逆向工程中NURBS曲面重构技术

针对激光扫描系统采集的机械零件点云数据的特点,在原始点云数据预处理上,采用删除非曲面上的点云数据、拼接、排序和点云数据切片等方法,对数据进行平滑和分块,利用非均匀B样条法对切片点云数据进行光滑和数据插补,给出了NURBS曲面的重构方法,重构过程简单、适用,该方法是一种有效实用的方法.     

基于Cimatron的复杂曲面"点云"数据重构技术

复杂曲面的“点云”数据重构出曲面原形是其反向工程的关链技术．本文基于Cimatron软件的反向工程模块,提出了把“点云”数据重构出高精度的NURBS(非均匀有理B样条)曲面的流程和方法,并以一个实例对其进行说明,最后重构出其曲面．     

燃气轮机透平叶片几何形状重构技术研究

基于逆向工程,采用NURBS(非均匀有理B样条)理论对透平叶片数据点阵进行整体插值,实现对透平叶片几何形状的重构;然后采用NURBS小波分解的光顺算法,对重构的自由曲面进行整体光顺。实践表明,经过重构和小波光顺后,有效地构造出透平叶片曲面并去除了曲面坏点,改善曲面的品质,达到预定目的。     

三次B样条反求控制点

反求工程作为复杂工业产品设计与制造的重要技术手段之一,深受CAD/CAM领域的广泛重视,特别是自由曲面重构技术作为复杂曲面产品反求工程中的＂瓶颈＂问题,是今后一个时期的研究热点.反求工程中最为关键的技术就是曲面重构技术.目前主要有两大重构方法：NURBS曲面重构和三角Bezier曲面重构.本文围绕NURBS曲面重构展开研究,提出一种反算三次B样条曲线、曲面控制顶点的简便算法.该算法适用于准均匀和非均匀B样条曲线、曲面的反算.算法采用非节点边界条件,不需要由用户提供,从而使反算过程得以简化.     

激光扫描点云数据的NURBS曲面重构技术研究

利用激光扫描系统采集的点云数据具有在某一维上不变的特点,提出了基于NUBRS重构曲面的方法.在原始点云数据预处理上,采用删除非曲面上的点云数据、拼接、排序和点云数据切片等方法,利用最小二乘非均匀B样条法对切片点云数据进行光滑和必要的数据插补,并经二次采样后得到重构曲面的数据.以鼠标表面的重构过程说明了该方法的有效性和实用性.图4,参7.     

基于NURBS技术的船体几何重构研究与实现

为实现船体的几何重构,基于非均匀有理B样条(NURBS)技术针对DTMB5415船体几何重构展开研究。根据NURBS技术原理以及边界处理过程,求解过程结合非节点边界条件,采用一种无需型线切矢量的曲线控制顶点反算算法。利用C++语言编写的程序实现船体型线和船体曲面重构,分析了控制顶点和权因子特性对几何重构结果的影响,通过误差分析得出,复杂曲面重构最大误差为0.178 5 mm,验证了该算法的可靠性。并采用二分法、黄金分割法和斐波那契法对船体曲面与水面求交展开研究分析,结果表明二分法收敛速度更快。通过研究认为:该程序求解的NURBS技术对船体几何重构精度较好,且具有曲面变形、曲面拼接和曲面分割等功能。     

多尺度NURBS曲面间的G1连续算法

利用准均匀B样条基函数和二维B样条小波的多分辨分析理论, 简述了准均匀B样条基函数作为尺度函数而构造的B样条小波及其分解算法, 并给出了NURBS曲面的分解算法. 基于NURBS曲面(B样条曲面)的G¹连续条件及其多尺度表示, 给出了两个多尺度NURBS曲面间保持G¹连续的算法与实现过程.     

船体非均匀有理B样条曲面造型与OpenGL显示

介绍了非均匀有理B样条(NURBS)曲面模型,并分析船体型值表中数据的特点,利用NURKS曲面插值算法,提出了对船体曲面进行NURBS表达的方法．对节点矢量计算及边界条件构造进行了研究,并利用OpenGL函数实现了船体曲面的三维显示．取得的效果具有较好的光顺性．     

NURBS直接插补技术中快速求值求导算法

为了提高NURBS直接插补算法的实时性,研究了NURBS曲线和曲面的快速求值与求导计算算法.根据de Boor-Cox的非均匀B样条求导的递推公式,提出了一种快速递推算法.该算法基于NURBS曲线、曲面的矩阵表示形式,推导了非均匀B样条基函数的系数矩阵快速计算方法.与传统de Boor-Cox等算法相比,该算法推导简单,计算快速,有利于提高计算速度,缩短插补周期,提高插补的实时性.另外,该算法还可用于计算非均匀B样条曲线、曲面,并且可用于计算机辅助几何设计的相关研究.     

