优化问题,这样使得权因子和控制顶点能被分开考虑,从而保证了权因子的非负性.同时,结合智能计算中的仿生学方法和程序设计方法,给出有理Bzier曲线降阶的一种新方法.该方法首先计算简单,应用适应值函数和简单的循环执行复制、交叉、变异、选择求出最优值或次优值,其次实现了有理Bzier曲线的保端点插值的多次降阶,降阶后的有理Bzier曲线直接以显式给出.

非均匀有理B样条曲线直接插补进给速度规划

在非均匀有理B样条直接插补算法中,为了提高插补实时性、克服前瞻规划算法的缺点,提出了基于进给速度预处理曲线的进给速度规划方法。该方法在插补前,通过建立进给速度预处理曲线来取代非均匀有理B样条曲线实时插补进给速度规划的前瞻算法。在速度规划过程中,为了防止进给加速度和加加速度超过机床性能要求,在曲线曲率变化较大的区域,采用基于逐点比较计算的方法规划每个参数点处的进给速度。通过MATLAB仿真表明所提方法具有较高的加工精度、良好的进给速度平滑效果和实时插补性能。

基于参数速度逼近的等距曲线有理逼近

该文提出了曲线的参数速度逼近问题 ,指出等距曲线逼近的关键在于参数速度的逼近 ,并用两种方式来实现它 .首先 ,以法矢方向曲线的控制顶点模长为 Bézier纵标构造 Bernstein多项式 ,以它来逼近曲线的参数速度 ,给出了相应的几何方式的等距逼近算法 ,进一步利用法矢方向曲线的升阶获得了高精度逼近 .其次 ,基于参数速度的 L egendre多项式逼近和插值区间端点的 Jacobi多项式逼近 ,导出了保持法矢平移方向的两种代数方式的等距有理逼近算法 .

基于Poisson方程的曲线形状渐变方法

以定义在分段线性曲线上的离散Poisson方程为理论基础,提出了一种同时适用于平面和空间曲线形状渐变的方法.通过在源曲线和目标曲线上定义局部标架,给出了一种非线性梯度场插值算法,使得源曲线的梯度场逐步过渡到目标曲线的梯度场,所得到的中间梯度场与用户指定的关键节点路径一起输入离散Poisson方程求解得到渐变序列.该方法不直接插值顶点坐标,而是将源曲线与目标曲线视为定义在公共定义域上的标量场,并在梯度域进行梯度场操纵.对中间帧曲线周长以及平面曲线所包围的内部面积变化的统计表明:该算法尽可能地保持了几何形状的刚性,在中间帧求解的稳定性方面该算法优于同类其他方法.

有理曲线的多项式逼近

利用曲线摄动的思想给出了用多项式曲线逼近有理曲线的一种新方法．其基本步骤是对有理曲线的控制顶点进行摄动，使之产生一多项式曲线，并使摄动误差在某种范数意义之下达到最小．同时，通过适当控制摄动曲线的顶点，使逼近多项式曲线与有理曲线在两端点保持一定的连续性．这一结果可以与细分（ｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎ）技术结合给出有理曲线的整体光滑的分片多项式逼近．实例表明，在某些情况下本文中的方法要优于传统的Ｈｅｒｍｉｔｅ插值方法及Ｔ．Ｗ．Ｓｅｄｅｒｂｅｒｇ和Ｍ．Ｋａｋｉｍｏｔｏ（１９９１）提出的杂交曲线逼近算法．

三次有理插值样条曲线曲面

利用有理三次Bézier曲线的端点插值性质,导出了构造三次插值样条曲线曲面的一种新的基函数——RB基函数。由RB基函数构造了C1有理三次插值样条曲线和有理双三次插值样条曲面。

有理C-Bézier曲线的形状分析

对有理C-Bézier曲线进行了形状分析,得出曲线上含有奇点、拐点和曲线为局部凸或全局凸的、用控制多边形边向量相对位置表示的充分必要条件,并讨论了权因子变化对曲线形状图的影响.

插值曲线区域控制的加权有理插值方法

插值曲线约束于给定的区域之内是曲线形状控制中的重要问题 .文中利用分母为线性的有理三次插值样条和仅基于函数值的有理三次插值样条构造了一种加权有理三次插值样条 ,由于这种有理三次插值样条中含有新的参数 ,给约束控制带来了方便 .给出了将插值曲线约束于给定的折线、二次曲线之上 (下 )或之间的条件 ,最后给出了数值例子 .

二次有理Bèzier曲线曲率单调条件的研究

文中研究并推导出了二次有理 Bèzier曲线的曲率单调条件 .研究结果表明 ,有理 Bèzier曲线比 Bèzier曲线的曲率单调条件具有更大的自由度 .对于任意的三个控制顶点 ,只要两控制边的夹角不小于 90度 ,必定存在一族曲率单调的二次有理 Bèzier曲线 .二次有理 Bèzier曲线不仅可表示曲率单调的抛物线段 ,还可表示曲率单调的椭圆弧和双曲线段 ,这取决于权因子的取值 .

一类基于函数值的有理三次样条曲线的形状控制

将插值曲线约束于给定的区域之内是曲线形状控制中的重要问题。构造了一种基于函数值的分母为二次的C1连续有理三次插值样条。这种有理三次插值样条中含有调节参数,因而给约束控制带来了方便。给出了将该种插值曲线约束于给定的折线、二次曲线之上、之下或之间的充分条件及将其约束于给定折线之上、之下或之间的充分必要条件。

基于有理B样条曲线的焊接机器人操作空间轨迹规划

对空间复杂曲线机器人轨迹规划问题进行了研究.通过Solid Works软件提取三维模型上焊缝曲线的IGES数据文件,将曲线分为直线、圆弧、有理B样条曲线形式;建立曲线路径点离散算法模型,并根据工件特征进行各路径点的焊枪坐标系路径规划工作.在VBA环境下编制规划程序,并传送给Robotstudio软件.仿真和焊接实验表明:该算法相比人工示教工作可以快速完成焊接机器人的路径规划工作.

三次均匀有理B样条曲线的权因子优化光顺算法

给出了一种使三次均匀有理Ｂ样条曲线光顺的权因子优化算法，通过优化计算，得到了光顺曲线的权因子。本文采用了非线性优化技术计算光顺曲线的权因子。

空间均匀有理张力样条参数曲线

引入了基于双曲样条函数的、具有张力参数的空间有理等距节点样条参数曲线 ,给出了这种曲线在每个样条子区间上为挠曲线段 (即非平面曲线 )的充分必要条件 ;分析了这种挠曲线段没有尖点、重结点和泛拐点的特性 ;因而在用于空间曲线几何造型时可避免奇异性 .当张力参数趋于零或趋于无穷大时的极限曲线 ,分别是等距节点的有理三次B样条曲线和其控制多边形 ,故张力参数可用于调节曲线的光顺性 .还给出了将权系数用于曲线插值的一种方法 .

一种有理插值曲线的保凸控制问题

在给定的插值数据条件下,利用一种带参数的有理插值方法,通过调整插值函数中的参数,给出了插值曲线的保凸方法和该方法得以实现的充分必要条件。这种条件是对参数的简单的线性的不等式约束,容易在计算机辅助几何设计中得到实际应用;而在理论上,它将一般插值理论上的“插值函数关于插值条件的唯一性”演化为“插值函数关于插值条件和参数的唯一性”。给出的数值例子说明了这种方法的有效性。