三维几何造型的理论与技术

本文综述了三维几何造型的理论与技术在ＣＡＤ／ＣＡＭ领域中的应用与发展概况；同时介绍了三维几何造型的理论与技术发展的三个里程碑——线框造型、曲面造型和实体造型；并简要论述了用质点系模型和流质系模型解决模糊实体造型的理论与技术问题     

以网络为中心的协同特征造型

在网络化同步协同设计环境中,如何实现CAD系统之间的实时数据交换和模型同步,成为协同几何造型的关键问题。文中提出了一种新的复制式协同特征造型方法,该方法将现有的特征造型技术与分布计算、网络通信技术相结合,通过简单的造型消息交换来实现增量式协同造型,可以较好地满足几何模型实时同步的需要,而且也部分地解决了异构CAD软件之间的数据交换问题;并详细地介绍了协同造型通信协议、对象引用机制、以及分布式协同造型系统。     

基于ACIS的钣金零件特征及其展开研究

一、前言 零件造型就是指利用计算机系统来描述零件的几何形状及其相关的信息,建立零件计算机模型的技术.自20世纪60年代至今,造型理论及其发展得到了不断的完善和发展,一系列数据及文献表明,造型技术已经逐步从几何造型向特征造型发展.     

基于手绘的实体鲜花造型方法

现有3D鲜花造型方法设计出的模型都不满足几何密闭性,为此提出一种实体鲜花手绘造型方法.首先将花序、花朵的结构造型和几何造型分离;然后通过引入交互式编辑手势,允许用户在花序和花朵结构图上自由编辑各种结构参数;再引入手绘造型方法允许用户自由创建和编辑花朵3D几何元素;最后自动合并所有的3D几何体使其成为一个防水的网格模型.实验结果表明,该方法对于没有任何3D造型知识的用户也可以轻松地创建出真实而又复杂的实体鲜花模型;由于模型达到实体防水化要求,因此从几何和拓扑上保证了其3D可打印性,通过3D打印后的真实模型可以进一步用于可视化、动画以及装饰制造.     

基于OpenCASCADE的“一元四体”模型实现技术研究

根据"一元四体"(简称AMFB)产品信息建模原理,应用OpenCASCADE几何造型平台研究对OpenAMFB系统进行了体系结构设计、应用框架设计。基于此并研制了以OCAF开发框架为软件架构的"一元四体"模型应用系统OpenAMFB,验证了该原理实现技术的可行性,为以模型为中心的产品信息集成系统研发提供了借鉴。OpenAMFB系统能与CAE、CAM及CAPP等系统更好地共享数据和信息,对信息、机械等工程技术领域的研究都有重要的理论参考价值和实际指导意义,对CAD/CAE/CAM/CAPP集成的发展起到一定的推动作用。     

三维面模型的几何压缩技术综述

随着应用需求的增长,三维模型的规模和复杂度急剧增长,给模型的存储和在有限带宽的网络上传输带来了很大的困难.因此,研究空间需求小、适合于计算机网络传输的三维模型的表示方法具有十分重要的意义.三维模型的压缩主要包括拓扑压缩和几何压缩.由于压缩数据中的大部分是几何压缩数据,因此已发展了许多几何压缩方法,以提高模型的压缩效率.为使相关的学者和工程技术人员较好地了解几何压缩技术,本文对这方面的工作进行了较全面的介绍.本文首先介绍了几何压缩的基本流程及几种几何压缩方法的分类原则,然后将几何压缩技术分为基础压缩方法和经过模型变换的压缩方法两大类并分别进行详细的介绍,讨论了各个方法的特点,最后结合我们自身的工作认识对几何压缩技术进行小结和展望.     

