NURBS曲面求交及变半径过渡曲面生成

本文探索NURBS曲面求交及构造过渡曲面的方法。基于交线跟踪算法求出NURBS曲面间的交线,算法比较稳定、可靠;采用参数化平面与等距面求交找出两曲面空间等距点,具有自然与变半径过渡曲面的定义相呼应、找点快、准确、稳定的特点;过渡曲面表示为2×3次NURBS曲面,自然、充分地利用了NURBS曲线可精确表示圆弧段的特性,过渡曲面具有表达简单、比较准确、便于采用统一的NURBS曲面处理算法对其进行各种几何处理的优点;实验证明这些方法可行,效果令人满意。     

曲面离散跟踪求交算法的研究

跟踪求交是参数曲面求交常用的算法,而对于离散化的曲面也可以采用类似的方法。笔者提出的离散化跟踪求交是用离散方法求出交线上的某一个交点,然后根据两相交小三角面片的空间几何关系确定该交线段的方向。依次用跟踪法求出整条交线,这样就有效地避免了用离散法求交线不连贯的问题。     

参数曲面线投影的求精计算

本文提出了一种新的参数曲面线投影求交计算方法，基于参数域摄动原理，将求交问题转化为一系列简单的参数摄动，映射，判断，比较等运算，能有效地解决参数曲面的线投影求交计算，大量的应用的实例表明这一算法的可靠性好，计算精度高，摄动速度快，已在复杂曲面测量造型和数控加工质量分析中取得了良好的应用效果。     

二次椭圆曲面平截线实形的新方法

本文重点研究二次椭圆曲面与平面相交，求交线实形的方法。该方法的关键在于给定的条件利用作辅助曲面耿定出交已知曲面所截得的新投影面投影成圆，以定出交线实形上的点。     

参数曲面点元离散求交法

提出了一种基于点元的参数曲面求交交互式新算法。该算法在参数曲面上进行自适应的离散点元采样,将点元组织为空间八叉树结构进行求交运算,最后进行交点排序并得到最终的求交结果。与以往的参数曲面求交方法相比,本算法更简单高效。实验结果表明,本算法稳定可靠,误差可控,而且可以达到交互速度。     

基于递归分割的曲面造型算法

对常用复杂曲面造型方法的缺点进行了分析，给出了基于递归分割构造任意拓扑结构复杂曲面的有关算法，避免了参数方法在构造复杂曲面时费时而且难于处理的参数曲面求交和曲面拼接等问题，为优质高效建立复杂曲面模型奠定了基础。     

CAD/CAM中曲面求交技术的研究

提出了用几何特征量来描述二次曲面和相关的边界曲线的方法，并据此研究了求交算法，避免了代数法中频繁的坐标变换，减少了浮点运算误差出现的几率，简化了曲面求交算法，使曲面求交算法更加稳定可靠。     

圆环与圆环求交算法中初始点的计算

曲面求交是CAD/CAM领域最为重要也最为复杂的问题之一。在众多的算法中,追踪法由于其易于实现、计算速度快而得到广泛应用,而追踪法最大的缺点在于很难确定每条交线的初始点。针对这个问题,笔者提出了一种专门用于解决圆环面与圆环面求交算法中初始点计算的方法。该算法以几何方法为基础,通过判断圆环中心圆之间的位置关系来判定相交区域,并运用数值分析方法精确计算出每条交线的初始点。     

采用"结式法"的圆环面和球面求交算法

提出了一种不需跟踪的求交算法.通过坐标变换使圆环中心轴与球心共处在XOZ平面内,然后讨论该平面内圆环面小圆和球面截圆的位置关系,给出了圆环面和球面不相交、交线为一个或两个圆、有孤立交点的几何条件以及交线的区间.最后,将圆环面和球面求交转化为平行于XOY面的平面内的两圆交点的问题并利用"结式法"解得交点.     

