迭代C-B-spline曲线的拟合算法

基于盈亏修正的思想,提出迭代C-B-spline曲线的算法,来解决目前计算机辅助设计和逆向工程中急需解决的一个关键问题:无需求解方程组得到拟合(插值)给定点集的曲线。其基本思想是首先按给定的拟合点集作一条初始的C-B-spline曲线,然后用迭代公式逐次调整其控制顶点,得到一族拟合精度不断改善的C-B-spline曲线。

数控系统样条曲线插补技术研究综述

传统数控系统加工复杂曲线时,一般采用微小线段或圆弧段逼近的方法,加工精度低,易引发刀具抖动、机床振动等问题。随着CAD/CAM技术的发展,现代数控机床向高速度、高柔性方向发展,基于高质量加工的要求,提出样条曲线插补方法。对样条曲线插补方法进行综述,首先阐述了插补技术的重要性;其次从进给速度、加工精度等角度系统分析了样条曲线插补方法,分别介绍了A样条插补、B样条插补和C样条插补;最后描述了三种插补方法的发展过程和最新研究动态,对其未来趋势做了总结和展望。

汽车油罐车容积表计算软件的实现

本文依据JJG133-2016《汽车油罐车容量检定规程》,介绍了设计方案及主要模块的功能及运行效果,采用C#语言,实现汽车油罐车容积表计算软件;利用数学软件MathCAD验证,对加注高度范围内任意高度的容积进行数值计算并比较;将软件的绘图模块进行曲线对比,验证了软件输出的正确性。实验证明:该软件具有较好的实用效果,提高了工作效率和计算准确性,对汽车油罐车容积表计算具有重要的参考价值。

C-B样条曲线及曲面的光滑拼接与应用

论文在对C-B样条基函数及端点性质分析的基础上,提出了C-B样条曲线间拼接的充要条件;同时给出C-B样条曲面的几何模型,分析了两片C-B样条曲面片拼接的几何条件,并通过合理选取控制参数,简化了拼接条件,给出了相关算法及实例。最后,利用C-B样条分割和拼接技术构造工程曲面,所得结论可应用于CAD/CAM建模系统中。

Catmull-Clark细分曲面的形状调整

提出一种调整细分曲面形状的算法 该算法用cosα(Ck)取代C B样条的形状因子α,并将Ck 的定义区间从 [- 1 ,1 ]扩大到 [- 1 ,∞ ) ;然后用这种扩展了的C B样条来构造Catmull Clark细分曲面 ;使得生成细分曲面的形状不仅能够在C B样条的范围内可调 ,而且还能在标准的Catmull Clark细分曲面和初始的控制网格之间任意调整 该算法保留了C B样条和Catmull Clark细分曲面的主要特点 ,如精确表示圆柱体。

四次C-曲线的性质及其应用

以1,t,t2,t3,…为基底的Bézier曲线和B样条曲线是构造自由曲线、曲面强有力的工具.但是它们不能精确地表示某些圆锥曲线如圆弧、椭圆等,也不能精确地表示正弦曲线.本文利用一组新的基底sint,cost,t2,t,1,构造了两条新的曲线,这两条曲线依赖于参数α>0.当α→0时极限分别是四次Bézier曲线和四次B样条曲线,称之为四次C-曲线:四次C-Bézier曲线和四次C-B样条曲线.它们具有一般Bézier曲线和B样条曲线的性质:如端点插值,凸包,离散等,还可以精确的表示圆弧、椭圆及正弦曲线.作为应用,文章最后给出了四次C-Bézier曲线表示正弦曲线的条件.

C-曲线定义区间的扩展

基于对C-曲线基函数高阶导数的分析,将C-Bézier曲线参数α的取值区间从[0,π]拓展到[0,2π],将均匀C-B样条曲线参数α的取值范围逐阶扩大,并论证了基的正性.所得结果将提高C-曲线的造型能力.

基于C-B样条的Catmull-Clark细分曲面

为了解决 Catum ull- Clark细分曲面在工程上难以推广的问题 ,给出了一种基于 C- B样条的 Catumull-Clark细分曲面的算法 .C- B样条曲线是 B样条曲线的拓广 ,但它们的形状依赖于参数 α.由于新的曲面细分方法充分利用 C- B样条能够精确表示圆、椭圆等规则形体的特性 ,因而使通过此方法生成的细分曲面 ,除了在奇异点处能保持二阶导数连续外 ,还能够像 C- B样条曲线、曲面一样 ,精确地表示圆柱等常规曲面、统一工程曲面等的造型 ;同时它仍然保持细分曲面的造型特点 ,即能够解决 NU RBS曲面难以处理的任意拓扑结构的造型问题 ,另外 ,还可依赖控制参数 α的调节作用来增加造型的自由度 ,而且当 α→ 0时 ,它们就退化成 Catm ul- Clark细分曲面 .在工程图形上的应用实例表明 ,这种算法简单、有效 .

