数学模型已知的自由曲面数字化自适应采样

针对数学模型已知的自由曲面,依据质心概念推导出基于形状的采样算法.借助该算法不仅可产生在给定采样点总数条件下的自适应采样矩形拓扑网格,而且能确定在给定采样精度下的合理采样点数,从而实现自由曲面数字化采样的自适应规划.     

运用逆向工程方法与OpenGL创建三维曲面

目前大多数应用逆向工程创建三维曲面的方法能够取得较令人满意的结果,但却过多依赖标准化软件.文中改进了基于垂距依此递推的自由曲面自适应数据采样算法,给出了应用该算法对复杂曲面进行重建的方法.自由曲面自适应数据采样时,先运用逆向工程测量方法,得到曲面的截面数据点值,然后用非均匀三次样条插值曲线拟合出截面轮廓曲线;自适应采样后,由曲线数据点重新利用最小二乘法计算型值控制点.对这些型值控制点进行网格化处理后由U、V两方向利用Opengl中Nurbs曲面生成方法构造出三维曲面.结果表明运用该方法曲面更改更灵活、曲面连接光滑.     

点元表示的参数曲面相切判断与计算

提出了一种基于点元的参数曲面求切新算法,该算法先对曲面进行离散点元采样,通过层次包围盒测试,建立法向包围锥,对判断为可能相切的区域,根据精度自适应动态重采样点元,最后进行求切运算.实验表明,通过对曲面可能相切区域分析检测,能够针对曲面相切的情况在可控误差范围内有效求出切点,算法稳定可靠且易于交互.     

散乱点云的自适应α-shape曲面重建

针对α-shape算法不适用于散乱非均匀点集曲面重建的问题,提出了一种基于点云数据局部特征尺寸（LFS）的自适应α-shape曲面重建改进算法。首先,以采样点的k-邻近点计算出负极点逼近曲面中轴（MA）;然后,根据近似中轴计算曲面在采样点处的局部特征尺寸,并依据局部特征尺寸对原始点云进行非均匀降采样;最后,根据三角面片的外接球半径和对应的α值自适应重建出物体表面。与α-shape算法相比,所提算法可以有效合理地减少点云数据量,点云简化率达到70%左右,同时重建结果中冗余三角面片更少且基本没有孔洞。实验结果表明,所提算法能够自适应地重建出非均匀点集的表面。     

曲面直接插补和组合曲面的自适应加工

为了提高组合曲面的加工精度和效率，本文论述了曲面直接插补算法和组合自由曲面的混合数控加方法，提出了曲面自适应三角化方法和沿曲面／曲线交线自适应步长加工，这些自适应策略可大大强混合数控加工方法加工组合曲面的能力。     

未知曲面数控加工干涉区域求取算法研究

质量和效率是自由曲面零件数控加工所追求的一对相互矛盾的目标，曲面的分片加工可以较好地解决这这一问题，而自由曲面零件分片加工方法中一个关键问题是如何求取自由曲面的干涉区域，提出了在对自由曲面密集采样测量的基础上，利用未知曲面测点信息，通过参数曲面局部逼近和干涉区域测点问几何关系遍历求取干涉区域的算法，该方法避开了烦琐的自由曲面重建处理，仿真和实验研究的结果验证了算法的有效性。     

自由曲面非接触式测量路径规划及相关算法研究

针对研制的自由曲面非接触式测量系统的硬件组成工作原理，对CAD模型已知自由曲面零件的测点自适应布置，CAD模型未知曲面的测量路径规划测点数据处理算法进行了研究，计算机仿真和实验的结果验证了述算法的有效性。     

点模型的几何图像简化法

提出一种基于几何图像的曲率自适应点模型简化算法.首先将点模型的球面极坐标映射到平面上,构造其几何图像;然后利用几何图像确定点模型中点的k-最近邻域及其曲面变分;最后结合曲面变分和简化密度对点集曲面重采样,并通过移动最小二乘曲面评估简化的误差.实验结果表明,该算法执行速度快、易于控制采样密度和保持曲面细节,且能够生成高质量的简化曲面.     

密度函数驱动的度量重构及其应用

一般情况下,以密度函数作为权重的带权测地距离并不满足严格的三角不等式,给诸多几何问题的解决带来了一定的困难.为此,提出一种基于密度函数重构非退化度量的鲁棒算法.该算法将给定密度函数与网格曲面的缺省密度场相结合重设网格曲面的边长,并保证每个三角形的新边长仍然满足三角不等式;然后使用精确的测地线算法计算任意两点之间的带权测地距离.实验结果表明,文中算法以平均曲率作为密度函数重构度量,在自适应采样与重新网格化问题上得到了高质量的结果,展示了该算法的有用性和有效性.     

基于最佳线性预测的自由曲线曲面压缩

针对产品协同设计过程中面临的三维CAD产品模型传输困难问题，提出一种基于最佳线性预测的自由曲线曲面的有损压缩算法。该算法采用最佳线性预测策略，并根据最小均方差准则对自由曲线曲面的控制点列进行预测，同时按用户给定精度进行量化处理，随后对量化值进行熵编码，从而实现自由曲线曲面的有损压缩。实验表明本文算法有较好的压缩效果。