基于函数映射的二维形状内蕴对称检测算法

针对现有的二维形状内蕴对称检测方法表现欠佳的问题,提出了基于函数映射的二维形状内蕴对称稠密点对应谱优化(FM-2DSISD)方法。首先,设计了对噪声数据鲁棒的稀疏特征对称点对提取算法。其次,利用特征对称点对和函数映射框架,建立了以保持函数映射矩阵每个主子矩阵对角正交性为优化目标的数学模型,证明了该优化目标能保持内蕴对称映射的等距性。借助谱上采样技术,通过频谱域和空间域交替迭代优化函数映射矩阵和逐点映射矩阵。数值实验表明,FM-2DSISD方法对二维光滑形状和噪声形状的检测效果均优于现有检测方法。

带2个形状参数的多项式可展曲面造型

构造了一组带2个形状参数的多项式基函数,其为三次伯恩斯坦基函数的扩展。首先,给出了该组基函数的基本性质,分析了基函数的逼近性和形状可调性,讨论了用该组基函数构造插值样条的保正性和保单调性;然后,基于对偶性原理,用该组基函数构造了包络可展曲面和脊线可展曲面,并分析了可展曲面的G^(1),G^(2)及G^(3)连续性;最后,用实例验证了方法的有效性。

带形状控制的二次有理三角样条曲线

利用函数值及其一阶导数来构造带形状控制的二次有理三角样条曲线.从理论上详细讨论了该插值曲线格式的值控制及拐点控制,并从最优化角度结合设计目标,给出了拐点位置计算的最优纪方法.实例表明,该曲线格式及优化方法可用于造型设计.

使用局部支撑径向基函数的隐式曲线曲面几何迭代算法

由散乱数据稳定重构曲线曲面,在变分拟插值方法的基础之上,提出了使用局部支撑径向基函数的隐式几何迭代算法.首先,根据给定数据点的法向构造隐式函数的非零约束,构造计算隐函数系数的迭代格式,并讨论其收敛性;然后,在此基础上引入加速因子,对隐式迭代算法进行加速,同时讨论了加速算法的收敛性;最后,为了降低迭代过程空间和时间的复杂度,给出了一种加速算法的改进版本.数值实验表明,使用局部支撑径向基函数的隐式几何迭代算法对曲线曲面重构是有效的,并对部分信息缺失、非均匀分布、带噪声采样数据的重构也达到了较好的效果,且实现简单,易于并行.

基于距离场的二维偏移曲线快速生成方法

提出了一种快速生成二维偏移曲线的方法.对于无自相交的二维多边形曲线,该方法能构造无自相交、保留准确尖锐特征的二维等距偏移曲线.算法的基本思想:先在一个均匀网格上根据给定的曲线采样一个局部有向距离场,然后使用等值线抽取方法从有向距离场中获取偏移曲线.在构造局部距离场时引入3个过滤器,在远离偏移曲线的区域消除大量冗余计算.采用经典MS(marching square)方法抽取初始多边形偏移曲线,通过一个混合解析解和二分搜索方法,快速计算得到偏移曲线与网格边的准确交点.根据最近点位置信息对初始多边形偏移曲线进行简化和特征重构(如尖角和圆弧),构造无自相交、顶点数少、具有尖锐特征、含混合直线和圆弧段的准确偏移曲线.大量数据实例说明该方法性能良好.

空间曲线的拟插值重建

在一元Multiquadric拟插值算子的基础上,将一元基函数扩展到多元,并重新定义了空间点之间的距离,提出了一种新的多元拟插值算子,并分析了其任意阶多项式再生性及逼近性.数值实验表明,新的多元拟插值算子可直接使用空间点集的坐标实现曲线的高精度拟插值重建.