C-B样条旋转曲面造型研究

论文提出利用C-B样条来构造工程中常见的旋转曲面。在介绍C-B样条曲线理论的基础上,讨论了圆及椭圆弧的C-B样条表示及用C-B样条构造旋转曲面体的建模方法。构造了形状可调,母线可以包含圆弧、椭圆弧等的旋转曲面。该方法结构简单,造型速度快,形状在一定范围内可调,表示圆弧、椭圆弧时,参数的几何意义明确。同时由于C-B样条和均匀B样条有相同的结构,该方法可以方便地应用于CAD/CAM建模系统。

C-B样条曲线的光顺逼近算法研究

基于弹性均匀细梁的应力能和扰动能的光顺优化,提出了一种光顺C-B样条曲线的算法。该算法的基本思想是:通过调整控制参数和控制顶点使得曲线的能量最小,得到最优的光顺逼近曲线。通过最小二乘法和非线性泛函的极小值优化计算,对平面数据点进行光顺逼近,达到了光顺的目的。最后,给出了由数据拟合的C-B样条曲线光顺的实例。实例结果表明,该算法为C-B样条曲线的光顺问题提供了一种有效的新方法。

线性奇异混合C-B样条曲线

C-B样条曲线具有与B样条曲线同样的一些优点,参数α的引入增强了曲线的控制能力。为了更好地调节自由型曲线,文章运用奇异混合技术将C-B样条曲线与其控制多边形混合,构造了一种新的参数曲线,这种曲线继承了C-B样条曲线的所有优点,并且可以调节曲线在每个控制顶点的线性度,增强了C-B样条曲线的形状控制能力,算法简单,是更为直观方便的造型设计工具。

带有给定切线多边形的C^2连续的C-B样条曲线

描述了一种与给定切线多边形相切的 C- B样条曲线的算法 .在算法中 ,所有的 C- B样条曲线的控制点可以通过对切线多边形的顶点简单计算产生 .所构造的曲线对切线多边形具有保形性 ,曲线可以局部修改 .最后给出了三个算例 .

C-B样条曲线与T-B样条曲线的G^1拼接

在对T-B样条基函数及曲线端点特性分析的基础上提出了n+1阶T-B样条基函数表达式及求解方法.给出了C-B样条曲线与T-B样条曲线的G1拼接条件.在这种条件下,当C-B样条曲线和T-B样条曲线拼接时,可增加控制顶点使C-B样条曲线通过控制多边形的首末顶点,并与首末边相切.并给出应用实例,即利用T-B样条曲线能精确表示半椭圆弧(半圆弧)的特点,与C-B样条曲线进行G1拼接,从而解决了C-B样条曲面造型中无法精确表示半椭圆弧(半圆弧)的问题.

均匀混合三角多项式B-样条曲线

提出一种建立在空间Ω={sint,cost,tsint,tcost,1,t,…tk-5}上的新的均匀样条曲线———均匀混合三角多项式B-样条.给出了这种新曲线的细分公式.

带有给定切线多边形的四次C-曲线

四次C-曲线是由{sint,cost,t2,t,1}生成的曲线,包括四次C-Bézier曲线和四次C-B样条曲线,具有很多类似于Bézier曲线和B样条曲线的优良性质。文章讨论了与给定切线多边形相切的分段四次C-Bézier曲线和四次C-B样条闭曲线和开曲线;所构造的C-Bézier曲线是C1连续的,且对切线多边形是保形的;四次C-B样条闭曲线和开曲线是C3连续的,且对切线多边形也是保形的;所构造曲线段的控制点由切线多边形的顶点直接计算产生。最后以实例表明,本文的方法是有效的。

一种基于G^1拼接技术的曲面造型新方法

C-B样条曲线不能精确表示半圆弧和半椭圆弧。本文讨论了C-B样条曲线和有理三次Bézier曲线的端点性质,在对C-B样条曲线和有理三次Bézier曲线端点特性分析的基础上,通过增加控制顶点使C-B样条曲线通过控制多边形的首末顶点并与首末边相切,给出了C-B样条曲线和有理三次Bzier曲线间G1拼接条件,利用有理三次Bézier曲线能够精确表示半圆弧的特点,与C-B样条曲线进行G1拼接,从而较好地解决了C-B样条曲面造型中圆弧和半圆弧的表示问题,有效地增强了C-B样条方法控制及表达曲线的能力。

UAH B样条与均匀B样条关系研究

推出了当参数α→0+,α→+∞时k阶均匀双曲多项式B样条(Uniform Algebraic Hyperbolic B-splines:UAH B-splines)的极限形式.对4阶UAH B样条重新参数化,在给定误差范围内,UAH B样条可由4阶均匀B样条精确逼近.最后,用UAH B样条精确表示了双曲正弦曲线与指数曲线,并揭示了UAH B样条曲面与均匀B样条曲面间的关系.

C-Bézier曲线与NURBS曲线的光滑拼接条件

C-Bézier曲线是一种能够严格地表示二次曲线的新参数曲线.讨论了C-Bézier曲线与Bézier曲线、有理Bézier曲线和B-样条曲线等的G1光滑拼接的几何条件,并给出了C-Bézier曲线的近似等距曲线.

局部构造C^2连续的三次B样条插值曲线和双三次插值曲面

为了避免一般的局部插值算法生成的B样条曲线和曲面在段点处达不到理想的连续性以及出现多重内节点的问题,一种局部构造C2连续的三次B样条插值曲线和双三次插值曲面的方法被介绍。该方法借助节点插入算法逐步地迭代出样条控制顶点,其思想简单、几何直观、算法速度快,在曲线中夹直线段、尖点以及在曲面中夹棱边和平面都能比较容易实现。生成的曲线光滑度高、无重节点。文章最后还利用这种构造方法给出了一种在指定范围内按规定变形曲线的方法。

B样条曲线C^2连续混合

提出了一种新的B样条曲线混合方法。混合曲线是一条整体三次B样条曲线。裁剪后原曲线上的数据点、两个裁剪点、新增数据点以及中间连接点组成数据点列,混合曲线即插值于该数据点列。通过插入新增数据点,使混合曲线上两个裁剪点外侧附近的形状与原曲线完全匹配。混合曲线上两个裁剪点之间的中间部分的形状与光顺性可通过调节两个参数值加以控制。