基于高斯图的截面数据精确分段及重构

针对反求工程中截面重构时由于分段点提取不精确造成重构结果不理想的问题,提出一种分段点精确提取方法。基于截面数据的法向量信息构建高斯图,将分段点确定在一个区间内,根据区间端点将截面数据分为不同的特征段;优先重构直线特征,再根据约束重构自由特征,并在自由特征重构过程中建立动态搜索模型,用二次插值法动态搜索精确分段点。实验表明该方法提高了分段点的提取精度和截面重构的精度,重构的结果很好地还原了产品模型的初始设计意图。     

G~2连续的截面数据重构

针对特征间G~2连续约束条件难于满足,导致截面重构质量不理想的问题,提出了一种有效的G~2连续截面数据重构方法。文章重点研究圆弧特征与自由特征间边界约束为G~2连续的截面数据重构。优先重构圆弧特征,然后基于边界G~1连续约束模型重构自由特征;插入最优节点,微调控制点满足严格G~2连续约束条件。实例表明该方法能够保证截面重构质量,缩短截面重构周期。从而解决包含圆弧与B样条曲线的截面特征重构问题。     

截面数据精确分段方法研究

针对截面数据分段精度不够,从而导致截面曲线重构精度差的问题,提出一种截面数据精确分段方法。这里重点研究相邻特征为直线特征和自由特征在满足G1连续时数据的精确分段。首先根据数据平滑的原理及其作用,对被平滑的数据分别采用不同的领域窗口方法确定出分段点所在的数据点区间;然后以自由曲线的逼近误差作为判断条件,在该区间内进一步迭代搜索精确的分段点。提出的截面数据分割方法不仅能够在现有数据中寻找分段点,而且可以超越现有数据点并在其之间寻找更精确的分段点。实例表明,该方法大大提高了截面数据的分段精度,进而使重构的截面曲线更加符合初始设计意图。     

花型样条曲线加工代码生成算法

为简化绗缝、提花、针织等自动化设备的花型轮廓设计,弥补现有纺织设备中复杂曲线无法直接插补的缺陷,增加B 样条曲线的插补功能,通过双圆弧分段逼近三次准均匀B 样条曲线的方法,获得只含有微段直线和微段圆弧数据的简单花样,并采用直线插补算法、圆弧插补算法对花样数据进行针迹点均匀分布处理,同时运用MatLab进行编程仿真,验证其有效性。结果表明：在误差范围内,可使逼近的双圆弧在连接点处光滑连接并达到一阶导数连续且拟合段数最少;花样作业图案的针迹点分布均匀,误差小,满足复杂花样加工的要求,简化数值计算和编程,可实现复杂曲线数控织造的工程运用。     

三次Bzier样条曲线在服装纸样设计中的应用

 在服装纸样设计中,经常会碰到这类问题,要求构造一曲线,能通过给定控制多边形的首末控制点,并且与首末控制边相切,可使用三次B?zier样条曲线来构造。同圆弧样条和B样条等方法相比,三次B?zier样条曲线方法的特点是能够非常方便的构造,并且得到的曲线因为内部拼接点处达到G2连续,线条整体光顺、优美。同一般的B?zier造型方法相比,该方法的特点是设计者可根据需要调节参数,从而改变线条的形状,增加了服装的款式和式样,适用于服装CAD的制作和应用。     

三次Bzier样条曲线在服装纸样设计中的应用

在服装纸样设计中,经常会碰到这类问题,要求构造一曲线,能通过给定控制多边形的首末控制点,并且与首末控制边相切,可使用三次B?zier样条曲线来构造。同圆弧样条和B样条等方法相比,三次B?zier样条曲线方法的特点是能够非常方便的构造,并且得到的曲线因为内部拼接点处达到G2连续,线条整体光顺、优美。同一般的B?zier造型方法相比,该方法的特点是设计者可根据需要调节参数,从而改变线条的形状,增加了服装的款式和式样,适用于服装CAD的制作和应用。     

