密集三维散乱点数据的拓扑矩形网格自组织压缩重建

探讨了曲面密集三维散乱点数据的拓扑矩形网格自组织压缩重建方法。建立了基于自组织特征映射神经网络的三维散乱点数据的拓扑矩形网格自组织压缩重建模型。该模型利用神经元对曲面散乱点的学习和训练来模拟曲面上的点与点之间的内在关系,结点连接权矢量集作为对散乱点集的工程近似化并重构曲面样本点的内在拓扑关系,实现曲面密集三维散乱点数据的自组织压缩。按矩形阵列侧抑制邻区训练调整网络神经元权重矢量,使网络输出层结点呈矩形阵列分布,可生成测量点集压缩后的拓扑矩形网格,可用于NURBS曲面重构。计算机仿真实验表明,所建模型可以实现三维密集散乱点数据自组织压缩,生成期望疏密程度和精度的双有序点列,重建矩形拓扑网格。     

反求工程中散乱点云数据的自动分割与曲面重构

提出了一种在反求工程中对散乱点云数据进行自动分割与曲面模型重构的方法．建立了散乱点云数据之间的拓扑信息，对点云数据进行三角剖分重构网格曲面模型．基于网格曲面求解点云数据的曲率极值，提取边界点云，进一步拟合成边界曲线．利用边界曲线将整个点云自动分割，每一片点云采用二次曲面或自由曲面进行拟合，对于二次曲面可以根据参数自动确定曲面类型，最终得到完整的CAD模型．用一个鞋跟模型的实例证明了该方法的有效性．     

用径向基函数隐式拟合点云数据

提出一种新方法拟合散乱点云数据.拟合曲面由一个三变量模型的零水平集定义,该三变量模型是基于径向基函数散乱数据的一个隐式最小二乘拟合.数值实验结果表明,新方法比基于径向基函数的插值曲面方法快,并且容易实现.     

基于径向Hermite基函数的散乱数据隐式拟合

提出一种新方法拟合给定的散乱数据点集,该方法只需利用散乱数据点的法矢信息,而无需求解方程组,且不需要额外的内、外部约束点.对于给定的三维散乱数据点和相应的法向量,新方法可以产生一个隐式函数,其零水平集插值给定散乱数据点和相应的法向量.     

面向3D散乱点云数据的曲面拟合综合实验平台

为了解决计算机图形学中曲面拟合知识点授课过程中重理论、偏抽象、不直观等问题,以课堂中的网格模型分割、3D散乱点云数据球面拟合及3D散乱点云数据椭球面拟合等关键知识点为例,开发了"基于3D散乱点云数据的球面拟合、椭球面拟合综合实验平台V1.0"。利用该平台软件可以较为直观地掌握网格模型数据提取、球面最小二乘拟合和椭球面模型拟合重构等技术原理。该平台不但可以助推课堂教学,而且还在教师科研项目、大学生科创竞赛中发挥了良好的作用。     

微切平面逼近三维散乱数据的研究

提出了三维散乱数据微切平面逼近的算法．基于曲面形状信息反映在三维散乱点集中，用三维点集中某点的邻域点集构造微切平面来近似表示该点处的局部形状，所有点的微切平面集合则构成了待构曲面的近似表示．通过欧几里德最小生成树对微切平面法矢方向进行调整使其达到整体一致性，该算法在三维散乱数据曲面重构中具有重要意义．     

多项式理想在三元插值中的应用

利用代数几何中理想和代数集的基本理论,研究了三维欧氏空间中多元Lagrange插值问题,构造了一种新的沿代数曲面插值适定结点组的方法--添加曲面法,该方对于曲面的拼接、散乱数据插值与拟合等有重要作用.     

散乱点云数据的曲率精简算法

针对海量散乱点云数据精简问题,提出了以平均曲率为判据的精简算法.采用八叉树结构对点云数据进行空间分割,由分割结果建立k邻域.在散乱数据点参数化的基础上,对k邻域内的散乱点进行二次曲面拟合,求出拟合曲面的平均曲率,进而得出邻域内所有数据点的平均曲率均值,以此为判据进行数据精简.构造曲率差函数,识别出边界数据点,对其进行数据保护.结果表明,该算法对具有曲率多样化特点的点云数据精简具有一定的理论意义和应用价值.通过实验验证了该算法的可靠性和准确性.     

