寻找三维散乱数据点拓扑结构的一种算法

以三维坐标测量机测量得到的曲面数据点点云为基础，提出了一种基于包围盒的自动寻找三维散乱数据点之间拓扑结构的算法。该方法根据三维点集的分布特点，将实体表面的采样点分布到正六面体包围盒中，利用包围盒空间分割原理，建立点集之间的拓扑结构关系，并根据采样点密度，剔除噪声点，提高了曲面重建的准确性。     

基于散乱点云数据的曲面重构方法

散乱点云的三维重构有广阔的应用前景,通用高效的重构算法是研究重点之一,目前大多采用三角面片重构,与通用CAD/CAM系统中的四边域重构不兼容。本文提出一种在三角域上对散乱点云数据进行NURBS曲面重构的方法,结合了三角面片重构的灵活性与NURBS曲面重构的通用性。首先对测量点     

基于NURB S插值的散乱数据点人体自由曲面重构技术

本文基于NURBS理论体系提出了三维人体自由面重构技术：将密集的散乱人体表面数据点进行初步压缩,根据更新的曲线差值算法得到截面上的插值曲线;在曲线上插入控制点形成控制点短阵,最后根据控制点矩阵构造NURBS人体。     

基于边特征的点云数据区域分割

为了提高反求工程建模的效率,提出了一种基于空间栅格的区域分割方法.该方法采用二次抛物面模型计算散乱数据点的曲率,利用空间栅格结构建立散乱点的拓扑关系,根据栅格中数据点与栅格中心点的相对位置计算栅格曲率以及相邻栅格间的曲率差值,由曲率差函数判别并抽取边特征栅格.通过特征栅格的空间位置与曲面栅格的连通性实现了空间散乱数据的区域分割. 工程应用实例表明: 该方法能够直接处理点云数据而无需构建三角网格,具有运算简单,稳定性高等特点.可有效解决具有曲率突变性的点云数据的区域分割及特征提取问题.     

基于网格化曲率聚类的点云分割

针对三维散乱点云数据,提出一种基于网格化曲率聚类的点云分割算法．首先对点云进行三维空间动态网格划分建立散乱数据点的拓扑关系,利用坐标转换法,在局部坐标系内拟合抛物面,进而求得高斯曲率、平均曲率等微分信息,然后基于聚类分析的思想利用高斯曲率和平均曲率的相似性进行点云数据的初始分割,再利用空间网格的拓扑关系检查和纠正完成点云数据的区域分割．该方法不需计算出每一个测量点的曲率值,从而提高了计算速度．     

基于逆向参数化的B样条曲面重建算法

目的 解决B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化两大难点问题,提出一种基于逆向参数化的B样条曲面重建算法.方法 首先构建基曲面,在基曲面上根据参数(u,v)进行采样,沿其法线方向进行数据的滤波和精简,求得参数(u,v)对应的精简点,然后对采样求取的精简点集进行B样条曲面拟合,该方法提供了B样条曲面重建的一个新思路.结果 新算法突破了传统密集散乱点云数据的B样条曲面重建基本过程,采用与正向参数化相反的过程进行参数化,解决了B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化的难题;具体试验分析表明新算法不仅在参数化的同时完成了数据滤波和精简,而且在时间和迭代效率方面都具有优势.结论 新算法避免了求取法线的迭代过程,并且可以较容易的实现矩形拓扑网的自动生成,新算法在自主开发的智能测量建模加工一体化装备中得到了应用验证.     

基于八叉树与RBF神经网络的曲面三角网格生成

采用八叉树空间分解法生成曲面离散点集,再由点的最近邻域搜索得到三维散乱点集的Delaunay三角剖分算法,并通过对输入的散乱点集进行数据平滑预处理,确定特征点和提取特征线,从神经网络的权值矩阵直接计算曲线控制顶点或曲面的控制网格,最后结合RBF神经网络,提出了一种快速、有效的曲面三角网格直接生成法,其网格生成质量较好....     

移动最小二乘重采样在三维重建中的应用

针对地面三维激光扫描仪采集的多站点点云数据受配准精度和重叠区域的影响,经多视角对齐后生成带有大量噪声和冗余的散乱点云从而影响曲面重建的问题,提出一种基于移动最小二乘重采样的算法：计算点云的ｋ邻域,建立散乱点云的空间拓扑关系,选择合适的基函数和权函数,建立局部拟合区域的拟合函数,结合体素化网格模型实现点云的重采样,分别使用Ｃｒｕｓｔ算法和逆向工程软件ＧｅｏｍａｇｉｃＳｔｕｄｉ -ｏ对重采样的点云进行曲面重建。结果表明：该算法在保证局部细节特征清晰的基础上,能够提高模型表面的光滑性和三维重建的效率,具有很高的实用价值。     

球面上散乱数据的光滑性曲面插值

给出了一种基于球面反距离的C插值函数用来解决球面上散乱数据的光滑性曲面插值问题，该方法可用于解决一类拓扑等价于球面的曲面上散乱数据曲面插值问题．     

面向NURBS曲线构建的切片技术研究

激光点云数据NURBS曲线曲面重构一般采用参数化方法时,要求数据点是按照特殊规则排列的,即链式曲线和曲面网格.如果被测点是不规则空间排列,运用参数化方法会非常困难,拟合曲面可能会扭曲的很厉害.针对该问题,本文利用切片技术对散乱点进行曲线重建,首先采用曲率分析方法确定切片方向,然后以一定厚度的一系列平行平面与点云求交,对"相交点集"排序,再由参数化方法进行NURBS曲线重构.经实验验证,该方法在NURBS曲线重构中具有高效率性和计算稳定性.     