六自由度果蔬采摘机器人关节空间轨迹规划

为了提高果蔬采摘机器人的作业质量和运动控制性能,提出了基于三次B样条函数的插值曲线在关节空间进行轨迹规划,并利用具有局部可控性的三次B样条与七次样条函数作为插值曲线的轨迹规划进行标定。以六自由度果蔬采摘机器人为研究对象,利用Creo2.0和MATLAB的robot-toolbox建立了机器人的机械模型和仿真模型,分析了机器人末端执行器在操作空间的运动状态,研究了关节空间与操作空间轨迹的关系及机器人运动轨迹的平滑性。研究结果表明三次B样条函数在关节空间进行插值可以得到平滑的运动轨迹,减小了机械磨损和冲击。该轨迹规划方法能提高工作质量并延长机械臂的工作寿命。     

CATIA中创建盘状凸轮轮廓曲线的方法

文章研究一种简单易用的在CATIA中创建方程曲线的方法。将盘状凸轮机构从动件的位移曲线分段函数编写成CATIA法则,以基圆上各运动角对应的分段圆弧为参考曲线,应用基于法则的CATIA平行曲线命令即可生成各运动角对应的凸轮轮廓曲线。     

男衬衫一片袖款式图到纸样图的转换方法

针对智能化服装设计中款式图到纸样图智能转换的问题,以普通男衬衫为例,利用参数化方法,对其袖子部分的款式图到纸样图的转换进行了研究。首先确定袖子部分的关键控制点和特征线,并根据一片袖制图规则确定袖山高。然后,以款式图中的袖长与实际纸样制图中袖长的比例关系为基准,换算出与之相关的特征线尺寸,得出初步的纸样图框架。最后,由于B样条曲线具有良好的拟合曲线的特性,因而在已得出的纸样框架图中采用B样条曲线对相关弧线进行构造,利用几何关系计算B样条曲线的控制点坐标,从而建立参数化关系,完成转换后纸样图中相关弧线的构造,最终实现男衬衫一片袖款式图到纸样图的完全转化。     

B样条曲线技术在压装凸轮设计中的应用

文章介绍了现代凸轮设计方法B样条曲线技术及其在机油泵内转子压装凸轮设计中的应用。通过该实例可以看出B样条曲线在平面凸轮设计中的优越性。该方法可得到凸轮从动件运动关系的统一数学表达式,便于后续的动力学分析。通过该方法获得了符合设计要求的凸轮曲线。     

基于多图像数据的三维重构方法研究

三维重构方法以其低成本、高效率和操作简单等特点不断在实际应用中普及,因此对基于多图像数据的三维重构方法进行研究。通过对三维重构方法原理的提出,建立三维重构数字化模型;为了提高模型分辨率,提出数字化模型的B样条重构,帮助基于多图像数据的三维重构方法能够在实际中得到更广泛的应用。     

基于单目视觉得人体测量点云数据处理

针对一种基于单目视觉的双扫描头人体扫描系统所获取的三维原始数据存在的缺陷,提出一种人体点云预处理方法。首先对原始点云数据进行网格化处理,将其变为切片数据,同时对其进行了精简及平滑滤波;然后借助识别人体的分叉点及腋窝点,将人体分割为6个部分,在此基础上采用一种误差控制下的B样条曲线自适应拟合的方法对人体截面曲线进行拟合。最终填补了点云中的孔洞,使得处理后的数据便利了尺寸提取等后续部分的工作。算法简单实用,易于实现。实验结果证明,采用该方法可以得到完整而且较精确的人体点云数据。     

参数三次B样条曲线的一种光顺方法

在传统能量法的基础上提出了参数三次B样条曲线的一种光顺方法。其原理是通过对局部控制顶点的修改来进行曲线光顺。对三次B样条曲线的光顺结果表明：该光顺法与能量法相比，不但可提高计算速度而且曲线的形状变化较小，光顺效果较好。     

基于单目视觉的人体测量点云数据处理

针对一种基于单目视觉的双扫描头人体扫描系统所获取的三维原始数据存在的缺陷,提出一种人体点云预处理方法.首先对原始点云数据进行网格化处理,将其变为切片数据,同时对其进行精简及平滑滤波;然后借助识别人体的分叉点及腋窝点,将人体分割为6个部分,在此基础上采用一种误差控制下的B样条曲线自适应拟合方法对人体截面曲线进行拟合.最终填补了点云中的孔洞,使得处理后的数据便于尺寸提取等后续工作.算法简单实用,易于实现.实验结果证明,采用该方法可以得到完整且较精确的人体点云数据.     

