三维稀疏散乱点集的直接三角剖分新方法

给出一种三维稀疏散乱点集在三维空间直接进行三角剖分的新方法——在形成初始三角形后对它周围的离散点循环三角化．通过在剖分过程中引入两相邻三角形的最小夹角、最优点搜索半径系数和最小张角这三个剖分参数,实现了任意三维稀疏散乱点集的完全剖分以及非封闭自由曲面边界的自动识别．针对某些特殊复杂曲面上稀疏散乱点集的剖分问题提出了“分部剖分”思想：根据曲面的特征在不同区域设置不同的剖分参数．实例表明,这种直接剖分方法能有效处理任意多连通封闭和非封闭自由曲面上的稀疏散乱点集的三角剖分问题．     

基于八叉树与RBF神经网络的曲面三角网格生成

采用八叉树空间分解法生成曲面离散点集,再由点的最近邻域搜索得到三维散乱点集的Delaunay三角剖分算法,并通过对输入的散乱点集进行数据平滑预处理,确定特征点和提取特征线,从神经网络的权值矩阵直接计算曲线控制顶点或曲面的控制网格,最后结合RBF神经网络,提出了一种快速、有效的曲面三角网格直接生成法,其网格生成质量较好....     

一种两维三角剖分的新算法

提出一种两维三角剖分的新算法,算法首先应用求两维点集凸包的Graham扫描法,求出两维点集的凸包,然后将凸包包含的点从原有点集中去掉,求出剩余点集的凸包.如此递归应用Graham扫描法求出一系列凸包,并将原始区域划分为多个独立的子区域,然后利用本文中提出的方法对2个凸包之间的子区域进行三角剖分,从而实现对整个原始区域的三角剖分.     

基于方向角的散乱点云三角剖分算法

针对直接三角剖分困难,分片三角剖分需要人工干预,且算法效率都很低下问题,提出了高效自动的在特征基点根据方向角进行分片投影三角剖分。算法的主要步骤分为两步：首先从只有位置信息的点云中提取出邻域、矢量和形状索引信息,并利用形状索引信息得到特征基点;然后以特征基点为参考点根据方向角对点云进行分片,每个片进行特征基点切平面投影三角剖分,通过三角剖分有效性处理,连接成最终的网格曲面。实验结果表明算法可以自动高效的重叠和非重叠散乱点云,且可以有效避免曲面自交。     

油藏任意约束平面域PEBI网格的生成算法

针对油藏任意约束平面多边形区域提出了一种实用的局部正交化网格（PEBI）生成算法。首先对边界顶点和区域内部散乱点按扫描方式排序，依次扫描各点生成新的三角形，再扫描新生成的三角形中不满足Delaunay准则的三角形，进而不断的处理这些不合理三角形最终完成整个区域的三角网格化，最后连接每个三角彤的外接圆圆心生成PEBI网格。剖分过程中采用了弹性平滑和对角线交换优化方法，很容易实现局部区域的最优化剖分。通过平面映射法就可以应用到油藏的三维PEBI网格剖分，因此本算法具有很好的可操作性和实用性。     

反求工程中离散曲率估算方法

提出了一种新的对三角网格模型和散乱点数据都适用的曲率估算方法。该算法识别了Meyer的三角网格模型离散曲率估算方法中估算异常的区域,以异常区域内的每个顶点的2环邻域作为k邻域,采用加权的局部抛物面拟合法对异常区域曲率进行了估算。通过构建局部三角剖分,把算法扩展应用到了散乱点数据。实验结果表明,本文算法受三角网格形状影响较小,有一定的抑噪能力,能有效地识别曲面的基本特征。     

曲面离散数据点的三角剖分及优选探析

论述了在拟合逼近膜结构不规则区域的曲面中，如何通过自动剖分离散的数据点得到１个初始的三角形集，对初始的三角剖分进行重新组合分析，以得到适宜的三角形，从而构成１张较好的曲面。     

利用三角剖分算法进行小天体物理属性计算

提出了一种利用三维散乱点对小天体表面进行三角剖分,并对小天体的多个物理属性进行估计的简单快速算法.先将小天体表面的散乱点映射到单位球面上,再进一步映射到平面上进行三角网格剖分,避免了非凸边界对原有拓扑结构的破坏.在形成三角网格的基础上,将对体积的积分转化为对多面体顶点坐标的计算,并采用分割小四面体的算法简化了利用格林公式进行多次积分转化的计算过程,从而求出小天体的体积、表面积、质心、转动惯量、惯量主轴及其引力势、引力场分布等多个重要的物理量.通过仿真分析了散乱点数目对计算精度的影响,验证了该算法的正确性.     

基于三角Bézier曲面刀轨快速生成算法

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交获取交线,进而迭代计算交线各端点在三角Bézier曲面上的近曲面点,并将近曲面点作为刀触点,沿其所在曲面法矢偏置获取刀位点并进行干涉点处理,顺次连接各刀位点生成三角Bézier曲面数控加工刀轨.实例证明该算法可快速、准确获取复杂三角Bézier曲面数控加工刀轨。     

测量造型技术中的散乱数据规则化处理方法

针对测量造型技术中的散乱数据处理问题,提出了一个实用的散乱数据规则化方法。该方法基于散乱数据的三角剖分,建立五次Ｃ１ 三角插值曲面,用平行平面截取三角曲面得到截面线数据,对截面线数据进行去重点、光顺、匀化等处理,得到规则的四边形网格数据。该方法已经应用于实际工程中,具有简单、有效、通用性强、稳定性好等特点。     

