多段圆弧曲线轮廓测点划分与拟合研究

针对检测和拟合多段圆弧曲线中存在的测点划分不精确和整体拟合轮廓不平滑等问题，提出了一种B样条迭代平滑算法和一种基于曲率和最小二乘原理的分割拟合方法。首先，采用B样条迭代法对原始测点进行平滑处理，并生成相应的辅助点；其次，采用三点圆曲率分析法计算辅助点的曲率，然后对辅助测点曲率集进行均值匹配得到初始分割点；最后，通过构建分割临界区域，并采用带几何约束的最小二乘拟合法实现多段圆弧曲线轮廓测点的最优分割与平滑拟合。对某四圆弧凸轮进行仿真案例分析，在噪声水平s=0.01 mm,s=0.03 mm,s=0.05 mm下，最大相对拟合偏差分别为0.645%、2.237%、3.243%;实验结果表明，该方法能够准确找到圆弧段间的分割点，并保证整体拟合轮廓的光顺性。     

基于曲率尺度空间的激光拼焊焊缝边界点识别方法

针对激光拼焊焊缝结构光光纹图像畸变小、特征点不明显且易受噪声干扰的特点,提出了一种基于改进的曲率尺度空间的特征点识别方法.该方法首先采用较高尺度的高斯卷积模板,对光纹曲线进行卷积滤波并使用自适应K-余弦法计算轮廓上每一点的曲率并选取特征点;然后在小尺度高斯模板下跟踪定位大尺度模板下获得的特征点候选点,以获得小尺度模板下光纹曲线特征点的准确位置.在光纹曲线的离散曲率计算过程中,考虑了支持区域对曲率计算的影响,提出了一种自适应K-余弦法,与传统的离散曲率计算公式相比,自适应K-余弦法具有更好的抗干扰能力.     

数控加工中非圆曲线轮廓的三圆弧逼近方法

提出了一种以连续相切的圆弧逼近非圆曲线轮廓的方法.方法借鉴曲率圆法中的误差控制原理,通过求取非圆曲线与内、外偏差圆的交点确定圆弧插补节点;在每个插补区间中,曲率圆以及与曲率圆相切的两段圆弧构成连续相切的三圆弧曲线;相邻插补区间的连接点处,三圆弧之间同样连续相切.相比传统的相切圆法及双圆弧样条方法,该方法的误差控制直接,运算简单,具有一定的工程应用价值.     

级进模设计中毛坯轮廓样条曲线拟合方法研究

提出一种将直线拟合和双圆弧拟合混合应用的算法,解决级进模工艺设计中毛坯轮廓样条曲线的拟合问题,在获取轮廓曲线的离散点及相应切向矢量后,应用跳跃点尝试回溯法,在满足误差要求的前提下让直线或圆弧拟合尽可能多的点,再将半径较大的圆弧转换为前后相邻圆弧的公切线,保证拟合后轮廓曲线G1的连续性,经在UG平台上的应用结果表明,该算法性能良好,取得了不错的效果。     

曲面构件轮廓全聚焦超声成像表征

全聚焦超声对曲面构件表面轮廓成像时存在伪像干扰及轮廓信息缺失问题,导致轮廓提取误差较大.本文选取有机玻璃加工了3个正弦曲面试块,进行全聚焦成像.综合考虑TFM伪像成因和曲面构件的声束传播特征,针对发射阵元进行指向性函数校准,消除了曲面构件轮廓成像中存在的伪像,改善了全聚焦成像质量.对曲率较大且缺少有效轮廓信息的区域,结...     

自由曲线轮廓数控刀具路径生成及加工

介绍了一种平面自由曲线轮廓用圆弧和直线拟合生成数控加工刀具路径的方法,该方法依据曲率变化情况,对需加工的截面轮廓曲线进行分段,分别用圆弧和直线线段去拟合,采用控制总体最小误差的方法,计算得到拟合圆弧和直线线段的空间位置参数,借助绘图软件,画出拟合的圆弧和直线线段,通过测量计算得到圆弧和直线的端点坐标,然后用简单插补指令生成数控加工刀具路径程序.以某成型刀具刀盘的加工为例,详细介绍了此方法的应用,实现了具有复杂回转面轮廓曲线零件的手工编程加工,经检验应用此方法加工的刀盘零件完全符合相关要求.     