疏密纬织物各纬卷取量的确定

为织造出分区段设定纬密变化的疏密纬织物,根据织物的纬密变化特点,把织物纬密函数的定义域分成连续区间和离散区间;在此基础上,对于分段连续且可能存在间断点的连续区间,建立了卷取量方程;分析并确定了织物各纬卷取量的解区间,给出了卷取量的求解方法——以解区间足够小为解判据的二分法,并阐明了求解方法在间断点处的有效性;对于由离散点构成的离散区间,给出了区间端点卷取量的取值方法和区间中各纬卷取量的确定方法。按上述方法确定各纬卷取量,能保证所织造的织物具有预期的纬密变化方式。     

带有切线多边形的三次B样条的α扩展曲线

为了使三次均匀B样条的α扩展曲线与给定多边形相切,构造了一种与给定多边形相切的三次均匀B样条曲线的α扩展的算法.在算法中,所有的三次均匀B样条的α扩展曲线的控制点可以通过对多边形的顶点简单计算产生.所构造的曲线对多边形具有保形性,曲线可以局部修改.最后给出了2个算例.     

基于散乱点云的三维人体自动测量

为解决Kinect深度相机三维人体扫描重建中人体特征尺寸提取的问题,提出一种基于散乱点云的三维人体自动测量方案。首先,对采集三维点云数据进行预处理,经点云降采样、离群点滤波和表面重建,以及点云坐标转换,进而识别出人体正背面;然后,利用人体几何形状分析法,自动提取人体特征点和特征截面点云;最后,对得到的特征截面点云提取特征边界点,再通过基于凸壳的轮廓线提取算法得到特征边界线,通过三次B样条曲线拟合计算围度、弧长尺寸,利用坐标差值和欧氏距离计算长度尺寸,从而完成对三维人体点云模型的特征尺寸测量。结果表明,该方案受人体体型因素影响较小,所提出的尺寸信息的自动提取方案有效,并符合相关标准中测量精度的要求。     

小型回转点云的配准研究

针对回转半径较大的小型回转点云配准时其回转特征不明显问题,提出一种先利用最小二乘法计算出点云的拟合平面并将所有点投影到该平面上,再利用滚球算法计算该二维点云数据的边界,并对边界点云进行3次B样条拟合,最后根据B样条曲线的变化特点,找出特征点,并利用特征点进行配准。对于回转半径较大且尺寸较小的回转点云,由于其回转特性不是非常明显,因此完全依靠其回转特性进行配准,会有一定的难度,所以需要利用其他一些特征进行配准。最后通过三坐标扫描仪获取物体的外表面形状数据,然后进行配合验证,结果表明可以准确获取特征点。该方法可以有效地对小型点云进行配准。     

非连续Sturm-Liouville问题的重构

本文考虑非连续Sturm-Liouville的重构问题.通过一组谱及半区间上的势函数,运用拉格朗日插值公式,将已知区间上的势函数转化成未知区间上的两组谱问题.若间断点在前半区间采用解Marchenko方程的方法,若间断点在后半区间采用谱映射的方法,从而给出了整个区间上的势函数的重构公式和实数H2.     

一类张角问题的研究

将工程设计计算中常遇到的要在一定范围内求对一物体有最大张角的点的位置问题，抽象为在平面曲线上确定对曲线外一线段有最大张角的点的位置，应用微分几何中关于曲线密切圆与曲率半径的有关理论推证，寻找到视角与曲线密切圆半径的关系，得到了可用简单的几何作图或解析计算求已知线角点，张角值区间，最大或最小张角点等问题的一般结论和方法。