非流形几何造型的布尔运算

非流形的几何造型用统一的结构来表示线框、表面和实体,是目前几何造型系统研究的热点。而模型的构造需要一个有效的布尔算法。论文提出一种由布尔运算定义的能够快速和任意重塑几何模型的新方法。这种方法利用非流形几何造型的性能,使得人们可以反复进行交互设计,并可用于特征造型。     

以AutoCAD为平台的机器人运动仿真研究

借助AutoCAD工作平台、以参数化三维实体造型进行建模,利用AutoLISP语言为工具进行机器人运动仿真,以Puma50为例,建立了机器人的数学模型和几何模型,并通过运动仿真,使其数学模型和几何模型得到了相互验证。     

基于圆角特征简化的工序三维几何建模方法

三维实体模型是CAX集成研究中的基础,圆角特征广泛存在于零件设计模型中,为提高此类零件工序三维几何建模的准确性,提出一种基于圆角特征简化的工序几何建模方法.通过分析工序三维几何建模过程中对圆角特征几何元素的提取过程,提出构建圆角特征线段,以便准确获取三维模型上的加工特征边界;利用加工特征边界和拉伸、旋转和扫掠3种常用的几何造型方式,建立加工体积特征;通过上一道工序的三维模型与加工体积特征作布尔差运算,得到本工序的三维几何模型.最后以某零件的工序三维几何建模过程为例,采用3种方法进行工序几何建模,通过对结果的分析对比,验证了文中方法的优越性.     

面向几何造型的核心模型

本文针对几何造型系统中几何模型在实现时存在的问题,提出了一种核心模型的思想,该核心模型为几何模型的实现提供结构与功能上的支持,具有灵活性大和与具体数据结构无关的特点。本文讨论了这种核心模型的组成结构和基本功能,并且提出了一种以几何数据类型为基础的实现核心模型的方法。     

网络实验室智能DNS解析系统研究与开发

对智能域名DNS解析设备（广域网负载均衡设备）的开发,旨在解决天津师范大学WEB服务器访问速度慢,打不开网页,加快网络中心访问速度等问题,随着网络应用的不断深入,远程教学和在线辅导已经成为当今继续教育和高校办学的一种手段。因此,本课题研究主要针对智能DNS开发与应用来解决在校园网中网络教学中心进行实时交流,网络中心服务器必须具备提供大量并发访问服务的能力,而网络中心服务器的处理能力和I／O能力就会成为提供服务的瓶颈的问题。     

作战超网络多Agent模型

运用网络化作战的思想,分析了军事网络的性质,将复杂适应系统理论多Agent建模和超网络建模相结合,提出一种超网络多Agent模型.该模型使用超网络表示军事网络;在微观层面,扩展实体的网络属性;宏观层面考虑了网络的演化行为.模型结合实体关系对网络的涌现和整体网络对实体行为的驱动实现网络状态机,规定和反映网络的交互关系和发展变化,以更好地反映信息化作战条件下的体系对抗特征.使用该模型建立的仿真平台比较适合进行指挥、控制方面的实验.     

面向智能交通系统的仿真路网快速建模方法

提出了一种面向智能交通系统的仿真路网模型,与传统路网模型相比,增强了几 何表达和拓扑表达能力,同时其上可附着丰富的交通属性数据,能够满足精细化智能交通仿真 的需求。在此基础上,研究了一种路网数据迁移方法,从现有电子地图快速提取并构建面向智 能交通系统的道路路网。通过对几何精确性、拓扑完备性和建模高效性的测试表明,该路网模 型及其建模方法,提高了交通仿真基础路网建模的效率,降低了建模成本,为智能交通仿真的 广泛应用提供了高效、可靠的道路数据来源。     

A Spatial Access-Oriented Implementation of a 3-D GIS Topological Data Model for Urban Entities

3-D analysis in GIS is still one of the most challenging topics for research. With the goal being to model possible movement within the built environment, this paper, therefore, proposes a new approach to handling connectivity relationships among 3-D objects in urban environments in order to implement spatial access analyses in 3-D space. To achieve this goal, this paper introduces a 3-D network data model called the geometric network model (GNM), which has been developed by transforming the combinatorial data model (CDM), representing a connectivity relationship among 3-D objects using a dual graph. For the transformation, this paper presents (1) an O(n ²) algorithm for computing a straight medial axis transformation (MAT), (2) the processes for transforming phenomena from 3-D CDM to 3-D GNM, and (3) spatial access algorithms for the 3-D geometric network based upon the Dijkstra algorithm. Using the reconstructed geometric network generated from the transformations, spatial queries based upon the complex connectivity relationships between 3-D urban entities are implemented using Dijkstra algorithm. Finally, the paper presents the results of an experimental implementation of a 3-D network data model (GNM) using GIS data of an area in downtown Columbus, Ohio.     

