血液粘度仪旋转锥体角速度误差分析与补偿

剪切池内旋转锥体的角速度是新型锥板式血液粘度仪的主要信息源,其精度取决于光电传感器和齿形盘.分析了光电传感器的点光源特性和齿形盘的周期性摆动及其加工精度导致的角度误差.针对锥体角速度的单调递减特性、角度误差在单转内的随机性及整个测量过程中呈周期性,采用有理三次样条插值算法对角速度误差进行补偿.实验结果表明:该方法可提高...     

Cubic B样条旋转曲面的自由绘制技术

随着基于样条曲线的模型逐渐成为CAGD的主要研究对象,进一步带动了高度自由曲面建模技术的发展.本文描述一个新颖、直观的旋转曲面绘制技术,它支持三次B样条的自由输入作为轮廓线,并通过提取的样点矢量以及最小方差逼近方法形成旋转轴,利用轴上测量点的切线方向确定各个圆平面,从而建立了平面上旋转坐标矩阵,最终插值空间球面样点生成双三次B样条曲面.实验结果有效地验证了此技术的高效性.     

B样条类曲线及其在曲线参数化中的应用

从B样条基函数出发,通过参数变换,导出B样条函数类的概念,讨论了它们的性质.给出B样条类曲线和附加权因子的B样条类曲线的理论,研究了它们与B样条曲线的关系.提出B样条曲线重新参数化因子的概念,探讨通过基函数的重新参数化实现B样条曲线的重新参数化的方法.结果表明,该方法具有较好的通用性以及计算简单、便于操作等特点.     

双足机器人的两种步态规划的解耦分析及比较

在双足机器人行走步态规划的研究中,首先对前进方向和侧面摆动进行解耦,建立运动学数学模型,运用ZMP稳定性判据作为双足机器人行走稳定性判断标准,利用时序构造函数法和三次样条插值法对双足机器人运行步态进行规划。利用matlab软件编程和仿真,能够体现出不同规划方法下步行状态在时间和空间的特征,仿真结果对比表明,利用三次样条插值法的步态规划,能够更好的反映出双足机器人的步行稳定性。     

直线网格B样条混合滤波GPU光线投射

为了快速、高质量地绘制直线网格,提出B样条混合滤波方法,实现加速网格,并将其应用到直线网格GPU光线投射.证明了三次B样条基函数导数的符号性质,进而证明用快速三次滤波方法(S& H方法)计算非均匀B样条函数的导数会出现误差.据此,在光线积分计算中,如果条件允许,采用S & H方法;否则采用基于B样条基本公式的滤波方法.另外,证明三次B样条函数导数的范围,以实现梯度量调制和加速网格;在光线积分计算中,利用梯度量调制表现物质的分界面;利用加速网格,跳过无效积分步,加快绘制速度.实验结果表明,采用混合滤波的直线网格GPU光线投射方法能消除S&H方法导致的走样现象;与基于B样条基本公式的绘制方法相比,该方法更快;如果模拟或测量的物体本身是光滑的,该方法能快速反映其真实特征.     

基于肿瘤细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法

利用“细胞CT”——激光扫描共聚焦显微镜可以获得肿瘤细胞三维断层图像,实现肿瘤细胞三维可视化,具有重要临床及科研意义。本文提出了一种针对细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法,以图形形态学中心为极坐标原点,将轮廓点转换为极坐标表示。按极角采样获得离散轮廓点数据,综合多层轮廓信息,依照表面轮廓变化趋势,进行均匀三次B样条拟合完成插值。并针对肿瘤细胞核常见的分支核结构,利用曲率角点检测和数学形态学相结合的方法实现轮廓分割,并采用基于阈值半径的轮廓匹配方法实现分支轮廓对应,继而实现细胞分支核插值。结果显示,本方法可实现细胞及细胞核的三维插值,插值后轮廓表面三维重建表现出良好的曲面光滑性和连续性。极坐标插值数据可为细胞三维形态结构测量提供便利。     

基于B样条整体最小二乘的非线性多功能传感器信号重构方法

提出一种基于B样条整体最小二乘(Total least squares,TLS)的非线性多功能传感器信号重构新方法.该方法利用B样条基函数直接构建描述多功能传感器传递函数反函数的张量积B样条曲面;采用TLS求解超定方程组以获得稳定的控制系数估计.以二输入二输出多功能传感器模型为实验对象,在两种非线性情况下对多功能传感器的输入信号进行了重构,重构相对误差分别为0.162％和1.043％,并与常用重构方法进行了对比分析.理论和实验表明,B样条TLS重构方法对非线性多功能传感器传递函数的反函数具有良好的逼近性能,在信号重构中表现出较好的有效性.     

一种二次样条保单调Hermite插值方法

提出一种保单调的二次样条Hermite插值方法。该方法在研究总结其他二次样条插值方法的基础上,通过设定适当的结点斜率保证了插值曲线的单调性,并且给出了算法的严格证明;该算法在一个给定的点列上进行了验证,验证结果表明该算法可以得出连续、平滑的插值曲线,具备较为优秀的性能。     

Constructing C~1 Continuous Surface on Irregular Quad Meshes

A new method is proposed for surface construction on irregular quad meshes as extensions to uniform B-spline surfaces. Given a number of control points, which form a regular or irregular quad mesh, a weight function is constructed for each control point. The weight function is defined on a local domain and is C1 continuous. Then the whole surface is constructed by the weighted combination of all the control points. The property of the new method is that the surface is defined by piecewise Cl bi-cubic rational parametric polynomial with each quad face. It is an extension to uniform B-spline surfaces in the sense that its definition is an analogy of the B-spline surface, and it produces a uniform bi-cubic B-spline surface if the control mesh is a regular quad mesh. Examples produced by the new method are also included.