算法改进的自组织神经网络曲面重构

为提高神经网络法三角网格曲面重构的效率,提出自组织神经网络算法与模糊聚类算法相结合的 改进算法．应用改进算法对大规模散乱点云曲面及花瓶实例进行了网络训练及三角网格重建,在初次网络训 练收敛后,加入模糊聚类计算模块,由模糊聚类算法中隶属度计算来确定输入样本是否可用．与自组织神经 网络算法训练特性进行了比较,结果表明：改进后算法避免了以往算法的重复循环,减少了计算量,加快了网 络训练收敛速度和三角网格曲面重构的速度,仿真重构结果表明：改进后的自组织神经网络算法可实现不同 疏密程度的三角网格曲面重建,并可在保持原数据特征的前提下实现数据精简,较通常算法收敛速度快     

电火花摇动加工中的曲面非均匀偏置补偿技术

针对模具产品复杂曲面电火花（EDM）加工中电极摇动引起的加工误差问题，提出了一种电极自由曲面非均匀偏置的补偿技术.该技术采用直接修改电极曲面几何形状参数的方法, 根据电火花加工中电极不同的摇动方式和摇动量补偿了电极的自由尺寸.在偏置补偿过程中提取非均匀有理B样条（NURBS）电极曲面的基本参数, 对电极曲面进行网格离散.根据电极不同的摇动方式，非均匀偏置离散网格.在控制误差下，逼近补偿后的非均匀电极曲面.结果表明，该补偿技术有效地解决了电极摇动的加工补偿问题，能够较大地提高模具产品的加工精度.     

基于NURBS方法的三维型腔曲面的几何描述及网络域的生成

ＮＵＲＢＳ方法是目前塑性成形三维数值模拟领域最具代表性的方法,具有强大的造型功能。研究了采用ＮＵＲＢＳ方法构造曲线、曲面方程和网格生成及插值生成曲面的问题,并利用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了描述模具型腔表面的程序。     

Numerical manifold method based on isogeometric analysis

In this study, numerical manifold method(NMM) coupled with non-uniform rational B-splines(NURBS) and T-splines in the context of isogeometric analysis is proposed to allow for the treatments of complex geometries and local refinement. Computational formula for a 9-node NMM based on quadratic B-splines is derived. In order to exactly represent some common free-form shapes such as circles, arcs, and ellipsoids, quadratic non-uniform rational B-splines(NURBS) are introduced into NMM. The coordinate transformation based on the basis function of NURBS is established to enable exact integration for the manifold elements containing those shapes. For the case of crack propagation problems where singular fields around crack tips exist, local refinement technique by the application of T-spline discretizations is incorporated into NMM, which facilitates a truly local refinement without extending the entire row of control points. A local refinement strategy for the 4-node mathematical cover mesh based on T-splines and Lagrange interpolation polynomial is proposed. Results from numerical examples show that the 9-node NMM based on NURBS has higher accuracies. The coordinate transformation based on the NURBS basis function improves the accuracy of NMM by exact integration. The local mesh refinement using T-splines reduces the number of degrees of freedom while maintaining calculation accuracy at the same time.     

CAGD中的NURBS曲面——理论与应用

对非均匀有理B样条（NURBS）曲面,特别是NURBS曲面模型反求中的若干问题进行了分析与讨论,根据采集到的数据点阵,基于VC^ 操作平台,利用OpenGL渲染环境,对鞋楦曲面进行了三维实体造型,获得了满意的结果。     

NURBS方法在覆盖件模具型面几何建模中的应用

分析NURBS方法进行曲面设计的特点,并将之应用到汽车覆盖件模具工作型面的三维设计过程中,同时以汽车顶盖模具型面设计为例,具体说明采用NURBS方法进行曲面设计的设计过程及其优缺点,并深入探讨了汽车覆盖件原始数据点的光顺处理及NURBS曲线曲面的插值拟合等内容。     

约束Delaunay三角网格生成地质构造模型

建立数字化地质模型,能够提供多角度、多细节的观察手段,提高油气资源评估的准确性,方便不同领域的专家的交流和协作.采用逐点添加、局部优化的Watson算法,能够生成包含边界、断层、离散数据点的约束Delaunay三角网格,用约束Delaunay三角网格生成地质区块的多个地质层面模型,并组合成闭合的三维地质构造模型,为地质勘探数据的分析和数据场的可视化提供了重要的基础.     

Reconstructing NURBS Surface with Features

1 Introduction Reverse engineering (RE) is ani mportant method in constructing a CAD model froman existing physicalpart during part or product design. Whenthe digitized points are available ,the CAD model could be constructedby NURBS curves or surfaces fitting, whichis a commonly available and widely used method.Many efforts have been made in constructing CAD models by fitting NURBS curves and surfaces topoints[1 ,2]. As constructing NURBS surface is usually not a stand-alone projec…     

改进的NURBS-PO法分析电大平台附近天线方向图

传统的基于非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模的物理光学(PO)方法计算天线受扰方向图时,用球面波代替真实天线的散射场,要求天线必须远离散射体．针对该问题提出了一种改进的NURBS-PO方法,用精确的天线辐射场作为入射场,不存在天线必须放置在远区的局限．此外,采用改进的Ludwig积分计算物理光学电流的曲面积分,避免了传统方法中驻相法(SPM)计算积分的理论复杂性以及通过优化方法搜索驻相点的不可靠性．数值结果与高阶矩量法的计算结果吻合良好,证明了该方法的可行性,也显示了该方法在求解高频问题时计算速度上的优势．