NURBS曲线形状微调

针对非均匀有理B样条(NURBS)曲线形状微调的一种新方法。插值NURBS曲线控制点构造一条B样条曲线,通过调整插值B样条曲线的控制点来调整NURBS曲线的形状。此外,用权点表示控制点,通过调整权点可以交互地修改NURBS曲线的形状。实验结果表明,该方法在解决NURBS曲线形状调整的效率上十分有效。     

非均匀有理B样条自由曲面的光顺检测

提出了一种针对非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）自由曲面的高斯曲率等值线的光顺检测方法,重点解决绘制高斯曲率等值线出现的极值点的重复搜索问题,并将改进的Ｂｕｌｉｒｓｃｈ－Ｓｔｏｅｒ等值线搜索法用于极值搜索中,提高了搜索效率。     

Study of 3D Mannequin and Garment Modeling in Garment CAD

On the base of studying the modeling technique of man-nequin and garment curved surface with non-uniform rational B-spline(NURBS),several methods of mannequin data pickup on 2D screen are proposed.A garment style creating method,which gets the key points for garment style modeling by drawing panel contour aroundthe mannequin on the screen and calculating the offset value between the body and the garment,is presented.Then 3D garment styles can be easily modeled with the key points and interactively modified.     

一种针对非均匀有理B样条曲面的碰撞检测算法

提出了一种针对非均匀有理B样条（NURBS）曲面的碰撞检测算法，它将节点反插技术引入到NURBS曲面细分中，通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测．该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点，反算出要插入的节点，再采用节点插入技术将曲面细分，然后为逐步细分的曲面控制点建立固定方向凸包（FDH）包围盒，以尽早排除不可能碰撞的情况．在到达一定细分层次后，进行曲面之间的距离测试，若距离小于某一阈值，则认为发生碰撞．通过虚拟环境中蝴蝶与玉米叶的碰撞实验表明，所提算法可以应用于由NURBS曲面表示的物体碰撞检测，在细分层次为5，阈值为0．0006时，可以使本例碰撞检测具有良好的精确性和实时性。     

双三次B—样条曲面的G^1连续条件

非均匀有理B－样条曲面（NURBS）是曲面构造的常用工具,是目前工业界面曲线表示的数学标准,B－样条曲面尽管是一种特殊NURBS,但在实际应用中是首选形式,本文得到了关于两个双三次B－样条曲面片B1连续的充分必要条件和在公共边界线上控制向一的本征条件,这些条件直接由两个B－样条曲面控制向量表示。     

涡轮弯扭叶片的几何造型

现代涡轮叶片是弯曲、扭转、变截面复杂流线型面,一般无法解析表达,为满足叶片型面数控加工要求,针对给定若干叶片截面上型值点的情况,采用节点号参数化双三次Ｂ样条插值曲面对完整弯扭叶片进行三维造型,并提出考察造型型值点网格密度是否满足加工精度要求的判断准则,实际加工证明,此算法简洁,稳定,适合涡轮叶片加工的工程需要。     

基于约束条件的三次NURBS曲线插值研究

综合目前NURBS曲线插值方法,提出了一种新的三次NURBS曲线插值方法.该方法给出了求在型值点处曲率和切线方向约束条件下的三次NURBS曲线插值的方法,为以后通过NURBS曲线生成NURBS曲面奠定基础,并为工程设计人员进行NURBS曲线插值提供理论依据.     

STL切片数据的NURBS曲线拟合算法

在快速成形加工过程中，由于对STL文件切片所得数据是由极不均匀的细微离散线段序列组成，为提高制件加工速度和精度，必须对切片数据进行重新拟合处理，为简化后续插补处理，不适宜采用抛物线、双曲线、B样条等标准圆锥曲线及不规则参数等多种类型组合曲线拟合，基于此，提出了一种合适于STL文件切片数据的二次NURBS曲线拟合算法，以便对于标准曲线和自由曲线提供统一的表达式。     

双三次NURBS曲面生成与分解

推导出了一套便于微机实现的双三次ＮＵＲＢＳ（非均匀有理Ｂ样条）曲面的生成算法，在此基础上，提出了由一张ＮＵＲＢＳ曲面分解成多张ＮＵＲＢＳ子曲面的方法，并使得对整张曲面的造型修改可通过对各子曲面的造型修改来实现．解决了因内存资源有限而难以在微机上进行大曲面或复杂曲面（多控制顶点）的动态造型设计这一难题．     

曲面转换中的一个定理

Ｃｏｏｎｓ类曲面、Ｂ样条曲面和ＮＵＲＢＳ曲面是ＣＡＧＤ中主要的曲面表达形式。Ｃｏｏｎｓ构造曲面的思想对ＣＡＧＤ的发展起了巨大的推动作用。Ｂ样条曲线、曲面具有许多优点而且已成为ＣＡＧＤ中使用最为广泛的方法之一。文中应用Ｂ样条的递推公式，讨论了Ｃｏｏｎｓ类曲面向ＮＵＲＢＳ曲面转换过程中用到的一个重要定理。给出了这个定理的一种构造性证明。定理的证明过程同时也给出了转换方法。这个定理在Ｃｏｏｎｓ类曲面向ＮＵＲＢＳ曲面的转换过程中起到了重要的桥梁作用。     

用OpenGL和MFC实现NURBS曲面的绘制及裁剪

NURBS方法因其表示法的同一性、形状控制灵活性，在曲面造型和重构中具有重要作用．该文通过分析，完成了在MFC中用OpenGL实现NURBS曲面的绘制及裁剪，为在逆向工程中实现基于型值点的曲面拟合和裁剪奠定了基础．