基于体重构的过渡特征抑制算法

为抑制边界复杂的过渡,提出一种新的过渡特征抑制算法.该算法基于体重构实现过渡特征的抑制,避免直接处理过渡的复杂边界.在边过渡抑制过程中,首先根据过渡面结构重构过渡体,然后布尔操作原模型与过渡体实现边过渡抑制.通过进一步的局部几何分析及处理,该算法不但能抑制小半径的常规过渡,而且能抑制大半径的相交过渡.此外,算法还基于点过渡周围支持面的边界重构实现点过渡抑制.实验结果表明,该算法简单、通用,能有效地抑制实际工程模型中的过渡特征.     

基于人手指力学特性的虚拟手接触力生成

为了增强虚拟手交互的真实性和沉浸感,提出了一种考虑人手指力学特性的虚拟手接触力生成方法.通过分析虚拟环境中几种重要的接触力生成算法,结合人手的感知特性,构建了人手指接触力测量平台,研究了手指接触力和接触面积之间的关系,提炼出以接触面积为变量的指尖接触力的力学模型.仿生手的生理组织构造,分层建立虚拟手指的几何模型和运动模型,提出了虚拟手指接触面积的求解算法.实验结果表明,采用该虚拟手交互接触力生成算法,当虚拟手指触摸虚拟物体时,用户可感受到逼真的接触力觉.     

面向CAE的简化模型误差评估与信息重用!

提出了一种面向CAE的简化模型误差评估与信息重用方法。首先对简化模型的分析结果进行评估,根据被抑制特征对分析结果的影响生成最终简化模型。然后重用简化模型的分析信息,利用稀疏矩阵局部分解技术,完成对最终简化模型总刚度矩阵的分解。该方法可以评估简化模型的分析精度,生成满足分析精度的最终简化模型,实现对最终简化模型的快速分析。实例表明,简化模型的误差评估与信息重用方法提高了最终简化模型的分析精度和分析效率,可用于线性弹性结构的静力分析。     

雕塑物体的布尔运算

本文提出了一种带有trimmed曲面物体的快速布尔运算算法。算法首先对trimmed曲面在其trimmed区域内离散,并进行离散求交,在离散求交时保证三角形边面仅求交一次;算法采用交点表与连续跟踪相结的方法跟踪交线,并在跟踪交线的同时用Euler算子建立起交线的数据结构且对特殊交点进行特球处理;算法最后用一种新的交点修正法对离散交线进行求精。     

面向自顶向下协同装配设计的任务规划研究

分析了产品自顶向下协同装配设计的特点,以及其设计任务规划对产品设计周期和设计效率的影响,研究了任务规划方案,主要包括任务分组和任务组分配.任务分组根据设计组工作量尽可能均衡和任务组内任务应具有较高关联耦合度两个原则,给出了分组遗传算法.根据任务组的关键度和设计组的综合能力,提出了任务组分配算法.以牛头刨床自顶向下协同装配设计为例,验证了任务分组和任务组分配算法的可行性与有效性.     

一种通用的trimmed曲面三角化算法

本文提出一种既可用于进行trimmed曲面求交,也可用于进行trimmed曲面显示的快速trimmed曲面三角化算法。算法主要基于本文首次提出的对trimmed曲面的空间及参数trimmed边界进行相关离散的思想和入边、出边、跨边三角形等新概念。算法已经成功地应用于雕塑立体造型系统MESSAGE中,进行trimmed曲面的求交与显示。     

基于物理的虚拟手交互碰撞力觉生成和反馈

提出一种考虑摩擦的虚拟手交互碰撞力觉生成和反馈方法，以让用户手指感受到逼真的冲击，增强虚拟操作的真实性和沉浸感．该方法首先运用冲量定理和弹性恢复系数，求得质点刚体在二维空间碰撞后的运动状态，然后结合库仑定理，生成质点刚体有摩擦的碰撞力，并拓展到三维空间的虚拟环境中，计算非质点的虚拟刚体碰撞的力矩，再通过虚拟手静力抓持力觉生成模型，将碰撞力和碰撞力矩作用到虚拟手上，求得每个虚拟手指受到的冲击力．当虚拟手抓持的物体与其它虚拟物体发生碰撞时，利用CyberGrasp力觉反馈数据手套，用户手指可感受到逼真的冲击力．实验结果表明运用所提出的方法，用户在虚拟装配时可感受到真实的碰撞力．     

基于流的实时碰撞检测算法

实时碰撞检测是计算机图形应用中不可或缺的问题之一,复杂物体间的实时碰撞检测至今仍未能得以很好的解决.高性能可编程图形硬件的出现,正在改变着通用计算仅能由CPU完成的传统观念.探索性地采用了可编程图形硬件来解决复杂物体间的实时碰撞检测问题.通过将两个任意物体间的碰撞检测计算映射到图形硬件以有效利用图形硬件的并行架构,由实时绘制过程快速产生碰撞检测结果.为此,算法首先将碰撞检测问题转化为一组线段集合与三角形的求交问题,以实现碰撞检测算法向可编程图形硬件的迁移.在对算法复杂度进行理性分析的基础上,给出了两种有效的优化技术以提升算法效率.实验结果表明,与现有的图像空间碰撞检测算法相比,该算法在效率、精确性和实用性方面具有明显优势.     

基于物理的虚拟手抓持力觉生成和反馈

提出了一种基于物理的虚拟手静力抓持虚拟物体力觉生成和反馈方法，借鉴机械手抓持原理，在建立基于物理的虚拟手静力抓持通用力学模型并对其进行可解性分析的基础上，针对通用力学模型的多解性，提出了虚拟手最小力螺旋模型以生成力觉，并根据抓持物体的不同，进行模型实例化，实时求得各虚拟手指上的力和(或)力矩，实验结果表明，借助于本文的力觉生成和反馈方法，利用CyberGrasp力觉反馈数据手套，用户可在抓持虚拟物体时感受到真实的接触力。     

注塑模设计中分型线的自动确定

提出了一种自动确定塑件分型线的方法,该方法首先根据模具的脱模方向、塑件的几何特性和拓扑关系,对塑件的所有非侧凹面进行分组,然后抽取不同面组的最大边环,得到两种候选分型线,最后采用优化目标函数计算各种分型线的评价因子,确定塑件的优选分型线,实例测试表明,该方法具有较高的效率和实用性。