基于改进图像结构算法的钣金件特征点识别

针对平面钣金件轮廓特征点识别中，特征点受边缘噪声影响，易出现伪特征点、切点难识别及特征点识别定位精度低等问题，提出了一种基于改进图像结构算法的平面钣金件轮廓特征点识别方法。首先，对特征点进行粗提取，通过判断轮廓点两相邻轮廓段的类型，并计算轮廓点间斜率差的绝对值，将斜率差的绝对值和阈值比较，分别获取切点和角点的候选特征点集；其次，进行特征点精确识别，将候选特征点进行分组融合，并引入直线度指标对线段轮廓上的伪特征点进行滤除，最终完成特征点的准确识别。实验结果表明改进的识别算法可以准确地识别平面钣金件轮廓特征点，能够滤除掉所有伪特征点，识别精度更高。     

基于多尺度几何分析的区域分割算法研究

针对逆向工程基于种子增长区域分割法中种子区域选择和种子增长问题,提出了一种将多尺度理论与区域增长法相结合的点云自动分割方法.采用曲率尺度空间实现多尺度几何分析和特征检测;以多尺度特征检测中大尺度下特征检测作为初始种子区域;基于多尺度特征检测结果之间的相关性,提出按照多尺度特征检测结果进行种子增长;利用转角作为种子是否增长的度量标准;通过特征融合实现特征分割的优化.用多尺度几何分析代替传统单一尺度分析,保证了种子区域选择的稳定性和种子增长方式的可靠性.激光扫描曲面点云分割实例表明:提出的方法可以有效地实现逆向工程特征分割.     

基于MATLAB参数曲线的最优逼近

讨论了单圆弧和双圆弧逼近曲线的优缺点,并综合应用两者的优点,用混合单双圆弧以允差逼近参数曲线,使得曲线在各分段点处逼近圆弧的光滑连接.讨论了参数方程分段点的性质,提出第三类尖点.对曲线的分段点采用组合判断的方法,避免了高阶导数计算,保证了分段点判断的可靠性.在曲率极值点处采用圆弧延长法,减少了圆弧逼近的段数.对称图形采用对称算法,提高了程序的执行速度.基于MATLAB优化的方法编程求解节点,为数控编程加工复杂的曲线提供了参考.     

列表曲线的线切割自动编程技术

1 问题的提出数控线切割机床采用的数字程序控制系统,目前只能加工由圆弧和直线组成的复杂平面图形。如果工件的轮廓曲线不是由圆弧和直线段组成,而是抛物线、渐开线、椭圆和凸轮之类的非圆曲线,则必须用若干段圆弧和直线连接来近似表示,亦即在非圆曲线上取若干个数据点,将这些数据点连成折线,或者用圆弧将这些点连接起来,以此代替原有的非圆曲线。显然,选取     

异形冲裁模压力中心的确定

本文介绍利用微积分学知识对由圆弧曲线及非圆弧曲线构成的冲裁轮廓的压力中心进行确定的基本原理及方法，通过对冲裁平行力系在坐标轴上产生力矩的实质性分析，给出了确定分布在曲线轮廓上平行力系对定轴之矩进而确定压力中心的计算方法，从而确定那些具有复杂轮廓形状的异形冲裁模的压力中心。     

基于SURF算法的JPEG地质资料复制移动篡改检测

针对JPEG地质资料的复制移动篡改,提出一种结合SURF特征匹配与JPEG块伪影特征矩阵因子的篡改区域检测方法。首先运用SURF算法提取图像特征点并进行特征点匹配,根据剔除伪匹配点后的匹配对计算仿射变换参数,定位复制移动区域,然后通过引入JPEG块伪影特征矩阵因子实现篡改区域的定位。结果表明:相比其他算法,本方法能够更有效地探测JPEG地质资料的复制移动篡改,并精确定位篡改区域。     

飞机外形样板线切割加工程序编制

飞机外形按其几何特点大体可分为翼面（如机翼、尾翼）和机身反复杂曲面（如机身、座舱盖、发动机短舱和各类整流罩入而外形常常以列表坐标点给出其轮廓，要求通过这些点拟合成一条光滑曲线，这给线切割程序编制带来一些困难，我们采用了以下处理方法，较好地满足了图纸要求。一、圆弧样条拟合圆弧样条就是通过每个给定的点作一段圆弧，使得前后两段圆弧在相邻型值点的弦平分线上相交且相切，在总体上形成一阶连续的光滑曲线。圆弧样条的算法中采用局部坐标系（如图1），取两相邻型值点的弦线作为u轴，与其对应的垂线作为v轴。过只点的圆弧…     

