逆向工程中NURBS曲面与直线交点快速计算

给出了一个能够方便地判断NURBS曲面片与空间直线的交点个数,并且超线性收敛的快速迭代算法。计算Krawczyk算子判断给定的NURBS曲面片和空间直线有无交点和有几个交点。再使用拟牛顿迭代法求出NURBS曲面片和空间直线上的交点。该算法在用点云数据检测曲面重构的误差时具有快速、准确的特点。     

飞行器RCS计算中曲面剖分技术研究与实现

飞行器RCS预估计算是隐身技术研究中的重要研究内容。论述了利用飞行器外形的特点,在满足飞行器设计误差的前提下使用平面和柱面对飞行器的整机作NURBS曲面逼近,然后用柱面和平面剖分代替曲面的剖分。实现了飞行器整机模型的指定边长的三角剖分。这种方法不同于有限元计算的网格剖分,具有网格单元与曲面曲率无关和剖分速度快等特点。     

裁剪NURBS曲面面积计算的扫描分片积分法

本文设计了一种计算裁剪ＮＵＲＢＳ曲面面积的扫描分片高斯积分法。     

基于点位移约束的NURBS曲面变形研究

NURBS曲面变形涉及控制网格、控制点、权因子或一些物理参数等复杂计算,变形不够直观.应用Cao En曲面模型和合成函数对NURBS曲面提出一种新的变形方法,将变形后的曲面表示成NURBS原始曲面和位移函数的合成曲面.曲面变形与控制网格无关,关键点位置可随意选取,直接通过点的位移约束得到可控制的变形结果.实验证明该方法计算简单,变形操作简便直观,适用于曲面的交互设计.     

裁剪 NURBS 曲面面积计算的扫描分片积分法

本文设计了一种计算裁剪ＮＵＲＢＳ曲面面积的扫描分片高斯积分法。该方法无需求出曲面的法矢模长函数，而只需通过一阶偏导矢计算某些点处的法矢模长。该算法速度快，误差容易识别和控制。已应用于自主开发的超人ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，效果良好。     

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。     

基于B样条自由曲面体间最短距离计算算法研究

提出了一种快速求解B样条曲线间最短距离的算法。该算法首先运用ULB方法,计算出两条NUBS曲线控制多边形间一对距离为极小值的点,以此对极小值点的连线方向作为曲线间最短距离的矢量方向,然后用爬山法求出两曲线在该矢量方向上的一对极值点,并以此对极值点作为拟牛顿迭代法求解非线性方程组的初始值,这样大大减少了求解方程组根的迭代次数,可快速求出精确解。最后把该算法扩展到NURBS自由曲面。     

NURBS曲面(实体)扫描体的逼近算法

实现了一种NURBS曲面(实体)扫描而成的扫描体逼近方法。本方法主要通过:①用系列平面的切割,把NURBS曲面(实体)进行降维处理,变成系列平面曲线;②为曲线设置局部标架;③在局部标架下求出每一曲线在每一时刻的极值点而后转换成原曲线的奇异点;④使用fast marching cubes算法删去扫描体内部点,保留扫描体边界上的奇异点;⑤由保留的奇异点通过插值或逼近方式构建边界曲面。本算法能较好地逼近NURBS扫描体,其逼近精度可通过控制切割精度和扫描过程中时间间隔的选取而有效控制。     

反求点在自由曲面上投影参数值的一种稳定算法

针对反求曲线曲面上点的参数值存在数值不稳定的问题,提出了一种稳定的算法.实际应用的曲面很多采用高阶次曲面并且由很多曲面片拼接而成,采用NURBS曲面形式记录曲面信息.针对这类复杂曲面,采用牛顿迭代法求解参数值,再采用单纯形法对参数值进行优化.通过上百个数据的试验,证明该算法是反求点在自由曲面上投影的参数值的一种稳定的并有效的算法.     

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。     

NURBS曲面的四边形网格的分割与逼近

介绍了一个用于对NURBS曲面进行四边形网格的分割与逼近的算法。该算法采用二叉树递归分割的方法分割和逼近曲面，所分割的四边形除了在高度方向和曲面边界处满足给定精度外，同时在四边形四条边界满足给定的切矢精度。实例测试结果表明，用本文所述算法生成的四边形网格具有网格逼近原曲面、网格四边形接近于规则四边形等特点。     

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。     

A PMNS algorithm for contact-impact of NURBS surface objects and dynamic simulation

In order to deal with contact-impact problems of NURBS surface objects, a new pre-mapping and node-to-segment algorithm (PMNS) is first presented with the advantages of both convenient to coding and high efficiency for calculation, in which the finite support property of the NURBS base function is utilized to compress the contact searching region. Moreover, the unified representation with respect to both adhering and frictional sliding of contact points is given to enhance contact constraints. The whole work is based on second development of ADAMS software and suitable for dynamic simulation between parametric surfaces with contact-impact.     

三维TIN与TIN相交算法及其在岩土工程中应用

地质剖面图或篱栅图是地质勘探人员了解描述地质结构的常规手段之一。该文实现了从三维地质模型中提取任意剖面图的基础算法,即三维TIN与TIN相交算法。该算法作为许多商业图形软件的核心算法,属于商业秘密。该文详细论述了该算法原理、数据结构设计、计算流程等。该算法作为实现自主知识产权的三维岩土工程系统的一部分,既能灵活的设定曲面形状与方向,又能够顾及到复杂的约束条件。最后针对具体的工程实例检验了算法的正确性和应用价值。     

基于降维和筛选的立体图快速生成算法

在基于求交测试的立体图生成过程中,提高计算速度是立体图生成的重要问题。首先通过将空间三角形和空间射线分别映射成平面包围盒和二维点,达到降维的目的;然后,依据当前扫描点的坐标,在模型的所有三角面片中筛选出少数可能的相交三角形,只对筛选出的三角形进行三维求交测试。应用此方法,在不影响立体图效果的情况下,显著提高了基于求交测试的立体图生成速度。     

二维直方图区域斜分Otsu阈值分割的快速迭代算法

鉴于现有的基于二维直方图区域直分的阈值选取方法中存在明显的错分,提出了一种新的二维直方图区域斜分方法,导出了基于二维直方图区域斜分的otsu法的快速迭代算法.在实验结果中给出了分割结果和运行时间,并与基于二维直方图直分的Otsu原始算法及其他两种快速算法进行了比较.结果表明所提出的快速迭代算法,使分割后的图像内部区域均匀,边界形状准确,有稳健的抗噪性,同时运行时间大幅减少.