基于模拟退火算法的BP神经网络模型估算高分辨率叶面积指数

卫星遥感技术的快速发展使得获取全球大范围叶面积指数成为可能,但基于现有的算法和数据估算高分辨率LAI的精度还需要提高。针对农作物、草地和林地等3种典型地表类型,选取地面观测数据较多的4个研究区,包括3个各地类用于建模验证的研究区与一个用于适用性验证的独立研究区,针对4个研究区,分别获取地面测量数据以及对应的30 m空间分辨率地表反射率数据。在3个主要研究区建立并比较了NDVI植被指数经验模型、BP神经网络模型和基于模拟退火算法的BP神经网络模型,利用地面实测数据对模型进行验证。结果表明：在研究所选的3个主要研究区,基于模拟退火算法的BP神经网络模型的估算精度比BP神经网络模型和NDVI经验模型的估算精度高,农田、草地和林地站点估算结果的决定系数分别为0.899、0.858和0.863,BP神经网络模型的估算结果决定系数分别为：0.763、0.710和0.742,NDVI经验模型的精度最差,其估算结果的决定系数分别为0.622、0.536和0.637。为了验证SA-BP神经网络的适用性,选取独立研究区进行验证,结果显示验证精度较高,R²为0.842,RMSE为0.689 5,说明该模型外推能力较好。研究证明了基于模拟退火算法的BP神经网络模型提高了模型泛化能力,有效防止了BP神经网络模型滑入局部最小值,是提高高空间分辨率LAI估算精度的有效手段。     

基于进化神经网络的玩家情感定量建模方法

玩家建模是游戏设计领域中一项重要的研究内容,国外学者已经提出了基于统计学的建模方式,但是这类方法需要主观构建数学模型,缺乏客观性。提出一种基于进化神经网络的定量建模方法,构建从游戏数据到玩家情感偏好之间的非线性模型。实验结果表明,该方法所建模型具有客观、高效的特点,并且具有较高准确度。     

非正则精确模型的布尔操作

为了加强造型系统的表达能力,实现对线框模型、曲面模型和实体模型的统一表示和操作,该文采用非正则精确模型作为几何对象表示的数据结构,并给出了相应的布尔操作实现算法,在保证效率和精确性的同时确保鲁棒性是算法的目标.作为一个特征造型系统的几何核心,该算法已经在基于NT平台的特征造型系统GS-CAD98中实现.     

精细化交叉口数据模型的建模方法

针对现阶段交通网络数据模型对交叉口处物理几何形态以及交通组织渠化描述不足的现状,提出了一种面向精细化交叉口的路网数据模型,从物理、逻辑和几何三个层面对交叉口的逻辑拓扑、标线规则等信息进行描述,以支持交通分析的计算需求;同时,提出了一种基于物理拓扑和逻辑拓扑采用基于要素的线性参考技术,构建交叉口几何拓扑的建模方法。最后对平面交叉口进行建模实验,实验结果表明该方法能够有效地支持精细化交叉口几何数据的自动生成。     

应用前馈神经网络的大柔性机翼阵风响应分析

大柔性飞行器因结构重量低、柔性大使得机翼等部件在受载时产生较大的弹性变形,呈现显著的几何非线性效应,因此准确的结构大变形建模方法对于几何非线性气动弹性分析至关重要,而神经网络对非线性系统具有强大的拟合能力,可通过将神经网络应用于非线性结构建模,构造适用于结构大变形的前馈神经网络预测模型,在样本特征和数据结构相对较优的条件下结合曲面涡格法,搭建非线性气动弹性分析框架,对某机翼模型进行阵风响应计算;结果表明神经网络模型能准确预测大柔性机翼结构大变形,应用到气动弹性分析后能进行准确的阵风响应计算,验证了将神经网络应用到结构大变形预测的可行性,为以后机器学习技术与气动弹性分析结合的研究提供思路和方法。