微切平面逼近三维散乱数据的研究

提出了三维散乱数据微切平面逼近的算法。基于曲面形信息反映在三维散乱点集中，用维三点集中某点的邻 集构造微切平面来近似表示该点处的局部形状，所有点的微切平面集合则构成了待构曲面的近似表示。通过欧几里德最小生成树对微切平面法矢方向进行调整使其达到整体一致性，该算法在三维散乱数据曲面重构中具有重要意义。     

圆盘/球域控制点曲线/曲面在散乱数据拟合中的应用

提出了一种散乱点的参数化方法和两个拟合算法来解决用圆盘和球域控制点 Bézier/B样条曲线和曲面拟合散乱数据的问题,还设计了一些例子来说明这些算法.     

利用投影的方法求曲面／曲面相交

ＳＳＩ（ｓｕｒｆａｃｅ／ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ）算法主要有２种：几何分割法和数值追踪法,但是在曲面／曲面求交的实体造型中,为了保证系统的稳定性和准确性,需要有一个可靠的,准确的和拓扑一致的求交算法。该文所提出利用投影的方法来计算曲面／曲面相交,能成功解决上面提出的问题。     

髋臼软骨参数化曲面模型

为了提高髋关节模拟研究精度,提出一种基于逆向工程技术建立和验证髋臼软骨参数化曲面模型的新方法.首先通过激光扫描获得髋臼软骨表面完整的几何信息———点云数据;然后通过髋臼三维坐标系的建立与坐标变换,实现髋臼点云坐标的归一化;最后运用优化拟和方法建立了一种新型的髋臼软骨参数化曲面模型,并将这种新模型与传统球面模型进行了解剖匹配度(即模型与真实髋臼软骨面之间平均偏离距离)的统计分析.结果表明,新模型的解剖匹配度显著高于传统的球面模型(P<0.001),尤其在髋臼软骨的臼顶区域新模型较球面模型更具精确的解剖匹配.     

对Bezier曲面和B样条曲面之间过渡曲面构造问题的研究

提出了张量积Bezier曲面和B样条曲面的过渡曲面的算法,并且对于双三次张量积B样条曲面和双三次张量积Bezier曲面给出了计算实例,验证了算法的可行性。     

MEAM在表面能和表面应力中的应用

介绍了一种新的EAM理论,它表述简单,而且已经成功地用于金属的氢脆、点缺陷(杂质和空位)、表面重构、合金的表面偏析和相稳定的特性的研究。模型参数通过拟合结合能、弹性常数、空位形成能等实验值来确定,并给出了晶体表面能和表面应力的计算表达式。     

厚松散表土层条件下的地表移动预计参数

对五沟煤矿1013首采工作面地表移动观测站观测、数据处理和分析,采用线性最小二乘估计和非线性最小二乘估计,求取了静态预计参数、动态预计参数经验公式,得出五沟煤矿厚松散表土层条件下的地表移动与变形规律,为预测未来地表塌陷的范围、损坏等级提供了技术参数,为煤矿的安全生产、"三下"采煤与环境治理提供了科学依据。     

基于蒙皮法的NURBS自由曲面设计

给出了用Ｎｕｒｂｓ截面曲线构造自由曲面的蒙皮法，重点研究了用一条脊线和一线截面线来构造工程上常用自由曲面的Ｎｕｒｂｓ曲面蒙皮法，该方法适合于平面脊线同时有多条截面线的自由曲面生成。     

浅谈平面磨削时的表面粗糙度

分析了较硬材料的最终加工工序磨削对其表面粗糙度的影响。包括人造金刚石砂轮与人造刚玉砂轮所加工的表面粗糙度和支承曲线参数值的对比。     

微重力状态下自由液面构型的Surface Evolver软件计算

以扇柱形贮箱为研究对象,根据微重力状态下液体的毛细现象,基于Surface Evolver软件平台,建立了三维分析模型.利用该模型进行数值模拟,深入研究了微重力状态下扇柱形贮箱内角处自由液面的爬升特性,数值分析结果与实验结果吻合良好,证明了该方法的合理有效性.通过数值分析,详细探讨了接触角及容器中心角对微重力条件下自由液面爬升的影响规律,发现液体与容器壁接触角之和小于90°时,液体会不断爬升;当中心角大于50°时,液体爬升高度变化很小.     

用双三次Coons曲面构造工程曲面的方法

本文从研究角点信息对双三次Coons曲面片的形状及连接的影响入手,提出了用双三次Coons曲面片构造工程曲面时提供角点信息的办法,同时给出了在保证连接达到二阶连续的条件下角点切矢的自动生成方法。