大型水压机阀芯驱动系统凸轮升程曲线设计

针对大型水压机阀芯驱动系统中凸轮顶杆机构所受侧向力巨大和瞬变的特点,提出一种适合于该特点的凸轮轮廓曲线设计方法,该方法通过寻找最优的圆弧曲线轮廓使凸轮的压力角在阀芯开启力最大时具有较小的值。将该方法应用于300MN模锻水压机阀芯驱动系统的凸轮设计,通过建立阀芯驱动系统的模型,对比了最优圆弧凸轮和直线轮廓凸轮对系统动态特性的影响,结果表明:最优圆弧凸轮阀芯驱动系统的液压缸驱动降低了22%,阀芯开启力下降了5kN,开启的速度更加平稳,设备运行更加稳定,使用寿命得到了极大的提高。     

激光制造的三维实体模型直接切片方法

基于快速成形中激光制造的三维实体模型,将其分为满足误差要求的一系列层片。采用提取截面轮廓的方法,将轮廓分为线段、圆弧和自由曲线,储存为特定的数据文件格式,轮廓内部形成扫描区域,以实现快速成形的分层制造。     

截面轮廓曲线驱动的约束自由变形

提出一种由二维截面轮廓曲线驱动三维网格模型变形的方法.以STL数据格式为研究对象,在进行拓扑重构的基础上,利用模型的拓扑信息,快速构建平面与三角网格模型相交的截面轮廓曲线,并用三次非均匀Bspline曲线表示.以曲线曲率分布为依据,在曲线上重新采样作为曲线编辑的型值点,在曲线形状修改满意后,以曲线修改前后型值点的位置作为约束,采样约束直接操作自由变形技术,使三维网格模型变形.该方法操作方便、实时直观、且不需构建轮廓曲线与网格模型顶点之间的映射关系.     

基于改进的边界追踪算法的管道法兰焊缝识别

针对目前管道法兰焊接中存在的缺点,文中对管道法兰焊缝进行先检测后识别,提出了一种基于改进的边界追踪算法的管道法兰焊缝识别方法.在焊缝检测阶段,利用曲率角估计的方法精确确定焊缝位置.在焊缝识别阶段,利用膨胀和掩码操作,根据检测到的焊缝位置,提出了一种在原图中设置不规则感兴趣区域的方法;细化边缘,并提出一种过滤伪边缘的算法.通过实际焊缝的试验验证,结果表明,基于改进的边界追踪算法的管道法兰焊缝识别方法能够准确的识别焊缝边缘,并且系统的识别稳定性好.     

高速数控机床平滑路径规划分析

高速数控机床切削速度大于60 m/min,加速度大于2g,对于小曲率及不连续切线加工,易导致冲击尖峰,产生机械振动,降低切削质量,缩短设备寿命。目前,通过路径平滑技术可消除刀具路径的不连续性,但该技术仅限于线性刀具路径。提出基于双回旋曲线倒角的路径平滑方法,该方法可将任意直线、弧组成路径转换为曲率连续路径,通过路径的弧长参数化,简化插值。通过数控激光切削机床测试可知,平滑圆角可在圆弧与圆弧之间或圆弧与直线之间拟合。与贝塞尔曲线圆角比较分析可知,该方法提高了进给速度,缩短了循环时间,且所得曲率轮廓更平滑。     

转子式叶片泵的低噪声定子内轮廓过渡曲线研究

对现有叶片泵常见的定子内轮廓过渡曲线以及叶片与定子内轮廓的冲击特性进行分析比较,根据标准圆弧与过渡曲线接触点处的速度、加速度、加速度率为零的无冲击条件,在常见的定子内轮廓过渡曲线基础上,提出一种综合性能较好的低噪声5次方组合过渡曲线方程,可为现有叶片泵的改进设计提供一定参考。     

基于AutoCAD平台的非圆曲线数控加工自动编程

数控自动编程是生成数控代码的一种有效方法.文章论述了一种基于AutoCAD软件平台的轮廓中含非圆曲线的零件的数控加工代码自动生成的方法.利用VB作为二次开发工具,对AutoCAD软件进行二次开发.该模块首先识别零件轮廓中的直线、圆弧和非圆部分,然后对非圆部分应用近似双圆弧插补算法进行圆弧逼近,最终实现了轮廓中含非圆曲线零件的几何识别、插补拟合及数控加工代码的自动生成,并给出了最大插补误差.对文中所述实例,当取点半径为3mm时,其最大插补误差小于0.001mm.