Accuracy characterization and measurement point planning for workpiece localization

1 Introduction In manufacturing literature, workpiece localization is a problem as follows: assum-ing a rigid workpiece is arbitrarily fixtured to a machine table, determine the positionand orientation of the workpiece frame relative to a known machine frame from a set ofcoordinates measured on the datum surfaces of the workpiece. Localization establishes adesired spatial relationship of the workpiece with respect to the machine table withunique and accurate pose. Workpiece localizatio…     

基于边特征的点云数据区域分割

为了提高反求工程建模的效率,提出了一种基于空间栅格的区域分割方法.该方法采用二次抛物面模型计算散乱数据点的曲率,利用空间栅格结构建立散乱点的拓扑关系,根据栅格中数据点与栅格中心点的相对位置计算栅格曲率以及相邻栅格间的曲率差值,由曲率差函数判别并抽取边特征栅格.通过特征栅格的空间位置与曲面栅格的连通性实现了空间散乱数据的区域分割. 工程应用实例表明: 该方法能够直接处理点云数据而无需构建三角网格,具有运算简单,稳定性高等特点.可有效解决具有曲率突变性的点云数据的区域分割及特征提取问题.     

一种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的算法

目的提出一种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的算法,加快Delaunay三角网的生成速度.方法首先按Graham扫描法对平面散乱点集进行排序,然后将排好序的点通过可见点的判断连接成Graham三角网,最后利用拓扑结构快速进行优化,使其成为Delaunay三角网.结果通过500至10000个点的测试,表明这种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的生成速度快于传统基于凸包生成Delaunay三角网的生成速度.结论采用可见点表的数据结构以及利用点、边、三角形的有序性的特点构建Delaunay三角网,是提高建网速度的关键.     

复合材料层合壳体热弹耦合简化模型

为有效分析复合材料层合壳体单向耦合的热弹性问题,基于变分渐近方法（VAM）建立热弹性简化壳体模型。根据Hamilton扩展原理建立层合壳体三维能量方程,并利用壳体固有小参数将三维能量渐近扩展为系列二维近似能量方程。将近似能量转换为工程常用的Reissner-Mindlin形式,并推导三维场重构关系以准确重构沿厚向的三维场分布。通过热/力环境下4层复合材料层合壳体的柱形弯曲算例验证：该理论建模速度快（等效单层板模型,相比三维有限元法可减少2～3阶计算量）;具有很好的非线性逼近能力（收敛于精确解）。     

采用球面键槽的高拱坝横缝开度仿真分析

采用三维有限厚度带球面键槽接缝单元模拟拱坝横缝,推导了球面键槽的接触物理方程,探讨了球面键槽的最优中心角.在三维瞬态温度场仿真计算结果的基础上,利用三维瞬态非线性有限元方法对小湾拱坝横缝开度进行了全过程仿真分析.计算中考虑了坝体材料的热力学性能、浇筑过程、环境温度变化、封拱和蓄水过程以及接缝在灌浆前后的不同力学性质等因素.计算结果表明,小湾拱坝大部分灌区横缝开度满足灌浆要求,灌浆后蓄水对横缝有压紧作用,不存在二次灌浆问题.     

三角形网格多面体空间四边界区域的数据参数化

分析了三角网格多面体四边界区域数据参数化的基本方法,提出了在三角网格多面体四边界区域划分基础上进行四边界区域数据快速参数化的新技术。通过坐标变换、点面投影把空间四边区域的数据参数化难题转化为平面四边区域网格划分问题,并提出了由折线边构成平面四边区域的双向伸缩网格生成技术,解决了反求工程中复杂曲面分片四边区域的数据采集困难问题,为后继的多片四边区域的NURBS曲面的拼接和拟合提供了技术保证。     

基于区域分割与约束逼近的二次曲面重建

从散乱数据中有效地分离出特征与约束是表达原始产品设计意图的关键.基于点的连通性及同一特征曲面数据点估算法矢、曲率的相似性,并在特征曲面拟合误差控制下实现了空间散乱数据二次曲面数据的自动分离;应用二次曲面的几何参数表达建立了二次曲面整体约束逼近的最优化数学模型,将几何约束情况下的二次曲面重建转化为数学模型的求解,使重建的CAD模型可有效再现二次曲面之间的几何约束.工程应用实例表明:该方法稳定可靠,可显著提高反求工程CAD建模效率及重建模型精度.     

点云管道曲面的重构

该文主要研究了根据三维散乱点云重构管道曲面的一种算法.首先将散乱的数据点分块,计算得到对应管道曲面的中心轴线上的点,然后将其作为控制顶点拟合成光滑的B样条曲线,再以B样条上的点为圆心绘制圆,最后连接所有圆生成光滑的管道曲面.该文利用散乱点的微分几何性质及最小二乘拟合算法,局部拟合最佳的圆柱面,准确计算管道面的中心轴点,...     

启发式区域扩张网格重构算法

为了从散乱数据点快速构造网格,提出了一种新的区域扩张算法.算法从一个种子面片出发,利用启发信息,即网格的某些局部特性,优先选择有利的活动边进行扩张.有利的活动边指扩张简单、不易产生几何错误的活动边.在每次扩张中算法首先确定候选点,然后根据准则选择最佳点与活动边构成新面片,再经过启发信息检测和几何完整性检测,最后加入到已构造网格中.如此不断循环,最终构造出反映物体形状的二维流形网格.算法只需要采样点的位置信息,不需要事先给定点法矢、曲面边界等其他信息,就可以处理分布不均匀或含少量噪音的数据点.