一种直线与隐式曲面求交的方法

绘制隐式曲面的光线跟踪算法,其本质问题就是直线与隐式曲面的求交,区间算术求根方法是计算直线与隐式曲面的一个很好方法。本文介绍了区间算术原理,研究了区间算术在直线与隐式曲面求交的应用,给出了相应的算法。应用区间算术,不仅可以求出直线与隐式曲面的最近交点,而且能求出所有交点。     

Intersecting and trimming parametric meshes on finite element shells

We present an algorithm for intersecting finite element meshes defined on parametric surface patches. The intersection curves are modelled precisely and both meshes are adjusted to the newly formed borders, without unwanted reparametrizations. The algorithm is part of an interactive shell modelling program that has been used in the design of large offshore oil structures. To achieve good interactive response, we represent meshes with a topological data structure that stores its entities in spatial indexing trees instead of linear lists. These trees speed up the intersection computations required to determine points of the trimming curves; moreover, when combined with the topological information, they allow remeshing using only local queries. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

多管相贯线切割运动轨迹与位姿控制方法研究

针对空间多管相贯线的切割问题,基于简化的坡口模型,提出了一种实用的切割运动轨迹与位姿控制方法。用参数化图形方式给出了相贯线的计算模型,建立了由三维模型数据到6轴联动切割运动代码的转换算法。通过现场实际切割,表明该方法可明显提高相贯线的切割效率。     

一种有效的圆形窗口线裁剪算法

根据线段两端点相对于圆形窗口的可能位置讨论裁剪结果。当两端点都在圆形窗口之外时,通过圆切线斜率与线段斜率的比较,及点区域判别来判断线段与窗口的相交情况。在确定线段与圆形窗口有交点的情况下,应用参数化形式求交运算,简化求交方程的构造。实验结果表明,新算法显著提高了裁剪效率。     

多管相贯焊接坡口数控切割研究

海洋平台框架结构由多管相贯形成.相贯点坐标的准确计算对于整个平台的质量至关重要.论文通过空间解析几何原理建立了多管相贯的数学模型.用参量方程描述了多管相贯线焊接坡口的几何形状.割炬运动可分解为由五轴数控机床实现的5个简单动作.在AutoCAD环境下用Visual LISP自动生成相贯线方程、相贯线上点的坐标及其数控代码.工业应用表明该方法简单有效.     

一种参数三次样条曲线光顺优化算法

论文给出了一种基于修改因子和修改角度的平面参数三次样条曲线的优化光顺算法,该算法通过求解一个带有修改因子λ和修改角度θ的目标函数得到光顺后的型值点,插值光顺后的型值点得到光顺曲线。目的是使曲线的曲率变化均匀的同时,使光顺后的曲线与原曲线的偏差尽量小,此算法简单易行,计算量较小。     

基于有效交叉点搜索的点串等距边界环生成算法

提出了一种根据零件截面点串边界曲线生成等距加工轨迹的新算法。当点串边界曲线的等距环自交或内外环相交时,根据边界上交叉点的穿越深度判定出有效交叉点,在有效交点处的四段进出边中选取一对转角最大的进边与出边连入环中,形成环形加工轨迹。该算法已在自主开发的RPM数据处理软件中成功应用。该算法提高了已有数据处理软件的稳定性;并在此基础上实现了RPM的OFFSET加工轨迹的生成。     

一种参数曲线间Hausdorff距离的计算方法

针对一般的连续参数曲线,提出一种快速计算曲线间Hausdorff距离的方法.由于曲线的近似折线能很好的表示曲线,所以,许多软件中,采用曲线的近似折线绘制曲线.为此,证明了在任意给定误差范围下,可以将曲线间的Hausdorff距离转化为折线间的Hausdorff距离,进一步转化为点到线段间的距离进行计算,并辅之必要的剪枝策略和增量式算法以提高计算效率.该方法计算速度快,逼近度高,基本解决了参数曲线间Hausdorff距离的计算问题,在几何设计、图像匹配、图像识别等领域有广泛应用.